Вопреки общепринятому мнению, мозг не обладает способностью перестраиваться, чтобы компенсировать, например, потерю зрения, ампутацию или инсульт, утверждают учёные из Кембриджского университета и Университета Джона Хопкинса.
В статье, опубликованной в журнале eLife, профессора Тамар Макин (Кембридж) и Джон Кракауэр (Джонс Хопкинс) утверждают, что представление о том, что мозг в ответ на травму или дефицит может реорганизовывать себя и перепрофилировать определённые области для выполнения новых функций, в корне ошибочно - несмотря на то, что оно часто упоминается в научных учебниках. Вместо этого они утверждают, что происходит просто обучение мозга использованию уже существующих, но скрытых способностей.
Один из наиболее распространённых примеров: человек теряет зрение или рождается слепым, и зрительная кора, ранее специализировавшаяся на обработке зрения, перестраивается на обработку звуков, что позволяет ему использовать "эхолокацию" для навигации в захламлённом помещении. Другой распространённый пример - люди, перенёсшие инсульт и неспособные двигать конечностями, перепрофилируют другие области мозга, чтобы вернуть контроль над ними.
Кракауэр, директор Центра по изучению моторного обучения и восстановления мозга при Университете Джона Хопкинса, сказал: "Идея о том, что наш мозг обладает удивительной способностью к самовосстановлению и реорганизации, очень привлекательна. Она вселяет в нас надежду и восхищение, особенно когда мы слышим удивительные истории о слепых людях, развивающих почти сверхчеловеческие способности к эхолокации, например, или о людях, переживших инсульт, которые чудесным образом восстанавливают двигательные способности, которые они считали утраченными. Эта идея выходит за рамки простой адаптации или пластичности - она подразумевает полное перепрофилирование областей мозга. Но хотя эти истории вполне могут быть правдой, объяснение происходящего, по сути, неверно".
В своей статье Макин и Кракауэр рассматривают десять фундаментальных исследований, которые якобы демонстрируют способность мозга к реорганизации. Однако они утверждают, что, хотя эти исследования действительно демонстрируют способность мозга адаптироваться к изменениям, он не создаёт новые функции в ранее не связанных с ним областях, а использует скрытые возможности, заложенные в нём с рождения.
Например, в одном исследовании, проведённом в 1980-х годах профессором Майклом Мерзеничем из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, изучалось, что происходит, когда рука теряет палец. Рука имеет определённое представление в мозге, причём каждый палец, по-видимому, связан с определённой областью мозга. Если удалить указательный палец, то участок мозга, ранее предназначенный для этого пальца, будет перераспределён для обработки сигналов от соседних пальцев, утверждает Мерзенич, - другими словами, мозг перестраивается в ответ на изменения в сенсорном вводе.
Это не так, считает Макин, чьё собственное исследование даёт альтернативное объяснение.
В исследовании, опубликованном в 2022 г., Макин использовала блокатор нервов, чтобы временно имитировать эффект ампутации указательного пальца у своих испытуемых. Она показала, что даже до ампутации сигналы от соседних пальцев отображались на область мозга, "отвечающую" за указательный палец, - другими словами, хотя эта область мозга, возможно, в первую очередь отвечала за обработку сигналов от указательного пальца, она не была исключительно таковой. Все, что происходит после ампутации пальца, это то, что существующие сигналы от других пальцев "набираются" в этой области мозга.
Макин, сотрудник отдела когнитивных и мозговых наук Совета по медицинским исследованиям (MRC) при Кембриджском университете, сказал: "Способность мозга адаптироваться к травме не заключается в том, что он выделяет новые области мозга для совершенно других целей. Эти области не начинают обрабатывать совершенно новые типы информации. Информация о других пальцах была доступна в исследуемой области мозга ещё до ампутации, просто в оригинальных исследованиях учёные не обращали на неё особого внимания, поскольку она была слабее, чем для пальца, который собирались ампутировать".
Ещё одним убедительным контрпримером аргумента о реорганизации является исследование врождённо глухих кошек, у которых слуховая кора - область мозга, обрабатывающая звуки, - как оказалось, перепрофилирована для обработки зрения. Но когда им устанавливают кохлеарный имплантат, эта область мозга сразу же начинает снова обрабатывать звук, что свидетельствует о том, что мозг на самом деле не перестраивался.
Изучая другие исследования, Макин и Кракауэр не нашли убедительных доказательств того, что зрительная кора людей, родившихся слепыми, или неповреждённая кора мозга людей, переживших инсульт, когда-либо развивала новую функциональную способность, которой не существовало в других случаях.
Макин и Кракауэр не отвергают истории о том, что слепые люди могут ориентироваться исключительно на основе слуха, или, например, люди, перенёсшие инсульт, восстанавливают свои двигательные функции. Они утверждают, что вместо того, чтобы полностью перепрофилировать регионы для выполнения новых задач, мозг совершенствует или модифицирует уже существующую архитектуру - и делает это путём повторения и обучения.
По их мнению, понимание истинной природы и пределов пластичности мозга крайне важно как для формирования реалистичных ожиданий пациентов, так и для ориентации практикующих врачей в их реабилитационных подходах.
