Мозг подростка. Спасительные рекомендации нейробиолога для родителей тинейджеров
Количество белого вещества, или миелина, однако, имеет только одну траекторию в подростковом возрасте: восходящую. Это обнаружили Джей Гидд и его коллеги из Национального института психиатрии, просканировав мозг почти тысячи здоровых детей в возрасте от трех до восемнадцати лет.
Как мы видели на рисунке 4, исследователи из Университета Калифорнии, Лос-Анджелес, основываясь на этих выводах, сравнили сканы молодых взрослых, в возрасте от двадцати трех до тридцати, со сканами подростков, в возрасте от двенадцати до шестнадцати. Они обнаружили, что миелин по-прежнему производится и после подросткового возраста и даже после тридцати, что делает связи между областями мозга еще более эффективными.
Без этих изолированных соединений сигнал от одной области мозга – например, страх и стресс, исходящие из миндалины, – не может связаться с другой частью мозга – например, с оценкой происходящего, которую производит лобная доля. Для подростков, чей мозг еще формируется, это означает, что иногда они оказываются в опасной ситуации, не зная, что им следует предпринять дальше.
Это подтверждается в исследовании 2010 года, проведенном британским Красным Крестом. Ученые выясняли, как подростки реагируют на чрезвычайные ситуации с участием друга, который напился.
Более десяти процентов всех детей и подростков в возрасте от одиннадцати до шестнадцати лет когда-либо имели дело с другом, который плохо себя чувствовал или даже терял сознание вследствие чрезмерного употребления алкоголя. У половины из них друг в такой ситуации полностью отключался. В более широком смысле опрос показал, что девять из десяти подростков имели дело с каким-либо кризисом с участием другого человека – травмой головы, удушьем, приступом астмы, эпилептическим припадком и т. д. Сорок четыре процента опрошенных подростков признались, что паниковали в чрезвычайной ситуации, а почти половина (сорок шесть процентов) признались, что вообще не знали, как реагировать.
Дэн Гордон, пятнадцатилетний мальчик из Гемпшира, Англия, который дал интервью газете Guardian по поводу этого исследования, рассказал о вечеринке, на которой несовершеннолетние употребляли алкоголь. После того как одна девочка упала в обморок на пол, лицом вниз, и ее начало рвать, остальные подростки в комнате запаниковали. Посчитав, что нужно просто не дать ей задохнуться, они подняли ее, с трудом вывели на свежий воздух и стали ждать, когда она придет в себя. Дэн признался репортеру, что ни он, ни кто-либо другой на вечеринке не догадался вызвать скорую помощь. Другими словами, миндалины подростков распознали опасность, но их лобные доли не отреагировали на это. Вместо этого подростки действовали, не задумываясь о будущем и живя только настоящим моментом.
Мой сын Эндрю был свидетелем похожей истории в колледже. Он гостил у своей тогдашней подруги в колледже Бостона. К соседке этой подруги приехала гостья, застенчивая первокурсница с Юга, которая быстро опьянела на какой-то студенческой вечеринке. Когда Эндрю с подругой обнаружили, что молодая девушка потеряла сознание, они запаниковали. Вместо того чтобы вызвать службу спасения 911 или представителей службы безопасности студенческого городка или отвезти ее в отделение неотложной помощи, они позвали на помощь пару друзей, а потом поехали к нашему дому, который находился примерно в десяти милях от общежития.
«Мы не хотели звонить в службу безопасности студгородка», – объясняла подруга Эндрю, пока я осматривала девочку, которая в настоящий момент почти не реагировала ни на что.
«Она первокурсница. Если бы мы привезли ее в медицинский центр, мне и моей соседке по комнате было бы несдобровать».
Эндрю и его подруге тогда было по двадцать одному году, а этой гостье всего восемнадцать.
«А как насчет того, чтобы отвезти ее в больницу?» – спросила я.
«Мы не знали, насколько она пьяна, – сказал еще один их приятель. – Она разговаривала, когда мы сажали ее в машину, а теперь она полностью отключилась».
Никто из них на самом деле не знал эту девушку – в тот день они лишь мимолетно виделись с ней в первый раз, когда она приехала к соседке по комнате. У нее был кошелек и удостоверение личности из ее колледжа в Южной Каролине и никакой другой информации. Соседку, которая пригласила ее в Бостон, нигде не могли найти. Девушка была сонливой и быстро отключалась, а потом ее вырвало на пол. В этот момент я настояла, чтобы они отправили ее в местную больницу общего профиля, находившуюся всего в миле от нашего дома. Понадобилось три человека, чтобы донести девушку обратно в автомобиль. Минут через пятнадцать мне позвонила подруга Эндрю и сказала, что девушку кладут в больницу для наблюдения.
Бедняжка провела неприятную ночь в больнице, и ребята из колледжа забрали ее на следующий день. На обратном пути в Бостон они остановились у моего дома, чтобы собрать вещи, оставленные предыдущей ночью. Молодые первокурсники были бледными и очень уставшими, но в целом держались молодцом. Уровень алкоголя в крови девушки достиг рекордных 3,4 промилле, что более чем в четыре раза превышает уровень, разрешенный при вождении в США, и опасен для жизни. Если бы ее не привезли в больницу, где ей промыли желудок и дали активированный уголь, чтобы исключить дальнейшее всасывание алкоголя, последствия могли быть самые ужасные.
Я усадила ребят на кухне, открыла свой ноутбук и показала им изображение уровней содержания алкоголя в крови и их воздействие на координацию и сознание. Я указала, что уровень в четыре промилле – чуть больше, чем обнаружили у девушки, – может быть смертельным. Оказывается, девушка выпила около семнадцати рюмок в тот вечер – насколько она помнила. Не было никакого смысла задавать обычный вопрос: «О чем вы вообще думали?», но я чувствовала, что это хороший обучающий момент, чтобы показать им всем, насколько девушка была близка к трагическому концу.
Юная студентка оправилась и, надеюсь, выучила свой урок, но очевидно, что последствия неспособности принимать решения часто бывают катастрофическими для подростков.
Беннету Барберу было шестнадцать лет в канун Нового, 2008 года, когда он ушел с вечеринки у подруги в Марблхед, штат Массачусетс, и пошел домой. Было около половины двенадцатого вечера, шел снег и дул порывистый ветер со скоростью до тридцати миль в час. Одетый в джинсы и кроссовки, Беннет был пьян и дезориентирован, и, хотя до его дома было меньше километра, он заблудился. В итоге он рухнул лицом вниз, в сугроб.
В три часа утра его мать позвонила в полицию, и морозной ночью были начаты поиски. Несколько часов спустя спасатель обнаружил бутылку пива в снегу и последовал по расплывчатому следу. Когда Беннета нашли, он был в полубессознательном состоянии и страдал от переохлаждения. У него также не было одного кроссовка и носка. На машине скорой помощи школьника отвезли в больницу Массачусетса. Там обнаружили, что у него слишком низкая температура тела, а его правая ступня, казалось, была отморожена. Его поместили в специальную палату, чтобы поднять температуру тела, а впоследствии перевели в ожоговый центр для лечения обморожения.
Беннет позже сказал отцу, почему власти так долго его искали. Он старался скрыться от них! Полицейский отчет приводит подробности: мальчик помнит, что видел огни, но говорит, что он прятался каждый раз, когда кто-то с фонариком проходил мимо, потому что он не хотел попасть в беду из-за выпивки.
Девочка-подросток, у которой состоялась та стихийная вечеринка, когда ее родители уехали, сначала сказала полиции, что Беннет был пьян, когда он пришел туда, и что она какую-то часть пути сопровождала его домой.
И лишь в пять утра она сказала правду – что в доме было более десятка людей, многие из них пили алкоголь, все несовершеннолетние, и что она пыталась выпроводить всех примерно в полдвенадцатого – перед тем, как вернутся ее родители. Две девушки сказали, что они проводят Беннета, «но когда они вышли на улицу, мальчик был слишком пьян», и они привели его обратно и оставили одного, а сами стали помогать своей подруге наводить порядок. Это был последний раз, когда они видели Беннета.
Употребление подростками алкоголя было лишь половиной проблемы. Другая половина проблемы состояла в принятии плохих решений Беннетом и его друзьями, лжи, которая привела к задержке поисков, и в панике подростка при мысли о том, что его поймает полиция. Все подростки в этой ситуации проявили потрясающее непонимание ситуации.
Ученые говорят, что понимание зависит от способности посмотреть дальше себя, и поскольку этот навык возникает в лобной и префронтальной долях, требуется время для его развития. Динамические изменения, происходящие в мозге, наполняют подростковый период энтузиазмом и подъемом. Но податливый, еще растущий подростковый мозг может быть страшной проблемой. Может случиться все что угодно – по большей части нехорошего. Подростки могут выглядеть как взрослые, они могут даже во многом думать как взрослые, и их способность к обучению ошеломляет. Но знание, что подростки не в состоянии понять свои когнитивные, эмоциональные и поведенческие ограничения, – является критически важным.
Глава 4
Обучение: Работа для подросткового мозга
«Что я сделал(а) не так?»
Обычно это второй вопрос, который я получаю от родителей подростков. Первый вопрос – риторический: «Как мог мой ребенок [заполните пропуск]?»
Большинство родителей, которые приходят ко мне, отчаялись или озлобились – или то и другое, – и все они могут заполнить пропуск целым рядом недоуменных вопросов, например: «Зачем моя дочь ночью тайком убегает из дома на свидание со своим парнем, если они только что провели вместе все выходные?» или «Как мой сын мог забраться в винный бар родителей его друга, да еще и оставить там пустые бутылки?!».
Моя соседка, мать шестнадцатилетнего сына, была ошарашена, когда вместо учебы она застукала его курящим марихуану в своей комнате. Это было отвратительно, но еще больше ее удивило то, что при этом он открыл настежь окно (это было посредине зимы!), чтобы проветрить, – и ветер вдувал дым обратно в комнату, под дверь и вниз по лестнице – прямо к моей шокированной соседке на кухню!
«Как он может быть настолько глупым?» – спросила она меня.
Родители сразу винят себя за плохое поведение подростка, хотя и не могут понять, в чем именно их вина. Биологические родители могут быть виноваты в передаче «плохих» генов; а биологические и небиологические родители – в неправильном воспитании ребенка. В любом случае вы, родители, виноваты, верно?
Однако это происходит не из-за генов, и не из-за вашего воспитания, и не из-за того, что подростка ударили по голове и он проснулся инопланетянином с Планеты подростков.
Подростки отличаются от взрослых своим мозгом, в частности – двумя необычными особенностями своего мозга. Во-первых, на этом этапе развития их мозг является наиболее мощным и наиболее уязвимым, чем на любом другом этапе их жизни. Во-вторых, даже когда подростки обучаются, их мозг сокращает серое вещество и количество нейронов. Оба эти факта верны благодаря тому, что называется нейронной пластичностью.
Даже в подростковом возрасте я часто думала о мозге. Имеет ли значение, где человек вырос? Как он рос? Способен ли мозг, как и остальные части тела, изменяться в зависимости от того, что в него поступает и чему он подвергается? Я любила прокручивать эти вопросы в голове, и, когда я поступила в колледж, они возникли снова, только на этот раз у меня уже стали появляться намеки некоторых ответов.
Как-то летом, когда я была еще в средней школе, я вызвалась поработать волонтером в Гринвическом филиале Ассоциации помощи людям с задержками в развитии (АПЛЗР). Некоторые из тех, кто регулярно посещал АПЛЗР в Гринвиче, родились с синдромом Дауна. И хотя у всех из них были различные способности, большинство были самостоятельными. Они умели плавать, принимали участие в театральной программе; некоторые даже научились читать и писать. Благодаря материальной обеспеченности жителей Гринвича местная АПЛЗР всегда хорошо финансировалась, но многие из детей были из очень привилегированных слоев. По сей день я помню, как удивилась, увидев, как на наши мероприятия прибыл лимузин, из которого высадили малыша.
Эти дети находились в необычайно богатой стимулами среде, и нахождение в этой обогащающей среде благоприятно сказывалось на них. Несмотря на их достаточно серьезные диагнозы, они были активными и любопытными и многие добивались таких же успехов в чтении и арифметике, как и обычные дети их возраста. Я знала, что они не только отлично проводили день в АПЛЗР, но и после возвращения домой часто получали физиотерапию и частные уроки.
Находясь в городе Смит, я имела возможность увидеть, какой была жизнь для умственно отсталых, которые не имели тех же преимуществ, что дети из Гринвичской АПЛЗР. Я работала волонтером несколько часов в неделю в государственной школе Белчертауна – государственном учреждении с семидесятилетней историей, где находились люди с когнитивными проблемами. Это учреждение находилось всего в нескольких милях от Смита. Контингент Белчертауна варьировал от детей до очень пожилых людей, многие из которых провели большую часть их жизнь в этом учреждении. Перед его закрытием в 1992 году в Белчертауне было полторы тысячи человек, в возрасте от одного до восьмидесяти восьми лет, которые жили в тринадцати общежитиях. Больница этого учреждения была недоукомплектована персоналом, даже после того, как местная газета написала о переполненности и жестоком обращении в 1960-х.
Когда я стала там волонтером в 1975 году, я в основном проводила время в детском общежитии. Это не было приятным местом. Комнаты пропахли дезинфекцией, игрушек было мало, и многие из детей подолгу не мылись. Подобно детям в АПЛЗР Гринвича, у всех была разная степень задержки развития, но даже более сохранные дети отставали от своих сверстников в АПЛЗР. Они сидели по углам, раскачивались и с трудом говорили, а их глаза казались пустыми.
В этот период в научном сообществе шли дискуссии о природе и воспитании и мои профессора психологии и биологии в Университете Смита обсуждали, насколько характер человека, начиная с его личности и заканчивая интеллектом, симпатиями и антипатиями, зависит от генов (природы) и насколько от влияния окружающей среды (воспитания). В Белчертауне наблюдалось явно мало воспитания, в то время как в АПЛЗР всегда была какая-то активность, специализированные методы лечения, обучение и, прежде всего, стимулирование.
В какой-то момент я поняла, что дети в Белчертауне, которые имели такую же задержку и те же препятствия, которые нужно преодолеть, были в гораздо худшем состоянии, чем дети в АПЛЗР в Гринвиче. И – по крайней мере, с моей ограниченной точки зрения – окружающая среда играла в этом основополагающую роль. Было ясно: мозг детей в АПЛЗР стимулировался и поощрялся к развитию, а мозг детей в Белчертауне – нет.
Как нет двух одинаковых отпечатков пальцев, так нет и двух одинаковых мозгов. Все, что мы делаем, думаем, говорим и чувствуем, влияет на развитие нашего самого драгоценного органа, и эти события вызывают все больше изменений в нем – до тех пор, пока цепочка действий и реакций не становится слишком запутанной, чтобы распутать ее или удалить. Наш мозги, в сущности, создают сами себя. Они не только служат потребностям и функциям конкретного человека, но и формируются – обустраиваются, если хотите, – с помощью конкретного опыта этого человека.
В нейробиологии мы называем уникальную способность человеческого мозга создавать себя пластичностью. Мышление, планирование, обучение, действие – все это влияет на физическую структуру и функциональную организацию мозга в соответствии с теорией нейропластичности.
Еще во времена Сократа некоторые считали, что мозг можно «натренировать», или изменить так, как гимнаст тренирует свое тело балансировать на перекладине. В 1942 году британский физиолог, лауреат Нобелевской премии Чарльз Шеррингтон писал, что человеческий мозг похож на «волшебный ткацкий станок, в котором миллионы двигающихся челноков ткут неясную картину, всегда имеющую смысл, хотя и всегда непостоянную». В сущности, человеческий мозг, говорил Шеррингтон, всегда находится в состоянии потока (постоянных изменений).
Через пять лет после Шеррингтона Дональд Хебб, американский нейропсихолог, был поражен случайным озарением, которое привело его к созданию первого квазиэкспериментального теста на пластичность мозга.
Когда этот сорокатрехлетний исследователь взял домой крысят из своей лаборатории в Университете Макгилла в Канаде и дал их своим детям в качестве домашних животных, он позволил этим грызунам свободно перемещаться по дому. Озарение Хебба состояло в том, что он захотел сравнить мозги этих свободно перемещающихся крыс с теми крысами, которые содержались в клетках его лаборатории.
Через несколько недель он устроил для этих двух групп крыс своего рода тест интеллекта, заставив их пройти через лабиринт. Домашние крысы, которые могли свободно перемещаться по дому Хебба и беспрепятственно общаться друг с другом, а также с Хеббом и его семьей, значительно лучше ориентировались в лабиринте, чем крысы, ограниченные небольшими клетками.
К концу 1990-х годов исследователи подтвердили ряд изменений в размере мозга, объеме серого вещества, размере нейронов, дендритных ветвлениях, а также количестве синапсов в нейронах, связанных с опытом и стимулированием. Ученые пришли к выводу: чем сильнее стимуляция и чем обширнее опыт, тем крупнее нейроны, плотнее дендриты, больше количество синапсов и объемнее серое вещество.
На старших курсах в Университете Смита в 1977—1978 годах я написала первую профессиональную журнальную статью под руководством Нико Спинелли, профессора кафедры психологии и информатики Университета штата Массачусетс, Амхерст. Он проводил новаторские эксперименты по пластичности зрительной коры.
Предыдущие исследования изучали мозг млекопитающих, выросших в обедненной среде. Спинелли хотел посмотреть, будет ли пластичность работать в «нормальной» среде. Поэтому мы взяли котят, воспитанных их матерями в стандартных условиях, и предложили им то, что называется обучением избеганию. В этих экспериментах «безопасный» и «небезопасный» стимулы ассоциировались с двумя различными визуальными воздействиями: вертикальными и горизонтальными линиями. Поскольку котята научились связывать безопасный стимул с горизонтальной или вертикальной линией, число нейронов в этих частях визуальной коры увеличивалось. Результаты, которые были опубликованы в журнале Science, подтвердили, «что раннее обучение производит пластические изменения в структуре развивающегося мозга», или, выражаясь проще, молодой мозг формируется с помощью опыта.
Конечно, взрослый мозг также может формироваться опытом. Исследователи пластичности нейронов обнаружили, что даже в старости мозг можно перестроить – просто не так легко и не так устойчиво, как в детстве и подростковом возрасте.
Если детский мозг будет реагировать и меняться в ответ на практически любую стимуляцию, то пластичность взрослых работает только в определенных поведенческих контекстах.
Например, у таксистов Лондона (как известно, сложного для навигации города) ученые обнаружили увеличенный гиппокамп, в частности в области, ответственной за пространственную память. У скрипачей и виолончелистов, которые должны использовать свои руки плавно и быстро, была обнаружена увеличенная моторная область коры. А в необычном эксперименте, проведенном несколько лет назад Патрицией Мак-Кинли из Университета Макгилла, удалось доказать, что обучение танго, которое подразумевает одновременно сложные движения и тонкое чувство равновесия, улучшало способности пожилых людей в возрасте 68—91 года переключаться между двумя разными когнитивными задачами. Пластичность, таким образом, в каком-то смысле еще один синоним слова «обучение».
Первые несколько лет детства длится критический период пластичности, в котором обучение происходит быстро и легко. Эксперты по эволюции считают, что это способ мозга помочь нам быстрее адаптироваться к конкретной среде, в которой нас воспитывают. Концепция здесь та же, что и у импринтинга, когда у утенка развивается глубокое и мощное желание следовать за матерью-уткой, а не за кем-то еще.
Когда мне было пять лет, я видела это в действии, хотя я, конечно, не знала, как это работает. Была Пасха, и только что родился мой младший брат. Возможно, из-за этого друзья моих родителей дали мне мою собственную «лялю-уточку», к ужасу моих родителей. Я обожала эту пушистую птичку и была абсолютно очарована тем, что она будет следовать за мной по дому и даже пойдет со мной во двор. Поскольку я была с этой уточкой почти с ее рождения, она посчитала меня своей мамой.
Годы спустя я читала детскую книгу «Ты моя мама?» П. Д. Истмэна своим сыновьям. В принципе, эта книга об импринтинге. Молодой птенец покидает свое гнездо, пока его мать ушла искать пищу, и отправляется в путешествие. Каждому животному и каждому предмету, который он встречает, – котенку, курице, собаке, корове, автомобилю, даже огромному экскаватору – он задает вопрос о своей принадлежности. К счастью экскаватор поднимает его наверх обратно в гнездо и кладет рядом с его настоящей мамой.
Я, пятилетняя, была единственной мамой моего утенка.
К сожалению, конец наших отношений было внезапным и жестоким. Примерно через неделю после Пасхи я вернулась домой из детского сада, и мой утенок снова стал ходить за мной по дому. Но на этот раз, когда я прошмыгнула между кухней и столовой через вращающиеся двери, птенцу не удалось сделать это и его сплющило. Я плакала в течение нескольких дней.
Тринадцать лет спустя, на первом курсе Университета Смита, я создала свой собственный эксперимент по импринтингу с цыплятами для класса по продвинутой биологии. Чтобы произвести импринтинг цыплят на звук, я целую неделю «облучала» их конкретными звуками или тонами. В конце обучающего периода птенцы были помещены на своего рода подиум и им воспроизводились два звука – один из них знакомый звук, который я включала им семь дней подряд. Все цыплята пошли на знакомый звук: звук запечатлелся в них. Я помню это так хорошо, потому что моя мама была в гостях у меня во время эксперимента и она помогла мне печатать результаты!
Как на самом деле происходит обучение? Молодой и старый мозг работают одинаково, получая информацию от органов слуха, зрения, вкуса, осязания, обоняния. Сенсорная информация передается через сеть нейронов и хранится в кратковременной памяти. Эта область памяти является крайне неустойчивой и постоянно получает информацию из почти непрерывного информационного потока, с которым органы чувств сталкиваются каждую минуту во время нашего бодрствования. После обработки информации в краткосрочной памяти она сравнивается с существующими воспоминаниями и если она совпадает с ними, то отсеивается. (Пространство мозга слишком ограничено и слишком драгоценно, чтобы занимать его нейронными дубликатами.) Если информация является новой, то она отравляется в одно из мест в головном мозге, где хранятся долгосрочные воспоминания.
Хотя почти и мгновенная, передача сенсорной информации не является совершенной. Как иногда прерывается плавный сигнал в телевизоре, искажая на миг изображение, так искажается информация, когда она перемещается вверх и вниз по аксонам нейронов. Это объясняет, почему наши воспоминания никогда не идеальны, но имеют прорехи или нестыковки, которые мы иногда заполняем, пусть и бессознательно, ложной информацией.
Мозг запрограммирован обращать особое внимание на новую информацию, а это на самом деле и является обучением. Чем больше активности, или возбуждения, между конкретным набором нейронов, тем сильнее синапсы. Таким образом, рост мозга является результатом его возбуждения. А как вы помните, молодой мозг имеет больше возбуждающих синапсов, чем тормозных.
Чем чаще какая-то часть информации повторяется или повторно изучается, тем сильнее становятся нейроны и соединение уподобляется хорошо протоптанной тропинке в лесу. «Частота» и «новизна» – вот ключевые слова. Чем чаще и чем «недавнее» мы узнаем что-то, а затем вспоминаем или используем снова, чем глубже укореняется знание, будь то запоминание маршрута между домом и работой или добавление контакта в список вашего смартфона. В обоих случаях техника обучения зависит от синапса – крошечного пространства, где пакеты информации передаются от одного нейрона к другому через химических посланников.
Чтобы эти нервные связи образовались, обе стороны синапса должны быть «включены», то есть находиться в состоянии возбуждения. Когда интенсивность возбуждающего сигнала превышает определенный уровень, то принимающий нейрон активируется и начинается молекулярный процесс, называемый долговременной потенциацией, с помощью которого укрепляются синапсы и нейронные связи.
РИСУНОК 10. Долговременая потенциация (ДП) – это широко используемая модель «практического эффекта» обучения и памяти. A. Гиппокамп внутри височной доли. B. Активность клеток мозга, зафиксированная в гиппокампальных срезах, взятых у грызунов, показывает изменения в клеточных сигналах после стимуляции. C. Эксперименты с ДП обычно фиксируют повторяющиеся небольшие реакции на стимулы до тех пор, пока не будет дана серия стимулирующих импульсов (это похоже на «практический эффект»). После чего реакции нейронов на первоначальные стимулы усиливаются, как будто они были «запомнены».