Многозадачная кора
Переключение коры мозга между функциями, скорее всего, объясняется её изначальной многофункциональностью.
В последнее время мы часто слышим о том, что кора мозга может менять функции. Чаще всего речь в таких случаях идёт о зонах коры, которые анализируют сигналы от органов чувств. Например, несколько лет назад мы писали о том, что зрительная кора незрячих людей строит карту местности по звукам, как если бы она эти звуки видела. Таких экспериментов есть довольно много, причём как на людях, так и на животных.
В связи с этим обычно вспоминают синаптическую пластичность и пластичность мозга в целом. Нейроны могут формировать новые синапсы и разрывать старые, подстраиваясь под те или иные когнитивные задачи; соответственно, исчезают ненужные старые нервные цепочки и появляются новые. Поэтому мозг способен освоить нечто, что не было вшито в него с рождения. Так, мы писали, что распознавать лица мозг приматов, по-видимому, учится с нуля. И дело не в лицах – мозг найдёт в себе место для чего угодно, если нам самим это действительно важно и нужно, как, например, случается с людьми, которые увлечённо играют в покемонов. Если вернуться к зрительной коре, которая начала различать звуки, то есть искушение предположить, что поскольку звуки при слепоте играют очень большую роль, то зрительная кора благодаря пластичности приобретает прежде абсолютно чуждую ей функцию слухового анализатора.
Однако это можно интерпретировать иначе – что кора (или зоны коры) изначально обладают мультисенсорностью, множественной функциональностью, которая сохраняется более или менее всю жизнь и проявляется в нужный момент. Такой точки зрения придерживаются многие нейробиологи, и одна из последних статей на эту тему вышла на днях в eLife. В ней сотрудники Кембриджского университета и Университета Джонса Хопкинса анализируют несколько основополагающих работ о переменах функций в коре. В одной из них, опубликованной ещё в 80-е годы, речь идёт о том, что при утрате указательного пальца соответствующая область коры начинает принимать сигналы от других пальцев. Эти данные перепроверили несколько лет назад, и оказалось, что зона указательного пальца изначально принимает информацию от других пальцев, хотя, конечно, так-то она занимается преимущественно указательным пальцем.
Другая известная работа говорит о глухих от рождения кошках: их слуховая кора работает со зрительными сигналами. Однако если такой кошке поставить кохлеарный (слуховой) имплантат, то её слуховая кора мгновенно начнёт работать со звуками. Можно ли в таком случае говорить о перенастройке коры? Всё-таки в перенастройке имеется в виду переход от одной функции к другой. Те же возражения авторы статьи предъявляют и другим исследованиям, в которых речь идёт о людях, чья кора мозга обучилась новым функциям якобы с нуля. Более корректным здесь был бы другой вывод – что участки коры переключаются между функциями, которыми они владеют изначально, просто некоторые функции пребывают у них в не особо активном состоянии.
Нет сомнений в том, что у незрячих людей зрительная кора может анализировать слуховые сигналы, или что у перенёсших инсульт двигательные функции может взять на себя какой-то участок, который движениями не занимался. И, конечно, всё это происходит благодаря перестройке синапсов, перестройке нейронных цепей. Но перестройка синапсов имеет место в заданных рамках, она не рождает функцию с нуля, а усиливает то, что можно усилить.
В пользу такой точки зрения, кстати, тоже есть масса экспериментальных данных. Так, мы дважды писали о том, как двигательные зоны коры реагируют на речь и помогают понимать смысл слов. То есть совсем неязыковым участкам изначально есть дело до речевых звуков. Бывает, что незрительные зоны помогают справиться со зрительной задачей: скажем, если нам нужно найти какую-то вещь, то в поиске и распознавании объектов будет участвовать не только зрительная кора, но и области, отвечающие за абстрактное мышление, долговременное планирование и другие высшие когнитивные функции.
Ну, а что до того, что новая функция кажется неожиданной… Тут можно вспомнить, что у многих отделов мозга до сих пор открывают новые, так сказать, компетенции, о которых прежде никто и подумать не мог, что они у них есть. Вот про мозжечок мы узнали, что он участвует в творчестве и общении, а про миндалевидное тело (которое изначально было известно как «центр страха») – что оно помогает мозгу перейти в социальный режим. Впрочем, мозжечок и миндалевидное тело – это не кора полушарий. Кора занимается высшими когнитивными функциями, и нет поводов думать, что в ней есть узкоспециализированные зоны. Вероятно, если объяснять адаптацию к изменившимся условиям не переписыванием функций, а изначальной многофункциональностью коры (и не только коры), это поможет лучше понять фундаментальные принципы работы мозга.
