07.08 Òðåíèðîâàííûé ìîçã ýêîíîìèò ýíåðãèþ

alt

Íà âûó÷åííûå äâèæåíèÿ íåéðîíû ìîçãà òðàòÿò ìåíüøå ýíåðãèè, ÷åì íà íåçíàêîìóþ àêòèâíîñòü. (Ôîòî Dave and Les Jacobs.)

Çíàêîìûå äåéñòâèÿ íåéðîíû ìîçãà âûïîëíÿþò ñ òîé æå àêòèâíîñòüþ, ÷òî è íåçíàêîìûå, íî ïðè ýòîì ïîòðåáëÿþò ãîðàçäî ìåíüøå ýíåðãèè.

Êîãäà ìîçã ñòàëêèâàåòñÿ ñ çàäà÷åé, êîòîðóþ íóæíî âûïîëíèòü íå ðàç è íå äâà, â í¸ì ïðîèñõîäÿò ñîîòâåòñòâóþùèå èçìåíåíèÿ, êîòîðûå íàñòðàèâàþò åãî ïîä ýòó ðàáîòó. Ýòè èçìåíåíèÿ ìîãóò áûòü ñàìûìè ðàçíûìè, îò ïîÿâëåíèÿ íîâûõ ñèíàïñîâ äî óâåëè÷åíèÿ ÷èñëà íåéðîíîâ, îòäàííûõ ïîä çàäà÷ó. Ñàìûé èçâåñòíûé ïðèìåð òàêîãî ðîäà — óâåëè÷åíèå ìîçãà ó ëîíäîíñêèõ òàêñèñòîâ çà ñ÷¸ò çîíû, îòâå÷àþùåé çà ïðîñòðàíñòâåííóþ ïàìÿòü è ïðîñòðàíñòâåííóþ îðèåíòàöèþ.

Îäíàêî ïðè òàêèõ ïåðåñòðîéêàõ ìîçãó íóæíî ïîìíèòü, ÷òî, íàðàùèâàÿ íåéðîííóþ ìàññó, îí òåì ñàìûì óâåëè÷èâàåò ðàñõîäû íà ñîáñòâåííîå ñîäåðæàíèå: íîâûå êëåòêè, íîâûå íåéðîííûå öåïè íóæíî êîðìèòü, óõàæèâàòü çà íèìè ò. ä. ×òîáû âûÿñíèòü, êàê ìîçã ñïðàâëÿåòñÿ ñ èçìåíèâøèìèñÿ ýíåðãåòè÷åñêèìè ðàñõîäàìè, èññëåäîâàòåëè èç Ìåäèöèíñêîé øêîëû Ïèòñáóðãñêîãî óíèâåðñèòåòà (ÑØÀ) ïîñòàâèëè ñëåäóþùèé îïûò: îáåçüÿí ó÷èëè âûïîëíÿòü ðóêàìè êàêîå-òî äåéñòâèå, ïðè÷¸ì åãî íóæíî áûëî ïîâòîðÿòü íåñêîëüêî ðàç. Äðóãàÿ ãðóïïà æèâîòíûõ òîæå äåëàëà ÷òî-òî ðóêàìè, íî â ýòîì ñëó÷àå ìàíèïóëÿöèè áûëè ñëèøêîì ðàçíîîáðàçíû è èçìåí÷èâû, ÷òîáû èõ íóæíî áûëî ñïåöèàëüíî çàïîìèíàòü.

Ïîñëå òðåíèðîâêè æèâîòíûì äàâàëè ðàäèîàêòèâíî ìå÷åííóþ ãëþêîçó: ñ å¸ ïîìîùüþ ìîæíî áûëî ïðîñëåäèòü, êàêàÿ îáëàñòü ìîçãà îñîáåííî íóæäàåòñÿ â äîïîëíèòåëüíîì òîïëèâå. Êðîìå òîãî, ó÷¸íûå ñëåäèëè çà àêòèâíîñòüþ íåéðîíîâ ìîòîðíîé êîðû, îòâå÷àþùåé çà äâèæåíèÿ, ñ ïîìîùüþ âæèâë¸ííûõ â ìîçã ýëåêòðîäîâ.

Êàê è ñëåäîâàëî îæèäàòü, íåéðîíû, îòâå÷àþùèå çà äâèæåíèÿ ðóê, áûëè íåàêòèâíû, åñëè îáåçüÿíû ðóêàìè íè÷åãî íå äåëàëè. Åñëè æå èì íóæíî áûëî âûïîëíÿòü ìíîãî ðàçíûõ äâèæåíèé, òî ðàäèîàêòèâíîñòü â òàêèõ íåéðîíàõ íà÷èíàëà íàêàïëèâàòüñÿ. Îäíàêî â ñëó÷àå ïðåäñêàçóåìûõ, òðåíèðóåìûõ, îäíîîáðàçíûõ äâèæåíèé îáíàðóæèëàñü îäíà îñîáåííîñòü: êîãäà îáåçüÿíû ïîëíîñòüþ âûó÷èâàëè, ÷òî îò íèõ òðåáîâàëîñü, óðîâåíü ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ â ñîîòâåòñòâóþùèõ çîíàõ ìîçãà ïàäàë. Á?ëüøàÿ ÷àñòü ìîòîðíîé êîðû, êàê ïèøóò èññëåäîâàòåëè â Nature Neuroscience, ïîïðîñòó îòäûõàëà.