Знаете ли вы? Почему некоторые вещи выучить легче, чем другие?

Раньше или позже, но большинство людей выясняет, что случай может привести к интенсивной длительной, а иногда и постоянной реакции. Для Сандры таким стимулом стал апельсиновый сок, который долгие годы ей казался невкусным после того, как на одной вечеринке она выпила его, добавив в него слишком много водки. Для вас это могут быть устрицы –с тех пор, как вы отравились ими в прошлом году. Неприятие определенного вкуса является живым примером такого обучения. Легко получить стойкое отвращение к тому, чем вы когда‑то отравились, даже если это случилось всего раз. Однако вы никогда не услышите что‑нибудь вроде: «Я не могу больше смотреть на такую рубашку, потому что мой молодой человек носил точно такую же в тот вечер, когда я заболела». И это логично, поскольку мода вряд ли может повлиять на ваше физическое здоровье (хотя дизайнеры легко сотворят пару исключений из этого правила).

Многие болезни вызываются едой. Откуда мозг знает, что еда напрямую связана с болезнью? В главе 10 мы уже говорили, что мозг младенца – это вовсе не губка, впитывающая что попало. Наверное, вы особенно не удивитесь, узнав, что и у взрослых есть предрасположенности к обучению. Тенденции легко выучивать одни факты и с трудом – другие уже имеются при рождении у людей и животных. Поскольку эволюционный отбор осуществляется согласно результату, он является эффективным способом подтверждения того, что животное хорошо вписалось в окружающую среду, особенно когда детали этой среды невозможно предугадать.

Из главы 3 вы, возможно, помните, что электрический сигнал, прибывший на конец аксона, становится причиной высвобождения нейромедиатора, который привязан к рецепторам нейрона на другой стороне синапса. Обычно требуется активизировать множество синапсов, чтобы запустить потенциал действия в следующем по очереди нейроне. Когда это происходит, все активные синапсы усиливаются, чтобы в следующий раз оказать большее влияние на принимающий нейрон. Они начинают выделять большее количество медиатора или образуют больше доступных рецепторов для получения сигнала. Эти усилительные процессы называются долговременной потенциацией. В большинстве синапсов долговременная потенциация запускается согласно обычному поведенченскому правилу обучения: стимулы будут ассоциироваться, если они разделяют небольшие временные интервалы. У нейронов по аналогии синапсы будут усиливаться, если они активны в одно и то же время, что часто является результатом получения двух стимулов одновременно.

Конечно, синапсы не могут усиливаться до бесконечности, иначе их просто зашкалит, и мозг потеряет способность приобретать новую информацию. Существует несколько уловок, которыми мозг пользуется для того, чтобы избежать этой проблемы, но самой простой является долговременная депрессия синапсов, основанная на частоте использования ослабленных синаптических связей. Синапсы ослабляются, если они активизируются в то время, когда принимающий нейрон не получает достаточной стимуляции для запуска потенциала действия. Другая уловка в том, что со временем новые синапсы могут формироваться, а старые – удаляться, что позволяет перераспределять связи.

Эти изменения, которые все вместе называют синаптической пластичностью, происходят проще в детстве. У взрослых синаптическая пластичность совершается легче в конкретных областях мозга – например, в гиппокампе (см. главу 23). У нашего мозга есть минимум дюжина известных науке способов изучения новой информации, в каждом из которых используется особое сочетание различных областей головного мозга. Например, изучение новых фактов и мест приводит к изменениям в нашем гиппокампе и коре, тогда как освоение новых танцевальных движений затрагивает мозжечок.

Ученые знают немало о путях перемещения сигналов и о молекулах, задействованных в процессе синаптической пластичности. Экспериментаторам удалось вывести мышей, которым было проще или сложнее обучаться, – просто потому, что у них не хватало одного гена в ДНК. Эти исследования позволяют предполагать, что изменение синапсов является одним из самых важных видов деятельности мозга. Существуют сотни генов, влияющих на обучение, и дюжины – от которых зависит общий интеллект. Обучение проходит по многим каналам, способным в случае необходимости заменять друг друга для того, чтобы организм не столкнулся с полной невозможностью обучения, что станет для него катастрофой.

Хорошо понятным и важным типом обучения является обусловливание страха – процесс научения пугаться стимулов окружающей среды, которые предсказывают скорое свершение неприятных событий. Типичный эксперимент по изучению появления страха выглядит приблизительно так: крысу помещают в незнакомую клетку, звучит сигнал, и затем крыса получает слабый удар током. Через несколько повторов крыса начинает предугадывать удар током и впадать в заторможенное состояние (типичная реакция грызуна на страх), услышав сигнал.