Сегодня применяют технологию транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС). Метод предполагает проведение катушки с током над головой пациента; возникающее при этом магнитное поле способно стимулировать или тормозить возбуждение нейронов. Когда катушка проходит над двигательной корой, эффект практически аналогичен стимуляции с помощью электродов. А если одновременно проводить сканирование на аппарате фМРТ, можно точно установить, с какими мышцами связаны те или иные участки мозга.
В данном конкретном случае исследователей больше интересовали мышцы левой руки, поскольку ее пальцами скрипач прижимает струны к грифу, и от того, как он их прижимает, зависит, какой звук издаст инструмент — услаждающую слух мелодию или мерзкий, до костей пробирающий визг. У скрипачей-виртуозов движения должны быть быстрыми, уверенными и четкими.
Ученые, параллельно работавшие в лабораториях в Германии и Бирмингеме (штат Алабама, США), выяснили, что пальцы левой руки скрипачей представлены в мозге большей по размеру областью, чем у контрольной группы. В то же время соответствующие области для правой руки в обеих группах были одинаковыми. Более того, одинаковыми оказались и участки мозга, контролирующие движения большого пальца левой руки, поскольку у скрипачей он просто охватывает шейку грифа, не совершая других движений.
Итак, за годы практики мозг профессиональных скрипачей претерпел структурные изменения. Была даже установлена зависимость между степенью реорганизации участков коры, отвечающих за движения мышц левой руки, и возрастом, с которого каждый из испытуемых начал заниматься скрипкой: чем раньше это произошло, тем значительнее были изменения.
Полученные выводы применимы и к спортсменам. Ракетка Роджера Федерера, конечно, не является произведением искусства, как скрипка Страдивари, но годы тренировок и выступлений на корте вызвали похожие изменения и в его мозге. Можно смело утверждать, что зона коры, контролирующая правую руку, у Федерера заметно больше, чем у теннисиста-любителя.
В 2013 г., после падения спортивной формы, Федерер решил сменить ракетку и, следуя тогдашнему тренду среди элиты мирового мужского тенниса, выбрал себе ракетку с большей площадью струнной поверхности. «Ракетка — это самый главный предмет инвентаря для теннисиста,[52] — говорит Даррен Кэхилл, сам в прошлом профессиональный игрок, в материале The New York Times, посвященном этому переходу Федерера. — Ты должен понимать ее. Знать ее. Доверять ей. Она как член семьи. Истории о том, как теннисисты не расстаются с ракеткой даже во сне, — чистая правда. Мы видим ракетку чаще, чем кого бы то ни было за свою жизнь».
Проводя такое количество времени с инвентарем вроде теннисной ракетки, мы запускаем процесс изменений в своем мозге. Группа ученых из Австралии проанализировала проекции кистевых мышц на кору головного мозга у пяти топовых бадминтонистов. Исследование показало, что у данных спортсменов размер соответствующих проекций больше, чем у тех, кто время от времени играет в бадминтон в компании, не говоря уже о тех, кто вообще никогда не держал в руках какой-либо ракетки.
С увеличением размера участка коры, связанного с определенной мышцей или группой мышц, возрастает и степень чувствительности, с которой эти мышцы можно сознательно контролировать. Многим людям трудно совершить движение безымянным пальцем так, чтобы мизинец остался в покое, однако у пианистов или гитаристов это обычно получается лучше. Если привязать друг к другу два соседних пальца, чтобы они могли двигаться только вместе, и оставить так на некоторое время, то и после того, как снимете веревочку, вы не сразу сможете шевелить ими по отдельности, потому что в мозге уже успела произойти небольшая реорганизация.
При смене привычного инвентаря мозг тоже перестраивается. После того как Федерер взял другую ракетку, в его двигательной коре стали происходить определенные изменения. Когда Рори Макилрой подписал многомиллионный контракт с фирмой Nike, он практически сразу сменил клюшки, мячи и другой инвентарь, после чего в его игре случился провал. Он смог вернуться к своему прежнему уровню лишь спустя некоторое время. С точки зрения нейрофизиологии это время понадобилось его мозгу, точнее, участкам его коры, отвечающим за соответствующие мышцы, чтобы провести микроскопическую корректировку для адаптации к мельчайшим изменениям в форме и весе клюшки.
Подобные изменения в мозге могут начаться очень быстро. Размеры участков коры не постоянная величина; смежные участки могут расти за счет друг друга, накладываться один на другой. Мы беседуем с Билли Морганом в период его восстановления после серьезной операции на передней крестообразной связке колена. Ему не сидится на месте, он жаждет поскорей вернуться к активным тренировкам, но пока врачи не разрешают ему бегать и прыгать. «Мне очень тяжело сидеть без движения, — сетует он. — Говорят, я больше не смогу гонять на скейте, но, может, я как-нибудь сбегу к одному приятелю, чей дом тут недалеко, и тогда… Я же просто с ума сойду, если буду сидеть в спортзале и делать жим ногами».
52
Даррен Кэхилл.