Поначалу связи у младенцев формируются относительно медленно (поэтому их реакция не такая быстрая, а движения не скоординированы и умилительно неуклюжи). Чтобы повысить скорость и эффективность передачи информации, вокруг соединений образуется слой глиальных клеток, называемый миелином. Он изолирует электрические импульсы между клетками мозга и вдоль проводящих путей. Миелин обеспечивает прочность и скорость работы нейронных связей по всему мозгу. У ребенка почти полностью миелинизирован ствол мозга (контролирующий основные функции, такие как дыхание, сердцебиение и сон), а остальная часть мозга – нет.
В подростковом возрасте прунинг – очистка мозга – набирает обороты, особенно в лобных долях. Может показаться, что это плохо, однако именно этот процесс придает нашему мозгу его уникальный вид и свойства. Чтобы примерно представить себе, от скольких связей мы избавляемся, приведем следующий факт: по оценкам ученых, взрослеющие макаки теряют целых 5000 синапсов в секунду.
В итоге примерно половина нейронов и нейронных связей отмирает. В основном это происходит в лобных долях мозга. В процессе миелин покрывает проводящие пути и увеличивает скорость их работы. Представьте себе город с множеством узких дорог, которые со временем расширяются, превращаясь в магистрали и шоссе, соединяющие наиболее значимые и посещаемые места. Эта впечатляющая реконструкция улиц, которая стоила бы миллиарды долларов, происходит в основном (как вы уже знаете), когда подростки спят.
Кроме того, записывая активность мозга детей и подростков во сне, ученые заметили, как особенности прунинга меняются с годами. Считается, что этот процесс происходит во время глубокого сна (его еще называют медленным сном, поскольку в этой фазе глаза совершают медленные движения).
Как вы узнаете в следующей главе, фазы глубокого сна более выражены в позднем детстве и раннем подростковом возрасте. Затем их сила постепенно уменьшается, начиная с нижних отделов мозга и заканчивая префронтальной корой. Это указывает на снижение количества мозговых клеток и связей в результате очистки.
Результаты как сканирования мозга, так и электроэнцефалограмм (ЭЭГ) показывают: у людей в возрасте от 10 до 30 лет электрическая активность серого вещества, состоящего из клеток головного мозга, значительно снижается по направлению к передней части мозга. Этот процесс завершается примерно к 25 годам.
Формирование связей, очистка и миелинизация происходят на протяжении детских лет, переходного и раннего взрослого возраста. Уже на начальных этапах развития возникают связи в нижних областях мозга, где сосредоточены эмоции, влечения и мотивация. Префронтальная кора – область в самой передней части мозга, прямо за лобной костью – очищается очень медленно и укрепляется вплоть до 20 или даже 30 лет. Она отвечает за суждения, перспективное мышление, самоконтроль, планирование, регулирование эмоций и самосознание. В подростковом возрасте лобные доли и префронтальная кора продолжают созревать и постепенно укрепляют свои связи с остальным мозгом. В конечном счете он становится более интегрированной системой и лобные доли могут лучше взаимодействовать с эмоциональными областями.
У подростков нервные соединения «разогреты», готовы к обучению и чрезвычайно пластичны, они стремятся к вознаграждению и социально ориентированы. Великолепные перспективы открываются, если подкрепить все это здоровым сном. По мере того как лобные доли созревают и укрепляют свои связи с остальными областями мозга, человек обретает способность интегрировать новые идеи и суждения, чтобы лучше видеть общую картину. Мы становимся мудрее, потому что учимся на собственном опыте и принимаем решения, основываясь на более широких представлениях. В это непростое время особенно важно оберегать здоровый сон.
Усвоение информации и навыков происходит, когда клетки мозга «срабатывают» одновременно, и связи между ними со временем усиливаются с помощью процесса, называемого долговременной потенциацией (Long-term potentiation, LTP). Благодаря этим связям и долговременной потенциации подростки становятся чуть ли не машинами для обучения. По сравнению с детьми и взрослыми у подростков самая быстрая реакция. Лабораторные исследования также показывают, что у них превосходная память (что объясняет, почему Хизер больше не может выиграть у своего сына в игре «Мемори»). Другими словами, подростки обладают высокой нейронной пластичностью, а это означает, что их мозг готов к изменениям и росту.