«Одно из очень примечательных свойств физической активности, о котором иногда забывают, состоит в повышении скорости и эффективности обучения. Я считаю это очень важным, – говорит Котман. – Предполагается, что если вы в хорошей форме, то можете быстрее обучаться чему-то новому и эффективнее задействовать свежие навыки».
Действительно, в серии исследований возможностей человека, проведенной в 2007 году, немецкие ученые установили, что скорость запоминания иностранных слов после физических упражнений повышается на 20 %, а эффективность обучения прямо коррелирует с уровнем нейротрофинов в мозге. Одновременно было выявлено, что люди с различными генными отклонениями, лишающими их нейротрофинов, обычно испытывают различные трудности и расстройства при обучении. Без волшебного «удобрения Miracle-Gro» в виде BDNF мозг склонен закрываться от окружающего мира.
Хотя и неохотно, психиатрия восприняла идею, что физическая активность помогает улучшить состояние нашего мозга, создавая благоприятные условия для обучения. А работы Котмана подтвердили, что упражнения усиливают молекулярные механизмы обучения. Нейротрофины предоставляют нейронным синапсам так необходимые им инструменты, с помощью которых они воспринимают информацию, обрабатывают, связывают с имеющимися данными, запоминают и включают в существующий контекст. Это не значит, что пробежка сразу же превратит вас в гения. Котман подчеркивает: «Нельзя ввести себе BDNF и моментально стать умнее. В вопросах обучения человека все сложнее. Но в процессе обучения обязательно должно присутствовать “нечто”».
И вне всякого сомнения, это «нечто» играет очень важную роль.
Природа воспитания
Еще во времена нейробиолога Рамон-и-Кахаля[16] (который в 1906 году получил Нобелевскую премию за выдвижение идеи, что центральная нервная система человека состоит из отдельных нейронов, взаимодействующих между собой с помощью «полярных связей») некоторые ученые полагали, что процесс обучения включает в себя возникновение изменений в синапсах. Несмотря на одобрительные отзывы об этой теории, большинство исследователей все же не поверили в нее. Так продолжалось до 1945 года, пока психолог из Университета Макгилла Дональд Хебб[17] не наткнулся на первое подтверждение. В те дни лабораторный режим был не таким строгим, как сейчас, и ученый посчитал возможным принести домой несколько лабораторных крыс в качестве домашних животных для забавы своим детям. Идея оказалась взаимовыгодной: когда через некоторое время он вернул крыс в лабораторию, обнаружилось, что те значительно превосходят оставшихся собратьев в тестах на обучаемость. Приобретенный крысами – любимцами детей опыт внимательного и даже любовного обращения оказал явно позитивное воздействие на их способность учиться, что Хебб интерпретировал как положительные изменения в их мозге. В признанном классическом труде The Organization of Behavior: A Neuropsychological Theory («Организация поведения: нейропсихологическая теория») он описал это явление как «пластичность от использования» («синаптическая пластичность»). Его идея состояла в том, что под влиянием стимуляции, связанной с обучением, синапсы сами видоизменялись.
Теория Хебба полностью вписывается в оценку физической активности, потому что для живых существ та часто выступает как новый опыт, во всяком случае в том, что касается мозга. В 1960-х годах группа ученых из Калифорнийского университета в Беркли использовала модель эксперимента под названием «обогащение среды» для проверки теории Хебба. Исследователи не брали грызунов домой, но оборудовали их жилища большим количеством игрушек, препятствий, скрытыми кормушками и беговыми колесами. Они также объединили животных в группу, чтобы те могли общаться и играть.
Дело, к сожалению, окончилось для крыс не совсем удачно: после эксперимента их мозг был вскрыт. Исследование показало, что большое количество сенсомоторных и социальных импульсов изменило структуру и функции мозга грызунов. Они не только лучше выполняли задания на обучаемость. Мозг их оказался тяжелее, чем у тех особей, что жили в пустых клетках. Определение Хеббом пластичности не включало в себя рост мозга. «Он формулировал свою теорию, когда даже заикнуться о том, что мозг может изменяться, было все равно что нести ересь, – говорит нейрофизиолог Уильям Гриноу, который молодым аспирантом очень интересовался экспериментами в Беркли. – Особенно изменяться физически под влиянием нового опыта».
16
Сантьяго Рамон-и-Кахаль (1852–1934) – испанский врач и гистолог, один из основоположников современной нейробиологии. Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине за 1906 год.
17
Дональд Хебб (1904–1985) – канадский физиолог и нейропсихолог. Известен работами, приведшими к пониманию значения нейронов для процесса обучения. Его называют одним из создателей теории искусственных нейронных сетей, так как он предложил первый работающий алгоритм обучения искусственных нейронных сетей.