Ученые: Сложные навыки необратимо совершенствуют структуру мозга

Обучение сложным навыкам, таким, например, как жонглирование или езда на велосипеде, приводит к увеличению количества серого вещества головного мозга и улучшает связь между отдельными нейронами при помощи белого вещества.

Открытие, описанное в статье в журнале Nature Neuroscience, может привести к разработке методик лечения людей с повреждениями головного мозга.

Серое вещество головного мозга состоит главным образом из нервных клеток нейронов, тогда как белое вещество, аксоны, являются их отростками, основная их задача - связь между нейронами.

Несмотря на то, что ученым уже удавалось показывать, что обучение человека новым сложным навыкам приводит к изменению структуры и увеличению серого вещества в определенных участках головного мозга, Яну Шольцу из Оксфордского университета и его коллегам удалось впервые продемонстрировать, что эти изменения в мозге, на самом деле, носят более сложный характер, являются необратимыми, а увеличение серого вещества сопровождается независимым изменением структуры и увеличением белого вещества.

В своем эксперименте группа ученых с помощью метода диффузионной магнеторезонансной томографии сканировала головной мозг 24 добровольцев - как мужчин, так и женщин - каждый из которых в течение двух недель обучался жонглированию по инструкции. При этом, для сравнения, исследователи изучили мозг 24 человек, жонглированию не обучавшихся.

Изменения, вызванные обучением особым навыкам, носят более сложный характер и являются необратимыми

Через две недели тренировок выяснилось, что постоянные нагрузки на отделы мозга, отвечающие за координацию движений, в частности, на теменную долю, и связь нагрузок со обработкой зрительной информации, привели к увеличению количества соединений между нейронами (белого вещества) в этой области у всех участников эксперимента.

Более того, Шольцу, как и его предшественникам, удалось обнаружить и увеличение серого вещества в тех же отделах головного мозга, где происходили изменения в структуре белого, однако степень этих изменений в каждом конкретном случае была разной. Это, по мнению ученых, говорит о том, что процессы изменения белого и серого веществ в результате обучения новому навыку происходят независимо.

Шольц полагает, что изменения обоих типов нервной ткани необходимы для обучения навыку.

Шольц: Тренировки требуют много времени, однако как только у вас начинает получаться, разучиться уже невозможно

"Больше белого вещества, вероятно, означает, что вы сможете двигаться более быстро, однако для этого вам понадобятся дополнительные количества серого вещества, чтобы каждый раз фиксировать и корректировать положение собственных рук", - прокомментировал он свое исследование для New Scientist.

Повторное сканирование спустя четыре недели после окончания тренировок показало, что зафиксированные изменения белого вещества сохранились, а серое вещество даже немного увеличилось у всех добровольцев. Этот феномен, по мнению ученых, отражает тот факт, что обучившись какому-либо навыку, человек сохраняет способность к нему вне зависимости от тренировок.

"Это - как кататься на велосипеде, тренировки требуют много времени, однако как только у вас начинает получаться, разучиться уже невозможно", - добавил ученый.

Авторы публикации надеются, что их работа позволит разработать новые методики восстановления работы головного мозга у людей, головной мозг которых частично поврежден.

Напомним, в сентябре ученые провели исследование, доказав, что у девочек, игравших в Тетрис, выросла продуктивность мозга, а также увеличилась толщина коры в некоторых регионах мозга.