Миллиондаған «үнсіз» синапстар: ми біз ойлағаннан да ақылды

Елестетіп көріңіз: сіз өмір бойы смартфоныңыз қуатының жартысымен ғана жұмыс істейді деп ойлап жүрдіңіз, ал кейін ешкім білмеген жасырын процессор өзектерін тауып алдыңыз. Шамамен нейроғылымда да дәл осындай жағдай болды. Массачусетс технологиялық институтының (MIT) ғалымдары ересек адамның миынан миллиондаған «үнсіз» синапстарды тапты — олар сигнал бермейтін, бірақ бір сәтте жұмысқа қосылуға дайын тұрған ұйқыдағы байланыстар. Бұл жаңалық оқу, жады және интеллект туралы бұрынғы түсініктерімізді түбегейлі өзгертеді.

«Үнсіз» синапс деген не?

Синапс — екі нейронның түйісу нүктесі, яғни бір нейрон екіншісіне сигнал беретін орын. Ұзақ жылдар бойы нейробиологтар ересек мидағы синапстардың дерлік бәрі белсенді деп есептеді: не жұмыс істейді, не жойылады. Бұрынғы түсінік бойынша, үнсіз синапстар тек әлі өзін ұйымдастыруды үйреніп жатқан балалар миына тән құбылыс саналды.

Бірақ олай емес екен. Профессор Маркус Майстер жетекшілік еткен MIT тобы үшөлшемді электрондық микроскопияның жаңа әдістерін қолданып, көлемі құм түйіріндей ми тінінің бөлігін сөзбе-сөз «өтіп шықты». Оның ішінде олар жұмыс істеуге қажет барлық құрылымдық элементтері бар, бірақ негізгі рецепторы — AMPA — жоқ синапстарды тапты. Онсыз сигнал өтпейді. Яғни синапс кідіріс режимінде тұрғандай.

Бұл интеллект үшін неге маңызды?

Ең қызығы осы жерден басталады. «Үнсіз» синапстар — ақау да емес, эволюцияның қалдығы да емес. Зерттеушілердің болжауынша, бұл — жаңа естеліктер мен дағдыларға арналған резервтік ұяшықтар. Ми жаңа міндетке тап болғанда — тіл үйрену, музыкалық аспап меңгеру немесе стандарттан тыс логикалық тапсырманы шешу болсын — ол жаңа синапстарды нөлден құрмайды. Ол бұрыннан барларын «оятып», жетіспейтін рецепторды қосады.

Бұл оқу моделін түбегейлі өзгертеді. Ескі «ми — бұлшықет сияқты» деген метафора нейрондық байланыстарды ұзақ жаттығулармен «күшейту» керек дегенді меңзейтін. Ал жаңа көрініс жасырын әлеуетті ашуға көбірек ұқсайды — резервтік мүмкіндіктер әлдеқашан бар, тек дұрыс кілтті табу қажет.

Бұл IQ мен үйрену қабілеті туралы не айтады?

Дәстүрлі көзқарас бойынша, ересек ми балалар миына қарағанда әлдеқайда аз пластикалық. Балалардың тілді жеңіл үйренуі, 30 жастан кейін жаңа мамандықты игерудің қиындауы осыған байланыстырылатын. Бірақ егер ересек мида шынымен де ұйқыдағы синапстар өте көп болса, онда біздің оқу әлеуетіміз ойлағаннан әлдеқайда жоғары.

Бұл соңғы зерттеулердің басқа нәтижелерімен де үйлеседі: ересек мидың нейропластикалығы жүйелі түрде төмен бағаланып келген. Ми 25 жаста «қатып» қалмайды — ол бүкіл өмір бойы қайта ұйымдаса алады, тек мұны балалық шақтағыдай емес, басқаша жүзеге асырады.

Практикалық қорытындылар: синапстарыңызды қалай «оятуға» болады

Ғылым әзірге адамдардағы үнсіз синапстарды белсендірудің нақты механизмін білмейді. Бірақ қолдағы деректерге сүйене отырып, бірнеше қорытынды жасауға болады:

Қайталанудан гөрі жаңалық маңызды. Ми резервтік синапстарды таныс нәрсені шексіз қайталауға емес, жаңа міндеттерге жауап ретінде іске қосады. Шынымен жаңа нәрсе үйреніңіз.
Ұйқы аса маңызды. Дәл ұйқы кезінде ми жаңа синапстық байланыстарды «бекітеді». Ұйқының жетіспеуі сіздің ақылдырақ болуыңызға тікелей кедергі келтіреді.
Дене белсенділігі көмектеседі. Аэробтық жаттығулар BDNF деңгейін арттырады — бұл синапстық өсуге және, мүмкін, үнсіз синапстардың белсенуіне ықпал ететін ақуыз.
Қиын тапсырмалардан қашпаңыз. Танымдық жайсыздық — мидың резервтік ресурстарды іске қосып жатқанының белгісі. Дәл осы күйде өсу жүреді.
Әлеуметтік өзара әрекет. Күрделі әңгімелер, пікірталастар, ойындар — мұның бәрі миға жаңа жүктеме беріп, синапстық белсенділікті ынталандырады.

Үлкен көрініс

MIT жаңалығы — жай ғана академиялық хабар емес. Бұл — парадигманың ауысуы. Егер үнсіз синапстар шынымен үйрену қабілетінің резервуары болса, онда нейротехнологиялар мен білім берудің болашағы мүлде басқаша көрінуі мүмкін. Фармацевтикалық компаниялар қазірдің өзінде AMPA-рецепторларын іріктеп белсендіретін молекулаларға назар аударып отыр — дәл осы тәсіл ұйқыдағы синапстарды «оятуы» ықтимал.

Бірақ ең маңызды қорытынды, бәлкім, философиялық: дәл қазір сіздің миыңызда жүзеге аспай тұрған миллиондаған мүмкіндік бар. Бұл сіз жеткілікті ақылды болмағандықтан емес, өзіңізге әлі жеткілікті күрделі міндеттер қоймағандықтан.