Как опыт и окружающая среда влияют на мозг?

Эксперименты Розенцвейга и его коллег в 1960-х годах были одними из первых, показавших, что наш мозг может меняться в зависимости от окружающей среды (что является примером нейропластичности).

Марк Розенцвейг со своими коллегами Дэвидом Кречом, Эдвардом Беннеттом и Мэриан Даймонд начали это исследование в конце 1950-х годов. В нем ученые сравнивали крыс в обычных клетках и крыс, помещенных в клетки с игрушками, лестницами, туннелями и беговыми колесами. 

Они обнаружил, что у крыс, живущих в обогащенных условиях, кора головного мозга тяжелее и толще. В частности, лобные доли крыс были тяжелее, и у них было больше ацетилхолиновых рецепторов, чем у крыс обитающих в бедной среде. Дальнейшие исследования показали, что вес мозга у таких крыс может увеличиваться на 7-10%, а синапсы увеличиваются в размере примерно на 25-40%. Хотя не было обнаружено существенных различий в количестве клеток мозга (называемых нейронами), обогащенная среда давала более крупные нейроны. 

Метод исследования: Из каждого помета отбирали трех самцов крыс. Затем они были случайным образом распределены по одному из трех вариантов условий. Одна крыса осталась в лабораторной клетке с остальной частью колонии; другая был помещен в клетку с «обогащенной» средой; а третья был отнесена к «бедной» клетке. В каждом из этих условий для каждого из 16 экспериментов находилось по 12 крыс.

Различие сред:

• Стандартная лабораторная клетка для колонии – несколько крыс в достаточном пространстве с постоянно доступной едой и водой.
• Бедная среда – клетка чуть меньшего размера, изолированная в отдельном помещении, в которой крысу помещали наедине с достаточным количеством пищи и воды.
• Обогащенная среда – 6-8 крыс в большой клетке, обставленной разнообразными предметами, с которыми они могли играть.

Крысам позволяли жить в этих различных условиях в течение разных периодов времени, от 4 до 10 недель. После этого периода дифференцированного обращения их гуманно приносили в жертву науке, дабы можно было провести вскрытие мозга, чтобы определить, возникли ли какие-либо различия.

Результаты были довольно новаторскими для того времени, поскольку считалось, что структура мозга фиксируется до взрослой жизни и что более позднее обучение и опыт не влияют на его структуру. И сам Розенцвейг с коллегами были настолько удивлены, что повторили исследование много раз(16 экспериментов в течение 10 лет). Каждый раз были получены примерно одинаковые результаты.

Последующие эксперименты даже изучали, могут ли исследователи определить, какие крысы жили в каких клетках, основываясь только на просмотре видео с крысами. В зависимости от их любопытства и активности исследователи могли определить, какие животные жили в обогащенных условиях, а какие – в бедных.

Более поздние исследования подтвердили, что изменения произошли во взрослом возрасте и не были связаны с различиями в питании. 

Нейробиолог Джеймс МакГо считает, что исследование Розенцвейга «положило конец идее о том, что мозг фиксирован с точки зрения его состава; теперь это считается чепухой», а предмет исследований сместился на то, как конкретно мозг меняется на основе опыта.

Вас также может заинтересовать статья: “Поздно ли учиться взрослым?”.