Болезнь Альцгеймера: диагностика, лечение, уход - Аркадий Эйзлер

Мозг людей с более низким интеллектом должен работать «на высоких оборотах», активируя при этом те области, которые с выполнением поставленной задачи не имеют ничего общего.

Люди с высоким уровнем интеллекта могут оптимально использовать энергоресурсы мозга и концентрировать их исключительно в тех областях коры, которые необходимы для реализации поставленной задачи. Это подтверждается работами американского психолога Ричарда Хайера из Центра исследований мозга Калифорнийского университета.

Он замерял обмен веществ мозга подопытных персон во время выполнения ими теста на интеллект, установив при этом, что мозг людей с более высоким интеллектом требует значительно меньшей затраты энергии. Хайер объяснил это «гипотезой нейроновой эффективности»: люди с высоким интеллектом активируют при решении задач меньшее количество нервных клеток — очевидно, именно те, которые действительно необходимы для решения поставленной задачи. И наоборот, люди с низким интеллектом дополнительно активируют нейроновые сети, которые излишни для целенаправленного решения проблемы, а порой даже являются им помехой.

С этими новыми познаниями ученые могут лишь более подробно описать, но не объяснить различия в работе мозга в зависимости от степени интеллекта. Также и здесь ученые обращаются за помощью к анатомии, пытаясь понять, существуют ли в мозге какие-либо особые области, определяющие степень интеллекта, или же мозг различных по степени интеллигентности людей в целом отличается определенными характеристиками.

Поиски специальных областей мозга оказались безуспешными. Из этого следует, что верным может оказаться второе предположение, а именно различие интеллектуального уровня определяется биологическими свойствами всего мозга, а не разницей функций его отдельных областей.

Поэтому ключ к биологическому пониманию уровня интеллекта лежит в способах и видах переработки мозгом информациии. При этом необходимо принимать во внимание процессы, протекающие в отдельных нервных клетках — нейронах.

Рис. 6. Конструктивные элементы интеллекта.

Нервные клетки, выстраивающие сеть

Информация воспринимается посредством дендритов, связанных с другими нервными клетками с помощью синапсов. Электрические импульсы распространяются через дендриты к клеточным телам и дальше через аксоны к другим нервным клеткам. Также и здесь нервные клетки связаны друг с другом синапсами. Аксоны окружены изоляционным слоем — миелином.

Предсинапсовые части синапсовых соединений выделяют под воздействием электрических импульсов химические вещества, называемые нейротрансмиттерами, которые на пути к следующей клетке, в постсинаптической части, снова вызывают электрический импульс, проводя его дальше.

Таким образом, разница в уровне интеллекта может зависеть от следующих факторов:

числа нейронов;

числа дендритов;

числа синапсовых соединений;

миелинизации — степени изолированности аксонов.

Первые две возможности изначально не исключены. Для двух последних же существуют приемлемые объяснения.

Гипотеза Neural-pruning (нейроновая очистка) Ричарда Хайера придает большое значение количеству синапсовых соединений в мозге, а гипотеза миелинизации Эдварда М. Миллера из Нью-Орлеанского университета сконцентрирована на изоляции аксонов в мозге.

Обе эти модели не имеют пока экспериментальных подтверждений, ибо не существует приемлемых методов испытаний на живых людях.

Изоляционный слой аксонов в человеческом мозге — миелин — играет многозначную роль в обеспечении продвижения сигналов раздражения в мозге: ускоряет продвижение сигнала, препятствует затуханию сигнала при его продвижении, уменьшает помехи при взаимодействии сигналов различных нейронов.

Если допустить, что аксоны мозга людей с высоким интеллектом лучше изолированы, то этим можно объяснить результаты некоторых наблюдений.

Эту теорию подтверждает еще и то, что в течение жизни миелинизация развивается параллельно со скоростью переработки информации и интеллектом. Человек не появляется на свет с изолированными аксонами — миелин активно развивается в период детства. В пожилом возрасте миелин разрушается, и аксоны теряют свою изоляционную защиту. Скорость переработки информации также увеличивается как электрофизиологически, так и поведенчески до периода отрочества, остается некоторое время постоянной, а затем с возрастом замедляется.

Психологические тесты подтверждают аналогичную динамику и для уровня интеллекта. Его уровень возрастает к 15–20 годам и затем, после 65–70 лет, начинает падать.

Но прежде чем научиться оценивать интеллект, ученым пришлось о многом договариваться, чтобы сойтись на одинаковых значениях замеряемых параметров различных характеристик и способностей на определенных возрастных уровнях.

Так, например, для детского возраста французские психологи Альфред Бине и Теодор Симон разработали еще в 1905 году систему заданий, позволяющих определять уровень интеллекта детей в возрасте от трех до пятнадцати лет. Для каждой возрастной группы были установлены определенные требования. Например, к шести годам ребенок должен различать значение понятий «вечер» и «утро», к восьми годам считать обратно от 20 до 0, к десяти годам знать названия месяцев года по порядку.

В соответствии с количеством решенных задач определяется интеллектуальный возраст. Например, решение всех задач для возрастной группы 11 лет, а также 3 из 5 задач для возрастной группы 12 лет свидетельствует об интеллектуальном возрасте 11,6 года.

Известная система IQ была предложена немецко-американским ученым психологом Уильямом Штерном, который, поделив возраст интеллекта на количество прожитых лет и умножив его на 100, получил IQ:

Для девятилетнего ребенка с возрастным интеллектом 9, имеющего IQ 100, значение интеллекта определяется как среднее, в то время как 10-летний ребенок с возрастом интеллекта 12 обладает интеллектом выше среднего.

Задач, дифференцирующих интеллектуальный возраст детей старше 15 лет, не существует, поэтому интеллект взрослых рассчитывается иначе: результаты теста сравниваются со среднестатистическими, принятыми за 100.

Возможное разделение:

IQ < 70 — ограничение способностей,

70 < IQ < 90 — низкий интеллект,

90 < IQ < 110 — средний интеллект,

110 < IQ < 130 — высокий интеллект,

130 < IQ — талант.

«Нужно вообще поставить под сомнение результаты тестов на интеллектуальность», — заявляет политолог Джеймс Р. Флинн из Новой Зеландии. Именно этот ученый, анализируя интеллектуальный уровень среднестатистического населения, обнаружил так называемый естественный рост показателя интеллигентности на 3 пункта за 10 лет. Если, согласно его версии, мы проследим ретродинамику этого процесса, приняв нынешний средний показатель интеллигентности за 100 и вычтя этот естественный прирост, помноженный на количество десятилетий, отделяющих нас от наших бабушек и дедушек, мы придем к заключению, что интеллект последних граничил с идиотизмом.

Существует также попытка биологического объяснения уровня интеллекта, характеризующаяся количеством синапсов в мозге. И здесь индивидуальное развитие играет большую роль: синапсовые соединения между нейронами возникают постепенно в первые годы жизни, стимулируемые процессами обучения и взаимоотношением с окружающей средой. Число соединений не остается постоянным в течение жизни, а уменьшается, начиная с 5-го года жизни до наступления переходного возраста.

Рис. 7. Синапсовая очистка Ь) душевнобольные; а) средний интеллект; с) талант.

Интеллектульные люди более основательно «очищают» свой мозг

Ученые подозревают в этом явлении своего рода процесс урегулирования нейронов. Неиспользуемые синапсовые связи между нейронами разрушаются или «замораживаются», так как поддержание таких связей в активном состоянии стоит клетке лишних энергетических затрат. Картины, полученные с помощью компьютерно-томографической техники, подтверждают это предположение: обмен веществ в мозге перманентно повышается в первые годы жизни, а затем падает опять — оборот энергии в мозге взрослого человека вдвое ниже, чем у пятилетнего ребенка.

Само по себе это явление еще не объясняет разницу в уровне интеллекта, и здесь свою роль играет анализ обмена веществ и числа синапсовых соединений у людей с дефицитом интеллекта.

У них обмен веществ в мозге происходит более интенсивно, поэтому число синапсовых соединений очень высоко. Возможно, у таких людей, как и у больных с синдромом Дауна или аутизмом, недостаточно активно прошел процесс очищения нейронов. В результате в мозге присутствует чрезмерно большое количество синапсов, на преодоление которых сигналам приходится затрачивать очень много энергии, что препятствует фокусировке активности мозга лишь в нужных областях, необходимых для реализации когнитивных способностей.