У взрослого человека фронтальные доли тесно взаимосвязаны с большинством остальных областей мозга, а их размер объясняется в значительной степени большим количеством проводящих нервных волокон, образующих белую массу под слоем серого вещества. Причем эта проводимость увеличивается по мере того, как фронтальные доли устанавливают связи с остальным мозгом. По сравнению с другими структурами мозга фронтальные доли развиваются дольше всего и за период детства увеличиваются в объеме чуть ли не вдвое сильнее, чем некоторые другие области. По сравнению с высшими приматами и обезьянами, у которых взрывной рост синапсов, как говорилось в главе 2, происходит раньше, у человека гены, контролирующие формирование синапсов, откладывают пиковый рост их числа аж до пятилетнего возраста; именно этим объясняется тот факт, что эта область мозга начинает формировать связи в последнюю очередь.
Отложенный пик активности в образовании связей имеет, возможно, прямое отношение к изменениям в поведении. Заметный сдвиг в активности передней части мозга происходит между тремя и четырьмя годами, когда, кроме того, резко возрастают способности малыша к планированию и управлению мыслями и поведением. Ребенок становится менее импульсивным, что может быть следствием изменений в конфигурации межнейрональных связей, что помогает контролировать поведение.
Еще одна поразительная роль фронтальных долей мозга заключается в том, что они обеспечивают человеку уникальную возможность представлять разные варианты будущего — мысленно путешествовать во времени и строить планы на будущее. Фактически человек — единственный вид, способный думать о будущем. Многие животные, включая таких грызунов, как хомяки и белки, умеют откладывать и запасать пищу на будущее, но это может быть простым рефлексивным поведением, которое запускается без особых размышлений. Бонобо готовы целых четырнадцать часов носить с собой подходящий инструмент для добывания пищи, наглядно показывая, что они в состоянии предвидеть будущее по крайней мере на полсуток вперед. Но это вряд ли тянет на аналогию с планированием урожая будущего года. В одном наблюдении обезьяны-капуцины, которых регулярно кормили раз в сутки, заглатывали сразу столько еды, сколько могли, до насыщения. Им всегда давали больше еды, чем можно было съесть за один присест, но, наевшись, они не запасали пищу на остальную часть дня, а вели себя как хулиганистые мальчишки: бросались едой друг в друга и выкидывали ее из клетки.
Человек же планирует всевозможные будущие события. Значительную часть повседневной жизни у нас занимают приготовления к возможным вариантам развития событий. Привычные дела — обучение и ежедневная работа — приносят реальные дивиденды много лет спустя. Мы умудряемся спланировать, чем будем заниматься на пенсии, за несколько десятилетий до наступления вожделенной даты. В отличие от большинства других животных, мы можем делать запасы на черный день. Такой уровень предвидения требует согласованности действий фронтальных долей мозга, вот почему среди трехлетних детей только каждый третий может сказать, что собирается делать завтра, тогда как среди четырехлетних эта доля вдвое больше. Незрелость этих областей мозга или их травма обрекает нас на жизнь в «здесь и сейчас» и выключает всякую заботу о том, как могут обернуться дела.
Молчаливый управляющий
Фронтальные доли мозга занимают в истории нейробиологии особое место. Шведский ученый XVIII в. Эмануэль Сведенборг сначала предположил, что в них размещается интеллект; в XIX в. это предположение подтвердил френолог Франц Галь. Тем не менее деятельность фронтальных долей мозга остается на удивление сложной для исследования. Когда канадский нейрохирург Уайлдер Пенфилд, в 1940-е гг. первым начавший проводить операции на мозге находящихся в полном сознании пациентов, применил электростимуляцию к поверхности мозга, он отметил, что стимуляция разных его участков включает специфические телесные ощущения или подергивания. В противоположность этому стимуляция фронтальных долей дает абсолютный нуль. Так чем же занимаются фронтальные доли мозга?
Вероятно, полезнее задать вопрос о том, чем они не занимаются. Сами они не делают почти ничего; они похожи на крупный вокзал, аэропорт или любой другой крупный узел связи, они получают и отсылают информацию, связывают все области мозга — от сенсорных и двигательных систем до эмоциональных областей и зон памяти, распределенных по всему мозгу. Огромное количество взаимосвязей с другими областями мозга указывает на то, что фронтальные доли играют роль почти во всех аспектах человеческой мысли и поведения. Сложные виды деятельности не сосредоточены во фронтальных долях, а интегрированы через них как через нейронный коммутатор.
Любое поведение, требующее планирования, координации и контроля, задействует фронтальные доли мозга. Даже те действия, которые происходят автоматически, в результате импульсов и порывов, управляемых из глубин среднего мозга, необходимо интегрировать в остальной наш поведенческий репертуар, чтобы не попасть из-за них в беду. Роль фронтальных долей в деятельности мозга можно сравнить с ролью высшего управленческого звена в деятельности крупной компании. Чтобы добиться успеха, компания должна работать экономно, не растрачивая слишком много времени и ресурсов. Ей нужно отслеживать изменения рынка, оценивать спрос, следить за ресурсами и проводить в жизнь выбранную стратегию. Компании нужно предугадывать экономические изменения и планировать будущее. Ее подразделения могут конкурировать между собой за ресурсы, но нужно так отрегулировать их деятельность, чтобы компания в целом была как можно успешнее. Задача высшего руководства — заставить различные операции, составляющие бизнес, работать как можно более эффективно. Управляющие функции отслеживают, координируют, регулируют и планируют наши мысли и действия. Планирование, память, торможение и внимание — четыре организующие функции (ОФ), осуществляемые в области, которая удобно устроилась рядом с фронтальной частью мозга и известна как префронтальная кора (ПФК).
Горячее и холодное
При рассмотрении роли префронтальной коры полезно различать горячие и холодные ОФ. В список горячих организующих функций входят импульсы и порывы, которые являются биологическими императивами или эмоционально заряженными стимулами, которые угрожают перехватить управление нашими мыслями и действиями. Холодные ОФ относятся к ситуациям логического выбора, который человеку приходится делать при решении задач, требующих рациональных размышлений. Мы пользуемся холодными ОФ, когда нам нужно запомнить телефонный номер или список продуктов для похода в магазин. Большинству из нас приходится повторять эту информацию раз за разом, чтобы сохранять ее в сознании свежей, в противном случае мы все забудем. Если список получается слишком длинным, мы успеваем забыть начало прежде, чем доберемся до конца. Задача становится сложнее, если нужно запомнить два номера или, еще хуже, если кто-нибудь начинает разговаривать с нами, когда мы пытаемся сосредоточиться. Холодные ОФ позволяют нам удерживать внимание на проблеме. Горячие ОФ, напротив, прерывают любые текущие события и заставляют поменять сиюминутные приоритеты. Они вступают в действие при появлении первых признаков опасности, чтобы защитить нас.
Специалист по нейробиологии развития Юко Мунаката предполагает, что префронтальная кора при обработке горячих и холодных решений действует по-разному. Во-первых, существует прямое подавление различных стимулов и импульсов посредством включения нервных путей, блокирующих активность и связанных с горячими, эмоциональными ОФ. Другие мысли и поведенческие схемы, представляющие холодные ОФ и образующие нормальную рутину обычного дня, регулируются непрямым торможением. Их тоже необходимо координировать, но при этом не обязательно полностью отсекать все остальные варианты, как делается при включении горячих ОФ. Мунаката утверждает, что такой контроль достигается путем временного усиления активности различных участков коры. Эти участки поддерживают все различные варианты, которые человек рассматривает, когда принимает решение. В таком состязании опции с максимальной активацией одерживают победу над менее активными, так что решение достигается путем сравнения вариантов по мощности. Торможение при этом не направлено на какой-то один вариант поведения, а возникает как попутный эффект выделения профилей одних вариантов по сравнению с другими.
Как изменить решение
Представьте, что вы вышли в сад искать спрятанные там вашими приятелями «клады» и ваша цель — собрать все цветные стеклышки, шарики и другие сокровища. Вы начинаете искать: заглядываете здесь под кустик, там под дерево. Но что если вы не в состоянии запомнить, где уже смотрели, а где нет? Вы будете постоянно возвращаться к одним и тем же, давно проверенным местам.
