Наблюдатели за птицами с большим опытом обладают не только острым зрением. В их мозге происходят трансформации, аналогичные тем, что возникают при освоении иностранного языка или игре на музыкальных инструментах. По мнению авторов недавнего исследования, эти изменения способны способствовать сохранению когнитивных функций на протяжении более длительного времени.
Человеческий мозг обладает пластичностью. Данное свойство, известное в науке как нейропластичность, позволяет ему адаптироваться и изменять свои функции под воздействием нового опыта.
Когда человек начинает обучение игре на музыкальном инструменте, например, на скрипке, у него фиксируются изменения в слуховой коре. По мере регулярного взаимодействия с определенными звуками, мозг начинает адаптироваться и становится более эффективным в их обработке. Это проявляется в нейронных изменениях: все больше клеток и связей участвуют в обработке звуков, имеющих значение для человека. В результате повышается концентрация и улучшается рабочая память.
Когда человек начинает изучать новые движения в спорте, такие как в фигурном катании, — происходит реорганизация моторной коры, наблюдаются также изменения в мозжечке, базальных ганглиях и белом веществе, что способствует улучшению взаимосвязи между различными областями мозга – сигналы передаются быстрее и точнее. В перспективе это повышает общую продуктивность нейронных сетей и обеспечивает устойчивость к возрастным изменениям. Мозг, как бы, создает новые пути и оптимизирует существующие там, где это наиболее необходимо.
Ранее исследования изменений в мозге в основном фокусировались на музыкантах или спортсменах. Однако группа ученых из Йоркского университета в Канаде, возглавляемая Эриком Вингом ( Erik Wing) они решили рассмотреть вопрос более масштабно и поставили перед собой задачу выяснить, способно ли умиротворяющее увлечение, такое как наблюдение за птицами (бердвотчинг), оказывать столь же значительное воздействие?
Для исследования было отобрано 58 добровольцев. Половина из них имела опыт в идентификации птиц, а другая — не имела. Возраст участников (от 22 до 79 лет), пол и уровень образования были сбалансированы в обеих группах, чтобы обеспечить достоверность результатов эксперимента. Все участники должны были пройти ряд тестов и обследование мозга методом томографии.
В ходе эксперимента участников поместили в томограф и попросили выполнить несколько заданий. На экране им демонстрировали изображение птицы в течение всего лишь четырёх секунд.
После этого наступала задержка, и через 10 секунд перед участниками эксперимента демонстрировались четыре изображения с различными птицами. Их задачей было определить ту, которая была показана им в самом начале.
Эксперты преднамеренно сделали задание более сложным. Для этого они отобрали виды, имеющие сходные внешние характеристики, что могло привести к ошибкам. В тесте было использовано 18 снимков. Из них шесть видов были распространены на территории Канады и хорошо известны местным жителям, а еще 12 – экзотические, с которыми участникам не доводилось сталкиваться ранее.
Ожидаемо, группа экспертов продемонстрировала более высокие результаты при выполнении задания: они правильно идентифицировали 83 процента местных видов и 61 процент видов, которые им были незнакомы. Начинающие участники смогли распознать около 44 процента птиц как в знакомой, так и в незнакомой категориях.
Наиболее значимые результаты были получены при изучении изображений мозга. При попытке распознать ранее неизвестную птицу активировались три основные области: префронтальная кора, отвечающая за концентрацию и принятие решений, внутритеменная борозда, связанная с оперативной памятью, и затылочно-височная кора, отвечающая за обработку зрительных данных. У людей без опыта эти зоны не проявляли активности».
Ученые утверждают, что наблюдаемая мозговая активность свидетельствует об использовании разнообразных когнитивных способностей при наблюдении за птицами, включая внимание, рабочую память и сложный анализ зрительной информации.
В ходе магнитно-резонансной томографии было установлено, что у экспертов наблюдались более заметные структурные характеристики мозга, такие как увеличенная толщина коры и повышенная целостность белого вещества. Это свидетельствует о более упорядоченном строении нейронных связей. Иными словами, многолетняя практика привела к формированию в мозге экспертов специфических областей, оптимизированных для быстрого и точного анализа птиц.
Наиболее захватывающим оказался вывод, связанный с возрастом. С течением времени мозг человека неизбежно претерпевает изменения: уменьшается объем серого вещества, истончается кора, снижается целостность белого вещества и уменьшается плотность синапсов.
У всех участников эксперимента наблюдалась аналогичная закономерность.
У специалистов по наблюдению за птицами были выявлены особенности строения мозга, указывающие на более замедленное течение возрастных изменений. По всей видимости, их мозг способен оказывать сопротивление негативному воздействию времени.
Исследователи полагают, что зафиксировали проявление когнитивного резерва – способности мозга компенсировать возрастные изменения и последствия повреждений, поддерживая при этом ясность мышления. Ранее считалось, что эта способность связана с высоким уровнем образования или сложной работой. Теперь, по всей видимости, к этим факторам можно добавить и наблюдение за птицами.
Для команды Винга ключевым фактором было то, что состояние мозга фиксировалось лишь в конкретный момент, что затрудняет определение причинно-следственных связей. Не исключено, что наблюдаемая картина является следствием не самого увлечения птицами, а какого-то иного фактора. Возможно, люди, обладающие определенными чертами характера или способностями, более склонны к подобным хобби. Также нельзя игнорировать влияние образа жизни, который мог оказать воздействие на здоровье мозга.
Авторы исследования отметили, что для окончательного подтверждения воздействия бердвотчинга на изменения в структуре мозга необходимы многолетние наблюдения за людьми и регулярные сканирования мозга.
Научная работа опубликована в журнале The Journal of Neuroscience.