Правила развития мозга вашего ребенка. Что нужно малышу от 0 до 5 лет, чтобы он вырос умным и счастливым

Жизненно важно, чтобы эта нервная трубка развивалась правильно. Если происходит нарушение развития, у ребенка может возникнуть спинномозговая грыжа или даже опухоль в нижней области спины – аномалия, называемая Spina bifida, или спинальный дизрафизм. Либо ребенок может расти с недоформировавшейся головой – редкая аномалия, называемая анэнцефалия.

Именно поэтому любая книга про беременность содержит настоятельную рекомендацию принимать один из витаминов группы В – фолиевую кислоту. Она способствует правильному формированию нервной трубки, как ее дальнего, так и ближнего конца. Женщины, которые принимают ее в период зачатия и на первых неделях беременности, имеют на 76 % меньшую вероятность развития дефектов нервной трубки у плода. Это первая вещь, которую вы можете сделать, чтобы помочь развитию мозга вашего ребенка.

На протяжении всей истории будущие родители беспокоились о том, все ли в этой области развивается правильно. В 1573 году французский хирург Амбруаз Парэ составил список событий, о которых благоразумные молодые пары, ожидающие ребенка, должны знать, чтобы избежать врожденных дефектов у ребенка. «Существует несколько вещей, порождающих чудовищ, – писал он в трактате «On Monsters and Marvels» («О чудовищах и чудесах»). – Первая – это слава Господа. Вторая – его гнев. Третья – слишком большое количество спермы. Четвертая – слишком малое количество спермы». Парэ выдвигал гипотезу, что врожденные дефекты могут быть порождены случайными позами матери (например, если она очень долго сидела со скрещенными ногами). Или это может случиться из-за узости матки; демонов и чертей; злобного плевка нищего.

Мы, вероятно, можем простить Парэ его донаучные заблуждения в отношении внутриутробного развития мозга. Даже для современного ума это нечто пугающе, безнадежно сложное и, по большей части, таинственное.

Современные исследователи находятся в полнейшем неведении в отношении того, как найти объяснение практически двум третям врожденных пороков развития. В действительности только четверть всех известных родовых патологий имеет четко выделенную связь с проблемами ДНК. Одна из причин такой скудности наших знаний состоит в том, что организм матери, судя по всему, обладает системой автоматического устранения повреждений. Если происходит какое-то нарушение в процессе развития, ее организм часто чувствует проблемы и сам провоцирует выкидыш. Около 20 % беременностей заканчиваются спонтанным абортом. Известные токсины окружающей среды – проблемы, которые можно реально отслеживать – несут ответственность всего лишь за 10 % врожденных дефектов, выявленных лабораторным путем.

Тончайшая паутина клеток, сверкающая электрическими искрами

К счастью, в большинстве случаев мозг ребенка развивается нормально. Мозговой конец нервной трубки продолжает осуществлять свой конструкторский проект путем создания клеточных образований, напоминающих сложные коралловые формации. Они постепенно формируют крупные структуры мозга. Еще до окончания первого месяца крошечная протомозговая клетка ребенка разрастается в мощную армию из миллионов клеток.

Конечно, мозг развивается не изолированно. На ранних стадиях развития, приблизительно на четвертой неделе, у эмбриона временно появляются жаберные дуги, похожие на те, которыми обладают рыбы. Вскоре они превращаются в мышцы лица и горловые структуры, которые позволят вашему будущему ребенку говорить. Затем у эмбриона появляется зачаток хвоста, но вскоре зародыш меняет курс и разбирает эту структуру.

Процесс нашего развития обладает очевидными эволюционными корнями, и мы разделяем это чудо со всеми остальными млекопитающими на планете. За исключением одной вещи.

Те образования на конце нервной трубки вашего эмбриона превратятся в невероятно большой, жирный, сверхразумный мозг – практически самый тяжелый в процентном отношении к массе тела из всех, что существуют на планете. Эта массивная структура собрана из тончайшей паутины клеток, по которой пробегают крошечные электрические разряды. В ней существует два важнейших типа клеток. Первый тип – глиальные клетки, составляющие до 90 % клеток мозга в голове вашего ребенка. Они придают мозгу его структуру и помогают нейронам правильно обрабатывать информацию. Другое их общее название: глия – по-гречески «клей». Второй тип клеток – знакомые нам нейроны. Хотя они осуществляют большую часть процесса мышления вашего ребенка, их количество составляет около 10 % общего числа клеток мозга. Вероятно, отсюда пошел миф о том, что мы используем только 10 % нашего мозга.

Один нейрон – 15 000 связей

Так как же эти клетки превращаются в мозг? Эмбриональные клетки преобразуются в нейроны в ходе процесса, называемого нейрогенез. Именно в это время ребенок хочет, чтобы его оставили в покое – в первую половину беременности. Затем, во второй половине беременности, нейроны перемещаются к области, которую они со временем назовут своим домом, и начинают соединяться друг с другом. Это называется синаптогенез.

Миграция клеток напоминает мне ситуацию, когда шериф внезапно отпускает идущих по следу ищеек с поводка, чтобы они обнаружили запах преступника. Нейроны выбегают из своих эктодермальных загонов, карабкаются друг на друга, берут молекулярный след, замирают на мгновение, пробуют различные пути, беспорядочно скользя по развивающемуся мозгу. Затем останавливаются, достигнув пункта назначения, который, вероятно, был запрограммирован в их клеточных головах. Они осматриваются в своих новых клеточных жилищах и пытаются наладить контакты с соседями. Когда им это удается, между нервными клетками создаются крошечные, подвижные зазоры, называемые синапсами (отсюда термин синаптогенез). Через это пустое пространство проходят электрические сигналы, позволяющие клеткам коммуницировать. В этом последнем шаге и кроется весь смысл процесса развития мозга.

Синаптогенез – процесс очень длительный, и причину этого легко понять: он возмутительно сложен. Каждый отдельный нейрон должен установить в среднем 15 000 связей с местным населением, прежде чем его труд по созданию коммуникаций можно будет считать законченным.

Некоторым нейронам приходится устанавливать до 100 000 связей. Таким образом, мозгу вашего ребенка нужно устанавливать ошеломляющее число – 1,8 миллиона новых связей в секунду, чтобы завершить формирование мозга. Многие нейроны так и не завершают этого процесса. Они просто погибают, как лосось после секса.

Даже при таких гигантских скоростях развития мозг ребенка не успевает сформироваться к моменту родов. Приблизительно 83 % синаптогенеза происходит после рождения. Как ни странно, мозг вашего чада полностью сформируется только после двадцати с небольшим лет. Формирование мозга мальчика может занять даже больше. У человеческих существ мозг развивается дольше всех остальных органов.

Когда ваш ребенок может слышать вас, ощущать ваш запах?

Цель этого безумно быстрого (а затем ужасающе медленного) процесса производства состоит в создании рабочего мозга, способного получать информацию и реагировать на нее. Поэтому любознательные родители задают вопросы: что знает эмбрион, и когда он это знает? Когда ваш ребенок способен, к примеру, воспринимать постукивания по вашему животу?

Необходимо запомнить следующий принцип развития: первую половину гестации мозг плода проводит за организацией своей нейроанатомической мастерской, счастливо игнорируя большую часть родительского вмешательства (я имею в виду вмешательство с добрыми намерениями; наркотические вещества, в том числе алкоголь и никотин, безусловно, способны нанести вред мозгу плода). Вторая половина беременности – это другая история. По мере того как процесс развития мозга смещается с преимущественно нейрогенеза в сторону преимущественно синаптогенеза, плод начинает проявлять гораздо большую чувствительность к внешнему миру. Прежде всего, сам процесс соединения клеток гораздо больше подвергается внешним влияниям – включая ваше влияние, нежели акт их создания.

Органы чувств развиваются по определенной стратегии

Как ребенок подходит к конструированию сенсорных систем мозга? Спросите командиров ВДВ. Они расскажут вам, что успешное ведение войны включает три шага: воздушное десантирование на территорию врага, захват вражеских объектов и обеспечение связи со своей базой. Этот процесс позволяет центральному командованию отслеживать ход событий и «владеть ситуацией», т. е. знать, что следует делать в следующий момент. Нечто подобное происходит с системами органов чувств в мозге при их внутриутробном развитии.

Подобно десантникам, захватывающим вражескую территорию, нейроны вторгаются в заданный регион мозга и организуют там различные сенсорные базы. Нейроны, которым удалось связаться с глазами, со временем будут использоваться для зрения, с ушами – для слуха, с носом – для обоняния. Как только территория захвачена, эти клетки устанавливают связи, которые помогут им осуществлять коммуникации с контрольно-командными структурами восприятия, которые также развертываются в мозге (в реальном мире мозга существует много центральных командных пунктов).

Эти структуры, выполняющие роль высшего исполнительного руководства и обеспечивающие нам способность восприятия, ведут такой же активный захват территории, как и десантники. И на внутриутробном этапе развития достигают правильной организации одними из последних. Таким образом, нейроны, связанные с глазами, или ушами, или носом, могут получить сигнал «занято» при попытке связаться со своей базой. Из-за такого несовпадения ритма части мозга ребенка могут реагировать на раздражение органов чувств еще до того, как ребенок на деле сможет воспринимать это внешнее воздействие как таковое.

Однако как только будущий ребенок обретает способность воспринимать входящие сигналы, в частности звуки и запахи – это начинается приблизительно со второй половины беременности, – он очень старательно на них настраивается. И подсознательно помнит их. Иногда это может быть пугающим, как однажды обнаружил легендарный дирижер Борис Бротт.[12 - Канадский дирижер, композитор и скрипач (род. 1944).]

Ребенок в утробе может запоминать

«Это просто нашло на меня!» – воскликнул Бротт в разговоре со своей матерью. Стоя за дирижерским пультом, Бротт дирижировал симфоническим оркестром. Произведение было ему незнакомо, и он исполнял его впервые. Когда вступила виолончель, дирижер внезапно отчетливо понял, что слышал это произведение раньше. Это не было случайным воспоминанием о какой-то похожей, но забытой музыке: Бротт четко мог предсказать, какая музыкальная фраза будет следующей. Он мог предвосхитить весь ход исполняемого произведения. Он мог дирижировать оркестром даже тогда, когда терял нужное место в партитуре.

Ошеломленный, он позвонил своей матери, профессиональной виолончелистке. Она спросила, как называется музыкальное произведение, а услышав, взорвалась смехом. Это было произведение, которое она репетировала, когда была беременна им. Виолончель упиралась в середину ее живота на поздних сроках беременности, а он представляет собой структуру, наполненную звукопроводящими жидкостями, и был полностью способен передать музыкальную информацию ее еще не родившемуся сыну. Развивающийся мозг младенца был достаточно восприимчив, чтобы записать музыкальные воспоминания. «Все ноты, которые я узнавал с первого взгляда, составляли те произведения, которые она играла, когда была беременна мной», – сказал впоследствии Бротт в своем интервью. Впечатляющие знания для мозга, которому не было еще и нуля лет.

Это всего лишь один из множества примеров того, как ребенок в утробе может подхватывать информацию из внешнего мира. Как мы увидим, ваша еда и запахи, которые вы ощущаете, также могут повлиять на восприятие вашего ребенка. Для новорожденного эти вещи становятся знакомыми ощущениями домашнего уюта.

Далее описано, на каких сроках беременности начинают функционировать органы чувств вашего ребенка, и он начинает ощущать прикосновение, видеть, слышать, чувствовать запах, вкус, воспринимать ощущение равновесия.

Прикосновение: 4 недели

Ощущение прикосновения вступает в строй одним из первых. Месячные эмбрионы ощущают прикосновение к их носам и губам. Способность быстро распространяется, практически вся поверхность кожи становится чувствительной к возрасту 12 недель.

Я клянусь, я мог определить это к тому времени, когда моя жена была в середине третьего триместра беременности с нашим младшим сыном. Он был очень подвижный, и иногда я мог видеть, как нечто напоминающее выпирающий акулий плавник движется по животу моей жены, выпячиваясь, а затем погружаясь внутрь. Жутко. И забавно. Однажды утром, подумав, что это может быть ножка малыша, я попытался потрогать выпуклость, когда она появилась. Выпуклость тут же «пнула» меня в ответ (!), заставив нас обоих вскрикнуть от удивления.

Если вы попытаетесь проделать такое в первой половине беременности, вы не получите никакого результата. Ранее пятого месяца после зачатия дети не могут по-настоящему ощущать прикосновение, как воспринимаем его мы с вами. А к этому моменту мозг ребенка создает «атлас тела» – крошечную нервную модель всего организма.

К началу третьего триместра плод активно демонстрирует избегающее поведение (например, пытается уплыть при приближении иглы для биопсии). Отсюда мы заключаем, что неродившийся ребенок может чувствовать боль, хотя напрямую оценить это невозможно.

Судя по всему, к этому времени плод обладает также чувствительностью к температуре. Но, вероятно, «монтажные схемы», обеспечивающие температурную чувствительность, не полностью завершены к моменту рождения, и для полного развития им необходим опыт контакта с окружающим миром. В двух не связанных между собой случаях жестокого обращения с детьми французский мальчик и американская девочка провели в изоляции несколько лет. Оба ребенка не были способны отличать горячее от холодного. Маленькая девочка никогда не одевалась в соответствии с погодой, даже когда на улице был сильный мороз. Маленький мальчик регулярно вытаскивал картошку из горящего пламени голыми руками, не замечая разницы температур. И почему это так, точно неизвестно. Мы только знаем, что ощущения прикосновения остаются очень важным фактором развития ребенка после рождения.

Зрение: 4 недели

Может ли ребенок видеть, находясь в утробе? На этот вопрос довольно трудно ответить, по большей части оттого, что зрение является наиболее сложным из наших чувств.

Зрительная система начинает развиваться приблизительно через четыре недели после зачатия: у плода формируются маленькие глазные образования на одной из сторон крошечной головки. Вскоре в этих образованиях появляются чашеобразные элементы, из которых формируются глазные хрусталики. Затем появляются ретинальные (сетчаточные) нервы, которые, извиваясь, отходят от задней части этих примитивных глаз, пытаясь дотянуться до затылочной части головы и установить связь с областями, которые со временем сформируют зрительную кору. Клетки этой коры тем временем очень заняты подготовкой встречи этих невральных путешественников с целью установления долгосрочного партнерства. Второй и третий триместры изобилуют массовыми «встречами на высшем уровне» в этих областях, изрядным количеством клеточных смертей и обильным установлением взаимных контактов. К этому моменту мозг формирует около 10 миллиардов новых синапсов в день. Казалось бы, ребенок должен страдать от мигрени!

Один из результатов всей этой активности: нейронные цепи, необходимые для управления процессом моргания, расширения зрачков или слежения за движущимися объектами, появляются еще до рождения. Эксперименты показывают, что если на матку направить сильный луч света, то плод, входящий в третий триместр, будет реагировать движением или учащением сердцебиения (либо и тем и другим). Однако для создания адекватно функционирующих цепей требуется так много времени, что у ребенка уходит более девяти месяцев на то, чтобы работа была завершена. Мозг будет продолжать формировать по 10 миллиардов синапсов в день почти целый год после рождения. На протяжении этого периода мозг использует внешний визуальный опыт для завершения своих внутренних строительных работ.

Слух: 4 недели

Если бы вы сказали мне, что важный научный факт будет открыт благодаря комбинации сосания пустышки и чтения книжки «The Cat in the Hat»,[13 - «Кот в шляпе», очень популярная в Америке детская книжка Доктора Сьюза (Теодор Сьюз Гейзель), детского писателя и мультипликатора.] я бы посоветовал вам перейти на другое пиво. Но именно так и случилось в начале 1980-х годов.

Женщин, участвовавших в исследовании, попросили на протяжении последних шести недель беременности читать книгу Доктора Сьюза вслух дважды в день. Это много: в целом чтение составило около 5 часов. Когда дети родились, им дали соски-пустышки, связанные с устройством, измеряющим частоту и силу сосания. Показатели силы и частоты могли быть использованы в качестве индикации того, что младенец узнал что-то знакомое (путем сопоставления с базовыми показателями). После этого младенцам давали прослушивать записи голоса их матерей, которые либо читали «The Cat in the Hat», либо другую книжку, либо не читали ничего. Во всех случаях измерялись показатели сосания. То, что обнаружили ученые, было ошеломительным. Младенцы, которые слышали Доктора Сьюза в утробе, узнавали и предпочитали ту запись, где их мать читает «The Cat in the Hat». Они сосали соску в такой манере, которая вызывалась только этой книгой и никакой другой, и не вызывалась просто материнским голосом. Младенцы помнили и узнавали свои прошлые слуховые ощущения, пережитые еще в утробе.

Мы сейчас знаем, что слуховое восприятие возникает на более ранних сроках гестации, чем было у тех тестируемых детей, которые показали этот удивительный результат. Задействованные в слуховой системе ткани наблюдаются через четыре недели после зачатия. Слух начинается с появления двух образований, похожих на миниатюрные кактусы-цереусы,[14 - Огромные колоннообразные кактусы, по форме напоминающие канделябры.] по обеим сторонам головки ребенка. Они называются зародышевые слуховые пузырьки, или статоцисты, и формируют большую часть слухового аппарата вашего ребенка. Как только они обозначили территорию строительства, начинается «возведение дома под ключ»: от похожих на раковину улитки каналов до напоминающих крошечные реснички внутренних волосков, выстилающих эти каналы. Процесс занимает несколько следующих недель.

Когда же все эти конструкции соединяются с остальным мозгом, позволяя младенцам слышать? К данному моменту ответ должен быть понятен: не ранее начала третьего триместра беременности. В шесть месяцев вы можете подавать звуки плоду в утробе (в основном щелчки) и с замиранием прислушиваться, как его мозг посылает слабый электрический импульс в ответ! В следующем месяце этот щелкающий обмен мнениями возрастает не только по интенсивности, но и по скорости реакции. Дайте ему еще месяц или чуть больше – все изменится. Теперь у вас недоношенный малыш, который способен не только слышать и отвечать, но и различать различные звуки речи, например, отличать «ааааа» от «ээээээ» или «ба» от «би». Мы вновь наблюдаем эту десантную схему, когда сначала захватывается территория, а затем устанавливается связь с командным постом.

Дети в утробе могут слышать материнский голос к концу второго триместра беременности, и после рождения они предпочитают его другим голосам. После родов сильнее реагируют, если мамин голос приглушен – это воссоздает звуковую среду в утробе. Младенцы реагируют даже на телепрограммы, которые их мамы смотрели во время беременности.

В одном занимательном эксперименте еще не родившимся младенцам включали музыкальную заставку одной конкретной «мыльной оперы». Когда эти дети родились, они прекращали плакать в тот момент, когда слышали этот проигрыш (контрольная группа не демонстрировала настолько выраженной реакции). Новорожденные хорошо помнят звуки, с которыми они сталкивались, будучи еще в утробе на последних фазах созревания. Воспроизведение этих знакомых, успокаивающих звуков – еще один способ смягчить им вступление в жизнь на этой холодной, незнакомой планете.

Обоняние: 5 недель

То же самое относится и к запахам. Уже через пять недель после оплодотворения происходит формирование системы мозга, отвечающей за обоняние. Но, как и с другими органами чувств, восприятие не становится возможным только потому, что для него не готов аппарат.

Со второго по шестой месяц жизни в утробе младенцы страдают от острой заложенности носа. Носовые полости забиты огромными пробками из тканей организма, которые по всей вероятности не позволяют воспринимать никаких запахов вообще.

Все изменяется в третьем триместре. Тканевые пробки заменяются слизью (слизистой оболочкой), и множество нейронов устанавливает прямую связь с зонами восприятия в мозге. Материнская плацента также становится менее «придирчивой», позволяя проникать в утробу все большему и большему числу молекул, переносящих запах (они называются одорантами (odorants), или ароматическими веществами).