Как стресс влияет на способность мозга учиться?

Американский нейробиолог Джон Медина написал книгу «Правила мозга. Что стоит знать о мозге вам и вашим детям». Делимся небольшим отрывком, в котором рассказывается о том, что происходит во время стресса, и почему он может быть вреден.

Предупреждаю: сейчас я расскажу вам о действительно ужасном эксперименте. Красивая немецкая овчарка лежит в металлической клетке и скулит. Она чувствует болезненные электрические разряды, которые заставляют ее выть.

При этом она легко может прекратить свои мучения. Вторая половина клетки полностью электрически изолирована, но отделена невысоким барьером. Пес может перепрыгнуть в безопасное место, когда его не бьет током. В действительности его и не бьют током. Собака просто лежит в углу с электрической стороны и скулит при каждом колебании. Экспериментаторам пришлось силой вытащить ее из клетки. Что такое случилось с собакой?

За несколько дней до того, как собака попала в клетку, на нее надели цепь, к которой был подключен электрический провод, и несчастное животное вынуждено было терпеть болезненные разряды день и ночь. Вначале пес не просто реагировал: скулил от боли, мочился, изо всех сил пытался освободиться и избавиться от боли. Но все бесполезно: шли часы, даже дни, и его сопротивление, по-видимому, ослабевало. Почему? Собака начала понимать передаваемое ей послание: боль никогда не прекратится, удары будут постоянными, выхода нет. Даже после того как с нее сняли цепь и поместили в металлическую клетку, из которой был выход, собака больше не понимала, что надо делать. Процесс обучения прекратился, и это, пожалуй, самое ужасное.

Тем, кто интересуется психологией, известны эксперименты, подобные описанному: в 1960-е годы их проводил известный психолог Мартин Селигман. Для описания осознания безысходности и связанного с ней когнитивного коллапса он ввел термин «выученная беспомощность». Многие животные ведут себя так же, если наказание неизбежно, и человек — не исключение. Узники концентрационных лагерей ежедневно демонстрировали подобное поведение, что было связано с условиями содержания в лагерях. Некоторые такие лагеря называли «гамель», что в переводе с немецкого (от слова Gameln) означает «гниение». Неудивительно, что Селигман посвятил часть своей научной карьеры изучению реакции человека на оптимизм.

По-видимому, хронический стресс действует весьма разрушительно, раз он вызывает такие экстраординарные изменения в поведении. Почему при этом прекращается процесс обучения? Давайте начнем с определения понятия «стресс» и биологической реакции на него и проанализируем, есть ли связь между стрессом и обучением. А еще поговорим о браке, родительском долге, рабочей среде, а также о том, как я услышал, что моя мать, учительница четвертого класса, выругалась. Это было ее первое знакомство с приобретенной беспомощностью.

Страх и щекотка

Сначала определим, что происходит с когнитивными процессами, когда человек попадает в зону турбулентности.

Во-первых, не все стрессы оказывают одинаковое влияние.

Стресс определенного типа действительно вредит обучению, но некоторые могут ему даже способствовать. Во-вторых, сложно установить, как действует стресс. Одни люди любят прыгать с парашютом, чтобы расслабиться, у других даже мысль об этом вызывает холодный пот. Правда ли, что затяжные прыжки вызывают стресс? Вовсе нет, что лишь подчеркивает субъективную природу стресса.

Реакция организма не очень поможет в определении этого понятия. Ученые пока не выделили набор физиологических реакций, которые могли бы позволить однозначно сказать, испытывает человек стресс или нет. Похожие механизмы заставляют тело, например, сжиматься от страха, но они же срабатывают, когда вы занимаетесь сексом или сидите за праздничным столом. В теле происходят похожие реакции в ответ на грабителя с ножом, оргазм и рождественского гуся. Состояние повышенного психического возбуждения характерно и для стресса, и для удовольствия.

Несколько лет назад исследователи Джинсок Ким и Дэвид Даймонд предложили свое определение из трех частей, содержащее большинство основных характеристик. По их мнению, если одновременно соблюдаются три условия, значит, человек испытывает стресс.

Во-первых, психологическое возбуждение должно быть заметно со стороны. Я наблюдал такую реакцию, когда мой полуторагодовалый сын за обедом впервые увидел в тарелке морковь. Он словно взбесился: кричал, плакал, описал штаны. Его состояние заметил не только я, но, пожалуй, все, кто находился в радиусе километра от нашего кухонного стола.

Во-вторых, стрессогенный фактор должен вызывать отвращение. Это можно определить при помощи простого вопроса: если бы вы могли нейтрализовать воздействие данного опыта или вовсе исключить его, сделали бы вы это? Мой сынишка, например, мгновенно схватил морковь и бросил ее на пол, затем ловко спрыгнул со стула и принялся топтать ногами страшный овощ. Его и спрашивать было не нужно.

В-третьих, стрессогенный фактор не подконтролен человеку. Чем больше он теряет контроль над ситуацией, тем сильнее стресс. Реакция моего сына была такой сильной, потому что он знал, что я хочу, чтобы он съел морковь, а обычно он всегда выполнял мои просьбы. Несмотря на то что я поднял с пола и помыл морковь и, поглаживая живот, приговаривал «ням-ням», он не съел ни кусочка, хотя и думал, что я заставлю его съесть всю морковь. Вот так простой овощ привел к бесконтрольному поведению.

Если соблюдаются одновременно три перечисленных условия, можно смело диагностировать стресс; реакцию на него можно зарегистрировать в лабораторных условиях.

Тревога в системе

Вы ощущаете, как тело реагирует на стресс: пульс учащается, поднимается кровяное давление, происходит мощный выброс энергии. Это действие гормона адреналина, активизированного гипоталамусом — органом размером с горошину, расположенным в самом сердце вашего мозга. Когда система органов чувств регистрирует стресс, гипоталамус реагирует и посылает сигнал надпочечным железам, ясное дело, находящимся над почками. Надпочечники сразу же производят и выбрасывают большое количество адреналина в кровь.

Данный эффект называется реакцией «бей или беги» *.

В этом адаптационном процессе задействован еще один гормон, выбрасываемый надпочечниками, столь же сильнодействующий, как и адреналин. Это кортизон. Образно его можно назвать высокопрофессиональным ударным отрядом по борьбе со стрессом человека. Запускается вторая волна* (Впервые описана американским психофизиологом Уолтером Кенноном. Прим. ред.) адаптационной реакции на стрессогенный фактор; в небольших количествах кортизон устраняет самые неприятные последствия воздействия стресса, приводя в норму гомеостаз.

Для чего организму переживать все эти гормональные бури? Ответ очень прост. Без гибкой, мгновенно действующей, хорошо отрегулированной ответной реакции на стресс мы бы погибли. Запомните: мозг — самый сложноорганизованный орган выживания. Все эти механизмы служат одной цели: прожить достаточно долго, чтобы передать свои гены следующему поколению. Адаптационная реакция организма на стресс помогает нам в этом. Стресс помогает справиться с угрозой для жизни, ведь гибель может помешать появлению потомства.

С какими угрозами, подавляющими инстинкт продолжения рода, мы сталкиваемся в подростковом возрасте?

Уж точно не с мыслями о выходе на пенсию. Представьте, что вы пещерный человек, живущий в африканской саванне. Какими мыслями вы заняты в моменты бодрствования? В первую десятку вошли бы мысли о том, как избежать столкновения с хищниками. Ведь они способны нанести вам физические увечья. Это в современном мире сломанная нога означает визит к врачу, а в далеком прошлом сломать ногу было все равно что погибнуть. Погодные условия тоже влияли на способность человека добывать пищу. Таким образом, древнего человека беспокоят сиюминутные потребности, а не мысли о том, что он будет делать на старости лет. Несколько миллионов лет назад, выживет человек или нет, решалось в течение часа, а то и нескольких минут. Удастся ли убежать от саблезубого тигра — некоторым счастливцам удавалось даже заколоть его, но все равно на это отводилось менее минуты. Следовательно, реакция организма предназначена для решения проблем, длящихся не годы, а секунды. Изначально требовалось заставить тело двигаться как можно быстрее, обычно в противоположную от источника опасности сторону. Значение этого механизма хорошо понимаешь, наблюдая за теми, кто не способен быстро реагировать на стресс. Например, при болезни Аддисона кровяное давление не поднимется в ответ на такую серьезную опасность, как нападение горного льва. Давление снизится, возможно, вы впадете в состояние глубокого шока. Станете вялым. А затем превратитесь в чью-нибудь добычу.

Болезнь Аддисона (хроническая недостаточность коры надпочечников) — редкое эндокринное заболевание, при котором надпочечники не производят достаточно гормонов, прежде всего кортизола; впервые описана британским терапевтом Томасом Аддисоном. Прим. ред.

Сегодня стресс измеряется не секундами встречи с реальной угрозой для жизни, а часами, днями, а иногда и месяцами рабочей суматохи, кричащими подростками и финансовыми проблемами. Однако мы не приспособлены для борьбы с этим. Одно дело — когда происходит резкий гормональный всплеск в течение короткого времени, и совсем другое — когда это длится на протяжении нескольких лет. Тогда гормоны отравляют наш организм. Так, тонко настроенная система выходит из-под контроля, чем объясняется и вой несчастной собаки в металлической клетке, и плохая успеваемость в школе или неэффективность работы.

От насморка до забывчивости

Стресс вреден не только для мозга. Сильный кратковременный стресс стимулирует работу сердечно-сосудистой системы, что, видимо, послужило поводом рассказывать истории о том, как некая бабушка подняла автомобиль с одной стороны, чтобы спасти внука, попавшего под колеса. Однако при длительном воздействии избыток адреналина приводит к нерегулируемым перепадам кровяного давления, в результате чего на поверхности кровеносных сосудов образуются шероховатости, которые затем превращаются в шрамы. А в крови образуется вязкая субстанция, закупоривающая артерии. Если это происходит в сердечных кровеносных сосудах, то может привести к сердечному приступу, а если в мозге — к инсульту. Неудивительно, что риск возникновения сердечного приступа или инсульта у людей, хронически подверженных стрессу, гораздо выше.

Кроме того, стресс ослабляет иммунитет. Во-первых, в ответ на стресс организм отправляет белые кровяные тельца на защиту наиболее уязвимых зон, таких как кожа, например. Сильный, но короткий стресс иногда улучшает реакцию организма на вакцинацию. Однако хронический стресс производит противоположное воздействие, снижая количество героических лейкоцитов, обезоруживая их и даже убивая.

Длительное воздействие стрессогенных факторов ухудшает выработку антител, оказывая негативное влияние на способность бороться с инфекцией. Хронический стресс может даже подговорить иммунную систему бороться со всем подряд, даже с тем, что вовсе не может служить целью для поражения, — с собственным организмом.

Неудивительно, что люди, страдающие от хронического стресса, чаще болеют. Гораздо чаще. Одно исследование доказало, что те, кто переживает стресс, болеют простудой в три раза чаще. Они становятся особенно восприимчивыми к вирусной инфекции, если стрессогенным фактором является окружающая обстановка, угрожающая человеку дольше месяца. Эти люди часто страдают от аутоиммунных заболеваний, таких как астма и диабет.

Для того чтобы продемонстрировать, насколько восприимчивой к стрессу может быть иммунная система человека, рассмотрим эксперимент, проводившийся на факультете театроведения в Калифорнийском университете Лос-Анджелеса. Представьте, что на протяжении дня вы думали исключительно о самом неприятном событии, произошедшем с вами в жизни, а затем рассказали о своих чувствах экспериментаторам, и в процессе у вас взяли кровь на анализ. По замыслу этого исследования, достойного графа Дракулы, актеры вживались в роль, декламируя речь (если требовала сцена, их просили думать о чем-нибудь страшном, вызывающем ужас). Одна группа работала с радостными воспоминаниями, вторая — исключительно с грустными. Исследователи сравнили иммунную формулу крови испытуемых. Иммунная система людей, работавших с приятными текстами, была в полном порядке, вырабатывая достаточно иммуноцитов для выполнения задачи защиты организма. Те, кто репетировал грустные тексты, продемонстрировали неожиданный результат: их иммунологическая реактивность значительно снизилась. Иммуноцитов вырабатывалось недостаточно, они были не такие сильные и готовые к работе. Эти актеры оказались более восприимчивыми к инфекции.

Мозг, как и иммунная система, подвержен воздействию стресса. Гиппокамп, крепость человеческой памяти, словно окорок специями, усеян рецепторами, чувствительными к кортизону, что делает его весьма восприимчивым к стрессовым сигналам. Если стресс не слишком сильный, мозг работает хорошо, то есть его обладатель способен продуктивно решать проблемы и лучше запоминать информацию.

Причина этого кроется в эволюционном развитии. Именно угрожающие жизни события следовало сохранить в памяти.

В трудных для жизни условиях все происходило молниеносно, и только самые быстрые особи, которые могли запомнить этот опыт и точно воспроизвести его с необходимой скоростью, выживали. Подтверждают это и результаты научных исследований: человеческий мозг мгновенно запоминает опыт, полученный в условиях стресса, и со временем быстро воспроизводит его.

Слишком сильный и продолжительный стресс вредит обучению. Его влияние разрушающе. Вы можете наблюдать это ежедневно. Люди, страдающие от стресса, не демонстрируют выдающихся способностей в математике, не очень успешно обучаются языкам. Их память гораздо слабее, чем у других.

В состоянии стресса люди не способны обобщать или адаптировать имеющуюся информацию к новым сценариям так же хорошо, как их спокойные и уравновешенные собратья. Им трудно сосредоточиться. Все проведенные испытания говорят о том, что хронический стресс вредит способности обучаться.

Согласно результатам одного исследования, взрослые в условиях сильного стресса демонстрируют результаты в два раза ниже, чем те, кто не слишком страдает от нервного напряжения. В частности, стресс вредит вербальной памяти и способности к целенаправленной деятельности (этот тип мышления принимает участие в решении проблем), а эти навыки, безусловно, важны для хорошего результата в школе и на работе.