Когнитивный резерв: страховка от старения мозга

Как общение, карьера, эмпатия, билингвизм и другие факторы тренируют мозг и предотвращают когнитивный упадок.

Накопительный счет, страхующий мозг от старения, запас средств защиты от нейродегенеративных заболеваний – например, деменции, болезней Паркинсона и Альцгеймера, – так можно определить когнитивный резерв. По сути, это стратегический актив человека, позволяющий долго сохранять мозг здоровым. Не случайно этот феномен оказался в центре внимания ведущих нейроученых, в том числе нейрокогнитивиста Андрея Мячикова. В интервью IQ Media исследователь рассказал о ресурсах пополнения «нейрокопилки», планах создания тематического мобильного приложения и о том, как изучение иностранных языков отсрочивает ослабление когнитивных функций.

«Спортзал» для мозга

— Андрей Викторович, вы нашли точную метафору для когнитивного резерва: «накопительный счет, страховка мозга от старения». Какое именно старение замедляется?

— Концепция старения мозга включает в себя, как минимум, два измерения: собственно структурные изменения мозга, с одной стороны, и соответствующие им когнитивные проблемы – с вниманием, памятью, с другой. Поэтому мы иногда говорим о нейрональном резерве и когнитивном резерве по отдельности, а порой их совмещаем в нейрокогнитивный резерв – конструкт, подразумевающий и структурные, и поведенческие изменения: когда они наступают, как протекают. Я и мои коллеги – Джубин Абуталеби (Университет Вита-Салюте Сан-Раффаэле в Милане), Федерико Галло (Арктический университет в Тромсё и НИУ ВШЭ) – изучаем когнитивный резерв на обоих уровнях приближения.

— Термин «когнитивный резерв» предложил американский нейропсихолог Яаков Стерн в 2009 году. Это та самая концепция, о которой вы говорите?

— В целом да. Резерв – это своеобразный конструкт, и «дистиллировать» его до определенной сети или группы нейронов трудно, хотя определенную локализацию выявить все же удается. В случае с когнитивным резервом исследователь может выбрать группы известных или теоретически предсказуемых прокси (факторов) и изучать, как они помогают людям накапливать резерв и как они взаимодействуют друг с другом.

— Среди факторов, позволяющих пополнить когнитивный резерв, – питание, спорт, сон, мобильность, интеллектуальная активность, образование, доходы, карьера, общение и другие. Благодаря им человек за свою жизнь набирает запас защиты мозга. Чем он объемнее, чем больше нейронных связей построено, тем мощнее защита от нейродегенеративных заболеваний или заметнее их отсрочивание?

— И то, и другое. Скажем, у одного человека есть некая нейронная сеть определенной плотности, с условным числом нейронных связей Х. У другого человека та же сеть менее распределенная – с числом связей Y. Представим, что эта сеть у обоих начала сокращаться одновременно в связи с возрастными изменениями. У того, у кого сеть объемнее (X), на это уйдет больше времени, чем у того, у кого она менее объемна (Y). Тем самым, у человека с сетью Y на это уйдет меньше времени, и у него быстрее проявятся симптомы когнитивного старения в силу того, что условная нейронная сеть перестанет справляться с задачами, которые для нее предусмотрены. Поэтому мы используем метафору накопительного счета. Однажды придется его тратить, и тот, у кого он больше, будет расходовать его дольше. Это, конечно, упрощенная модель, и она требует дальнейших исследований.

— Значит, когнитивный резерв во многом обеспечивает сопротивляемость мозга к нейродегенеративным заболеваниям?

— Да. Но важно понимать еще один аспект. Мы договорились, что существует некий объем мозгового ресурса, который будет потрачен тем медленнее, чем он больше. Это статический аспект резерва, зависящий от величины «накопительного счета». Второй аспект относится к способности мозга меняться в зависимости от меняющихся требований и задач, и он тоже имеет отношение к концепции когнитивного резерва. Мозг пластичен, и пластичность подразумевает способность нейронов и нейронных сетей подстраиваться под изменения среды, под те задачи, которые человеку приходится выполнять. Эта гибкость позволяет оптимально изменять функционал нейронных сетей. В этом смысле когнитивный резерв связан и с условной величиной его «средств» и с тем, насколько оптимально эти средства могут быть потрачены, то есть с тем, как гибко человек может его расходовать.

Существует, например, достаточное число работ, в частности, Джубина Абуталеби, которые показывают, что структурные изменения мозга, в том числе, связанные с билингвизмом, имеют две траектории. Одна связана с накоплением резерва, расширением и уплотнением нейронной сети. Другая – с нейронной компенсацией, процессом, при котором нервная система или мозг стремится компенсировать потерю функций определенных участков или нейронных путей посредством задействования других участков или механизмов. Например, при повреждении определенной части мозга или нервной системы другие участки могут стать более активными или развить новые связи для замещения утраченных функций. Важная часть компенсаторного механизма подразумевает «синаптический прунинг» [от англ. prune – «подрезать»] – процесс изменения нейронных сетей, при котором избыточные или малоиспользуемые синапсы устраняются или «отсекаются». Этот процесс играет ключевую роль в оптимизации функционирования мозга и часто происходит как в период развития мозга в раннем возрасте, так и при старении в ответ на изменения в окружающей среде или при обучении новым навыкам, в том числе, языкам. Благодаря прунингу сохраняются связи, которые наиболее функциональны, остальные же высвобождаются и начинают заниматься чем-то другим. 

Это можно объяснить и через метафору спортзала. Вы начали заниматься на тренажерах, чтобы стать сильнее. Сначала у вас мышечная масса будет расти. Но, когда вы достигнете определенного уровня, она может начать уменьшаться, но функционал все равно будет поддерживаться на нужном уровне. Человек будет становиться сильнее, но это не значит, что мышцы будут расти параллельно этому процессу. У билингвов оба процесса, накопление резерва и компенсация, реализуются более эффективно, чем у монолингвов.

Когнитивные «аккумуляторы»

— Пройдемся по факторам накопления резерва. С интеллектуальной активностью вроде бы ясно: тренируются новые нейронные связи. А при общении наращивание резерва идет по тому же принципу?

— Чем больше общения, тем больше задействование мозга. И чем шире разнообразие мозговой деятельности, которая может иметь источником физическую активность, мобильность, интеллектуальную активность, общение, тем больше задействованы разные сети мозга. Они должны активнее взаимодействовать между собой, и чем больше всего этого «концерта», тем больше нужно когнитивного контроля – центрального понятия когнитивного резерва. У нас есть некий когнитивный ресурс, который мы можем использовать оптимально или нет. Оптимальность использования, количество этого ресурса, способность вовремя переключаться между задачами зависят от числа задач, от разнообразия интеллектуальной, физической, социальной деятельности человека. Так что чем больше типов деятельности и чем глубже мы погружены в них, тем лучше для когнитивного резерва.

— Способность к эмпатии, эмоциональный интеллект тоже вносят вклад в «нейрокопилку»?

— Безусловно. Способность к эмпатии будет опосредованно влиять на качество вашей социальной сети, на количество включенных в нее людей и на прочность связей. Мы сейчас начинаем проект, нацеленный на понимание того, насколько эмоциональный интеллект и эмпатия влияют на устойчивость и размеры когнитивного резерва.

— Как социально-экономический статус (СЭС), например, уровень доходов сказывается на накоплении когнитивного резерва?

— Чем выше СЭС человека, тем больше возможностей ему открывается – в расширении социальной сети, изучении иностранных языков, образовании, занятиях спортом, диете, медицинской помощи. Улучшается качество жизни – в физическом, социальном и других аспектах, и происходит накопление когнитивного резерва.

— Возьмем образование как фактор: тут первостепенна информированность о том, как сохранить мозг здоровым, как вести здоровый образ жизни? 

— Информированность, конечно, и межкультурная компетентность, которой занимается наш коллега Анатолий Хархурин. Вы изучаете язык не только для того, чтобы на нем общаться, но и для того, чтобы читать на нем книги, понимать культуру, искусство, социальные нормы, которые сильно различаются между культурами. Язык открывает дверь к межкультурным компетенциям.

— Как карьера помогает пополнить когнитивный резерв? Это связано с достатком и социальными связями?

— В том числе. Карьерный рост подразумевает информированность: человек постоянно повышает свой интеллектуальный и профессиональный ценз, а это влечет за собой расширение социальной сети. В XXI веке мы все живем в компьютере, что часто приводит к интернационализации, – нам приходится работать с людьми из других стран, регулярно общаться с ними. Если человек становится руководителем, он нередко вынужден больше ездить (скажем, открывать филиалы в других странах), повышается его мобильность. Карьерный рост запускает каскадные изменения во всех областях человеческой жизни, которые приводят к накоплению когнитивного резерва.

Тренинги многоязычия

— Десятилетия назад бытовало мнение, что не стоит изучать сразу несколько иностранных языков, – они якобы мешают друг другу. Сегодня мы точно знаем, что быть билингвом или полилингвом (владеть более чем двумя языками) крайне полезно для мозга.

— Действительно, когда-то существовало мнение, что изучение нескольких иностранных языков перегружает мозг. Это воспринималось, как перегруженный ящик стола: вы складываете туда бумаги, он уже не закрывается, а вы все напихиваете. 

На самом деле в мультилингвизме есть два важных аспекта. Один, собственно когнитивный, безусловно указывает на то, что говорить на нескольких языках полезно. Так, билингвы быстрее и лучше справляются с когнитивными задачами. К сожалению, есть еще и социополитический аспект: в разных странах по-разному относятся к тому, стоит ли изучать иностранные языки и какие именно, особенно когда речь заходит о языках меньшинств и об отношении к этим меньшинствам «титульных» этнических групп. 

У нас, кстати, скоро выйдет работа, в которой мы выясняем, как лингвистическая дистанция между первым и вторым языками влияет на когнитивный контроль и опосредованно – на когнитивный резерв.

— Лингвистическая дистанция – это разница в типе и структуре языков?

— Это совокупная разница – лексическая, грамматическая, фонологическая, графическая. Дистанцию между языками можно замерить. Русский и белорусский языки очень близки, а, скажем, русский и монгольский или русский и хинди – очень разные, между ними большая дистанция. 

Мы обнаружили, что языковые пары малой и большой дистанции оказывают разное влияние на когнитивный контроль на разных этапах накопления языкового опыта. На этапе научения (вы только начинаете изучать язык) для когнитивного контроля полезно изучать язык, сильно отличающийся от вашего родного. Чем дальше языки друг от друга, тем больше надо переключаться с одного на другой, а это хорошо тренирует систему внимания. А на этапе уверенного владения языком когнитивная польза начинает проистекать больше в том случае, когда человек пользуется двумя языками, близкими друг другу. Когда вам нужно подавить один стимул и активировать другой, то, чем больше они похожи между собой, тем сложнее подавить первый, потому что они сильно интерферируют (конкурируют в сознании). Так что в целом лучше изучать, как минимум, два языка – далекий и близкий к твоему родному.

Защита полиглотов

— Есть данные, что симптомы нейродегенеративных заболеваний проявляются у билингвов на несколько лет позже по сравнению с монолингвами.

— В среднем разница – пять-шесть лет. Если ранжировать факторы когнитивного резерва, то повышение физической активности в среднем вносит вклад в виде 6–8 месяцев этого отсрочивания, а в случае с билингвизмом речь идет о годах. Ведь язык – всепроникающий, он открывает все двери. Если вы погружены во второй или третий язык, вы на нем постоянно общаетесь. А физическая активность – сходил в спортзал, и все. Вы же не можете весь день бегать или скакать! Язык является и более персистирующим (стойким) фактором, потому что мы им постоянно пользуемся, и более интегрированным в другие факторы: карьерный рост, социальную сеть и пр. Поэтому мы, исследователи билингвизма, пытаемся донести до тех, кто принимает решения, как важно поддерживать изучение иностранных языков, включая языки национальных меньшинств.

— Это сэкономило бы кучу денег в здравоохранении!

— Мы всегда подчеркиваем в своих работах, что расходы, связанные с когнитивным старением, растут в геометрической прогрессии. Ведь продолжительность жизни повышается в первую очередь за счет увеличения пожилого этапа, когда происходит когнитивное старение. Альцгеймер, Паркинсон и другие нейродегенеративные заболевания провоцируют огромные траты. Язык – дешевый способ отсрочивания этих болезней. Нужны образовательные программы по изучению иностранных языков, причем не только для молодежи, но и для пожилых людей.

— В рейтинге факторов когнитивного резерва какие из них вы бы поставили на первое место?

Интерактивность, коммуникации, связанные с этим межкультурные компетенции, креативность – то, что мы изучаем вместе с Анатолием Хархуриным в рамках Научного центра мирового уровня (НЦМУ) «Центр междисциплинарных исследований человеческого потенциала».

Охрана когнитивного здоровья

— Как будут популяризироваться знания о когнитивном резерве? Появится справочник или цифровой навигатор?

— У нас с Юрием Штыровым, Джубином Абуталеби, Федерико Галло и всем нашим Институтом когнитивных нейронаук ВШЭ есть мечта создать Федеральный центр когнитивного здоровья с целью исследования, мониторинга и профилактики когнитивного старения. Почему, говоря о когнитивном старении, мы переключаемся на когнитивное здоровье? Когнитивное здоровье в молодости есть накопление когнитивного резерва, который понадобится при старении. В рамках стратегического проекта ВШЭ «Устойчивый мозг...» мы разрабатываем приложение для мобильных телефонов, которое будет мониторить, что у вас происходит с когнитивным здоровьем, и давать рекомендации, что нужно делать для увеличения когнитивного резерва. Нечто вроде банковского приложения: вот накопительный счет, куда поступают средства из таких-то источников, а вот здесь они убывают, потому что вы их тратите, а тут нужно добавить еще один источник и т.д. 

Добавлю, что тем, что сегодня обсуждалось, мы занимаемся и в рамках НЦМУ, где мы работаем в тесном сотрудничестве с Центром языка и мозга ВШЭ под руководством Ольги Драгой. 

В Высшей школе экономики существуют и образовательные программы, где можно изучать когнитивные аспекты, – интегрированный трек «Мозг и когнитивные науки iBrain» и микростепень «Прикладная когнитивная нейронаука».