Сэм Вонг. Тайны мозга вашего ребенка

   Практический совет: меньше стресса, меньше проблем
   В следующий раз, когда вы начнете беспокоиться о своем будущем ребенке, спросите себя, необходимо ли подвергаться такому стрессу. Неврологи могут оценить последствия стресса, изучая его воздействие на лабораторных животных. Материнский стресс увеличивает риск возникновения разных проблем у младенцев, включая «волчью пасть», депрессивное поведение, повышенную восприимчивость к стрессу в зрелом возрасте (см. главу 26), а также гиперактивность и легкую отвлекаемость (см. главу 28). Гормоны стресса, высвобождаемые самкой животного, оказывают непосредственное воздействие на плод и уменьшают способность плаценты защищать его от этих гормонов в будущем.
   Поскольку умышленно подвергать стрессу беременных женщин было бы по меньшей мере неэтично, большинство исследований на людях опирается на корреляции постфактум – менее надежные, чем эксперименты (см. врезку «Знаете ли вы? Почему эпидемиологию трудно интерпретировать»). Некоторые современные исследования тестировали детей, родившихся после того, как их матери пережили природные катастрофы во время беременности. Этот вид исследований приближается к этически допустимому разграничению женщин на группы, которые подвергались и не подвергались стрессу.
   Ученые обратились к данным о тропических штормах и ураганах, которые обрушились на Луизиану между 1980 и 1995 годами, а затем вычислили, сколько детей с признаками аутизма в архивах системы здравоохранения штата находились в утробе матери во время одного из этих ураганов. Риск аутизма был значительно выше у детей, чьи матери подвергались подобному стрессу во время беременности, хотя большинство случаев аутизма скорее всего было обусловлено другими причинами (см. главу 27).
   По научным стандартам это свидетельство является далеко не окончательным, но есть две причины считать, что это не простое совпадение. Во-первых, проявление аутизма было выше только у тех детей, чьи матери находились на 5-м или 6-м месяце беременности во время урагана. Это указывает на существование периода, когда воздействие стресса на плод имеет долговременные последствия (см. «Сензитивные периоды» в главе 5). Во-вторых, дети, чьи матери пережили более жестокий ураган, подвергались большему риску развития аутизма, чем те, чьи матери пережили менее сильный шторм. Исследование нужно будет продублировать, прежде чем мы сможем сделать окончательные выводы, но оно предполагает, что стресс во время беременности увеличивает риск аутизма.
   Другие исследования дали сходные результаты. В ходе одного из них выяснилось, что дети, чьи матери испытали сильный стресс от снежного бурана во время беременности, имели более низкие показатели коэффициента интеллекта IQ и неразвитые языковые способности в возрасте пяти лет. Риск шизофрении выше у детей, чьи матери в первом триместре беременности пережили смерть близкого родственника или другую семейную трагедию. Дети, чьи матери пережили землетрясение во время беременности, с большей вероятностью страдали от депрессии или рождались с «волчьей пастью». Пока еще не ясно, может ли умеренный стресс, такой как общение с раздражительным начальником, привести к сходным проблемам. И покуда ведутся исследования, лучше следовать простому принципу: следует всегда находить время для отдыха и по мере возможности заботиться о себе во время беременности.

   Первый этап процесса налаживания связей происходит до рождения, когда миллиарды нейронов протягивают аксоны (т.е. передающие волокна) по направлению к своим целям (другим участкам мозга или тела). К счастью, расстояния в теле эмбриона гораздо меньше, чем в организме взрослого человека. Также помогает то обстоятельство, что ткань мозга пока менее дифференцирована, чем впоследствии (аналогично, гораздо проще сделать электрическую проводку и проложить трубы в доме до возведения внутренних стен). Лишь самые ранние аксоны должны находить путь самостоятельно, двигаясь по химическим сигналам или отыскивая конкретные направляющие клетки. Более поздние аксоны движутся по тропам, проложенным этими «первопроходцами» (как если бы вы тянули новый провод через пучок ранее установленных проводов), за исключением того, что новый аксон фактически строится по мере своего движения. Пучок проводящих аксонов образует нервное волокно, или нерв.
   В процессе формирования нервных путей участок на конце нарастающего аксона, называемый конусом роста, тестирует обстановку в разных направлениях, вытягивая и втягивая маленькие выступы, словно вынюхивая правильный путь. И принюхивается он не зря: специальные химические соединения могут притягивать или отталкивать конус роста. Некоторые даже могут резко изменять его реакцию на другие «молекулярные подсказки», образуя разновидность сложной навигационной логики.
   Когда аксон, наконец, находит приблизительное место своего назначения в мозге или теле, он должен определить свои клетки-мишени среди миллионов других кандидатов.
   Этот процесс начинается с молекулярных «указаний», которые дают аксону команду замедлить движение и приступить к исследованию области, границы которой могут быть отмечены репеллентными сигналами для предотвращения выхода аксона за ее пределы. Некоторые области мозга помогают движению аксона, предоставляя карту местности, в которой концентрация одного или нескольких химических сигналов последовательно уменьшается в пределах одного региона. В других областях используется большое количество связанных протеинов (т.е. белков), отмечающих местное положение, чтобы аксоны могли находить путь к нужным нейронам. Белки – это универсальные строительные кирпичики, состоящие из клеток, предназначенных для разнообразных функций. В данном случае функция заключается в том, чтобы сообщить аксону «ты находишься здесь».
   Когда аксоны приближаются к месту своего назначения, они начинают вступать в контакт с соседними клетками, инициируя химическое взаимодействие, которое приводит к формированию синапсов. Этот процесс начинается в спинном мозге через 5 недель после оплодотворения и в некоторых областях мозга завершается лишь через несколько лет после рождения. Первоначально аксоны образуют массу дополнительных синапсов, цели для которых определены лишь приблизительно. В долгосрочной перспективе выживает только незначительная часть этих синапсов. Выживают синапсы, которые окажутся задействованными в работе. Такая борьба за выживание между синапсами обеспечивает тонкую настройку функций мозга в соответствии с индивидуальными обстоятельствами каждого ребенка, будь то адаптация реакции зрительных нейронов к расстоянию между глазами младенца или настройка слуховой коры для более быстрой реакции на звуки родного языка. В меньшем масштабе этот процесс продолжается в течение всей жизни как механизм обучения и запоминания (см. главу 21).
   Процесс устранения ненужных компонентов становится доминирующим на ранней стадии развития. Мозг взрослого человека содержит около 100 млрд нейронов и гораздо больше глиальных клеток. Однако молодой мозг производит еще больше нервных клеток, а потом сокращает их количество в процессе запланированной гибели клеток. В некоторых отделах мозга этот процесс убивает до четырех из каждых пяти родившихся клеток. Такие события неврологи называют регрессивными, и они имеют жизненно важное значение для нормального развития.
   Почему нервная система использует столь затратный подход? Судя по всему, это способ сопоставления растущего количества аксонов с количеством нейронов в данном участке мозга. Гибель «лишних» клеток происходит после того, как аксоны достигают своих целей и формируют синапсы. Нейроны-мишени вырабатывают протеин, необходимый для выживания клеток, который воспринимается ими через синапсы и переносится обратно по аксону в само тело исходного нейрона. Нейроны, которые не смогли образовать много связей со своими мишенями, не получают достаточного количества протеинов для своего выживания и умирают. Этот вид гибели клеток – активный процесс, он происходит путем биохимического саморазрушения. Наиболее известный из такого рода протеинов для выживания – нейротрофин. Он является фактором роста нервных клеток и контролирует выживание нейронов, отвечающих за чувство осязания и рефлекс периферической нервной системы «дерись или беги». На выживание клеток также влияют другие факторы, например активность синапсов и половых гормонов, которые контролируют гибель клеток в отделах мозга, обусловливающих различие между женщинами и мужчинами.

   Даже после того, как все элементы клеточной структуры мозга оказываются на своих местах, строительная работа продолжается. Новорожденные нейроны кажутся очень простыми по сравнению со зрелыми нейронами. Ближе к концу созревания нейронов, обычно в первые два года жизни, дендриты формируют дополнительные отростки для взаимодействия с многочисленными новыми синапсами, которые появляются в течение этого периода. Устранение «лишних» синапсов начинается с первого года жизни и продолжается до ранней юности; это один из основных механизмов, благодаря которому восприятие способствует формированию мозга (см. главу 5).
   Последней стадией созревания аксона является миелинизация, формирование глиальной миелиновой оболочки, которая позволяет электрическим импульсам мгновенно перемещаться по аксону. Это выглядит так, как если бы сначала электрическая система мозга была оборудована голыми проводами, а потом к ним добавили изоляцию. Этот процесс начинается незадолго до рождения в головном мозге (и еще раньше в спинном) и продолжается до поздней юности{Принято считать, что полная миелинизация нервных волокон завершается примерно к 25 годам. То есть до этого возраста нервная система человека еще полностью не сформирована. – Прим. ред.} (см. главу 9).
   С учетом огромного объема строительных работ неудивительно, что растущему младенцу необходима энергия. Действительно, одной из самых больших угроз для развития плода является плохое питание матери, вызванное голодом, нищетой или неправильной диетой. Особенно критическим временем является второй и третий триместр беременности, когда размер мозга быстро увеличивается. Например, неожиданно малый вес новорожденного (по сравнению с ожидаемым генетическим потенциалом роста) сигнализирует о повышенном риске многих проблем в будущей жизни, включая недостатки когнитивного развития. Малая масса тела при рождении и более серьезные проблемы, такие как умственная отсталость и воспаление сетчатки, ассоциируются с различными вирусными инфекциями, включая токсоплазмоз, краснуху и простой герпес. В целом будет благоразумно строго соблюдать гигиену на поздних стадиях беременности и особенно после рождения малыша. Слишком большая масса тела при рождении тоже может быть нездоровым симптомом. Существуют стандартизированные данные, о которых можно спросить у врача-акушера.
   Любые токсины из окружающей среды, попадая в организм матери, могут представлять угрозу. Скажем, кокаин увеличивает риск развития синдрома дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ). Однако еще более негативное влияние на мозг ребенка оказывают два легальных наркотика – никотин и алкоголь. Малый вес при рождении и многочисленные проблемы развития мозга связаны с курением матери и регулярным употреблением алкоголя. Так называемые «дети крэка», бедственное положение которых широко освещалось в прессе в 1980-е годы, пострадали, как выяснилось впоследствии, в основном из-за плохого питания матерей и употребления ими наркотиков, и не только синтетического кокаина.
   В наше сумасшедшее время вид беременной женщины с бокалом вина в одной руке и сигаретой в другой привлекает лишь мимолетные взгляды. Сейчас в США женщину, принимающую кокаин во время беременности, могут посадить в тюрьму за ущерб для нерожденного ребенка, но эта суровая мера почему-то не распространяется на курение или алкоголизм беременных.
   Мягко говоря, такой подход не оптимален для здоровья ребенка (см. врезку: «Практический совет: меньше стресса, меньше проблем»). Хотя тюремный срок за курение во время беременности вряд ли грозит кому-либо в ближайшем будущем, вы можете улучшить здоровье вашего ребенка, отказавшись от вредных привычек на раннем сроке беременности, а еще лучше до зачатия.

   Практический совет: употребление рыбы во время беременности полезно для мозга вашего ребенка
   Воздействие свинца (от краски, водопроводных труб, посуды и даже импортной косметики) или ртути на организм плода или маленького ребенка отрицательно сказывается на его умственных способностях. Эти тяжелые металлы вредны для развития мозга. В течение многих лет женщинам внушали, что они должны ограничивать употребление рыбы из-за того, что она может содержать ртуть. Но рыба также является главным источником жирных кислот омега-3, которые имеют важнейшее значение для развития нервной системы. Фактически их отсутствие во время формирования мозга у ребенка может привести к умственной отсталости. Для того чтобы решить этот вопрос, мы заглянули в научную литературу и взвесили возможный риск по сравнению с выгодами. Наш вердикт: рыба – это хорошо. Некоторые долгосрочные исследования показывают, что у детей, чьи матери употребляли рыбу во время беременности (особенно если мать выбирала рыбу с низким содержанием ртути), мозг функционирует лучше, чем у тех, чьи матери избегали есть рыбу.
   Так, английские ученые оценили вкусовые предпочтения 11 875 женщин, живущих в Бристоле (Великобритания) во время третьего триместра беременности, а потом отслеживали данные родившихся детей по целому ряду когнитивных показателей. Матери, которые воздерживались от употребления морепродуктов, с большей вероятностью имели детей, отличавшихся плохим поведением в возрасте 7 лет и низким вербальным IQ в возрасте 7 лет, по сравнению с матерями, которые во время беременности употребляли по крайней мере 3 порции морепродуктов (по 170 г) в неделю. Чем больше морепродуктов употребляла мать, тем лучше функционировал мозг ребенка; это подразумевает, что эффект был обусловлен потреблением рыбы, а не такими факторами, как материальное положение семьи. Польза невелика, но хорошо задокументирована. (Статистическая оценка этого эффекта составляет от 0,2 до 0,3; дискуссию об этом см. в главе 8.) У матерей, употреблявших менее 2 порций морепродуктов в неделю, не было замечено никакого полезного эффекта. Другое исследование подтвердило эти находки. Оно показало, что дети матерей, которые во время беременности ели рыбу с низким содержанием ртути, имели более высокий уровень вербального развития, чем дети, чьи матери употребляли рыбу с высоким содержанием ртути при одном и том же уровне потребления.
   Возможно, вы слышали, что в сырой рыбе, особенно в тихоокеанском лососе, могут содержаться болезнетворные паразиты. Глубокая заморозка рыбы для суши, принятая в США, убивает паразитов и сводит этот риск к минимуму.
   Как узнать, сколько ртути содержится в рыбе? Хорошее общее правило: чем меньше рыба, тем меньше в ней ртути. И лучше избегать мяса хищных видов рыб, таких как акула, меч-рыба и тунец, поскольку в них высоко содержание ртути и других загрязняющих веществ. Ваш департамент здравоохранения может располагать информацией о рисках, связанных с употреблением местной рыбы. Однако самое важное соображение заключается в том, что польза для развития мозга ребенка в утробе от полученных с рыбой омега-3-жирных кислот перевешивает риск загрязнения ртутью.

   Другим источником осложнений во время беременности является медицинский уход. Беременным женщинам лучше избегать безрецептурных лекарств. Третий триместр беременности – это время, когда развивающийся мозг особенно уязвим для внешних воздействий. Лекарственные препараты могут проникать через плацентарный барьер, а оттуда попадают в мозг ребенка, повышая вероятность развития неврологических проблем. Одним из лекарств, прописываемых на этом этапе, является требуталин – активатор рецепторов нейротрансмиттера адреналина, предназначенный для предотвращения преждевременных родов, но фактически неэффективный в этом отношении.
   Кроме того, для улучшения легочного развития плода при риске преждевременных родов прописывают стероиды (гормоны, которые запускают стрессовую реакцию), но повторные курсы стероидов могут причинить вред развивающемуся мозгу. Даже те лекарства, которые сейчас считают безопасными, могут вызвать осложнения на поздних стадиях гестации, когда мозг плода развивается очень быстро. Хотя во многих случаях альтернативы не существует, нужно тщательно взвешивать риск по сравнению с доказанной пользой для матери и ребенка.
   Правда, с некоторыми химическими веществами дела обстоят не так плохо, как может показаться. Кофе, один из наших любимых напитков, безвреден в умеренных дозах (не более 300 мг кофеина в день, или три обычных чашки), как и искусственные подсластители или глутамат натрия{Усилитель вкуса E621 (другое название: глютаминат натрия) считается очень вредным – накапливается в организме, ведет к потере зрения, интоксикации печени, окислительному стрессу, ожирению и т.п. – Прим. ред.} (monosodium glutamate, или MSG). Хотя в целом употребление алкоголя не рекомендуется, некоторые врачи даже одобряют его прием в малых дозах, поэтому будущим матерям не обязательно отказываться от всех своих любимых привычек. Здесь важнее принцип, о котором мы уже говорили, – меньше стресса, меньше проблем.
   Угроза для здоровья ребенка возникает в тех случаях, когда беременность не может продолжаться до положенного срока. Распространенной причиной недостаточного веса у новорожденных являются преждевременные роды, которые значительно увеличивают риск неврологических расстройств. Одно норвежское исследование показывает, что дети, родившиеся с 28-й до 30-й недели беременности, в 4 раза больше подвергаются риску умственной отсталости, в 7 раз большему риску развития аутизма (см. главу 27) и в 46 раз большему риску церебрального паралича, чем полностью доношенные дети. К 18 годам один из 12 таких детей попадал в категорию инвалидов, что в 5 раз превышает средний показатель. Недоношенные дети, родившиеся на более поздних этапах беременности, реже становятся инвалидами, но даже при сроке 37 недель риск по сравнению с полностью доношенными детьми остается повышенным. Главной причиной преждевременных родов является наличие двух или нескольких эмбрионов. Матери, которые прибегают к искусственному оплодотворению, могут уменьшить этот риск, попросив своих врачей имплантировать не более одного эмбриона за менструальный цикл.
   Одним из непредусмотренных последствий недавних перемен в медицинской практике является увеличение частоты неврологических расстройств у маленьких детей. Недоношенные дети (менее 37 недель) теперь составляют 12–13% общего количества родов в США. Этот процент неуклонно возрастал с 1981 по 2004 год, отчасти благодаря увеличению выживаемости из-за улучшения медицинского обслуживания. Три четверти недоношенных детей рождаются на поздних сроках беременности, между 34-й и 37-й неделями. Среди детей, родившихся в это время, у 20% обнаруживаются клинически значимые проблемы поведения, а риск развития СДВГ на 80% выше, чем у полностью доношенных детей.

   Одной из самых больших угроз для развития плода является плохое питание матери, вызванное голодом, нищетой или неправильной диетой.

   Недавнее исследование показало, что один случай из каждых 15 стимулированных родов между 34-й и 37-й неделей беременности происходит без убедительных медицинских показаний. Примеры включают повышенное кровяное давление или историю осложнений во время предыдущей беременности, хотя ни то, ни другое не считается абсолютным показанием для провоцирования преждевременных родов. В таких случаях нужно взвесить эту возможность по сравнению с рисками, которые мы описали. Разумеется, во многих случаях, таких как кровотечение или выпадение пуповины, необходимость преждевременных родов становится неизбежной.
   Поэтому одна из лучших вещей, которые вы можете сделать для защиты растущего мозга ребенка, – по возможности позволить вашей беременности пройти полный срок. От 10 до 20% родов в США являются стимулированными и примерно половина из них относятся к избирательным (т.е. не вызванным медицинской необходимостью). Причины избирательной стимуляции включают удобство врача или пациента, а также озабоченность врачей по поводу собственной юридической ответственности. Мы советуем следовать рекомендации Американской коллегии акушеров и гинекологов, которая гласит, что стимуляцию родов не следует назначать до 39-й недели беременности (срок сдвинут в более позднюю сторону, поскольку время зачатия не всегда бывает известно с абсолютной точностью), за исключением четких медицинских показаний. Если воспользоваться поварской метафорой, «чтобы пирог был хорошим, он должен пропечься до конца».

Глава 3
Малыш, ты родился, чтобы учиться
Возраст: от рождения до двух лет

   Неудивительно, что маленькие дети так много спят. Им предстоит масса трудной работы. Как мы говорили в главе 1, младенцы уже снабжены основными инструментами для обучения, но к этому списку остается добавить еще немало пунктов. В первый год жизни ребенок должен заложить основу для всех своих взрослых способностей от языка до двигательной активности. В этот период его мозг изменяется быстрее, чем когда-либо еще. Многие из этих изменений помогают ребенку адаптироваться к обстановке, в которой он родился.
   Ведь люди живут в поразительно разнообразных местах – от замерзшей тундры до знойной пустыни, и в огромном количестве социальных систем. Вырасти в Нью-Йорке или Барселоне – совсем не то, что вырасти в деревне посреди джунглей Амазонии, но дети во всех случаях рождаются с практически одинаковым набором генов.
   В отличие от многих животных люди рождаются не жестко вписанными в среду своего обитания. Новорожденные обладают навыками адаптации к широкому спектру условий. Эта способность позволяет людям выживать по всему миру. Преимущества такого подхода огромны, но он имеет свои издержки: человеческие дети в течение долгого времени нуждаются в заботе и внимании, прежде чем становятся независимыми. Эта рискованная, но очень выгодная репродуктивная стратегия формирует образ жизни людей на протяжении десятилетий – сначала в качестве детей, а потом в качестве родителей.

 

   Миф: грудное вскармливание улучшает умственные способности
   Почти все уверены в том, что грудное вскармливание младенцев делает их умнее. Мы сами так думали, когда начинали писать эту книгу, но тщательное изучение научной литературы показывает, что свидетельства в пользу этой идеи не вполне убедительны. Нет сомнений, что дети, которые в младенчестве питались исключительно грудным молоком, в среднем имеют более высокие интеллектуальные показатели, чем дети, лишенные грудного вскармливания. Но какова действительная причина этой корреляции? Возможно, тут дело в каких-то отличительных особенностях матерей, которые предпочитают грудное вскармливание.
   Действительно, матери, предпочитающие кормить своих детей грудью, во многих отношениях отличаются от женщин, которые кормят своих детей из бутылочки. Сторонницы грудного вскармливания имеют более высокий показатель IQ, лучше образованны и реже бывают бедными, а также менее склонны к курению. Увеличение IQ матери примерно на 15 пунктов более чем удваивает вероятность ее выбора в пользу грудного вскармливания.
   Исследователи пытались различными способами учитывать эти дезориентирующие факторы. Метод статистического метаанализа – мощное научное средство сопоставления данных различных исследований, призванное оценить их надежность и репрезентативность. Он показал, что в целом исследования с большим количеством пациентов выявляют незначительные эффекты грудного вскармливания.
   Так, в одном большом исследовании различия в показателях IQ, приписываемые грудному вскармливанию, были полностью устранены с помощью учета интеллектуальных характеристик матерей. Среди 332 пар братьев и сестер, из которых один вырос на грудном молоке, а другого кормили из бутылочки, не было никаких различий в IQ. В другом исследовании, охватившем 288 пар близких родственников, только один ребенок с грудным вскармливанием проявил интеллектуальное преимущество перед своим братом.
   Идеальным способом прояснения этой проблемы было бы наблюдение за большими группами младенцев в режиме грудного и искусственного вскармливания. Одно исследование, проведенное в Белоруссии, приблизилось к границам этической допустимости со случайным выбором матерей для программы поддержки, увеличивавшей продолжительность успешного грудного вскармливания. Авторы сообщили, что программа поддержки существенно увеличила IQ детей, измеренный в возрасте 6 лет. К сожалению, оценку интеллекта детей здесь производили педиатры, заинтересованные в успехе программы, а не беспристрастные наблюдатели. Когда психологи повторно протестировали некоторых из этих детей, их результаты оказались значительно ниже, что увеличивает возможность погрешности в первоначальных измерениях и заставляет усомниться в истинной ценности эффекта.