Чтобы стать лицензированным лондонским таксистом, нужно совершить настоящий подвиг обучения. К экзамену требуется выучить 25 000 лондонских улиц, а также отели, рестораны, достопримечательности и оптимальные маршруты между ними. Этот массив информации называется “Знание” – с заглавной буквы. Даже после нескольких лет подготовки многие водители проваливают экзамен и должны либо сдавать его снова, либо отказаться от своих планов. Взбудоражившее ученых исследование Элеанор Магуайр и ее коллег показало, что в среднем, по сравнению с аналогичной по возрасту и образованию контрольной группой, у лицензированного лондонского таксиста увеличен один отдел мозга – задняя часть гиппокампа[110]. Этот отдел, как считается, играет особую роль в обработке пространственной информации. Этот результат может означать, что интенсивные тренировки перед экзаменом увеличивают заднюю часть гиппокампа, который содержит детальную мысленную карту города. А может быть, люди, которым повезло иметь увеличенную заднюю часть гиппокампа, лучше осваивают навыки пространственной ориентации, проще овладевают “Знанием” и сдают экзамен.

Недавно ученые провели сканирование мозга будущих лондонских таксистов до и после интенсивной подготовки к экзамену. Оказалось, что у таксистов, которые успешно сдали экзамен, значительно увеличилась задняя часть гиппокампа, а у тех, кто провалил экзамен, она осталась неизменной, как и у контрольной группы того же возраста[111]. Таким образом, именно овладение “Знанием”, похоже, вызывает увеличение задней части гиппокампа.

Увеличение задних отделов гиппокампа во время пространственного обучения происходит за счет прилегающей части мозга – передних отделов гиппокампа, которые не включены в обработку пространственной информации, а занимаются формированием новых образных воспоминаний. Это объясняет, почему лондонские таксисты в среднем показывают худшие результаты тестирования зрительной памяти, чем люди из контрольной группы или водители, не сдавшие экзамен. Получается, что как минимум некоторые мнемические и когнитивные ресурсы мозга ограничены и могут быть отведены для определенной задачи путем интенсивных тренировок. Только выйдя на пенсию, лондонские таксисты постепенно возвращаются к контрольному состоянию с меньшей задней и большей передней частью гиппокампа, их визуальная память улучшается, а память о лабиринте лондонских улиц тускнеет[112].

Лондонских таксистов считают крайне удачной выборкой для исследования изменений мозга в результате обучения по двум причинам. Во-первых, освоение “Знания” – трудная задача, не требующая при этом особенно высокого интеллекта. Средний коэффициент интеллекта лондонских таксистов примерно такой же, как у остального населения Великобритании. Во-вторых, в отличие от тренировок в спорте или музыке, которые начинаются в детстве, когда мозг активно развивается, освоение “Знания” начинается только во взрослом возрасте, когда мозг таксистов уже созрел.

Результаты исследований лондонских таксистов ставят вопрос: наблюдается ли увеличение отдела мозга (и соответствующее уменьшение соседнего отдела) в итоге любого обучения или связано лишь с этим экзаменом? В Германии студенты-медики в конце второго года обучения должны сдать трудный экзамен, так называемый “Физикум”, который проверяет их знания по химии, физике, анатомии и биологии. Студенты готовятся к нему в течение трех месяцев каждый день. Арне Май и его коллеги просканировали мозг студентов-медиков и сравнили с контрольной группой до начала трехмесячной подготовки, в день экзамена и три месяца спустя. За период обучения у студентов-медиков по сравнению с контрольной группой увеличивается объем трех отделов мозга: задней теменной доли, боковой теменной доли и знакомых нам задних отделов гиппокампа. Увеличение этих областей мозга сохраняется и три месяца спустя. Как и в случае с лондонскими таксистами, наблюдается также уменьшение прилегающего участка – затылочной теменной доли[113], и это предполагает, что соревнование за место в мозге в результате интенсивного обучения во взрослом возрасте – обычное явление. К сожалению, мы не знаем, возникают ли у студентов-медиков какие-то специфические когнитивные нарушения в связи с уменьшением этого отдела мозга.

Скорее всего, увеличение одних и уменьшение других отделов мозга при подготовке к экзамену у студентов длится не так долго, как у таксистов после сдачи экзамена. Так предположила Элеанор Магуайр с коллегами, сосредоточившись не на студентах, а на врачах, которые должны усваивать и применять большие объемы информации в течение долгих лет практики. В отличие от таксистов, врачи демонстрируют высокие результаты тестов на интеллект, поэтому их сравнили с контрольной группой, имеющей такой же IQ, но не проходившей интенсивного обучения в университете или где-то еще. При сравнении оказалось, что у врачей не были увеличены ни задние отделы гиппокампа, ни какие-либо другие отделы мозга[114]. Эти результаты позволяют предположить, что получения большого массива информации за годы практики недостаточно для того, чтобы произвести долговременные изменения в структуре отделов мозга.

Еще один остроумный способ отследить быстрые изменения мозга у взрослых в результате обучения – это сканировать мозг до и после обучения жонглированию. Исследователи разделили две группы одинакового состава по возрасту и полу на жонглеров и нежонглеров и провели сканирование мозга до тренировок. Группе жонглеров дали три месяца на обучение жонглированию тремя мячиками, чтобы они могли удерживать их в воздухе в течение минуты. После овладения этим навыком мозг жонглеров снова сканировали и обнаружили увеличение двух отделов – средней височной извилины (в обоих полушариях) и задней части внутритеменной борозды (только в левом полушарии), по сравнению с группой нежонглеров. Увеличение этих отделов вполне объяснимо, поскольку первый участвует в отслеживании скорости и направлений движущихся объектов, а второй занимается вниманием и сенсомоторной координацией. После перерыва в тренировках на несколько месяцев большинство людей из группы жонглеров больше не могли жонглировать с первой попытки, а увеличение отделов мозга частично нивелировалось[115]. Вероятно, это похоже на то, что произошло с врачами. Они короткое время усиленно занимались, чтобы сдать экзамен, но большинству было бы трудно снова его сдать в разгар карьеры, не освежив знания. Увеличение и уменьшение отделов мозга при запоминании, как в случае имплицитной сенсомоторной памяти при жонглировании, так и эксплицитной памяти для запоминания лондонских улиц или для сдачи экзамена “Физикум”, длится только то время, пока эти знания активно используются.