Водители такси и скорой помощи в США демонстрируют меньшую подверженность заболеванию болезнью Альцгеймера по сравнению с работниками большинства других профессий. Этот вывод стал результатом анализа свидетельств о смерти почти девяти миллионов человек в США, проведенного в 2024 году.
Автор, профессор гражданского и экологического строительства из Университета Техаса в Сан-Антонио (США), отметил, что эти профессии схожи с его собственной работой, поскольку обе требуют работы с картами. Он посвятил более двух десятилетий изучению цифровых карт с множеством слоев данных, включая наложение зон затопления на кадастровые блоки, картирование критических мест ДТП относительно геометрии дорог и использование спутниковых снимков осадков поверх водосборных бассейнов. Большая часть его деятельности как инженера осуществляется с помощью ГИС — систем географической информации.
Инженеры, подобные ему, постоянно удерживают в уме множество пространственных взаимосвязей, анализируя расположение объектов в масштабах от квартала до целого водосборного бассейна. Хотя автор ранее считал, что пространственное мышление между слоями карт является исключительно профессиональным навыком, исследование о водителях такси и скорой помощи заставило его задуматься о потенциальной пользе этой умственной нагрузки для мозга.
Из девяти миллионов свидетельств о смерти, охватывающих период с января 2020 года по декабрь 2022 года, водители такси и скорой помощи показали наименьший риск развития болезни Альцгеймера среди 443 профессий. После статистической корректировки данных с учетом возраста, пола, этнической принадлежности и уровня образования, примерно один из каждых ста таких водителей умер от Альцгеймера, тогда как общий показатель составлял один из каждых шестьдесят человек.
Однако этот положительный эффект не распространился на другие профессии, связанные с вождением. Исследователи пришли к выводу, что решающим фактором снижения риска Альцгеймера является не сам акт вождения, а непрерывная навигация в режиме реального времени — постоянная необходимость определять свое местоположение в пространстве, отслеживать пункт назначения и обновлять ментальную карту по мере изменения условий. Водители, чья работа основывалась на фиксированных или заранее определенных маршрутах, такие как автобусные водители и пилоты, не продемонстрировали аналогичного преимущества.
Ученые полагают, что связь между профессиями, требующими интенсивной навигации, и сниженным риском Альцгеймера связана с гиппокампом — областью мозга, отвечающей за память и пространственную ориентацию. Гиппокамп является одной из первых областей, поражаемых болезнью Альцгеймера; проблемы с пространственной навигацией и ориентацией часто являются первыми признаками заболевания, иногда проявляясь еще до явной потери памяти.
Подобные корреляции наблюдались и ранее. В знаковой работе 2000 года нейроученые сравнили мозги лицензированных таксистов Лондона с мозгами людей, которые не водили такси. Их открытия предоставили первое структурное доказательство того, что области взрослого мозга могут претерпевать измеримые изменения под воздействием постоянного запроса на навигацию. Для получения лицензии таксисты Лондона должны запомнить более 25 000 улиц в радиусе 6 миль от Чаринг-Кросс, что известно как «The Knowledge» и занимает в среднем три-четыре года.
Исследователи обнаружили, что у таксистов Лондона было значительно больше серого вещества в заднем гиппокампе — области мозга, связанной с хранением крупномасштабных пространственных карт. Этот рост объема коррелировал с опытом таксистов: чем дольше человек ездил по городу, тем больше была эта часть мозга. Это изменение было результатом практики, а не врожденной чертой. Несмотря на то, что люди, обладающие способностью к навигации, могут быть привлечены к подобной работе, сама профессия оказывает влияние на мозг.
Совместно, эти два исследования формируют последовательный аргумент: работа, интенсивно тренирующая гиппокамп, может его ремоделировать, и эта модификация может служить защитой от одного из самых пугающих возрастных заболеваний.
Картографы, урбанисты и геопространственные аналитики ежедневно занимаются непрерывным пространственным мышлением. Специалист по ГИС может использовать компьютер для наложения демографических данных на карты зон затопления, чтобы определить группы риска, или анализировать спутниковые снимки для картирования растительного покрова после лесного пожара. Эти исследователи одновременно работают с несколькими слоями данных, системами координат и масштабами.
Возникает вопрос: тренирует ли пространственное мышление через экран гиппокамп так же, как перемещение по реальному городу? Когда таксист ориентируется внутри сцены, на уровне улицы, исследователи ГИС визуализируют пространство сверху, как на карте — что когнитивные ученые называют аллоцентрическим мышлением. Однако эти две точки зрения пересекаются в мозге: гиппокамп также строит карты с внешних точек зрения, а не только на основе собственного положения навигатора.
Исследования когнитивных карт приводят к тому же выводу, что и исследование водителей такси. В 2023 году исследователи применили модель машинного обучения к более чем 22 500 людям в национальном наборе данных и смогли предсказать, какие почтовые индексы имеют более высокий уровень Альцгеймера с точностью 84%, основываясь только на сложности окружающей среды. Люди, живущие в пространственно сложных условиях — таких как плотные сети улиц с многочисленными перекрестками, различными объектами интереса и ориентирами, а также множеством вариантов маршрутов — имели меньшую вероятность развития Альцгеймера.
Последующее исследование связало геопространственную сложность окружающей среды с большим объемом в областях мозга, ответственных за пространственную навигацию. Исследователи выдвинули гипотезу, что рутинное построение когнитивных карт тренирует именно те цепи, которые атакует болезнь Альцгеймера в первую очередь. Повторное использование когнитивных систем, задействованных в пространственной навигации, может помочь замедлить симптомы заболевания.
Тем не менее, эти два исследования фокусируются на месте проживания людей, а не на их работе. Пока неизвестно, тренирует ли пространственное мышление через экран те же цепи, что и навигация в реальном городе.
Последствия того, что непрерывное пространственное мышление защищает мозг, выходят за рамки картографов и водителей такси. Многочисленные исследования установили связь между умственно сложными профессиями и замедлением когнитивного спада и снижением риска деменции, даже с учетом уровня образования.
Исследования когнитивного резерва — способности мозга продолжать функционировать, несмотря на наличие заболевания — могут объяснить, почему двое людей с одинаковой степенью заболевания могут иметь заметно разный уровень когнитивного нарушения. Если требовательное пространственное мышление защищает мозг, то то, как общества структурируют школьное образование, профессиональную подготовку и выход на пенсию, становится вопросом здоровья мозга.
Пространственное мышление можно тренировать, и возможности для такого обучения широко доступны. Обучение ГИС и дистанционному зондированию предлагается в курсах географии, инженерии, общественного здравоохранения и наук об окружающей среде по всему миру. Если постоянное вовлечение в пространственное мышление может помочь мозгу укрепить те цепи, которые в первую очередь поражает болезнь Альцгеймера, его ценность выходит далеко за рамки технических навыков, которые оно развивает.