Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

Индивидуальный взгляд каждого из нас определяется генами и формированием мозга под влиянием всего жизненного опыта. Например, мозг музыкантов даже на анатомическом уровне отличаются от мозга других людей, и когда музыкант исполняет или слышит музыку, его мозг работает иначе, чем мозг немузыканта. Гак, в ходе одного исследования выяснилось, что часть мозга, реагирующая на звуки, у музыкантов в среднем на 130 % больше, чем у немузыкантов, и что объем этой части мозга увеличивается у них под непосредственным влиянием опыта исполнения п восприятия музыки. Причем, судя по всему, своеобразный “взгляд” музыкантов на мир не ограничивается повышенной чувствительностью к музыке. Похоже, что они также отличаются повышенной чувствительностью к эмоциям, по крайней мере в некоторых аспектах. Например, они легче улавливают интонации голоса собеседника или нотки отчаяния в крике младенца, и все это делает их жизнь в среднем эмоционально насыщеннее жизни немузыкантов.
Необычные индивидуальные особенности восприятия вещей могут возникать также из “причуд” развития мозга. Например, Альберт Эйнштейн имел очень необычный мозг, чем, возможно, объясняются его поразительные открытия, касающиеся пространства и времени. В 1955 году, когда Эйнштейн умер, мозг великого физика был препарирован и его фрагменты распределены среди ученых. Идея состояла в том, что эти кусочки нервной ткани, возможно, позволят лучше разобраться в природе гения. Как теперь выясняется, идея была совершенно правильной, но в То время большинство исследователей понятия не имели, что именно нужно искать, и не располагали оборудованием, необходимым для таких поисков. Поэтому многие из фрагментов мозга оказались надолго забытыми. Полвека спустя канадские исследователи из Университета им. Макмастера в Онтарио вновь собрали эти фрагменты и реконструировали мозг Эйнштейна. Они выяснили, что он отличался от мозга большинства людей несколькими особенностями. Самая существенная заключалась в том, что две борозды теменной коры слились, образовав один большой участок ткани там. где обычно имеется два отдельных участка. У большинства людей одна из этих областей задействована преимущественно в пространственном восприятии, а другая (в числе прочего) — в математических расчетах. Вполне возможно, что слияние двух областей в мозге Эйнштейна позволило ему вывести из своего видения пространства и времени формулу Е =мс2 — самое известное в истории уравнение.
Животные, которых выращивают в условиях, где они совершенно не сталкиваются с какой-нибудь разновидностью элементов видимой картины мира, скажем с горизонтальными линиями, с трудом распознают эти элементы впоследствии или вообще неспособны их распознавать. У них не хватает клеток, в норме выполняющих эту функцию, потому что без стимуляции на определенном этапе развития таким клеткам сложно сформироваться.
Нечто подобное происходит со всеми нашими способностями. Про Джеймса Кука рассказывают, что он встретил группу островитян, которые, казалось, не видели огромного силуэта его корабля, стоявшего на якоре у берега. Они никогда в жизни не встречали таких гигантских предметов и поэтому были лишены понятийного аппарата, необходимого для их восприятия. Это легенда, но она отражает истину: мы воспринимаем не общую для всех нас картину мира, а только изображающую его конструкцию, выстраиваемую у нас в голове на основе тех элементов окружающей действительности, которые лучше всего регистрируются соответствующими модулями нашего мозга.
Большинство различии в строении и работе мозга разных людей слишком тонки, чтобы их легко было выявлять с помощью методов пейровизуализации, но исключительно необычная обработка сенсорной информации, свойственная синестетикам, проявляется при сканировании мозга вполне отчетливо.

Индивидуальный взгляд каждого из нас определяется генами и формированием
В последнее время исследователи получают все больше данных, указывающих на то, что синестезия у взрослых людей — это, по-видимому, не простое отклонение, а отражение исходного устройства нашей системы сенсорного восприятия, которая работает сначала на подкорковом уровне, подавляемом у большинства людей в процессе обучения. Согласно этим представлениям, любой стимул, будь то свет, вещество или звук, в принципе может вызывать мультисенсорные ощущения, что он и делает в нашей лимбической системе. В младенчестве мы воспринимаем окружающее именно так, но по мере развития коры больших полушарий она, по сути, перетягивает на себя поток поступающей информации, безжалостно ее категоризируя и посылая сигналы о каждом типе стимулов лишь в одну определенную сенсорную систему. В результате связи между частями мозга, чувствительными к разным типам стимулов (например, к звукам или к свету), постепенно выходят из строя за невостребованностью, и нейроны коры каждой сенсорной зоны все сильнее привыкают представлять получаемую ими информацию только в одной модальности. Поэтому обычно мозг взрослых разделяет воспринимаемое на несколько общеизвестных чувств6.
Если так, то свойственная нам строгая категоризация информации, приводящая к се распределению по разным сенсорным системам, возникла, по-видимому, потому, что она позволила нам ускорить распознавание воспринимаемых стимулов. Если бы оса воспринималась нами не только как жужжащее полосатое существо, но и как нечто, обладающее вкусом и запахом, нам могло бы потребоваться больше времени на то, чтобы сообразить, что ее лучше поскорее прихлопнуть.

ОДНОСТОРОННЕЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЕ ИГНОРИРОВАНИЕ
Половина тела пациента оказалась парализована в результате инсульта, но пациент, судя по всему, не сознает этого. Вот какой диалог происходит между ним и его лечащим врачом (приводится в сокращении):
ВРАЧ. Не могли бы вы похлопать в ладоши?
(Пациент поднимает правую руку и двигает ей, будто хлопает, а затем кладет обратно на кой-ку. Улыбается, выглядит удовлетворенным.) Врач. Это была только правая рука. Не могли бы вы поднять также левую руку и сделать то же самое обеими руками?
Пациент. Левую руку? А... Она немного онемела сегодня. Это все мой артрит.
ВРАЧ. НО не могли бы вы все-таки попытаться поднять ее?
(Пауза. Пациент не двигается.)
ВРАЧ. Не могли бы вы попытаться поднять левую руку?
ПАЦИЕНТ. Так ведь я уже сделал это. Разве вы не видели?
ВРАЧ. Нет, не видел. Вы правда двигали рукой? ПАЦИЕНТ. Ну конечно двигал. Вы, наверное, не смотрели.
ВРАЧ. А можно попросить вас еще раз поднять ее?
(Пациент не двигается.)
ВРАЧ. ВЫ ею сейчас двигаете?
П А ц и Е н т. Разумеется, двигаю.
Врач (показывает па кисть левой руки, лежащую на койке). Ну а это что такое?
ПАЦИЕНТ (смотрит). А, это. Это не моя рука. Должно быть, это рука кого-то другого.

Это странное нежелание признавать очевидное связано с хорошо известным расстройством —так называемой анозогнозией, “непризнанием болезни”. Анозогнозия развивается в результате повреждений области мозга, связанной с вниманием к собственному телу. Этот синдром довольно часто встречается у пациентов, которые перенесли инсульт, вызвавший паралич левой стороны тела. Дело в том, что область, повреждения которой приводят к анозогнозии, располагается очень близко к моторной коре правого полушария, и инсульт (или какое-либо другое повреждение), поражающий моторную кору этого полушария (а значит, левую половину тела), нередко захватывает и область, связанную с анозогнозией. Иногда это странное игнорирование половины тела может и не сопровождаться параличом. В таких случаях пациенты просто ведут себя так, будто все, что находится слева от вертикальной оси тела, пере-стало существовать. Они забывают двигать левыми конечностями. При ходьбе у них волочится левая нога. Они причесывают волосы только на одной стороне головы. Иногда (в той мере, в какой это возможно) они даже забывают одевать половину своего тела. Это расстройство представляет собой одну из форм так называемого одностороннего пространственного игнорирования. Одностороннее пространственное игнорирование может касаться только левой половины тела, 
но может и распространяться па псе, что расположено в одной половине поля зрения, обычно также левой. Пациенты, страдающие этой формой игнорирования, судя по всему, не видят или не осознают ничего, что находится по левую сторону от них. Они оставляют еду нетронутой на левой половине тарелки, не замечают людей, которые подходят к ним слева, поворачиваются только направо. Если их просят нарисовать часы, они обычно изображают искаженный циферблат, в котором цифры располагаются только справа, а левая половина не прорисована.
Эта “однобокость” обычно распространяется даже на воображение. Если попросить пациента закрыть глаза и представить себе путь по знакомой улице, он сможет по памяти описать здания, стоящие справа, но даже не упомянет те, что стоят на левой стороне. Единственный способ добиться от такого пациента, чтобы он описал другую сторону улицы, состоит в том, чтобы попросить его мысленно развернуться и пойти в обратную сторону18. Люди, страдающие этим расстройством, как будто ничего не видят слева от себя, но это нечто иное, чем обычная слепота. Та часть их мозга, которая отвечает исключительно за поступающую от глаз зрительную информацию (первичная зрительная кора), остается у них неповрежденной, и сканирование мозга показывает, что она обрабатывает зрительную информацию совершенно нормально. Слепота возникает на более высоком уровне обработки информации, на котором она превращается из простых сигналов в мысленные представления.
Люди, страдающие этим расстройством, не думают: “Я не вижу ничего, что находится слева”. Все, что находится слева, для них просто не существует, и думать об этом они не могут. Человек с “нормальной” левосторонней слепотой может компенсировать слепоту половины поля зрения, поворачивая голову и тело так, чтобы видеть находившиеся по левую руку предметы, но при одностороннем пространственном игнорировании человек никогда не чувствует потребности так делать. Такие люди обычно начинают читать каждую строчку с середины страницы, и продолжают это делать, даже если становится ясно, что текст, читаемый таким способом, превращается в бессмыслицу. Им просто не приходит в голову, что слева вообще есть на что смотреть.

Одностороннее пространственное игнорирование легче понять, если рассматривать его как нарушение внимания — неспособность мозга сознательно воспринимать часть окружающего мира. Нас не может огорчать нехватка того, чего мы не осознаем. Видимо, именно поэтому пациенты так легкомысленно пренебрегают своим расстройством. В очень невысокой степени пространственное игнорирование свойственно всем. В поле зрения любого здорового человека есть слепое пятно, соответствующее участку сетчатки, где из глаза выходит зрительный нерв. В этом месте нет светочувствительных нейронов, поэтому попадающий туда свет в принципе не может регистрироваться мозгом. В итоге на нашем поле зрения имеется довольно большое слепое пятно, угловой диаметр которого составляет 5-6 градусов. Когда мы смотрим на что-либо двумя глазами, слепое пятно одного из них перекрываются с областью, видимой для другого. Но если закрыть один глаз, то недалеко от середины поля зрения возникает участок, в пределах которого мы ничего не видим.
+ +
В этом можно убедиться, посмотрев одним глазом па один из плюсов, напечатанных выше. Если, глядя правым глазом на левый плюс, расположить книгу на расстоянии вытянутой руки, а затем постепенно приближать ее к себе, настанет момент, когда правый плюс исчезнет. Однако это не создает у нас сознательного ощущения частичной слепоты. Наше поле зрения кажется нам сплошным, включающим всю страницу, просто второго плюса на ней как будто нет.
Фокусники иногда используют знания о слепом пятне, чтобы обманывать с его помощью зрителей. На самом деле такие трюки работают только прямо перед носом, потому что на большем расстоянии слепое пятно слишком легко компенсируется за счет другого глаза, чтобы на его месте можно было что-то спрятать. Кроме того, фокусники мастерски умеют отвлекать внимание зрителей от того, что нужно скрыть, вызывая у них своего рода временное пространственное игнорирование.
Некоторые формы пространственного игнорирования возникают из-за повреждений теменной доли, где располагаются наши внутренние карты собственного тела и окружающего мира. Результатом таких повреждений могут быть своего рода концептуальные ампутации. Другие формы этого недуга связаны с нарушениями концентрации внимания и вызываются повреждениями лобных долей, поясной коры (расположенной внутри глубокой щели, разделяющей полушария) и отвечающих за управление движениями участков базальных ганглиев. Пространственное игнорирование может быть связано с так называемым ориентированием — аспектом концентрации внимания, выражающимся в том, что мы машинально поворачиваемся в направлении привлекающего наше внимание стимула. Как и многие другие бессознательные процессы, ориентирование контролируется преимущественно правым полушарием. Специализация правого полушария на ориентировании определяется, в частности, его способностью обращать внимание на правую или на левую часть поля зрения. В связи с этим повреждения левого полушария обычно не вызывают одностороннего игнорирования, связанного с ориентированием. Левое же полушарие, по-видимому, обращает внимание исключительно на правую часть поля зрения, поэтому повреждения правого полушария могут приводить к тому, что человек начинает игнорировать все, что происходит по левую сторону. В этом, по-видимому, состоит одна из причин того, что люди с правополушарными травмами гораздо чаще страдают односторонним пространственным игнорированием, чем люди с левополушарными травмами.

Крайняя форма анозогнозии проявляется в непризнании собственной полной слепоты. Это расстройство называют синдромом Антона — Бабинского. Пациенты, страдающие им, ничего не видят, но, судя по всему, живут в полностью воображаемом визуальном пространстве.
На другом конце спектра подобных расстройств располагаются легкие формы игнорирования, в той или иной степени свойственные многим из нас. Рассеянный профессор, не замечающий, что на нем носки разного цвета, муж-трудоголик, однажды обнаруживающий, вернувшись домой, что жена от него ушла, безответственный должник, как будто не замечающий растущую гору счетов: все это примеры сенсорного игнорирования, возможно, имеющего неврологическую основу.
Точно так же, как склонность воспринимать скорее формы, чем цвета, может быть связана с избытком нейронов, чувствительных к формам, и недопонимать, когда мы “перебарщиваем” с повторением каких-либо действий. Обе эти способности нередко не наблюдаются у людей, получивших повреждения лобных долей.
Повреждения данной части префронтальной коры приводят к нарушениям способности следить за своими успехами и учиться на собственных ошибках. Они также могут вызывать нарушения рабочей
статном чувствительных к цветам, рассеянность профессора может быть связана с недостатком нейронов в области мозга, связанной с заботой о своем теле, и избытком в области, связанной с решением абстрактных задач. У трудоголика также может быть недос таток каких-то нейронов или нейромедиатора (возможно, окситоцина), обеспечивающего стимуляцию области мозга, ответственной за привязанность к дому и семье. У человека, погрязшего в долгах, может быть понижена активность лобных долей, где, возможно, также не хватает нейронов. Особенности поведения этих людей напрямую связаны с особенностями их восприятия.
Если неоднократно напоминать им, такие люди обычно начинают обращать внимание на то, чем обычно пренебрегают, точно так же как людей, страдающих слабыми формами левополушарного игнорирования, можно приучить обращать внимание на “пустую” сторону поля зрения, неоднократно давая им задания из серии “похлопайте в ладоши”. Выражение “войдите в мое положение” есть нечто большее, чем фигура речи. Но без неоднократных напоминаний профессор едва ли начнет обращать больше внимания на свои носки, чем требуется, чтобы их снимать и надевать, и трудоголик едва ли станет уделять жене больше внимания, чем потребуется, чтобы уговорить ее вернуться. Большинству из нас не свойственно прилагать ощутимые усилия к изменению своего взгляда на мир, и с течением времени свойственное нам игнорирование нередко лишь закрепляется. Наши представления о воспринимаемом мире могут быть гораздо более адекватными, чем у людей, страдающих синдромом Антона — Бабинского. Но в чем-то все мы похожи на них.

Объясняем, куда деваются наши врождённые способности, почему так сложно говорить на иностранном языке без акцента и что творится в голове у подростка...

В этой статье мы расскажем несколько интересных фактов о развитии и работе мозга, описанных в книге Риты Картер «Как работает мозг». На русском языке книга вышла в издательстве Corpus, её переводом занимался кандидат биологических наук Пётр Петров.

Картер - научная журналистка из Великобритании, свой путеводитель по работе мозга она написала в сотрудничестве с известным нейробиологом Кристофером Д. Фритом, выступившим научным консультантом книги.

Почему эту книгу можно назвать «путеводителем»? Дело в том, что Картер описывает в ней мозг в первую очередь как пространство, территорию, особый ландшафт, уделяя особое внимание тому, какие зоны мозга за какие задачи отвечают, в каких случаях они бывают задействованы по отдельности, а в каких - совместно.

Для нашей короткой экскурсии по этой огромной территории мы выбрали только малую часть данных, что есть в книге.

1. Мозг удаляет ненужные связи между нейронами

Нейроны - клетки, отвечающие непосредственно за мозговую активность, - составляют примерно десятую часть от всех клеток мозга. Они похожи на корневые системы со множеством отростков, с помощью которых один нейрон соединяется с другими. Такая связь называется синапсом.

Поначалу, когда мы только рождаемся, наши нейроны незрелы, связи между ними образуются хаотично. Например, появляется много связей между слуховой и зрительной зонами коры головного мозга, в результате чего возникает знаменитый эффект синестезии - когда человек «слышит» цвета или «видит» звуки.

Но одни синапсы используются чаще, а другие реже, и постепенно мозг начинает самостоятельно уничтожать те связи между нейронами, которые кажутся лишними.

Этот эффект называется прунингом (от англ. to prune - прореживать, подрезать ветви).

С одной стороны, это здорово, ведь прунинг повышает эффективность работы мозга. С другой, в процессе прунинга мы утрачиваем связи, отвечающие за интуитивные навыки и дарования. Например, фотографическая память, часто встречающаяся у маленьких детей, исчезает именно из-за прунинга.

2. В мозгу младенца столько же нейронов, сколько у взрослых

Да, мозг новорождённого значительно меньше, чем у взрослого, и после рождения его созревание продолжается ещё долго, до двадцати с небольшим лет. Однако число нейронов в мозгу новорождённого и взрослого примерно одинаково.

Другое дело, что функционируют они не столь эффективно. На отростках многих нейронов младенца не хватает миелина - жироподобного вещества, которое помогает нейронам передавать сигналы. Поэтому обширные области мозга новорождённого просто ещё не функционируют, особенно это касается коры больших полушарий.

В этот период самые активные области мозга - те, что отвечают за рефлексы, чувствительность и движения. Отделы, задействованные в принятии решений, планировании и рассудочной деятельности, развиваются позже.

3. В подростковом возрасте изменяется работа префронтальной коры мозга

Префронтальная кора (ПФК) - это передняя часть лобных долей мозга. Как раз её мы и задействуем при планировании и принятии решений. Кроме того, она нужна нам для понимания других людей.

После рождения число синапсов в ПФК постоянно возрастает, пока дело не доходит до подросткового возраста. Тогда количество нейронных связей вдруг начинает снижаться.

Вы наверняка наслышаны про то, что за особенности поведения ребёнка в подростковый период отвечают гормоны. Так вот, не только они.

Вспомним про прунинг - именно с его помощью мозг в этом возрасте ведёт тонкую настройку ПФК. Естественно, в период прунинга этот отдел мозга должен быть менее активным, чем обычно.

Эксперименты показали, что во время выполнения задач, связанных с пониманием намерений других людей, у подростков активность ПФК довольно низкая.

Зато при обдумывании собственных намерений, наоборот, активность ПФК у подростков даже выше, чем у взрослых.

Исследование собственных возможностей и поиск персональных когнитивных стратегий - именно это, как считает наш мозг, главная задача подростка.

4. Отростки нейронов в правом полушарии длиннее, чем в левом

Мы знаем, что большинство функций мозга обычно в большей степени связаны с одним из двух полушарий. Хотя они и работают сообща, мы возлагаем на левое полушарие ответственность за анализ и логику, точное и детальное восприятие; а на правое - за обобщение и абстрагирование, непосредственное чувственное восприятие.

Интересно, что нейроны у левого и правого полушарий по своей структуре также отличаются - в правом полушарии нейроны расположены на большем расстоянии друг от друга, чем в левом. Это происходит потому, что у клеток правого полушария более длинные аксоны - соединительные отростки.

Из-за этого правое полушарие лучше приспособлено для одновременного использования сразу нескольких модулей мозга, оно даёт нам широкое, хотя и расплывчатое представление о том или ином феномене.

5. Приступы паники и фобии запускает миндалина

Эмоциональная реакция страха - это сформировавшийся в процессе нашей эволюции защитный механизм. Это оперативная реакция на какой-то простой стимул, который мы воспринимаем как несущий опасность - неизвестное явление, большой объект, угрожающая поза.

Мы научились бояться, чтобы уметь выживать в огромном и опасном мире. Но что-то пошло не так.
У нас появились фобии.

Они выражаются в сильной эмоции страха, но беда в том, что они не связаны с реальной опасностью. Фобии не помогают нам выживать, более того - мешают.

Представьте, что в здании пожар, и вам нужно спуститься по лестнице из окна. И вдруг вас парализует приступ боязни высоты.

То есть в ситуации реальной угрозы вашей жизни вы из-за фобии можете во вред себе отреагировать на угрозу мнимую.

В основе таких приступов страха лежит разделение отделов мозга, отвечающих за формирование памяти. За формирование наших сознательных воспоминаний в первую очередь ответственен гиппокамп, и к нему мы обращаемся, когда вспоминаем какие-то образы и события.

А вот бессознательная память хранится в других отделах, в частности - в миндалевидном теле, или миндалине. Миндалина записывает в том числе наши сильные эмоциональные и физиологические реакции (учащённое сердцебиение, потение и т. д.) и может воспроизводить их.

Когда мы вспоминаем что-то (например, как спуститься по высокой лестнице), мозг обращается не только к осознанной памяти из гиппокампа, но и к миндалине. Закрепившиеся в ней воспоминания могут быть практически неуправляемы. Они запускаются и заставляют человека заново пережить прежний приступ страха или психологическую травму.

Особенно часто бессознательные воспоминания формируются при стрессе - в это время мозг выделяет гормоны и нейромедиаторы, повышающие возбудимость миндалины.

6. Для мозга освоение родного и иностранных языков - два разных процесса

В раннем детстве адекватное усвоение языка происходит естественным образом, если ребёнок с самого рождения слышит речь. И когда мы появляемся на свет, у нас есть потенциальная возможность освоить любой язык.

Но в основном ребёнка окружают люди, говорящие только на одном языке, и языковые возможности вскоре сужаются.

Нейронные связи, необходимые для распознавания незнакомых звуков иноязычной речи, атрофируются в процессе прунинга, если их не стимулировать.

К пяти годам основные речевые зоны сосредотачиваются только в одном полушарии (обычно в левом), а оставшиеся без дела зоны другого полушария берут на себя другие функции, например, невербальную речь (жестикуляцию).

Когда мы впоследствии учим иностранный язык, мы задействуем оставшиеся связи, ориентируемся на родную речь и поэтому говорим с акцентом.

При этом информация, связанная с изучением родного и иностранных языков, обрабатывается мозгом в разных речевых зонах.

Вот почему бывает так, что при поражении конкретной речевой зоны (например, при инсульте) человек может забыть родную речь, а способность общаться на выученном во взрослом возрасте иностранном языке у него останется.опубликовано .

Если у вас возникли вопросы, задайте их

Артём Серебряков

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое сознание - мы вместе изменяем мир! © econet

До недавнего времени мозг оставался последней терра инкогнито человеческого тела. Еще в 1986 году выдающийся эволюционист Джон Мейнард Смит назвал загадку мозга одной из двух нерешенных проблем биологии (вторая - как зародыш превращается во взрослый организм). Однако новейшие методы нейро-визуализации дают не менее четкую картину наших мыслей и чувств, чем рентген - нашего скелета. Книга Риты Картер представляет собой иллюстрированный путеводитель по морщинистому сероватому веществу размером с кокосовый орех в голове каждого из нас. Научным консультантом выступил знаменитый английский нейробиолог и нейропсихолог Кристофер Д. Фрит.

ГЛАВА ПЕРВАЯ. Вырисовывающийся ландшафт.

Головной мозг человека состоит из многих частей, и у каждой свои функции: превращение звуков в речь, обработка
информации о цвете, формирование страха, распознавание лиц или различение рыбы и фруктов. Но это
не застывший набор компонентов: мозг каждого из нас уникален, он постоянно изменяется и тонко чувствует
окружающую среду. Входящим в его состав модулям свойственны как независимость, так и постоянное
взаимодействие друг с другом. Их функции не закреплены, за ними жестко, и порой один участок может взять
на себя работу другого, либо, в результате сбоя генетической программы или изменения окружающей среды,
может вообще не сработать. Активностью мозга управляют токи, химические вещества и загадочные колебания.
Не исключено даже, что на нее влияют квантовые эффекты, искажающие ход времени. Все системы мозга связаны
в единую динамичную надсистему, параллельно делающую миллионы разных дел. Может быть, она настолько
СЛОЖНО, что никогда не сумеет полностью постичь саму себя. Но она продолжает пытаться.

Предисловие ко второму изданию
Введение
Глава первая. Вырисовывающийся ландшафт
Глава вторая. Великое разделение
Глава третья. Что скрыто в глубине
Глава четвертая. Переменчивый климат
Глава пятая. Свой собственный мир
Глава шестая. Как ПРЕОДОЛЕТЬ ПРОПАСТЬ
Глава седьмая. Память и психологическое состояние
Глава восьмая. ЗАОБЛАЧНЫЕ ВЫСОТЫ
Источники
Иллюстрации
Библиографический список
Предметно-именной указатель

Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Как работает мозг, Картер Р., 2014 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

• Учебная практика, учебно-методическое пособие для студентов, обучающихся по направлению 44.03.01 - педагогическое образование, профиль - математическое образование, заочная форма обучения, Лебедева С.В., 2014
• Преподавание психологии в системе высшего и дополнительного образования, Научно-педагогическая практика, Калистратова Т.Д., Калистратов П.Ю., 2014

Фобии относятся к расстройствам, особенно сильно мешающим людям жить. Это ничего, если фобия связана с чем-либо, чего просто избежать. Например, боязнь полетов может ограничивать выбор профессии и места отдыха, но не мешает человеку полноценно жить и не требует постоянного сопротивления своему недугу. Но есть и другие фобии, жить с которыми гораздо тяжелее.

Пациентка по имени Джозефина боится куриных ножек. Собираясь на званый обед, она всегда предупреждает об этом хозяев. Однажды, когда хозяева упустили это из виду и подали Джозефине тарелку с ногой петуха, тушенного в вине, это вызывало у нее столь резкую реакцию, что в отделении скорой помощи оказалась не только Джозефина, но и хозяин дома. С тех пор она старается обедать только дома.

Как возникают фобии, почему ими сложно управлять? Возможность развития некоторых разновидностей страхов, судя по всему, составляет одно из врожденных свойств мозга, что-то вроде отголоска эволюционной памяти о том, что могло представлять опасность для далеких предков. Результаты экспериментов на детенышах животных и наблюдений за младенцами показывают, что и у тех, и у других есть связанные с определенными стимулами инстинктивные реакции страха. Эти реакции не всегда наблюдаются при первом столкновении с вызывающими их объектами, но если знакомство с объектом сопровождается хотя бы слабым намеком на то, что он может представлять опасность, у детеныша или младенца сразу вырабатывается глубокая и устойчивая боязнь.

Так, детеныши обезьян, родившиеся в неволе, не демонстрируют врожденного страха перед змеей. Но если показать детенышу змею и прокрутить видеозапись реакции страха, проявляемой другой обезьяной, змеи начнут приводить детеныша в ужас. Этого не происходит, если демонстрировать, например, цветок. По-видимому, головной мозг приматов от рождения запрограммирован на боязнь змей, но соответствующая реакция может активироваться лишь после поступления соответствующего сигнала. У каждого вида встречаются фобии, связанные с объектами, которые могли представлять для его предков опасность. В случае людей к таким объектам относятся змеи и другие рептилии, пауки, хищные птицы, собаки и высота. Эволюционные корни этих страхов очевидны: фобии, связанные с объектами, представляющими для нас наибольшую опасность сегодня, такими как автомобили или огнестрельное оружие, встречаются значительно реже.

Это не означает, что в мозге новорожденных имеется коллекция образов потенциально опасных явлений. Дело скорее в том, что их мозг от рождения склонен определенным образом реагировать на некоторые простые стимулы, такие как парящие над головой большие объекты, пресмыкание по земле, звуки рычания и так далее. Кроме того, люди, по-видимому, обладают врожденной способностью распознавать некоторые позы и жесты других людей как пугающие: например, характерное положение тела человека, согнувшегося от боли во время сердечного приступа, производит жуткое впечатление даже на наблюдателей, прежде ни с чем подобным не сталкивавшихся и не понимающих, что происходит.

Однако «естественные» страхи - это еще не фобии. Большинству из нас несложно, осознав, что конкретная змея или конкретный паук не представляют опасности, взять себя в руки. Люди, страдающие фобиями, на это не способны. Их страх не связан с подлинной опасностью и может сам представлять угрозу, мешая человеку разумно действовать. Например, человека, страдающего боязнью высоты, может в прямом смысле парализовать страх, не позволяющий ему спуститься по лестнице из окна горящего здания.

Фобии не имеют значения для выживания. Так что превращает страх в фобию? Фрейд утверждал, что иррациональные страхи возникают оттого, что предмет страха становится символом чего-либо другого, действительно страшного, но по какой-то причине слишком постыдного или ужасного, чтобы человек это признал. Один из самых известных случаев фобии, подробно исследованных Фрейдом, касался мальчика по имени Ханс, который боялся лошадей с тех пор, как однажды увидел, как на улице упала лошадь. Фрейд пришел к выводу, что боязнь лошадей у Ханса была связана с бессознательным эдиповым комплексом: мальчик испытывал тайное влечение к собственной матери, но боялся, что отец кастрирует его, и эта боязнь была вытеснена боязнью лошадей. Теперь уже доказано, что подобные объяснения далеки от действительности. Оказалось, фобии можно даже вызывать искусственно, путем вмешательства в фундаментальные механизмы работы мозга, и для объяснения этих расстройств не нужно привлекать сложные когнитивные явления, такие как символизм, чувство вины и тайные влечения.

Корни фобий кроются в выработке условных рефлексов - процессе, продемонстрированном более века назад российским физиологом Иваном Павловым. Он показал, что когда звук колокольчика получает в мозге собаки ассоциацию с пищей, такого звука оказывается достаточно, чтобы вызвать у животного слюноотделение. Результаты проведенных впоследствии аналогичных экспериментов доказали, что не только слюноотделение, но и страх могут вызывать посторонние, но ассоциированные с ним стимулы. Новейшие исследования в этой области, особенно работы Джозефа Леду, проливают свет на нейрональные механизмы, лежащие в основе вызывающих реакцию страха условных рефлексов. Эти исследования открывают нам причины фобий, патологической тревоги, признаков паники и посттравматических стрессовых расстройств и указывают новые пути лечения этих недугов.

Страх, вызываемый условным рефлексом (в отличие от обычного страха, имеющего рациональные основания), представляет собой особую разновидность памяти. В отличие от большинства воспоминаний, для его сохранения не требуется постоянного возобновления в памяти. Его даже не обязательно запоминать сознательно. Чтобы разобраться в механизме его формирования, рассмотрим, что происходит с информацией о чем-то потенциально страшном, когда она попадает в мозг. Все сведения от органов чувств, поступающие в мозг, попадают сначала в таламус, где они сортируются и перенаправляются в соответствующие области мозга для обработки. В случае стимулов, связанных с эмоциями, таких как вид змеи в траве, полученная информация направляется одновременно двумя проводящими путями. Оба они ведут в миндалину - систему сигнализации нашего мозга и генератор эмоциональных реакций. Однако траектории у них разные.

Первый путь ведет вначале в зрительную кору, расположенную в задней части мозга. Зрительная кора анализирует эту информацию и посылает дальше сообщение о результатах проведенного анализа. Пока это только сообщение, что здесь, в траве, сейчас присутствует нечто длинное, тонкое, извивающееся и с узором на спине . Теперь в дело вступают зоны распознавания, решающие, что это там длинное и извивающееся . Переработанная информация, уже помеченная как информация о змее, вызывает извлечение из долговременной памяти хранящихся там знаний о змеях (животные - разные виды - бывают опасными ). Все эти элементы составляются вместе, формируя сигнал: «Змея». Этот сигнал поступает в миндалину, где побуждает наш организм к действиям.

Как видите, первый путь длинный и извилистый. Учитывая, что ситуация требует срочных мер, дополнительно понадобилась система быстрого реагирования. Она работает за счет второго пути, также идущего от таламуса. Таламус располагается недалеко от миндалины и связан с ней толстой полоской нервной ткани.

Миндалина, в свою очередь, тесно связана с гипоталамусом, который управляет реакцией драки или бегства. Эти связи формируют путь, который Леду назвал «быстрым и грязным» и по которому информация может проноситься от глаз к мышцам тела за миллисекунды.

Условно-рефлекторный страх, судя по всему, возникает именно в ответ на информацию, идущую по этому короткому пути. Большинство воспоминаний первоначально кодируются гиппокампом - крошечным, но необычайно важным ядром лимбической системы. Именно там хранятся недавние сознательные воспоминания, и те из них, которым суждено войти в состав постоянного интерьера мозга, именно оттуда перенаправляются в долговременную память. На это требуется немало времени: пока воспоминание не будет передано на хранение в кору больших полушарий, иногда проходит около трех лет. Те люди, у которых гиппокамп оказывается серьезно поврежден (к счастью, это случается редко), не в состоянии вспомнить ничего из сравнительно недавних событий и не могут надолго запомнить ничего нового.

Однако гиппокамп, судя по всему, отвечает за формирование не всех воспоминаний. У одной пациентки этот отдел мозга был поврежден так сильно, что она не могла удерживать в памяти ничего дольше нескольких секунд. Врач вынужден был всякий раз представляться заново. При этом он обычно пожимал ей руку. Однажды он спрятал в ладони булавку, и пациентка укололась. Через несколько минут она, казалось, забыла об этом, но при следующей встрече с доктором, когда он протянул руку, пациентка отказалась ее пожать. Она не могла объяснить, почему: просто боялась. Укол произвел на нее неизгладимое впечатление.

Результаты недавних исследований указывают на то, что бессознательные воспоминания, подобные этому, хранятся в миндалине, которую никто прежде не считал местом хранения памяти. Джозеф Леду полагает, что миндалина записывает бессознательные воспоминания примерно так же, как гиппокамп записывает сознательные. Когда мы вспоминаем что-либо, система, связанная с гиппокампом, вызывает в нашей памяти осознанные образы, в то время как система, связанная с миндалиной, может вызывать своего рода физические воспоминания, воспроизводя состояние тела (например, сильное сердцебиение, потение рук и тому подобное), возникшее при получении опыта, который мы вспоминаем.

Если воспоминание закрепляется в миндалине, оно может быть почти неуправляемым и вызывать столь сильные физические реакции, что человеку приходится снова переживать травмировавшие его события и вновь испытывать ужасные ощущения. Этот недуг называют посттравматическим стрессовым расстройством. Он отчетливо связан с конкретным опытом, как и большинство страшных воспоминаний. Однако иногда обеспечиваемые миндалиной бессознательные воспоминания охватывают нас, не сопровождаясь сознательными воспоминаниями, которые позволяли бы понять, какое событие в свое время вызвало такие эмоции. Иррациональный страх может быть смутным, а может быть и внезапным, и сильным, в виде приступа паники. Если такие ощущения возникают в результате сознательно воспринимаемого стимула, они могут проявляться как фобия.

Бессознательные воспоминания особенно часто формируются во время стресса, потому что выделяемые в этом состоянии гормоны и нейромедиаторы повышают возбудимость миндалины. Влияют они и на обработку сознательных воспоминаний.

Во время событий, вызывающих у человека психологическую травму, его внимание сильно сконцентрировано, и на что бы оно ни обратилось, будь то нечто, связанное с этими событиями, или постороннее, предмет, оказавшийся в центре внимания, запечатлевается в особенно ярком, «вспыхивающем» воспоминании. Если же травма исключительно тяжела или сохраняется надолго, выделяемые в избыточном количестве гормоны стресса могут подавлять активность гиппокампа или даже повреждать его. Поэтому воспоминания о трагическом событии или тяжелом периоде жизни часто бывают фрагментарными.

Эти механизмы явно задействованы в синдроме восстановленной памяти. Вероятно, поэтому у людей нередко не остается осознанных воспоминаний о ключевом элементе какого-либо ужасного события. Например, бывает, что жертва ограбления отчетливо помнит, как выглядел пистолет, но не может вспомнить лицо грабителя. Однако впоследствии у пострадавшего вырабатывается неприязнь, скажем, к бородатым, горбоносым и синеглазым людям: черты преступника не отложились в сознательной памяти, но отложились в бессознательной.

Леду продемонстрировал, что у крыс условно-рефлекторный страх вполне может быть вызван стимулом, не воспринимаемым сознательно. Он вначале неоднократно давал крысе услышать звук определенной высоты и одновременно испытать слабый удар током. Через некоторое время животное, как и положено, проявляло признаки страха даже тогда, когда звук не сопровождался электрическим ударом. Тогда Леду удалял крысе слуховую кору (отвечающую за восприятие звуков), оставляя нетронутыми остальные детали механизма восприятия звуков (в частности, уши). Если бы подобной операции подвергли человека, он остался бы неспособен сознательно воспринимать звуки, так что в той степени, в какой животные вообще могут обладать сознанием (эту степень оценивают по-разному), у крысы операция должна была привести к аналогичным последствиям. Когда крыса восстановилась после операции, Леду снова включил тот же звук. Теперь животное ничего не слышало. И все же оно по-прежнему проявляло признаки страха. Судя по всему, хотя крыса ничего не слышала, ее таламус и миндалина все же регистрировали звуки, вызывая эмоциональную реакцию.

Это помогает понять, как возникают страхи и фобии, кажущиеся совершенно иррациональными. Кроме того, становится ясно, почему они усиливаются в периоды стресса, когда миндалина возбуждается под действием поступающих в кровь стрессовых гормонов. Возможно, именно повышенной возбудимостью миндалины объясняются другие иррациональные страхи, нередко вырабатывающиеся у страдающих фобиями людей, если они живут в постоянной тревоге или в состоянии хронического стресса. Леду назвал короткий путь в миндалину не только «быстрым», но и «грязным» потому, что по нему может поступать «неочищенная» информация. Например, крыса, у которой он искусственно вызвал глухоту, плохо отличала звук, которого она боялась, от похожих звуков. Воспоминания, записанные в миндалине, также, по-видимому, обычно не столь отчетливы, как воспоминания, обрабатываемые гиппокампом, и одна боязнь может легко перетечь в другую, когда гормоны стресса приводят миндалину в состояние бурного возбуждения.

Итак, открыт вероятный механизм возникновения иррациональных страхов. Но как с ними бороться? Мы можем влиять на нормальные страхи и даже из- бавляться от них, думая об их причинах и «замазывая» воспоминания новыми образами. Всякий раз, когда воспоминание всплывает в сознании, оно становится пластичным и переплетается с текущим психическим состоянием. Затем оно вновь записывается и остается «твердым» до тех пор, пока мы его еще раз не обдумаем и не прочувствуем.

Воспоминания, вызывающие психологические травмы, устойчивее обычных эпизодических воспоминаний потому, что их не так-то просто извлечь на свет и перенастроить. Но у нас, по-видимому, есть выход. На крысах было показано, что травмирующие воспоминания можно стирать посредством стимуляции части префронтальной коры, которая подавляет работу миндалины.

Еще одна возможность связана с искусственным нарушением нормального закрепления страшных воспоминаний путем изменения молекулярных процессов, обеспечивающих это закрепление. Эксперименты показали, что у мышей для длительного хранения страшных воспоминаний требуются работающие в мозге особые белки. Один из них, Ras-GRF, кодируется единственным геном. Риккардо Брамбилла и Рюдигер Клейн из Европейской молекулярно-биологической лаборатории в Гейдельберге вывели линию мышей, у которых отсутствует ген белка Ras-GRF. Мозг мутантов выглядит нормальным, но их поведение оказалось странным. Брамбилла и Клейн помещали мутантных и нормальных мышей в клетку, где животные получали удар током. Затем их извлекали из клетки, а через час давали возможность вновь в нее зайти. Ни мутанты, ни нормальные животные туда не вошли. На следующий день мышам предоставили возможность вернуться в «пыточную камеру». Нормальные мыши не пожелали это сделать. Мутантные бодро проследовали в клетку: судя по всему, воспоминания у них улетучились.

Возможно, у людей белок Ras-GRF работает иначе. Маловероятно, что в практику войдут манипуляции с генами, лишающие способности надолго запоминать страхи. Но открытие факта, что единственное вещество может играть столь отчетливую роль в формировании воспоминаний, заставляет предположить, что удастся разработать препараты, способные видоизменять или стирать невыносимо тяжелые воспоминания.

Пока же бороться с условно-рефлекторными страхами исключительно сложно. Старинный способ лечения состоит в том, чтобы вновь и вновь предъявлять человеку (или животному) предмет его боязни, пока на смену ассоциации этого предмета с опасностью не придет ассоциация - с безопасностью. Но это все сознательные ассоциации, и формируются они в средней части префронтальной коры. Представления, определяемые корой, могут подавлять установки, определяемые миндалиной, но не стирать их. Поэтому в случаях, когда гормоны стресса поступают в кровь и миндалина начинает «искрить», человек, научившийся контролировать фобию, может вновь испытать приступ сильнейшего страха.

• Издательство Corpus, Москва, 2014, перевод П.Петрова

Головной мозг человека состоит из многих частей, и у каждой свои функции: превращение звуков в речь, обработка информации о цвете, формирование страха, распознавание лиц или различение рыбы и фруктов. Но это не застывший набор компонентов: мозг каждого из нас уникален, он постоянно изменяется и тонко чувствует окружающую среду. Входящим в его состав модулям свойственны как независимость, так и постоянное взаимодействие друг с другом. Их функции не закреплены за ними жестко, и порой один участок может взять на себя работу другого, либо, в результате сбоя генетической программы или изменения окружающей среды, может вообще не сработать. Активностью мозга управляют токи, химические вещества и загадочные колебания. Не исключено даже, что на нее влияют квантовые эффекты, искажающие ход времени. Все системы мозга связаны в единую динамичную надсистему, параллельно делающую миллионы разных дел. Может быть, она настолько сложна, что никогда не сумеет полностью постичь саму себя. Но она продолжает пытаться.

Пожалуйста, притроньтесь пальцем к загривку. Двигайте палец вверх и вбок, и вы дойдете до шишки, образуемой основанием черепа. Пощупайте ее. Франц Галль, основоположник френологии, утверждал, что под этой выпуклостью располагается «орган эротизма» (свойства, лежащего в основе сексуальных ощущений). Теперь передвиньте палец на два-три сантиметра вверх, в сторону темени. Здесь, по Галлю, находится «орган агрессивности». По убеждению Галля, у людей добродушных и миролюбивых этот второй участок должен быть не таким выпуклым, как первый. Но не стоит беспокоиться, если шишки не соответствуют вашему самовосприятию. Галль выделил свой «орган эротизма», отыскав самый теплый участок головы у двух недавно овдовевших и «эмоциональных» молодых женщин, а «орган агрессивности» - отметив малые размеры соответствующего участка у «большинства индусов и цейлонцев». Его методы были сомнительными даже по меркам начала XIX века.

Попытки определять свойства характера по шишкам на голове в любом случае были бессмысленны, потому что мягкие ткани мозга человека обычно не влияют на форму его черепа. Но Галль ошибался не во всем. Пощупайте еще раз собственный череп, на этот раз чуть впереди и слева от темени. Здесь, по Галлю, располагается «орган веселости». Несколько лет назад хирурги с медицинского факультета Калифорнийского университета изучили воздействие слабого электрического тока на участок левого полушария мозга 16-летней девушки, расположенный в этой области черепа.

Пациентка страдала тяжелой формой эпилепсии, и описанная стимуляция проводилась в ходе стандартной процедуры, позволяющей определять местоположение очагов распространения эпилептического припадка для их последующего удаления. Девушка пребывала в сознании, и когда ей начали стимулировать указанный участок коры головного мозга, она стала смеяться. Это была не какая-нибудь бессмысленная гримаса, а настоящее радостное хихиканье, и когда хирурги спросили, что ее развеселило, она ответила: «Вы такие смешные - стоите тут вокруг меня!» Врачи повторили воздействие, и на этот раз девушка нашла что-то смешное в картинке, на которую упал ее взгляд (там была изображена обыкновенная лошадь). В третий раз ей показалось смешным что-то еще. Судя по всему, хирурги нашли участок мозга, способный вызывать веселье в любых, даже самых неподходящих обстоятельствах. Галль почти двумя столетиями раньше отметил тот же участок как «орган веселости» по чистой случайности. Но идея, положенная им в основу своей теории, - что головной мозг состоит из модулей, выполняющих разные функции, - давно подтверждена наукой.

По иронии, развенчание френологии было связано как раз с открытием настоящих модулей головного мозга. К концу XIX века европейские университеты охватило повальное увлечение биологической психиатрией, и неврологи начали заниматься локальной электрической стимуляцией и экспериментами по удалению участков мозга у животных, выясняя, какие области мозга за что отвечают. Многие из важнейших ориентиров были намечены уже в эту начальную эпоху картирования работы мозга, в частности, неврологи Поль Брока и Карл Вернике открыли речевые зоны. К сожалению френологов, эти зоны были обнаружены сбоку, над ухом и возле него, в то время как по Галлю «орган речи» должен был располагаться строго в районе глаз.

Речевые зоны, выявленные Брока и Вернике, по сей день носят их имена. Если бы ученые начала XIX века продолжили поиски функциональных участков мозга, сегодняшние схемы его строения пестрели бы именами других давно покойных людей, а не скучными ярлыками (такими как «первичная слуховая кора», «ДМО» или «зона V 1 »), которыми теперь принято обозначать выявляемые в мозге области. Но научное картирование мозга вышло из моды вместе с френологией, и модульная теория его строения была во многом отвергнута учеными в пользу теории «массового действия», согласно которой сложные формы поведения порождаются совместной работой всех клеток мозга.

На первый взгляд, середина XX века была неподходящим временем для тех, кто стремился использовать физические методы для лечения психических заболеваний или влияния на поведение. И все же психохирургия в то время процветала. В 1935 году лиссабонский невролог Антониу Эгаш Мониш узнал об экспериментах, в ходе которых агрессивным, беспокойным шимпанзе перерезали определенные волокна в лобных долях мозга. После этой операции, которую назвали лейкотомией, животные становились спокойными и дружелюбными. Эгаш Мониш поспешил провести эту операцию людям, страдающим похожими нарушениями, и добился тех же результатов. Фронтальная лейкотомия (на основе которой впоследствии была разработана более радикальная фронтальная лоботомия) быстро сделалась одной из стандартных методик, применяемых в психиатрических больницах, и в 40-х годах только в Америке было проведено не менее 20 тысяч подобных операций.

Применявшийся в то время в нейрохирургии подход с современных позиций кажется на редкость безрассудным. Его использовали для лечения чуть ли не любых психических расстройств, таких как депрессия, шизофрения или маниакальный синдром, хотя никто еще понятия не имел, что именно вызывает симптомы этих недугов и почему перерезание волокон в мозге должно помогать больным. Разъездные хирурги курсировали от больницы к больнице, возя с собой в машине свои инструменты, и за утро делали аж по дюжине таких операций. Один из них описывал свою методику так: «Проще простого. Беру инструмент вроде ножа для колки льда... пробиваю кость над самым глазным яблоком, ввожу инструмент в мозг, верчу, разрезая нервные волокна, и дело с концом. Пациент при этом не чувствует ровным счетом ничего».

К сожалению, некоторые пациенты не просто ничего не чувствовали во время операции, но и на всю оставшуюся жизнь сохраняли притупленность чувств и странную невосприимчивость к окружающему, из-за которой производили впечатление полуживых. Более того, эта операция не всегда позволяла избавить больного от агрессивности: сам Эгаш Мониш погиб от пули одного из своих пациентов, которому он сделал лоботомию.

Может быть, распространенное в середине XX века увлечение перерезанием волокон в мозге скорее облегчало страдания, чем причиняло их, но у врачей оно породило чувство крайней обеспокоенности, а у людей, далеких от медицины, - сохраняющееся и по сей день подозрительное отношение к психохирургии. В 60-х годах, когда были разработаны эффективные психотропные препараты, от применения хирургических методов лечения психических заболеваний почти полностью отказались.

В наши дни идея менять поведение людей и лечить психические расстройства путем непосредственных манипуляций с мозгом вновь становится востребованной. Однако на сей раз в основу подобных вмешательств в работу головного мозга положены гораздо более глубокие представления о том, как функционирует этот орган. Современные технологии нейровизуализации, такие как функциональная магнитно-резонансная томография, позволяют исследователям изучать живой, работающий мозг. Сведения, которые им удалось получить, пролили свет как на психические заболевания, так и на природу наших повседневных ощущений.

Возьмем, например, боль. Исходя из общих соображений, можно предположить, что в мозге есть особый болевой центр, связанный, возможно, еще с одним участком мозга, отслеживающим ощущения, возникающие в пораженной части тела. На самом деле, как показывают данные томографических исследований мозга, болевого центра в мозге нет. Боль возникает в результате активации как участков мозга, связанных с вниманием и эмоциями, так и участков мозга, непосредственно задействованных в чувствительности. Если разобраться, что представляет собой боль в плане активности мозга, станет ясно, почему нам бывает гораздо больнее, когда мы пребываем в состоянии эмоционального напряжения, и почему мы нередко не замечаем боли (даже если организм весьма серьезно поврежден), когда наше внимание поглощено чем-то более важным.

Некоторые психические функции, представляющиеся нам простыми (например, боль), оказываются сложнее, чем можно было ожидать, а другие, производящие впечатление недоступных для понимания, на самом деле выглядят на удивление механистическими. Нравственные принципы, альтруизм, «духовный» и религиозный опыт, эстетическое чувство, даже любовь - все это считалось недоступным для научного изучения. Но теперь понемногу обнажаются физиологические корни этих таинственных явлений, и в некоторых случаях выясняется, что ими можно манипулировать путем простого прикосновения электрода к некоему участку мозга. Так, вживленные в мозг электростимуляторы могут избавить человека от ощущения мрачной безысходности, связанного с депрессией, прежде считавшейся чисто душевным недугом6 , а также от навязчивых состояний, причем и в случаях, когда все традиционные средства оказываются бессильны7 . Чувства освобождения от телесной оболочки, пребывания вне времени и даже трансцендентального опыта - все это можно вызывать искусственно, возбуждая определенным образом соответствующие участки мозга. Можно даже купить себе шлем, посылающий сквозь череп электронные волны, включающие и выключающие соответствующие нервные клетки, и позволяющий по желанию получать «интенсивный духовный опыт». Какими бы сомнительными ни казались рекламируемые таким образом свойства шлема, они основаны на данных серьезных научных работ. Результаты ряда новаторских исследований, которые с 80-х годов ведет канадский нейробиолог Майкл Персингер, показали, что нарушение электрической активности в мозге (особенно в районе височных долей) вызывает у большинства людей необычные субъективные состояния, в том числе ощущение отделения от тела и присутствия невидимого разумного существа. Все это свидетельствует, что такие чувства, как веселость, благоговение, любовь или ужас можно пережить независимо от внешних обстоятельств, с которыми их обычно связывают. Чтобы испытать влечение, не требуется предмета обожания, чтобы почувствовать страх, не требуется угроза, а чтобы ощущать духовное общение, не требуется присутствие сверхъестественных существ. Если подстегнуть мозг, он способен самостоятельно порождать любые, по сути, ощущения.

Как он это делает? Каким образом это объединение скоплений клеток и переплетений отростков, связывающих клетки, порождает ощущения, управляет всем нашим телом? Ощущения возникают из электрических разрядов, происходящих в клетках мозга - нейронах. Но разрядов в одном-единственном нейроне недостаточно даже для того, чтобы заставить веко дергаться во сне, не говоря уже об осознанном восприятии. Паттерны активности мозга, достаточно сложные, чтобы порождать мысли, чувства и восприятие, возникают лишь тогда, когда один нейрон возбуждает соседние, которые, в свою очередь, возбуждают следующие, и так далее.

Для возникновения даже ничтожнейшей из мыслей миллионы нейронов возбуждаются в унисон. Даже в состоянии покоя томограф демонстрирует сложнейший калейдоскоп наблюдаемой в мозге активности, характер которой постоянно меняется. Эта форма работы мозга «по умолчанию» связана с мечтами, самоанализом и раздумьями. При этом время от времени, если человек пытается решить в уме сложную задачу или испытывает сильные эмоции, у него «зажигается» весь мозг.

Любые входящие ощущения вызывают новые формы нейронной активности, иные из которых приводят к физическим изменениям, позволяющим воспроизводить эти формы активности в виде воспоминаний. Однако большинство образуемых такой активностью конфигураций существует лишь доли секунды, обрекая на забвение мимолетно воплотившиеся в них ощущения.

Сохраняющиеся конфигурации могут, в свою очередь, связываться с активностью других групп нейронов и запускать ее, формируя ассоциации (усвоенные знания) или совместно создавая новые понятия. Теоретически всякий раз, когда возбуждается определенная группа взаимосвязанных нейронов, это должно порождать один и тот же фрагмент мысли, чувства или неосознаваемой работы мозга, но на практике работа нашего мозга слишком непостоянна, чтобы та или иная форма его активности повторялась в неизменном виде. На самом деле в нем возникают похожие, но слегка видоизмененные конфигурации возбуждения. Наши ощущения никогда в точности не повторяются.

Обзорная экскурсия

Головной мозг человека сопоставим по размеру с кокосовым орехом и напоминает по форме грецкий орех, по цвету - сырую печенку, а по консистенции - замороженное сливочное масло. В его состав входят два больших полушария, покрытые тонкой оболочкой из морщинистой серой ткани. Эту оболочку называют корой больших полушарий. Углубления на ее поверхности называют бороздами, выпуклости - извилинами. Ландшафт, образуемый бороздами и извилинами, у разных людей слегка различается, но главные складки коры, подобно вертикальному углублению под носом на верхней губе или морщинкам, образующимся к старости у уголков глаз, свойственны всем нам и используются в качестве ориентиров на этой «местности». Под задней частью основной массы мозга располагается мозжечок, «маленький мозг», частично прикрытый большими полушариями. У живших в незапамятные времена предков млекопитающих мозжечок был основным отделом мозга, но теперь главную роль взял на себя разросшийся конечный мозг, образующий большие полушария.

Каждое из полушарий разделено на четыре доли, границы между которыми отмечены складками.

В самой задней части каждого полушария располагается затылочная доля, внизу сбоку, в районе уха - височная, вверху - теменная, а спереди - лобная. Каждая из четырех долей обрабатывает свою информацию. Затылочная доля состоит почти исключительно из отделов, обрабатывающих зрительную информацию. Теменная занимается в основном функциями, связанными с движением, ориентацией, расчетами и определенными формами узнавания. Височная занимается звуком, восприятием речи (обычно только в левом полушарии) и некоторыми аспектами памяти. Лобная доля ведает самыми сложными из функций мозга: мышлением, формированием понятий и планированием. Кроме того, лобные доли играют важную роль в сознательном переживании эмоций.

Если разрезать мозг на половинки по средней линии, отделив полушария друг от друга, мы увидим, что под корой располагается сложное скопление модулей: вздутий, трубок и камер. Некоторые из них можно уподобить по размеру и форме орешкам, виноградинам или насекомым, но многие не похожи ни на какие привычные вещи. Каждый из модулей выполняет свою функцию или функции, и все модули связаны перекрещивающимися проводами аксонов. Большинство модулей окрашены в сероватый цвет, придаваемый им плотно упакованными телами нейронов. Однако связывающие их тяжи светлее, потому что покрыты оболочкой из белого вещества миелина, играющего роль изолятора, помогающего электрическим импульсам быстро распространяться по аксонам.

За исключением единственной структуры - эпифиза в глубине мозга, - каждый модуль мозга имеется у нас в двух экземплярах - по одному на полушарие. В этой книге о модулях всегда говорится в единственном числе, но на самом деле они всегда парные. В тех случаях, когда необходимо указать на различия между двумя модулями одной пары, отмечается, какой из них имеется в виду.

Самая заметная структура на внутренней поверхности каждой половинки разрезанного мозга - это изогнутая полоска белой ткани, образующей объемистую границу между складчатой корой и расположенной под ней системой модулей. Это мозолистое тело, соединяющее полушария друг с другом и играющее роль моста, по которому в обе стороны постоянно передается информация, так что обычно полушария работают как единое целое. Совокупность модулей, расположенных под мозолистым телом, называют лимбической системой. Эта система в эволюционном плане древнее коры, и ее иногда называют также «мозгом млекопитающих», исходя из представлений о том, что она впервые возникла у древнейших млекопитающих. Работа этой части мозга, как и еще более древних его частей, расположенных под ней, совершается бессознательно, но оказывает сильнейшее воздействие на наши ощущения: лимбическая система тесно связана с расположенной над ней осознающей корой и постоянно посылает туда информацию.

В лимбической системе рождаются эмоции, а также большинство из многочисленных потребностей и побуждений, которые заставляют нас вести себя тем или иным образом, помогая нам, по крайней мере обычно, увеличивать свои шансы на выживание. Но у модулей лимбической системы есть немало других функций. Например, таламус представляет собой нечто вроде ретрансляционной станции, распределяющей поступающую в нее информацию по соответствующим частям мозга для дальнейшей обработки. Под ним располагается гипоталамус, который вместе с гипофизом постоянно поправляет настройки нашего организма, поддерживая его в состоянии наилучшей приспособленности к окружающей среде. Гиппокамп - «морской конек» (сходство с которым можно заметить, только если посмотреть на этот орган в разрезе и напрячь воображение) - необходим для формирования долговременной памяти. В расположенной перед ним миндалине возникает и поддерживается чувство страха.

Еще ниже располагается ствол головного мозга. Это самая древняя часть мозга, возникшая более полумиллиарда лет назад и довольно похожая на весь головной мозг современных рептилий. В связи с этим ее часто называют «рептильным мозгом». Ствол образован нервами, идущими от тела через позвоночник и передающими информацию о разных частях организма в головной мозг. Скопления клеток в стволе определяют общий уровень настороженности организма и регулируют вегетативные процессы: дыхание, сердцебиение, давление крови и так далее.

Если посмотреть на любой участок мозга при большом увеличении, можно увидеть плотную сеть клеток. Большинство из них - глиальные клетки, сравнительно просто выглядящие структуры, основная функция которых состоит в склеивании всей конструкции и поддержании ее физической целостности. Глиальные клетки также играют определенную роль в усилении или синхронизации электрической активности в мозге: например, они могут усиливать боль, как при воспалении седалищного нерва, возбуждая нейроны, передающие болевые сигналы.

Клетки, непосредственно создающие активность мозга, - это нейроны (примерно десятая часть от общего числа клеток головного мозга), приспособленные для передачи друг другу электрических сигналов. Среди нейронов есть длинные и тонкие, посылающие единственный нитевидный отросток в дальние уголки организма, есть звездчатые, тянущиеся во все стороны, а есть несущие густо ветвящиеся венцы, напоминающие нелепо разросшиеся оленьи рога. Каждый нейрон связан с множеством - до десяти тысяч - других нейронов. Эта связь осуществляется через отростки двух типов: аксоны, по которым сигналы поступают от тела клетки, и дендриты, по которым клетка получает входящую информацию.

При еще большем увеличении можно увидеть крошечную щель, отделяющую каждый дендрит от соприкасающегося с ним аксона. Участки таких соприкосновений называют синапсами. Чтобы через синапс прошел электрический сигнал, аксон, по которому поступает этот сигнал, выделяет в синаптическую щель особые вещества - нейромедиаторы. Среди нейромедиаторов есть и делающие клетку, на которую они передают сигнал, менее активной, но есть и вызывающие ее возбуждение, так что возникающие в результате работы множества возбуждающих синапсов цепные реакции обеспечивают одновременную активацию миллионов связанных друг с другом клеток мозга.

Процессы, происходящие в мозге с клетками и молекулами, лежат в основе нашей психической жизни, и именно за счет манипуляций с такими процессами работают самые впечатляющие физические методы психотерапии. Так, антидепрессанты воздействуют на нейромедиаторы, обычно усиливая действие тех, которые относятся к группе аминов: серотонина, дофамина и норадреналина. Идущие сейчас исследования микроскопических реакций в мозге помогают разрабатывать препараты для борьбы с приобретенным слабоумием, болезнью Паркинсона и последствиями инсульта. Некоторые ученые полагают, что ключ к тайнам сознания кроется именно в таких реакциях или что его нужно искать на еще более глубоком уровне - в квантовых процессах, происходящих где-то в недрах крошечных клеток нашего мозга.

Каждое мгновение мозг реагирует на внешние стимулы небольшими вспышками новой активности, каждая из которых отличается характерной конфигурацией. Эта активность, в свою очередь, создает постоянно меняющуюся внутреннюю среду, на которую мозг также реагирует по-своему. В результате получается система с обратной связью, в которой происходят постоянные изменения.

Внутренняя среда мозга отчасти занята тем, что побуждает нас без конца искать новые стимулы и собирать информацию, особенно о событиях будущего. Сбор информации служит нам не только полезным руководством к действию, но и наградой: он вызывает в нейронах реакции, создающие у нас приятное чувство предвкушения9 . Эта жажда информации составляет одно из фундаментальных свойств мозга и проявляется в наших самых базовых реакциях. Даже у людей с полностью разрушенными участками мозга, ответственными за поддержание сознания, взгляд может скользить по окружающему помещению, задерживаясь на движущихся объектах и отслеживая их перемещения. Движения глаз запускаются стволом головного мозга и свидетельствуют о работе сознания не больше, чем движения цветка, поворачивающегося к солнцу. Но, даже зная об этом, трудно избавиться от тяжелого ощущения, когда за тобой следит человек, который, в сущности, уже мертв.

Обратные связи между мозгом и окружающей средой дают нам отличнейший механизм самозагрузки. Компьютерные модели нейронных сетей показывают, что даже простейшая из них может за непродолжительное время достигать поразительных уровней сложности, если запрограммировать ее на воспроизведение выгодных для выживания конфигураций и избавление от невыгодных. Сходным образом развивается активность мозга каждого индивида.

Этот процесс, иногда называемый нейродарвинизмом, гарантирует закрепление конфигураций активности мозга, вызывающих мысли (а через них и формы поведения), полезные для успешного существования нашего организма, и угасание тех, что ему не полезны. Данная система работает не жестко (подавляющее большинство возникающих у нас в мозге форм активности не имеет никакого отношения к выживанию), но в целом, судя по всему, именно так мозг обзаводится способностью осуществлять свои ключевые реакции.

Некоторые из необходимых для этого инструментов заложены на генетическом уровне. Отдельные паттерны активности мозга (даже довольно сложные, вроде механизмов использования языка) наследуются в такой высокой степени, что лишь исключительные аномалии среды могут приводить к нарушениям их развития. Формы активации мозга, сопровождающие, скажем, припоминание того или иного слова, обычно оказываются настолько сходными, например, у десятка испытуемых, что при наложении результатов сканирования работы их мозга можно по-прежнему отчетливо наблюдать общую конфигурацию активности. Именно поэтому исследователи, занимающиеся картированием мозга, могут уверенно говорить о карте работы человеческого мозга в целом, а не только об индивидуальных картах.

Это не значит, что мы мыслим одинаково. Благодаря бесконечно сложным взаимодействиям наследственности и среды на свете нет двух людей с совершенно одинаковым мозгом. Даже генетически идентичные однояйцевые близнецы (клоны одного организма) появляются на свет с разным мозгом, потому что малейших расхождений в среде развития между зародышами оказывается достаточно для возникновения различий в устройстве мозга. В результате кора больших полушарий у близнецов заметно отличается уже в момент рождения, и ее структурная изменчивость неизбежно приводит к различиям в работе мозга. Более того, в момент рождения однояйцевые близнецы отличаются строением мозга даже сильнее, чем впоследствии, что заставляет предположить более сильное влияние генов на поздних этапах развития по сравнению с ранними. В итоге поведение близнецов по мере взросления может становиться не менее, а даже более похожим.

В ходе эмбрионального развития головной мозг возникает из расширения на переднем конце нервной трубки, из которой образуется спинной мозг. Основные отделы головного мозга, в том числе кора больших полушарий, становятся видны не позднее семи недель после зачатия, а к моменту рождения головной мозг младенца содержит уже примерно столько же нейронов (около ста миллиардов), сколько их у взрослого человека.

Однако нейроны в мозге младенца незрелы. Многие аксоны еще не покрыты миелином - своеобразной изоляцией, помогающей передавать по ним сигналы, а связи между нейронами пока немногочисленны. Поэтому обширные области мозга новорожденного, особенно в коре больших полушарий, еще не функционируют. Томографические исследования головного мозга младенцев показывают, что самые активные его области связаны с рефлексами (ствол мозга), чувствительностью (таламус) и движениями (ядра мозжечка).

Среда материнской утробы оказывает существенное влияние на формирование связей в мозге младенца. Дети наркоманок нередко появляются на свет зависимыми от наркотиков, а дети, рождающиеся у матерей, во время беременности потреблявших много чеснока или карри, охотнее других увлекаются острой пищей. Судя по всему, их вкусы формируются под влиянием остаточных компонентов пищи, попадающих в материнскую кровь.

Жизнь в утробе матери дает наглядные примеры неразрывной взаимосвязи генов и среды. Например, у зародыша мужского пола имеются гены, на определенных этапах его развития вызывающие в материнском организме выработку целого каскада гормонов, в том числе тестостерона. Увеличение содержания этих гормонов влияет на мозг зародыша, задерживая развитие одних его частей и ускоряя развитие других. Результатом этих изменений становится мужской путь развития мозга, обеспечивающий формирование мужского полового поведения. Этот путь также приводит ко многим характерным различиям между полами, таким как превосходство девочек в изучении языка и мальчиков в решении пространственных задач. Если мужской зародыш не подвергнется еще в утробе соответствующему воздействию гормонов, мозг с высокой вероятностью разовьется по женской модели, а если воздействию мужской последовательности гормонов подвергнется зародыш женского пола - то по мужской.

Нейроны развивающегося мозга, будто играя в некую подвижную игру, соревнуются друг с другом в поисках команды других связанных друг с другом нейронов, стремясь к ней присоединиться. Каждая клетка должна найти свое место в общей схеме, а если это у нее не получается, она подвергается безжалостному удалению (прунингу), умирая в результате апоптоза (программируемой клеточной смерти). Апоптоз обеспечивает усиление и упорядочивание связей между сохраняющимися нейронами незрелого мозга и не дает ему в буквальном смысле переполниться собственными клетками. За этот процесс «отсечения всего лишнего», при всей его принципиальной важности, порой приходится платить. В числе связей, утрачиваемых в результате его работы, могут быть и такие, которые дают нам те или иные интуитивные навыки, называемые дарованиями. Например, эйдетизм (фотографическая память) вполне обычен среди маленьких детей, однако он обычно исчезает за годы прунинга нейронов. Возможно, неполным апоптозом объясняется и синестезия - «перекрестные» связи, соединяющие ощущения одного типа (например, восприятие голубого цвета) с ощущениями другого (например, восприятие звука определенной высоты), в результате чего одно ощущение автоматически вызывает другое. Апоптоз, который, напротив, выходит из-под контроля и разрушает слишком много связей, считают одной из причин умственной неполноценности, сопровождающей синдром Даунаи аутизм. Возможно, именно поэтому у людей с синдромом Дауна повышена вероятность развития болезни Альцгеймера.

Путь к сознанию

Головной мозг младенца содержит кое-что, чего нет в мозге взрослого человека. Например, в нем имеются связи между слуховой и зрительной зонами коры, а также между сетчаткой и той частью таламуса, в которую поступает информация о звуках. Эти связи, вероятно, и позволяют младенцам «видеть» звуки и «слышать» цвета. Иногда такие способности сохраняются у взрослых (синестезия). Младенцам свойственны бурные проявления эмоций, но те участки мозга, которые связаны у взрослых с сознательным переживанием эмоций, у новорожденных младенцев неактивны. Поэтому проявляемые ими эмоции могут быть бессознательными.

Выражение «бессознательные эмоции» может показаться парадоксальным: что такое эмоции, если не осознанные чувства? Но на самом деле сознательное переживание эмоций чем дальше, тем больше представляется лишь одним небольшим и иногда несущественным элементом системы механизмов выживания, работающих (даже у взрослых) преимущественно на бессознательном уровне.

Отсюда не следует, что травмы, полученные в раннем возрасте, вообще не имеют значения. Даже если бессознательные эмоции не вызывают осознанных ощущений, они вполне могут запечатлеваться в мозге не хуже, чем сознательные. Мы не помним ничего, что происходило с нами примерно до трех лет, потому что до этого времени гиппокамп (область мозга, связанная с формированием долговременной памяти) остается незрелым. Однако эмоциональные воспоминания могут храниться в миндалине - крошечной структуре в глубине мозга, по-видимому функционирующей уже у новорожденных21 . От того, как с ребенком обращаются в первые годы жизни с характерной для них потерей памяти, может зависеть даже то, как будут функционировать его гены. Гены крысят, которых хорошо кормят, работают иначе, чем гены их однояйцевых близнецов, о которых заботятся хуже, так что в мозге благополучных крысят происходят изменения, ведущие к уменьшению тревожности. Результаты исследования клеток мозга взрослых самоубийц, в детстве ставших жертвами жестокого обращения, заставляют предположить, что подобные явления свойственны и людям.

По мере взросления продолжается миелинизация аксонов в мозге младенца, и все больше участков мозга оказываются «в сети». Теменные доли коры начинают работать довольно рано, обеспечивая ребенка интуитивным осознанием фундаментальных пространственных свойств окружающего мира. Игра, в которой взрослый закрывает и открывает лицо, увлекает младенцев, чья теменная зона уже работает, потому что, как им известно, закрытое руками лицо не может исчезнуть, но те модули мозга, что однажды позволят им понять, почему, еще незрелы.

Лобные доли по-настоящему «запускаются» примерно в шестимесячном возрасте, благодаря чему у младенцев наблюдаются первые проблески когнитивных способностей. К году лобные доли получают управление над устремлениями лимбической системы. Если предложить годовалому ребенку две игрушки, он выберет одну из них, а не будет пытаться схватить обе. Примерно до года младенцы представляют собой, по выражению одного специалиста по возрастной психологии, «устройства, подобные роботам»: их внимание можно привлечь едва ли не любым зрительным стимулом. После этого возраста у них формируются собственные жизненные планы (отнюдь не всегда согласующиеся с планами окружающих).

Речевые зоны становятся активными на втором году жизни. Зона, ответственная за восприятие речи (зона Вернике), «выходит в сеть» примерно после двенадцати месяцев жизни, а еще примерно через восемнадцать месяцев к ней присоединяется зона, ответственная за способность говорить (зона Брока). Так что в жизни маленьких детей есть непродолжительный период, в течение которого они понимают больше, чем могут сказать. Связанные с этим затруднения, возможно, играют немалую роль в приступах «вредности», характерных для двухлетних детей.

Примерно в то же время, когда активизируются речевые зоны, начинается интенсивная миелинизация префронтальной коры лобных долей. В этот период у детей развивается самосознание: ребенок больше не тычет пальцем в свое отражение в зеркале. А если мазнуть ребенка цветной пудрой, когда он смотрит на себя в зеркало, он просто сотрет этот мазок с лица, а не станет пытаться стереть его с зеркала, как бывает в более раннем возрасте. Самосознание предполагает возникновение внутреннего исполнителя - то самое «я», которое, по словам многих, ощущается как нечто существующее в голове.

Созревание некоторых участков мозга занимает многие годы. Например, ретикулярная формация, играющая важную роль в поддержании внимания, полностью миелинизируется обычно только к периоду полового созревания или позднее. Именно поэтому дети препубертатного возраста отличаются невысокой продолжительностью концентрации внимания. Лобные доли оказываются полностью миелинизированы только у вполне взрослых людей. Эти части мозга отвечают за мышление, рассудок и подавление эмоций, и до их созревания люди в целом больше руководствуются чувствами и меньше - разумом. В связи с этим молодые взрослые эмоциональнее и импульсивнее людей старшего возраста, они сильнее склонны к неоправданному риску и совершению преступлений в состоянии аффекта.

Человеческий мозг пластичнее всего в младенчестве. Из мозга младенца можно удалить целое полушарие, и система связей оставшегося полушария перестроится так, чтобы взять на себя функции их обоих. Обычно ей удается научиться делать даже то, на что в норме способно только другое полушарие. Однако по мере взросления работа мозга распределяется все жестче и дифференцируется все сильнее. К тому времени, когда мы становимся взрослыми, ландшафты головного мозга каждого из нас оказываются настолько своеобразными, что невозможно найти двоих, кто совершенно одинаково смотрел бы на одно и то же. Например, совместный просмотр фильма может вызывать у человеческой пары совершенно разные конфигурации нейронной активности, потому что эти двое будут обращать внимание на разные стороны того, что они видят, и ассоциировать наблюдаемое с какими-то своими мыслями и воспоминаниями. Например, она будет гадать, когда же мытарства влюбленных подойдут к счастливому концу и можно будет поужинать, а он будет тем временем вспоминать бывшую подругу, похожую формой верхней губы на симпатичную героиню фильма.

Именно поэтому эксперименты, которые проводят для выяснения того, какие участки мозга за что отвечают, приходится основывать на выполнении узкоспециальных задач, отличающихся искусственной жесткостью условий. В связи с этим испытуемые, которым приходилось, например, два с лишним часа лежать в позитронно-эмиссионном томографе, не делая ничего, кроме поднимания пальца в ответ на определенный сигнал, вероятно, не раз задумывались, какие открытия можно сделать благодаря этому скучнейшему занятию.

Подобные незатейливые упражнения позволили ученым сделать поистине удивительные открытия. Например, опыты с подниманием пальца, проведенные Крисом Фритом и его коллегами из Университетского колледжа Лондона, позволили выяснить кое-что, до недавнего времени казавшееся одной из вечных тайн жизни: установить источник самостоятельного принятия решений. Исследователям удалось это сделать, разработав методику, позволившую регистрировать в мозге испытуемого несколько процессов, которые, как было известно из предшествующих исследований, проявляются в виде определенных конфигураций активности в известных областях мозга. В данном случае испытуемых просили двигать конкретным пальцем в ответ на поступающий определенный стимул. Выполнение этого задания, как и ожидалось, сопровождалось активностью в соматосенсорной коре (когда стимул был тактильный) и в моторной коре (области, управляющей движениями). Затем задание дополнили элементом, работу которого ученые и пытались локализовать в мозге: произвольной деятельностью. Теперь вместо того, чтобы говорить испытуемому, какой палец поднять, исследователи оставляли этот вопрос на его усмотрение, регистрировали активность мозга, сопровождающую выполнение задания, и выявляли ее отличия от активности, сопровождавшей поднимание заранее определенного пальца.

Разница была налицо: как только участники эксперимента начинали сами принимать решения, «мертвая» область мозга оживала. Элегантная и осторожная постановка эксперимента почти не оставляла сомнений в том, что обнаруженная область мозга и есть та его часть, которая позволяет людям совершать действия по собственной воле.

Но может ли установленная конфигурация активности мозга, задействованной в принятии решения, какой из пальцев поднимать, пролить свет на принятие решений в запутанном и бесконечно более сложном мире, лежащем за стенами нейробиологической лаборатории?

Косвенно - может. Область мозга, в которой была обнаружена зона собственной воли, - это префронтальная кора, часть лобных долей коры больших полушарий, расположенная преимущественно под лобными костями черепа. Повреждения этой области нередко приводят к характерным нарушениям поведения, в том числе к масштабной потере способности к самостоятельному принятию решений. Классический пример - случай Финеаса Гейджа, железнодорожного рабочего, жившего в XIX веке и потерявшего немалую часть переднего мозга, когда в результате взрыва его голову насквозь пробил стальной стержень. Гейдж выжил, но превратился из целеустремленного, трудолюбивого человека в пьяницу и бродягу. Джон Харлоу, его лечащий врач, писал, что после перенесенной травмы Гейдж без конца изобретал планы различных предприятий, но каждый бросал, едва приступив к нему, и казался «по своим интеллектуальным способностям и поведению ребенком, вместе с тем отличающимся брутальной пылкостью сильного мужчины». Дамам советовали избегать его общества. Характерной особенностью нового состояния Гейджа была его полная неспособность контролировать свои поступки.

Но если способность к самостоятельному принятию решений заключена в особом фрагменте ткани мозга, значит, тем, кому ее не хватает, вероятно, просто не повезло, и их можно считать не более чем жертвами нарушения работы одного из модулей мозга. И разумно ли тогда осуждать тех из наших современников, кто ведет себя подобно Финеасу Гейджу? Стоит ли нам быть строгими к тем, кто не может преодолеть свою наркозависимость? Следует ли наказывать преступников-рецидивистов?

Новейшие открытия, касающиеся работы мозга, возобновляют давний спор об этих проблемах. Некоторые формы антиобщественного поведения определенно связаны с повреждениями мозга или нарушениями его работы. Вероятно, следует признать, что будущее скорее за манипуляциями с мозгом таких личностей, чем за практикуемыми сейчас наказаниями или попытками изменить их поведение путем убеждения или принуждения. Если вас передергивает от самой мысли об этом, задумайтесь, что мы делаем с такими людьми сейчас. Что хуже: искусственное изменение психики или длительный тюремный срок?

Как увидеть психику

В прилагаемом к одной из марок магнитно-резонансных томографов видеоролике, демонстрирующем правила техники безопасности, показан человек, который подходит к аппарату с металлическим гаечным ключом в руке. Когда он оказывается в паре шагов от томографа, рука, держащая ключ, внезапно вытягивается вперед: зажатый в ней ключ указывает прямо на притягивающий его прибор. Следующие несколько секунд напоминают эпизод из мультфильма: человек борется за ключ, как будто в другую сторону его тянет незримый противник. Человек приближается к аппарату, и ключ в его руке трепещет, как флаг в аэродинамической трубе, пока не начинает выскальзывать из стиснутых пальцев, устремляясь к входному отверстию томографа. Человек хватает ключ обеими руками и отклоняется назад, но явно не может его удерживать. Инструмент вылетает из рук, попадая в трубу аппарата, где врезается в специально поставленный кирпич. Сила удара столь велика, что кирпич рассыпается на кусочки.

Эти кадры должны показать, как опасно подносить металлические предметы к магнитно-резонансному томографу. По сути, этот аппарат представляет собой огромный кольцевой магнит. Создаваемая им сила притяжения примерно в 140 тысяч раз больше силы земного тяготения. Нетрудно представить, к каким последствиям приведет, например, попытка сканирования с помощью такого прибора организма пациента с кардиостимулятором. Однако если на теле человека и внутри него нет ничего металлического, магнитно-резонансная томография (МРТ), судя по всему, совершенно безопасна: вредных для организма последствий применения этого метода не отмечено.

Сканирование мозга

Магнитно-резонансная томография (МРТ , иногда называется ядерным магнитным резонансным сканированием - ЯМР ) - основана на регулировании атомов в тканях тела электромагнитными волнами и дополнительным воздействием на них радиочастотных волн. Это вызывает выделение атомами энергии, специфически различающейся в зависимости от типа ткани. Сложная система программного обеспечения компьютерной томографии преобразует эту информацию в трехмерную картину любой части тела. Результат такого сканирования выглядит как рентгенограмма.

Диффузионная тензорная визуализация - разновидность МРТ, основанная на измерениях интенсивности диффузии воды в волокнистых тканях. Она особенно подходит для выявления связей между различными участками мозга и, скорее всего, принесет много пользы при выявлении взаимодействия модулей мозга.

Функциональная магнитно-резонансная томография (ФМРТ) позволяет дополнять схему принципиального строения мозга картиной участков наибольшей активности мозга. Для возбуждения нейронов нужны глюкоза и кислород, поступающие с кровью. Активация того или иного участка мозга сопровождается усилением притока этих веществ, и ФМРТ позволяет наблюдать те участки, куда кислорода поступает особенно много. Новейшие аппараты для ФМРТ позволяют сканировать мозг с частотой четыре раза в секунду. Чтобы отреагировать на внешний стимул, мозгу требуется примерно полсекунды, поэтому данный метод позволяет наблюдать вспышки и затухания активности, возникающие в определенных частях мозга в ответ на стимулы или в процессе выполнения заданий. Метод ФМРТ оказался самым информативным из всех современных, но он необычайно дорогой, и исследователям, занимающимся картированием мозга, нередко приходится ждать очереди, деля аппарат с врачами.

Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) позволяет делать примерно то же, что и ФМРТ, то есть отслеживать по потреблению «топлива» особенно интенсивно работающие участ ки мозга. Картины, получаемые с помощью ПЭТ, весьма отчетливы, но не достигают столь же высокого разрешения, как с помощью ФМРТ. Еще один существенный недостаток метода состоит в том, что он требует введения испытуемому в кровь радиоактивного маркера. Доза радиоактивности, требуемая для одноразового сканирования, ничтожна, но чтобы не подвергать здоровье добровольцев риску, им обычно запрещается проходить больше одного сеанса сканирования в год.

Ближняя инфракрасная спектроскопия (БИКС) также дает возможность получать изображения, основанные на измерениях количества топлива, сжигаемого в определенные моменты времени разными частями мозга. Этот метод работает за счет облучения мозга слабыми инфракрасными лучами и отслеживания изменений количества света, отражаемого теми или иными участками. БИКС дешевле ФМРТ и, в отличие от ПЭТ, не предполагает использования радиоактивных веществ. Пока он не позволяет получать отчетливые картины происходящего в самой глубине мозга.

Электроэнцефалография (ЭЭГ) основана на отслеживании волн электрической активности мозга, создаваемых ритмичным возбуждением нейронов. Эти волны претерпевают закономерные изменения, отражающие текущий характер активности мозга. Регистрация таких волн осуществляется с помощью электродов, закрепляемых на поверхности головы. Новейшие разновидности ЭЭГ позволяют считывать показания десятков расположенных в разных точках датчиков и сравнивать их, складывая единую картину изменений возникающей в мозге активности. При картировании работы мозга с помощью ЭЭГ часто используются так называемые вызванные потенциалы - регистрируемые пики электрической активности (потенциалы), возникающие в ответ на определенные стимулы, такие как слово или прикосновение.

Магнитоэнцефалография (МЭГ) похожа на ЭЭГ тем, что также основана на регистрации сигналов, поступающих от ритмично возбуждающихся нейронов, но отличается тем, что здесь регистрируются не электрические колебания, а связанные с ними слабые магнитные импульсы. Развитие МЭГ по-прежнему затруднено рядом еще не решенных проблем, таких как слабые и легко перекрываемые сигналы, но потенциал этого метода огромен, потому что он работает быстрее других методов сканирования мозга и позволяет картировать изменения активности мозга гораздо точнее, чем ФМРТ или ПЭТ.

Высокоэффективные методы сканирования головного мозга, такие как ФМРТ, делают возможным его исследование способами, о которых несколько десятилетий назад никто и не мечтал. Однако картирование мозга началось задолго до изобретения высокотехнологичных приборов для сканирования.

Две основные речевые зоны, по-прежнему входящие в число важнейших ориентиров на карте коры больших полушарий, были обнаружены Брока и Вернике более ста лет назад. Ученым удалось сделать это, исследуя мозг пациентов, страдающих расстройствами речи. Они заметили, что речевые нарушения определенного рода сопряжены с повреждениями одних и тех же участков мозга. Зону, дающую нам способность к членораздельной речи, Брока открыл, препарируя трупы людей, при жизни (обычно после перенесенного инсульта) не способных внятно произносить слова. Классический случай, исследованный Брока, касался человека по имени Тан.

Называли его так потому, что он произносил это слово, когда его спрашивали, как его зовут. То же самое он говорил, когда у него спрашивали, когда он родился, где живет или что ему приготовить на ужин. Он вообще ничего не говорил, кроме «Тан», и при этом прекрасно понимал речь других.

Брока пришлось дождаться смерти Тана, чтобы заглянуть в его мозг и узнать, какой участок был травмирован. Современная аппаратура позволяет нейробиологам находить поврежденные участки нервной ткани еще при жизни пациентов, что значительно ускоряет исследование функций, выполняемых соответствующими структурами в здоровом мозге.

Еще один проверенный временем метод основан на непосредственной стимуляции различных участков мозга и отслеживании эффектов такой стимуляции. Именно этот метод использовали нейрохирурги из Калифорнии, отметившие, что оперируемые ими пациенты-эпилептики начинают веселиться при стимуляции определенных участков мозга, и обнаружившие часть модуля, отвечающего за чувство юмора.

Одним из первых непосредственную стимуляцию мозга стал применять в 50-х годах XX века канадский нейрохирург Уайлдер Пенфилд, картировавший обширные участки коры больших полушарий, прикладывая электроды к разным точкам мозга сотен больных эпилепсией. В ходе этих опытов Пенфилд показал, что вся поверхность нашего тела представлена (как будто нарисована) на поверхности мозга: участок, связанный с локтем, располагается рядом с участком, связанным с предплечьем, тот, в свою очередь, располагается рядом с участком, связанным с плечом, и так далее. Но еще больше Пенфилд прославился открытием того, что стимуляция определенных участков височных долей может вызывать в сознании нечто похожее на яркие воспоминания из детства или обрывки давно забытых мелодий.

Большинство пациентов говорило, что эти воспоминания были похожи на сон, но при этом совершенно отчетливы. «Мне казалось... что я стою в дверях своей школы», - рассказывал молодой человек (21 год). «Я слышал, как мать говорит по телефону и приглашает мою тетю навестить нас вечером, - рассказывал другой. - У нас в гостях были мои племянник и племянница... Они собирались домой, надевали пальто и шапки... это было в столовой... моя мать говорила с ними. Она торопилась - очень спешила».

В то время наблюдения Пенфилда были истолкованы в пользу того предположения, что воспоминания хранятся в мозге в виде отдельных связок (энграмм ) и их можно в любой момент вызвать. С тех пор выяснилось, что все не так просто. Долговременная память распределена по всему мозгу и закодирована в тех же участках, где исходно возникали соответствующие ощущения. Например, детские воспоминания о том, как в один солнечный день мы ели мороженое за городом, где пели птицы, хранятся в нескольких сенсорных областях: вкус мороженого - во «вкусовых» областях мозга, ощущение кожей солнечного тепла - в соматосенсорной коре, звуки птичьего пения - в слуховой коре, вид деревьев - в зрительной коре, и так далее. Если исходно мы ощущали все это вместе, то, вызывая в сознании одну из многих составляющих воспоминания, мы, как правило, можем вызвать и остальные, воссоздавая «полное» воспоминание из набора таких составляющих. Пенфилд, по-видимому, стимулировал только один сенсорный аспект памяти, а наблюдал ответ многих.

В свою очередь, область, которую стимулировали у смеявшейся пациентки, как выяснилось, представляет собой лишь один из узлов гораздо более обширного модуля, укорененного в самых простых отделах мозга. Эти маленькие участки, отвечающие, казалось бы, за строго определенные функции, оказываются лишь верхушками глубоко сидящих нейронных конгломератов - вершинами айсберга психики.

Возможно также, что участки, мозга, активирующиеся при выполнении мысленного задания, не сами ответственны за его решение, а просто передают стимулы к действительно связанным с данной задачей участкам. Подобную возможность иллюстрирует анекдот об ученом, который утверждал, что лягушки «слышат ногами». Когда от него потребовали доказательств, он продемонстрировал лягушку, которую приучил прыгать по команде. Показав, как она прыгает, он отрезал ей ноги, после чего вновь стал произносить команду. Лягушка не двинулась с места. «Вот видите! - заключил ученый. - Она меня больше не слышит!»

Еще одна проблема состоит в том, что часть наблюдаемой активности мозга может быть просто отражением интерференции систем, случайными выбросами. Один исследователь обнаружил это, проводя эксперименты с использованием ФМРТ для изучения нейронной активности, задействованной в социальных взаимодействиях. В одном из таких экспериментов исследователь поместил в сканер не живого человека, а пассивный «объект тестирования» - мертвую рыбу. Эта рыба - большая красивая семга - была куплена в местном магазине бесспорно мертвой и никак не реагировала (что неудивительно) на демонстрацию ей «серии фотографий, изображающих людей в различных ситуациях». Однако при изучении томограмм выяснилось, что участок, соответствующий крошечному мозгу рыбы, при этом как будто возбуждался, и это якобы свидетельствовало о том, что рыба все-таки задумывалась над предъявленными ей фотографиями.

Исследователи, занимающиеся визуализацией мозга, прилагают массу усилий, чтобы избегать подобных ловушек, но иногда им это не удается. Есть мнение, что в этой науке пока очень много от золотой лихорадки: исследователи слишком часто стремятся «застолбить» новые выводы и слишком редко пытаются воспроизводить чужие результаты. И все же почва под ногами ученых постепенно твердеет. Разработка стандартных протоколов сканирования, резко сокращающих возможность получения ложных результатов, и общая методология постановки экспериментов, - все это находится под строгим контролем. «Новые френологи» убеждены, что их открытия, в отличие от открытий Франца Галля, выдержат проверку временем.

«Реки» мозга

Нервные клетки разных типов выделяют разные нейромедиаторы. Информация распространяется в мозге по проводящим путям - цепочкам нейронов, выделяющими вещества и с их помощью возбуждающими или подавляющими активность друг друга. Любой из нейромедиаторов довольно широко распространен в мозге, но работает лишь в определенных его участках и может оказывать разное действие в зависимости от того, где он выделяется. Нейромедиаторы бывают возбуждающими (способствуют возбуждению нейронов, на которые они действуют) и тормозными (подавляют активность нейронов). Науке известны сотни нейромедиаторов, но самые важные из них следующие.

Серотонин - нейромедиатор, действие которого усиливает препарат «Прозак». Серотонин иногда называют «веществом хорошего настроения». Он и в самом деле оказывает существенное влияние на настроение: повышенная концентрация серотонина (или чувствительность к нему) сопряжена с оптимизмом и спокойствием. Кроме того, серотонин влияет на сон, чувствительность к боли, аппетит и давление крови.

Ацетилхолин управляет активностью в участках мозга, связанных с концентрацией внимания, обучением и памятью. У людей, страдающих болезнью Альцгеймера, его уровень в коре больших полушарий обычно понижен.

Норадреналин - преимущественно возбуждающий нейромедиатор, способствующий повышению уровня физической и умственной активности и оказывающий бодрящее действие. Основной центр выработки норадреналина находится в голубом пятне - одном из нескольких участков мозга, претендующих на то, чтобы в просторечии именоваться «центром удовольствия».

Глутамат - основной возбуждающий нейромедиатор головного мозга, обеспечивающий формирование связей между нейронами, работа которых лежит в основе обучения и долговременной памяти.

Энкефалины и эндорфины - эндогенные опиоиды, которые, подобно наркотикам, облегчают восприятие боли, снижают стресс и способствуют возникновению ощущения легкости и безмятежности. Кроме того, они подавляют некоторые физиологические процессы, такие как дыхание, и могут вызывать физиологическую зависимость.

Окситоцин помогает «размывать» границы «я», создавая ощущение единства с другими и тем самым формируя теплые и доверительные отношения между людьми, особенно между влюбленными и между матерью и младенцем. Он в огромных количествах выделяется у женщин при родах и у людей обоих полов во время оргазма.

Эволюция

В анатомии человеческого мозга записана история его эволюции. Эта эволюция началась в воде, когда рыбы обзавелись нервной трубкой, по которой нервные волокна передавали сигналы от разных частей тела к общему центру управления. Сначала на спинной стороне переднего конца трубки возник нарост, а затем вошедшие в его состав нейроны стали разделяться на специализированные модули. Некоторые из них выработали чувствительность к различным веществам и легли в основу обонятельных долей мозга.

Другие стали чувствительными к свету и образовали глаза. Эти структуры были связаны с мозжечком - сгустком нервной ткани, управлявшим движениями. Из данного набора впоследствии сформировался мозг рептилий, работавший бессознательно, автоматически.

Его основные части сохранились и у нас и составляют нижний ярус трехъярусной конструкции мозга. Позже к этой основе пристроились новые модули: таламус, помогающий одновременно пользоваться зрением, слухом и обонянием, миндалина и гиппокамп, образовавшие первичную систему памяти, а также гипоталамус, позволившие организму реагировать на большее число стимулов.

Так появился мозг млекопитающих, называемый также лимбической системой. В нем возникают эмоции, но их сознательное восприятие (которые мы и представляем себе, например, как «гнев» или «страх») происходит лишь тогда, когда лимбическая система передает информацию в кору больших полушарий, развившуюся у наших предков еще позже.

Кора больших полушарий возникла в ходе эволюции млекопитающих благодаря функционированию чувствительных модулей, запустивших развитие тонкого слоя клеток. Сложная форма позволила сформировать множество связей между ними, лишь незначительно увеличив его объем. Этот слой стал корой больших полушарий, работа которой лежит в основе сознания.

У тех млекопитающих, от которых произошли люди, в ходе эволюции кора постепенно увеличивалась, сместив мозжечок вниз, где он и сейчас. У австралопитека африканского, жившего три миллиона лет назад, мозг имел почти такую же форму, как наш, но был втрое меньше. Около полутора миллионов лет назад мозг гоминид начал стремительно увеличиваться. Кости черепа разрослись вверх, сделав голову куполообразной с высоким уплощенным лбом, отличающим нас от других приматов. Сильнее всего при этом увеличились области, отвечающие за мышление, планирование, упорядочивание и общение. Для объяснения этого «большого скачка» выдвигался ряд теорий. Судя по всему, его причиной было сочетание нескольких факторов.

Двуногость

Гоминиды встали на две ноги около четырех миллионов лет назад. Это могло произойти оттого, что они жили в болотах и по берегам водоемов, где им нужно было ходить по дну без помощи рук. Другое объяснение состоит в том, что они жили в саванне, где передвижение на двух ногах позволяло видеть дальше.

Двуногость освободила руки, что, по-видимому, способствовало совершенствованию навыков изготовления орудий, способствовавших, в свою очередь, развитию сноровки. Полагают, что двуногость также могла привести к смещению вниз гортани, что позволило эффективнее управлять дыханием и издавать членораздельные звуки, без которых не могла бы развиться речь.

В результате возникли проблемы с деторождением

(см. Продленное младенчество).

Водный образ жизни

Возможно, что на каком-то этапе предки человека вели водный (полуводный) образ жизни, благодаря чему они лишились шерсти и приобрели нос с направленными вниз ноздрями, многочисленные сальные железы и ряд других черт, характерных для современных людей. В соответствии с этой теорией развитию мозга способствовало питание водными организмами, содержащими много жирных кислот.

Орудия труда

Более 2,5 миллиона лет назад наши предки уже активно пользовались орудиями труда. Процесс изготовления орудий, по-видимому, способствовал координированию работы зрения и рук. Владение руками позволило мозгу использовать их для жестикуляции, помогавшей общаться на расстоянии и способствовавшей охоте и коммуникации, что увеличивало сплоченность групп. Жестикуляция считается предшественницей речи, и область в левом полушарии, первоначально ответственная за жестикуляцию, впоследствии развилась в речевой центр, свойственный лишь людям.

Охота

Умение изготавливать и использовать орудия труда и коммуникация помогали в охоте, которая сделала рацион наших предков богатым белками. Это позволило удовлетворять энергетические потребности увеличивающегося мозга. Возникла система с положительной обратной связью: чем успешнее древние люди изготавливали орудия и общались, тем крупнее становился их мозг. Это вело к дальнейшему совершенствованию орудийной деятельности и коммуникации.

Продленное младенчество

Разросшийся мозг и двуногость означали, что младенцы должны были появляться на свет на более ранних этапах развития, чем у большинства приматов. Если бы беременность длилась дольше, голова младенца становилась бы слишком большой, и матери для прохождения ребенка через родовые пути требовался бы столь широкий таз, что она не смогла бы бегать.

Беспомощность новорожденных означала, что их матери сильнее зависели от поддержки других членов группы. В результате эволюционное преимущество получали те, чей мозг лучше всего выполнял социальные функции. Кроме того, продленное детство означало, что у детей стало больше времени на освоение и отработку взрослых форм поведения. Теперь мозг мог дольше оставаться пластичным, а значит открытым для развития.

Язык

Полагают, что именно язык стал тем ключевым фактором, благодаря которому около 80 тысяч лет назад довольно неожиданно у нас появилась культура. Язык послужил основой для абстрактного мышления, которое, в свою очередь, способствовало рефлексии и умению представлять себе будущее и далекие миры, а значит и умению планировать и изобретать.

Группы

Люди жили довольно большими группами, и связанная с этим потребность понимать друг друга, общаться и манипулировать друг другом создавала давление отбора, которое поощряло развитие у человека навыков общения, языка и абстрактного мышления.