«АСТ: Corpus»

Книжное издательство

«Сознание как инстинкт. Загадки мозга: откуда берется психика»: Как нейроны приводят в действие разум

Среди всех животных, возможно, только человек наделен сознанием. Философы и ученые до сих пор не уверены в том, какова его природа. Некоторые считают, что сознание — это просто функция, которую можно реализовать на любом достаточно сложном устройстве. Другие — что такой «машиной сознания» может быть только мозг. В книге «Сознание как инстинкт. Загадки мозга: откуда берется психика» (издательство «Corpus»), переведенной на русский язык Юлией Плискиной, нейробиолог Майкл Газзанига рассказывает, что науке известно о принципах работы мозга и как нейроны наделяют нас психикой, а также выдвигает гипотезу о том, что наше сознание — это инстинкт. Предлагаем вам ознакомиться с фрагментом, посвященным клиническим расстройствам психики, которые указывают на модульное устройство нашего мозга.


Модуль за модулем, развитие мозга

Черная королева: «Здесь, знаешь ли, приходится бежать
со всех ног, чтобы только остаться на том же месте!
Если же хочешь попасть в другое место, тогда нужно
бежать по меньшей мере вдвое быстрее!»

Льюис Кэрролл.
«Алиса в зазеркалье»


Наш мозг кажется таким же непрочным, как Музей Гуггенхайма в испанском Бильбао, этом творении Фрэнка Гери, однако, как справедливо указывает сам архитектор, в здании музея протечек не бывает. Сооружение вполне надежно! Гери, гениальный архитектор, расширил наши представления о физических структурах, способных выполнять полезные функции. Наш мозг — тоже физическая структура, выполняющая полезные функции. В хаотичности этой с виду неустойчивой конструкции есть свои закономерности, понятные нам лишь отчасти, а большей частью — непонятные. Несмотря на много веков исследований, никто до конца так и не догадался, каким образом из этого запутанного клубка биологического материала у нас в голове рождается наш повседневный опыт. Ежесекундно в нашем мозгу совершаются мириады электрических, химических и гормональных превращений, а нам это кажется плавным и гармоничным процессом. Возможно ли это? И впрямь: как должен быть устроен мозг, чтобы он мог формировать целостное сознание?

Все на свете имеет свою базовую структуру, а физики распространяют это правило на квантовый уровень (мы еще поговорим об этом в 7 главе). Мы любим разбирать всякие вещи, чтобы посмотреть, почему они работают. Тело и мозг, как и все прочее, состоят из отдельных частей. В этом смысле можно сказать, что мы состоим из модулей, то есть из компонентов, при взаимодействии которых рождается тот самый цельный функционирующий объект нашего внимания. Мы должны разобраться в его частях, причем не только в их комбинациях, но и во взаимодействиях.

То, что наши психические состояния и поведение есть результат некоей совместной деятельности разных частей мозга, сомнений не вызывает. Мысль о мозге, функционирующем как единая структура, которая производит сознательный опыт, на первый взгляд кажется разумной. Даже нобелевский лауреат Чарльз Шеррингтон в начале 1900-х писал о мозге как о «заколдованном ткацком станке», имея в виду слаженную работу нервной системы по созданию загадочного разума. Однако неврологи, его современники, могли бы пригласить его к себе в больничные отделения, на обход. В их клиниках было полно пациентов, чей поврежденный мозг поведал бы ему совсем другую историю.

Парадокс в том, что существует масса доводов против функционирования мозга как единого целого, хотя все мы кажемся себе неделимыми сущностями — и тем самым на интуитивном уровне подтверждаем модель станка Шеррингтона. Наше неделимое сознание создается как раз тысячами относительно независимых единиц — проще говоря, модулей. Модули представляют собой обособленные и зачастую локализуемые нейронные сети, выполняющие специфические задачи.

Нейробиолог, физик и философ Дональд Маккей однажды заметил, что принцип работы чего-либо гораздо проще понять, когда в этой работе происходит сбой. Как физик он знал, что нередко инженеры быстрее разбирались в принципах работы каких-то устройств, например телевизора, когда картинка нарушалась, а не когда она была четкой и неискаженной. Точно так же изучение поврежденного мозга помогает лучше понять, как работает мозг здоровый.

Самые убедительные доказательства модульной структуры мозга дает обследование пациентов с поражением мозга. Если пострадают некоторые ограниченные области мозга, то отдельные когнитивные способности могут ухудшиться из-за прекращения работы ответственной за них нейронной сети, в то время как другие сохранятся и будут по-прежнему работать и безупречно выполнять свои задачи. Любопытно, что сознание пациентов с изменениями в мозге при многих отклонениях кажется абсолютно нормальным. Этого не было бы, если бы сознаваемый опыт зависел от идеального функционирования всего мозга в целом. Поскольку моя концепция держится на данном факте (что модули присутствуют везде), мы должны понять, в какой степени для мозга характерно модульное строение.


Модули выпадают — мозг работает

Возьмем любую, какую хотите, долю мозга у человека после инсульта. Например, при повреждении правой части теменной доли обычно возникает так называемый синдром неглекта (одностороннего пространственного игнорирования). В зависимости от местоположения и величины пораженного участка пациенты с синдромом неглекта ведут себя так, будто левой половины воспринимаемого ими мира, иногда включая левую часть их собственного тела, не существует частично или полностью! Они могут оставить еду на левой половине тарелки, не побриться или не накраситься с левой стороны, нарисовать часы без левой части циферблата, не прочесть левую страницу книжного разворота и не заметить ни людей, ни предметы в левой части комнаты. Иногда они не признают собственные левые руки и ноги, пытаясь встать с кровати без их помощи, хотя их конечности вовсе не парализованы. Некоторые игнорируют левую часть пространства даже в воспоминаниях и воображении. Судя по тому, что дефицит способностей зависит от размера и локализации пострадавшего участка, повреждение в специфических нейронных цепях приводит к ухудшению работы различных звеньев процесса. В пользу этой гипотезы убедительно говорит картирование функциональной нейроанатомии при подобных поражениях мозга.

Здесь мы сталкиваемся с неожиданным фактом: если сенсорная или двигательная система действительно выходит из строя, то проявляется синдром неглекта, а когда все сенсорные и моторные системы работают в нормальном режиме — то возможна его разновидность, синдром вытормаживания. В этом случае каждое полушарие само по себе работает вроде бы нормально, но если им приходится функционировать одновременно, начинаются ошибки. При этом на подсознательном уровне информация в игнорируемом поле может быть использована! Стало быть, информация есть, просто пациент не отдает себе в этом отчета. Вот как это происходит. Пациенты с левосторонним пространственным неглектом, которым одновременно подают зрительные сигналы в правое и левое зрительные поля, говорят, что видят только зрительный стимул справа. Но если им показывают стимул только в левом зрительном поле и этот стимул воздействует на те же зоны сетчатки, что и в предыдущем случае, то он воспринимается нормально. Иными словами, в отсутствие конкуренции с нормальной стороны зона неглекта попадает в поле внимания и в область сознательного восприятия! Самое удивительное, что такие пациенты не видят и не ощущают ничего из ряда вон выходящего — они не замечают ни пробелов в восприятии, ни сопряженных с этим проблем.

Тогда в их рассказах о себе, по-видимому, отражается лишь то, что они осознают. А это, в свою очередь, зависит от двух факторов. Во-первых, не работающие нейронные цепи ускользают от их сознания, как будто этих цепей никогда и не было. А вместе с ними исчезает и осознание их функций. Во-вторых, имеет место своего рода конкуренция. Процессы в одних цепях попадают в область сознания, в других — нет. Короче говоря, сознательный опыт, вероятно, связан исключительно с локальной обработкой информации (что обеспечивает специфические возможности), и кроме того, другие модули могут оказаться сильнее — в результате процесс так и не дойдет до сознания. Это поразительные выводы.

Однако, на мой взгляд, самое интересное клиническое расстройство — это не отрицание частей своего тела, а «феномен третьего человека»*, когда кажется, будто кто-то находится рядом с вами, хотя на самом деле там никого нет! Синдром воплощенного присутствия заставляет вас думать, что в определенной части пространства, часто прямо у вас за спиной, кто-то есть. Ощущение это настолько сильное, что люди то и дело оглядываются, пытаясь увидеть этого человека или угостить его. Когда вы идете по темной аллее и вам кажется, что вас преследуют, — это совсем другое. Чувство присутствия возникает резко и неожиданно. Подобное часто случается с альпинистами и с теми, кто подвергает себя чрезмерным физическим нагрузкам в экстремальных условиях.

*Впервые это явление описал Эрнест Шеклтон. Он и двое его товарищей преодолели тяжелейшие 680 миль по бурным волнам в утлой спасательной шлюпке с минимальным запасом пищи и пресной воды, что привело их в состояние крайнего истощения и изнеможения. Им предстоял последний рывок в их героической попытке спасти застрявшую во льдах команду, оставшуюся на острове у берегов Антарктиды, — надо было без карты, имея только ледоруб и пятнадцать метров веревки, как можно быстрее пересечь две заснеженные горные цепи на острове Южная Георгия. Шеклтон рассказывал, что на протяжении этого похода ему все время казалось, будто их сопровождает четвертый человек. Позднее Томас Элиот ввел в поэму «Бесплодная земля» этот эффект присутствия «третьего человека», как он выразился, и термин прижился. (J. Geiger, The Third Man Factor: Surviving the Impossible [New York: Weinstein Books, 2009]).

Райнхольд Месснер, первым в одиночку покоривший Эверест и снискавший мировую славу величайшего альпиниста — и, между прочим, никогда не пользовавшийся дополнительными источниками кислорода, — в своей книге «Голая гора» описал один случай, который произошел с ним и его братом Гюнтером в 1970 году во время их первого серьезного восхождения на вершину Нанга-Парбат в Гималаях: «Вдруг, откуда ни возьмись, рядом со мной появился третий альпинист. Он шел вверх вместе с нами, держась на расстоянии нескольких шагов немного правее меня и не попадая в поле моего зрения. Фигуру я разглядеть не мог, да и нельзя было отвлекаться, но я был уверен, что рядом кто-то есть. Мне не требовалось доказательств, я чувствовал его присутствие». Но для того, чтобы испытать подобный опыт, не надо быть уставшим от перегрузок альпинистом. Чуть ли не половине вдов и вдовцов доводилось ощутить присутствие покойных супругов. Кое-кого такие явления вдохновляли на истории о призраках, видениях и божественном вмешательстве.

Все это тут ни при чем, утверждает швейцарский невролог и нейрофизиолог Олаф Бланке, который столкнулся с этим явлением чисто случайно. Он спровоцировал такое состояние, когда проводил электрическую стимуляцию височно-теменной зоны коры мозга своего пациента, пытаясь локализовать эпилептический очаг. Также он обследовал большую группу пациентов, жаловавшихся на ощущение чужого присутствия. Как выяснил Бланке, это явление непосредственно связано с поражением лобно-теменной области на противоположной стороне. Такое пространственное соотношение навело Бланке на мысль, что причины кроются в нарушениях обработки сенсомоторной информации и слаженной работы всех органов чувств. Определяя свое местоположение в пространстве, мы не задумываемся о том, что при этом задействуется множество процессов — зрение, слух, осязание, проприоцепция, движение и прочие, — которые при нормальной интеграции дают нам верное представление о том, где мы находимся. Если возникает сбой, наш мозг ошибается и дезинформирует нас. Олаф Бланке и его сотрудники обнаружили, что одно из подобных нарушений в обработке информации проявляется как ощущение присутствия чужака. Недавно с помощью роботизированной руки им удалось вызвать нарушение сенсорного восприятия и создать это ощущение у здоровых людей.

Совершая какие либо движения, мы ждем последствий через определенное время и в определенном месте. Вы чешете спину — и ждете моментальной реакции на спине. Если пространственные и временные ощущения отвечают вашим ожиданиям, мозг интерпретирует их как самопроизвольные. При рассогласовании, если сигналы расходятся с самоощущением во времени и пространстве, вы приписываете эти действия постороннему агенту. Представьте себе, что вы стоите с завязанными глазами и вытянутыми вперед руками, ваш палец вставлен в паз «ведущего» робота, как в наперсток, а робот передает сигналы механической руке, расположенной у вас за спиной. Вы двигаете пальцем и тем самым приводите в движение механическую руку, которая постукивает вас по спине. Палец может ощущать сопротивление, иногда соответствующее силе толчка, а иногда едва заметное, явно не коррелирующее с вашими действиями. Если вы чувствуете касание рукой спины одновременно с производимым вами движением, то ваш мозг создает иллюзию: хотя ваши руки вытянуты перед вами, вам кажется, будто ваше туловище переместилось вперед и вы касаетесь пальцем своей спины. Но если ощущение касания несинхронно и на мгновение запаздывает, мозг рисует другую картину. Вы как бы перемещаетесь в обратном направлении, назад от вашего пальца, и вам кажется, будто вашей спины касается что то другое. А если вы к тому же, управляя механической рукой, еще и не чувствуете сопротивления пальцу, такое расхождение ощущений во времени порождает чувство, будто кто-то, стоящий позади вас, касается вашей спины! С помощью точного управления физическими раздражителями Бланке показал, что сенсомоторные конфликты — то есть несовпадение сигналов с физическими реакциями во времени и пространстве — способны вызвать ощущение чужого присутствия у здоровых добровольцев. Конфликты такого рода были созданы в результате манипуляций с различными локальными нейронными сетями — модулями.

Если бы мозг работал, как «заколдованный ткацкий станок», удаление его части или стимулирование неправильной работы каких-нибудь нейронных цепей либо вывело бы из строя всю систему, либо привело бы к нарушениям во всех когнитивных проявлениях. В действительности масса людей с поврежденными или отсутствующими частями мозга живет более или менее нормально. Если страдают определенные области мозга, какие-то, хотя и не все, когнитивные функции почти всегда ухудшаются. Возьмем, к примеру, такую хорошо развитую когнитивную функцию, как язык и речь. У большинства людей речевой центр расположен в левом полушарии. В речевом центре мозга имеются две совершенно различные области — зона Брока и зона Вернике.

Зона Брока отвечает за формирование речи, в то время как зона Вернике связана с восприятием и пониманием устной и письменной речи, а также с построением понятных фраз и правильным порядком слов. Точнее, зона Брока отвечает за произношение слов, то есть координирует работу мускулатуры губ, рта и языка, чтобы слова звучали правильно, а зона Вернике — за выстраивание слов в нужном порядке еще до того, как мы произнесем осмысленную фразу. Речь людей с нарушениями в зоне Брока затруднена — они произносят слова в нужном порядке, но выговаривают их с трудом, как бы рывками (скажем, «модуль… ный… мозг»), иногда с грамматическими ошибками. Пациенты с расстройствами в зоне Брока чувствуют свои ошибки и могут растеряться. Люди с нарушениями в зоне Вернике, напротив, главным образом демонстрируют неспособность понимать слова. Они произносят их с правильными интонациями и грамматическими особенностями, но то, что они говорят, лишено смысла. Можно сделать вывод, что обе эти области выполняют свою специфическую работу, а та, где возник дефект, перестает справляться со своими обязанностями. Это однозначно указывает на высокоспецифичное модульное устройство мозга.

Почему в мозге развилась модульная структура? Однажды я услышал, как глава компании Coca-Cola объяснял принцип функционирования его корпорации. По мере разрастания штата руководители компании поняли, что производить всю продукцию на одном центральном предприятии и развозить ее по всему миру неумно, неэффективно и дорого. Не было никакого смысла тратить деньги на упаковку и доставку товара, на организацию совещаний в «штаб-квартире», командировочные для их участников и на все такое прочее. Следовало поделить мир на регионы, построить в каждом свой завод и продавать продукцию на местах. Централизованное планирование отменили и ввели местное управление. То же самое и с мозгом — дешевле и более эффективно.


Подробнее читайте:
Газзанига, Майкл.Сознание как инстинкт. Загадки мозга: откуда берется психика / Майкл Газзанига : Пер. с англ. Юлии Плискиной — Москва: Издательство АСТ: Corpus, 2022. — 304 с. (Книги Политеха)

Ранее в этом блоге

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.