Мозг материален: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Поэтому в нейробиологических исследованиях принятия решений у людей им тоже дают максимально простые задания. И даже для них требуется так много нейронов, что их суммарную активность прямо видно на томограмме. Например, испытуемые неплохо умеют отличать домики от изображений человеческих лиц[305]. В височной коре (может быть, вы помните, что она связана среди прочего с распознаванием образов) есть конкретные участки, более чувствительные к лицам, и участки, более чувствительные к домикам. А еще есть дорсолатеральная префронтальная кора, задача которой – сопоставить версию “нам показывают лицо” с версией “нам показывают домик” и принять решение о том, на какую кнопку должен нажать испытуемый. Если вы показываете человеку хорошее, четкое изображение домика, то все просто: область височной коры, связанная с домиками, активна, а связанная с лицами – нет. Дорсолатеральная префронтальная кора регистрирует разницу, ее активность повышается, она легко принимает решение, человек отвечает точно. Если вы показываете мутное, туманное изображение, то дорсолатеральная префронтальная кора получает слабые и противоречивые сигналы от височной, сама тоже активируется слабо, человек часто ошибается.

Чувствуете, как это исследование похоже на то, где люди смотрели на разноцветные фигуры? Отделы мозга другие, принцип тот же. Мы все время сопоставляем противоречивую информацию и принимаем решения в зависимости от того, какой сигнал все‐таки оказался более сильным.

В психологии есть важное понятие – метапознание, или метакогнитивные процессы. Так называется человеческая способность думать о том, как мы думаем. Обращать внимание на собственную психику и анализировать, как она работает. Мне представляется, что вот этот способ думать о собственной высшей нервной деятельности – осознавать себя как поле битвы противоречивых устремлений – существенно повышает вероятность того, что силы добра и разума будут побеждать в этой гражданской войне хоть немного чаще.

Глава 9

Личность как уравнение со многими переменными

Самое нелепое интервью в моей жизни было посвящено ответу на вопрос: “Зачем человеку нужна квартира-студия с точки зрения нейробиологии?” Я была застигнута врасплох, но все‐таки что‐то наплела про то, как в мозге представлена категория убежища; еще что‐то наплела про то, что люди в целом хорошо переносят скученность по сравнению с другими животными; а развернутые дифирамбы квартирам-студиям от моего имени заботливо дописал редактор. У меня, в общем, не было возможности уклониться, потому что лекцию в Тюмени, бесплатную для слушателей, организовал местный застройщик, и если бы я отказалась об этом разговаривать, то он бы разочаровался и перестал участвовать в организации культурных событий в дальнейшем. Ну и вообще я уважаю профессионализм, и если бы я была пиарщиком строительной компании, то, конечно, тоже не упустила бы такой случай. Хотя не могу не отметить, что это был момент самой острой в моей жизни зависти к другу и коллеге Александру Панчину, приехавшему тогда в Тюмень читать лекции вместе со мной. Пока я давала интервью, он был свободен, как птицы небесные. Зачем человеку нужна квартира-студия с точки зрения биоинформатики и генной инженерии, организаторы его расспрашивать не стали.

Кажется смешным, но в принципе нейробиологию – а тем более экспериментальную психологию – действительно можно приплести к чему угодно. Существуют горы исследований о том, как на наше поведение влияет примерно все на свете. Каждое отдельное из них может показывать эффект слабый и ненадежный, но в сумме они вполне имеют право на существование. Потому что ну да, действительно, наука нейроэкономика предлагает нам рассматривать высшую нервную деятельность как постоянный диалог между разными нейронными ансамблями, и вполне логично, что отличия в их строении и активности – и врожденные, и приобретенные в ходе индивидуального развития, и просто сиюминутные – запросто могут влиять на то, как человек будет трактовать реальность и какие решения он будет принимать. Понятно, что речь почти никогда не идет о железобетонной предопределенности, любой отдельный человек может принимать любое уникальное решение, – но вот при обобщении больших групп и оценке вероятностей действительно часто обнаруживаются довольно интересные эффекты.

Амигдала говорит: “Ничего страшного”

Есть такое генетическое заболевание – синдром Уильямса. Оно связано с утратой нескольких генов на седьмой хромосоме и вызывает нарушения в работе сердца, а еще некоторые изменения в интеллектуальном развитии и социальных взаимодействиях[306]. Как правило, у людей с синдромом Уильямса резко снижены способности к пространственному мышлению. При попытке нарисовать слона пятнадцатилетний пациент изображает кружочек-тело, треугольник-ухо и палочку-хобот; примерно так справился бы с этой задачей четырехлетний ребенок. Но в то же время художник готов дать развернутое словесное описание своего рисунка: “А слон – это что, это одно из животных. А он что делает, он живет в джунглях. Он также может жить в зоопарке. А у слона что есть, у него есть длинные серые уши, смешные уши, которые могут развеваться на ветру. ‹…› Если слон в плохом настроении, это может быть чудовищным. Вы не хотите держать дома слона. Вы хотите кошку, или собаку, или птицу”.

Но самая заметная особенность в поведении пациентов с синдромом Уильямса – их исключительное внимание и дружелюбие к людям. Если здоровому маленькому ребенку показать игрушку, он будет смотреть на игрушку. Ребенка с синдромом Уильямса она вообще не интересует, его интересует только экспериментатор, на которого малыш и глазеет не отрываясь. Если давать людям с синдромом Уильямса задания, связанные с распознаванием лиц, то они не только показывают высокие результаты, но и демонстрируют в электроэнцефалограмме повышенную амплитуду волны N200, связанной с вниманием.

Люди с синдромом Уильямса совсем не боятся незнакомцев и охотно вступают с ними в контакт. При этом их вовсе нельзя назвать безоглядно храбрыми во всех остальных аспектах жизни: они часто демонстрируют высокий уровень тревоги и беспокойства, среди них широко распространены различные фобии. Просто характер их страха отличается от типичного для здоровых людей, и это можно увидеть на томограмме[307]. У вас есть два набора картинок: первый включает человеческие лица с выражением гнева или страха, второй – любые страшные картинки, на которых нет человеческих лиц (змеи и пауки, автоаварии, взрывы, разбившиеся самолеты, оружие). Люди выполняют несложное задание по их сортировке, а вы в это время анализируете активность их амигдалы. И в этой ситуации вы обнаруживаете, что контрольная группа более интенсивно реагирует на фотографии страшных человеческих лиц, а пациенты с синдромом Уильямса, напротив, к таким картинкам оказываются невосприимчивы, зато их сильнее выбивают из колеи остальные пугающие картинки.

То есть как это работает у обычного человека? Он видит фотографию лица, перекошенного от ярости или ужаса, и его амигдала отвечает интенсивной вспышкой активности. Человек понимает, что происходит что‐то плохое. Если же мы говорим о пациенте с синдромом Уильямса, то его амигдала остается к этим сигналам равнодушна. Это не означает, что такой человек вообще не способен распознавать выражения лиц, но он делает это скорее с рациональной точки зрения, на основании накопленного жизненного опыта (“ага, у человека опущены вниз уголки рта, значит, ему грустно”), у него нет мгновенного интуитивного понимания того, что можно ждать от незнакомцев с тем или иным выражением лица, – сверхспособности, к которой мы так привыкли, что совершенно ее не замечаем.

Для людей с синдромом Уильямса такое искажение восприятия создает ряд проблем в социальной жизни: им слишком нравятся незнакомцы, они слишком им доверяют и поэтому легко могут стать жертвами насилия или мошенничества, с другой стороны, они не формируют прочных привязанностей, именно потому, что близкие отношения подразумевают выделение вашего друга из общей людской массы, а в данном случае человеку нравятся вообще все.

Но в некоторых случаях повышенное дружелюбие имеет смысл. Считается, что у людей с синдромом Уильямса оно связано с утратой[308] генов GTF2I и GTF2IRD1 – они кодируют два транскрипционных фактора, то есть контролируют производство сразу многих белков, вовлеченных в развитие нервной системы. В 2017 году группа американских исследователей изучила эти гены у 18 домашних собак и 10 прирученных волков[309]. Одновременно каждое животное проходило через серию поведенческих тестов, призванных оценить дружелюбие по отношению к незнакомцам. И действительно, именно в этих генах удалось выявить структурные отличия, ассоциированные с повышенной социальностью и характерные, конечно, для собак, а не для волков. Можно предположить, что это сыграло важную роль в их эволюции и вообще сделало возможным давнее взаимовыгодное сотрудничество наших биологических видов.

Рассеченный мозг объясняет реальность, как умеет

Вы сто раз слышали в кухонных разговорах и читали в развлекательных СМИ, что, мол, левое полушарие отвечает за рациональное мышление, а правое связано с творчеством. В отличие от многих других мифов о мозге, этот имеет под собой хоть какие‐то научные основания. Действительно, люди точнее перерисовывают картинки, когда выполняют это задание с помощью правого полушария (даже несмотря на то, что делают это левой рукой)[310], а для выполнения любых математических действий, более сложных, чем “сложить семь и один”, невозможно обойтись без левого полушария[311]. Но есть тонкость. Все подобные выводы получены при тестировании людей с рассеченным мозгом. Тех, у кого перерезано мозолистое тело. Тех, кто не может передавать информацию одного полушария в другое (а мы‐то с вами это делаем мгновенно и всегда). Тех, кто действительно использует при выполнении задания только какое‐то одно полушарие – в отличие от всех обычных людей.

В середине XX века, когда эпилепсию часто лечили с помощью хирургических операций, все очень удивлялись тому, что рассечение мозолистого тела обычно не вызывает вообще никаких видимых последствий[312]. Не нарушается ни интеллект, ни память, ни настроение, ни координация движений, ничего[313]. Казалось бы, это не менее серьезное вмешательство, чем префронтальная лоботомия, – но вот в данном случае все в порядке. Мозг работает, как работал. Психолог и приматолог Карл Лэшли в этой связи пошутил, что мозолистое тело, видимо, нужно просто для того, чтобы одно полушарие не отвалилось от другого[314]. А нейропсихолог Роджер Сперри и его коллеги взялись за разработку оригинальных тестов, нужных для того, чтобы все‐таки выявить, что же изменилось у животных и людей, которые живут без мозолистого тела. Ну не могло же у них ничего не измениться!

Вот какие предпосылки были у Роджера Сперри. Во-первых, было известно, что (в первом приближении) левое полушарие координирует движения правой половины тела, и наоборот[315]. Во-вторых, зрительное восприятие устроено хитрее: информация о стимулах, появившихся справа от нас и, соответственно, спроецированных на левую половину сетчатки обоих глаз, отправляется в зрительную кору левого полушария, и наоборот. Через несколько страниц будет картинка, на которой нарисовано, как распространяется зрительная информация, можете отвлечься и рассмотреть ее. И, в‐третьих, известно, что у большинства людей речевые центры расположены только в левом полушарии, то есть оно умеет разговаривать, а правое не умеет. Располагая этой информацией, Роджер Сперри приступает к экспериментам – вначале на кошках и обезьянах[316]. Преимущество экспериментов над животными в том, что им можно перерезать не только мозолистое тело, но и перекрест зрительных нервов. В этом случае информация, поступающая на правый глаз, будет обрабатываться исключительно правым полушарием, и наоборот.

Сохранились фотографии экспериментов[317]. Коты веселого Роджера Сперри носили пиратские черные повязки на одном глазу и выглядели очень залихватски – пестрые, пушистые, улыбаются с портретов. Повязка нужна была для того, чтобы кот использовал только один глаз при выполнении задания. Например, вы показываете ему квадрат и треугольник, и кот должен выбрать какую-нибудь из фигур. Он быстро запоминает, что выбирать надо квадрат, потому что в этом случае он получит награду, – и делает так всегда. Но только до тех пор, пока вы не перенесете повязку на другой глаз. После этого кот ведет себя так, как будто бы задание ему полностью незнакомо. Если теперь вы вознаграждаете выбор треугольника, кот тоже быстро обучается выбирать треугольник. Дальше его поведение зависит от того, каким глазом он пользуется. Если закрыт один глаз, кот всегда выбирает квадрат, если другой – всегда выбирает треугольник. Потому что одно полушарие обучили выполнению одного задания, а другое полушарие – выполнению другого. У каждого из них своя независимая память, и информацией они не обмениваются, потому что мозолистое тело перерезано.

Аналогично вы можете научить кота, что для получения награды ему нужно нажимать на какую-нибудь педаль – либо на гладкую, либо на шершавую. Он их не видит, и выбор осуществляется на ощупь. Обычному коту неважно, какой именно лапой это делать, вы можете научить его пользоваться правой лапой, а потом он уверенно будет делать то же самое одной левой. Для прооперированного кота это две совершенно разные ситуации. “Каждое из разделенных полушарий теперь обладает собственной независимой ментальной сферой, или когнитивной системой, – пишет Сперри. – Собственным независимым восприятием, обучением, памятью и другими процессами. Каждое из разделенных полушарий не осведомлено об опыте, полученном другим полушарием. В этом смысле у животного как бы два отдельных мозга”.

Опыты на животных помогают понять, как должны быть организованы эксперименты с людьми. В начале 1960‐х Сперри и его ученик Майкл Газзанига связываются с пациентами, которым было рекомендовано рассечение мозолистого тела. Первым на их призыв поучаствовать в исследованиях откликается человек, вошедший в историю под инициалами W. J., ветеран Второй мировой, десантник. После удара в голову, полученного в рукопашной, он начинает страдать от тяжелых эпилептических припадков. И для того чтобы их ослабить, подвергается операции, в ходе которой ему рассекают мозолистое тело, а еще переднюю комиссуру и спайку свода (еще два пучка нервных волокон, соединяющих полушария; всего их пять, но мозолистое тело заметно крупнее остальных). Сперри и Газзанига впервые тестируют W. J. еще до операции и удостоверяются, что все его двигательные, сенсорные и ассоциативные навыки в пределах нормы. После операции эпилептические припадки W. J. серьезно ослабевают, он говорит, что много лет не чувствовал себя так хорошо, и уже через шесть недель сообщает о готовности регулярно участвовать в экспериментах[318].

Для начала Сперри и Газзанига завязывают W. J. глаза и дают ощупывать различные предметы: шляпу, очки, сигарету, карандаш. Если дать ему эти предметы в правую руку, он способен делать с ними все, что предлагают исследователи – и использовать их, и описывать, и называть. Если же дать их в левую руку, то W. J. по‐прежнему может ими манипулировать и правильно использовать их, но совершенно не способен сказать, как они называются или дать им словесное описание. До операции W. J., хотя и был правшой, мог достаточно разборчиво писать левой рукой; теперь он, получив в левую руку карандаш, по‐прежнему понимает, что этой штукой надо водить по бумаге (хотя его правое полушарие не в курсе, как она называется), но из‐под его руки выходят только бессмысленные каракули.

Если дотронуться до мизинца, безымянного, среднего или указательного пальца W. J., он может указать место прикосновения при помощи большого пальца той же руки – но не способен выполнить эту задачу, если нужно правой рукой отметить место прикосновения к левой (или наоборот). Если дотронуться до его руки или ноги несколько раз, то он может постучать по столу столько же раз – но при условии, что стучать нужно соответствующей рукой, а не противоположной.

Человеку с рассеченным мозгом можно показывать картинки и надписи так, чтобы их видело только одно полушарие. Для этого достаточно, чтобы они были расположены в правом поле зрения (и обрабатывались левым полушарием) или, наоборот, в левом поле зрения (и обрабатывались правым полушарием). Первые эксперименты с W. J. показали следующие результаты. Если правое полушарие видит картинку – человек не может сказать, как этот предмет называется. Если правое полушарие видит надпись – человек не может ее прочитать, по крайней мере вслух. Но зато если правое полушарие видит картинку и человека просят ее перерисовать (соответственно, левой рукой), то он справляется с этой задачей лучше, чем если бы с изображением работало левое полушарие. В дальнейшем, с другими пациентами, Сперри и Газзанига (и их последователи) придумывали более хитроумные тесты и выявили еще ряд интересных особенностей.

Если показать человеку слово HEART (“сердце”) таким образом, чтобы первые две буквы проецировались на правую половину сетчатки и обрабатывались правым полушарием, а последние три буквы – наоборот, то человек скажет вам, что на экране написано слово ART (“искусство”). Но если вы положите перед ним карточки со словами ART и HE (“он”), попросите выбрать правильную надпись и указать на нее левой рукой, то человек (то есть его правое полушарие) выберет табличку НЕ[319]. Единственный способ понять, что на экране написано слово HEART, – расположить голову так, чтобы слово полностью попадало в правую половину поля зрения (и обрабатывалось левым полушарием)[320].

Конечно, функции полушарий могут отличаться от человека к человеку. Известен случай пациентки V. J., которая, как и другие испытуемые, была способна использовать устную речь, если обработка информации происходила в левом полушарии. Но вот в заданиях, где ей требовалось что‐то написать, она демонстрировала лучшие результаты, если было задействовано правое полушарие (и, соответственно, левая рука)[321], – так выяснилось, что устная и письменная речь необязательно локализованы в одном и том же полушарии (кстати, V. J. с самого начала была левшой).

Исследования людей с рассеченным мозгом были важны не только потому, что дали много новой информации о функциях полушарий. Кроме того, мы многое поняли о человеческой природе в целом. Прежде всего о нашей склонности выстраивать нарративы, придумывать рациональные объяснения для тех вещей, которые на самом деле логически объяснить невозможно.

Два полушария не обмениваются информацией. У каждого есть свое поле зрения и своя рука. Только одно из них умеет говорить. Но если вы создаете экспериментальную ситуацию, в которой одно полушарие должно объяснить выбор, сделанный другим, то люди проявляют чудеса изобретательности. И одновременно, по‐видимому, вообще не отдают себе отчета в том, что тут есть какой‐то подвох[322],[323].

Вы предъявляете левому полушарию изображение куриной лапки и одновременно показываете правому полушарию заснеженный пейзаж. После этого вы просите человека взять со стола подходящую картинку. Если он берет ее правой рукой, то есть контролирует свои действия левым полушарием, то он выбирает изображение курицы. Это логично. Если он берет картинку левой рукой, то его правое полушарие выбирает лопату для уборки снега. Это тоже логично. Но дальше вы спрашиваете человека (то есть его левое, говорящее полушарие), почему он выбрал картинку с лопатой (на основании той информации, которой располагало только правое полушарие). И человек не отвечает вам: “Понятия не имею”. Он говорит: “Ну это же очень просто. Мы говорим о курице, а лопата нужна для того, чтобы чистить курятник”.

А вот пример еще более восхитительный. В научных обзорах он упоминается вскользь, яркие подробности я в данном случае взяла из научно-популярной книжки “Кто за главного?” Майкла Газзаниги (очень рекомендую). Здесь правому полушарию пациентки показывают страшное видео, в котором человек попадает в огонь. Женщина говорит, что ничего не видела. Но бессловесная часть ее мозга отлично все рассмотрела и активировала симпатическую нервную систему, связанную со стрессом. Произошел выброс адреналина, участилось сердцебиение, усилилось потоотделение. Все это не прошло незамеченным и для левого полушария. Оно понимает, что испугано, и пытается как‐то это объяснить. И сообщает: “Вообще мне нравится доктор Газзанига, но прямо сейчас я почему‐то его боюсь”.

[305] Heekeren, H. R. et al. (2004). A general mechanism for perceptual decision-making in the human brain. Nature, 431 (7010), 859–862.

[306] Jarvinen, A. et al. (2013). The social phenotype of Williams syndrome. Current Opinion in Neurobiology, 23 (3), 414–422.

[307] Meyer-Lindenberg, A. et al. (2005). Neural correlates of genetically abnormal social cognition in Williams syndrome. Nature Neuroscience, 8, 991–993.

[308] Хромосомы у нас парные, то есть у человека с синдромом Уильямса одна хромосома из седьмой пары повреждена, а вторая в порядке. Но одной копии гена часто бывает недостаточно, чтобы производить белки в нужных количествах.

[309] von Holdt, B. M. et al. (2017). Structural variants in genes associated with human Williams-Beuren syndrome underlie stereotypical hypersociability in domestic dogs. Science Advances, 3 (7), e1700398.

[310] Gazzaniga M. S. (1967). The split brain in man. Scientific American, 217 (2), 24–29.

[311] Sperry, R. W. et al. (1969). Interhemispheric relationships: the neocortical commissures; syndromes of hemisphere disconnection. In: Disorders of speech, perception and symbolic behavior. Handbook of clinical neurology. No. 4. North-Holland Publishing Co., Amsterdam.

[312] Akelaitis, A. J. E. (1941). Psychobiological studies following section of the corpus callosum: a preliminary report. The American Journal of Psychiatry, 97 (5), 1147–1157.

[313] Важно понимать, что никто не разрезает пополам весь мозг целиком. Остаются неповрежденными мозжечок и ствол мозга, да и между полушариями остается еще несколько маленьких пучков нервных волокон. Поэтому, например, моторные навыки, требующие использования обеих сторон тела – от ходьбы до использования музыкальных инструментов, – остаются сохранными, по крайней мере, если были хорошо знакомы человеку до момента операции.

[314] Sperry, R. W. (1964). The great cerebral commissure. Scientific American, 210 (1), 42–53.

[315] Vulliemoz, S. et al. (2005). Reaching beyond the midline: why are human brains cross wired? The Lancet Neurology, 4 (2), 87–99.

[316] Крыса для таких экспериментов не подошла бы, потому что у нее глаза расположены по бокам головы и поля зрения правого и левого глаза почти не перекрываются.

[317] Sperry, R. W. (1961). Cerebral organization and behavior. Science, 133 (3466), 1749–1757.

[318] Gazzaniga, M. S. et al. (1962). Some functional effects of sectioning the cerebral commissures in man. PNAS, 48 (10), 1765–1769.

[319] Zaidel, D. W. (1994). A view of the world from a split-brain perspective. In: Critchley E. M., editor. The Neurological Boundaries of Reality. London: Farrand Press.

[320] Мне не удалось найти научных работ, сфокусированных на проблеме чтения книг пациентами с разделенным мозгом. Скорее всего, это и не проблема, потому что человек двигает глазами, и весь текст успешно проецируется на левую половину сетчатки. Впрочем, в обзоре, посвященном повседневной жизни таких пациентов*, отмечается, что для них характерны нарушения работы кратковременной памяти, поэтому они часто в принципе утрачивают интерес к чтению книг и просмотру фильмов.

[321] Baynes, K. et al. (1998). Modular organization of cognitive systems masked by interhemispheric integration. Science, 280 (5365), 902–905.

[322] Gazzaniga, M. S. (2000). Cerebral specialization and interhemispheric communication. Does the corpus collosum enable the human condition? Brain, 123, 1293–1326.

[323] Volz, L. J. & Gazzaniga, M. S. (2017). Interaction in isolation: 50 years of insights from split-brain research. Brain, 140 (7), 2051–2060.