Развивающийся разум. Как отношения и мозг создают нас такими, какие мы есть: читать начало книги онлайн

5 . Choudhury and Slaby (2012).

6 . Meaney (2010); Zammito (2016).

7 . Doidge (2007, 2016).

8 . Lieberman (2013).

9 . Doty (2007); Schmidt-Hellerau (2002); Shulman (2001); Siegel (2017).

10 . Hippocrates (1923), p. 175.

11 . James (1890).

12 . Gazzaniga (2004).

13 . Siegel (2012), p. AI-72.

14 . Deco et al. (2015); Lord et al. (2017).

15 . Sporns et al. (2005).

16 . Luijk et al. (2010); Meaney (2010); Cassidy and Shaver (2018).

17 . Waldrop (1992), p. 12.

18 . Smith et al. (2015).

19 . Siegel (2010a).

20 . Siegel (2018).

21 . American Psychiatric Association (2013).

Глава 1

Телесно воплощенный мозг, осознание и природа энергии

В этой главе мы исследуем аспекты тела и сознания, чтобы осветить проблему разума. Со времен Гиппократа, который занимался этим вопросом две с половиной тысячи лет назад, разум начали отождествлять с работой мозга. Эта точка зрения важна, но она не дает полной картины. Это лишь часть более масштабной истории о человеческом разуме, о том, как он возникает – из тела (изнутри) и отношений (извне). Давайте начнем с изучения некоторых основных положений о теле и мозге, а затем перейдем к фундаментальному опыту осознания – нашей способности к сознанию.

Телесно воплощенный мозг

Организация мозга

Тело и головной мозг представляют собой сложную систему взаимосвязанных частей. У нас, людей, есть нейронные сети, расположенные вокруг кишечника и сердца, – эти структуры эволюционно «старше» нейронных сетей в мозгу. Расположенная внутри черепной коробки часть нервной системы состоит примерно из ста миллиардов нейронов и триллионов вспомогательных «глиальных» клеток – леммоцитов, астроцитов, олигодендроцитов и микроглий. Если представить их в виде линии, мы увидим, что внутри организма находится более 3 млн км нейронов. Каждый нейрон имеет в среднем десять тысяч соединений, связывающих его с другими нейронами.¹ Всего таких соединений насчитывается около миллиона миллиардов, что делает нейрон «самой сложной структурой на земле».² Нейроны – основной тип клеток нервной системы; каждый из них состоит из тела, отростков, называемых дендритами, и длинных отростков – аксонов, которые тянутся к другим нейронам. Нейрон посылает электрический импульс, называемый «потенциалом действия», по своим длинным аксонам; это высвобождает нейротрансмиттеры на участке отростка, называемом «синапсом», затем происходит возбуждение или подавление нижестоящего нейрона. Этот процесс – пример электрохимического потока энергии. Синапс – это связь, которая функционально связывает нейроны друг с другом. Речь идет об электрических, химических и, возможно, еще каких-то формах влияния энергетического поля на передачу информации между нейронными сетями, называемой «аптической связью».³ Эти и другие механизмы распределения потока энергии в мозгу помогают формировать связи, создающие основу для функциональной архитектуры мозга. Эти связи подобны паутине, и активация одного нейрона может влиять в среднем на десять тысяч других. Модель потока энергии в чрезвычайно сложных сетях – коррелят нашей ментальной жизни.⁴ Набор нейронов, которые активируются совместно, можно назвать «профилем нейронной сети». Это паттерн нейронной активности, сгруппированный в функциональное целое. Такой профиль нейронной сети, например, «включается», когда мы вспоминаем о мосте Золотые Ворота или Эйфелевой башне. Каждый раз, когда мы думаем об этом конкретном сооружении, активируется определенный участок нейронной сети. Нейронные сети не статичны; мозг постоянно видоизменяет синаптические связи под влиянием пережитого опыта.⁵ Это означает, что количество схем срабатывания, которые могут возникнуть на протяжении всей жизни, практически бесконечно. Число возможных паттернов возбуждения нейронов («включено-выключено») в отдельно взятый момент огромно – примерно десять в миллионной степени. Очевидно, наш мозг способен к весьма разнообразной деятельности; то, как он организован и функционирует, просто невероятно!

Нейроны и глии организованы и связаны на разных уровнях сложности: от небольших скоплений, называемых «ядрами», до более крупных, называемых «цепочками», «участками» и «полушариями». Эти группы имеют внутренние взаимосвязи, которые позволяют нейронным импульсам группироваться в паттерны, ограниченные конкретной областью; выходные сигналы этих дифференцированных областей соединяются с подобными сигналами других участков посредством межгрупповых волокон. Результатом такой дифференциации и связи внутри мозга является ряд сетей, которые, по-видимому, функционируют посредством волн меняющихся паттернов.

Как предполагают Тоньоли и Келсо⁶, «комплексное пространственно-временное описание мозга достигается за счет тщательного изучения динамики координации мозга: нейроны и нейронные ансамбли действуют согласованно. Это требует систематического развертывания процесса сближения-отдаления в пространстве и времени для выявления динамических признаков здоровой, адаптивной функции мозга и его менее адаптивных аналогов». Представление о пространственном распределении нейронных комплексов, скоординированных во времени, предполагает, что для понимания мозга и его функционирования нам необходимо начать мыслить «четырехмерно», учитывать и пространственное расположение задействованных нейронов, и временные рамки их активации. Процесс «сближения-отдаления» включает в себя временное слияние нейронных ансамблей – они «сближаются» в определенной конфигурации, а затем отдаляются друг от друга.

В работах по неврологии, как упоминалось во введении, термин «сегрегация» используется так же, как мы используем общий термин «дифференциация» – для обозначения специализации, уникальной функции и структуры определенного набора нейронных ансамблей. В номенклатуре этих исследований также иногда используется термин «интеграция» в том же значении, как мы используем термин «связывание». Откуда эта разница в терминологии? Десятилетия назад эти понятия были «заимствованы» из математики, из описания того, как сложные системы дифференцируют и связывают свои функции, и применение доступных терминов казалось естественным. «Всеобщего» термина для описания баланса дифференциации и связывания не было. Я решил использовать привычный термин «интеграция» для обозначения динамического процесса в сложной системе, в рамках которого дифференциация и связывание постоянно меняются по мере продвижения к новым слоям самоорганизации.

Понятия «критичность» в математике и «метастабильность» в нейробиологии иногда используются для обозначения процессов, связанных с балансом, который мы называем «интеграцией». Здесь мы можем увидеть, как описываются метастабильные состояния. Как пишут Хеллиер и его коллеги7, «здравая нейронная динамика работает в “метастабильном” режиме, области мозга взаимодействуют, чтобы одновременно увеличить интеграцию и сегрегацию». Это понятие будет сформулировано в терминологии/словаре МЛНБ как «увеличение связи и дифференциации». Другими словами, интеграция создает метастабильность. Далее авторы заявляют:

Мы бы назвали такие процессы «интегративными» в том смысле, что они создают метастабильную динамику, уравновешивая дифференциацию и связывание аспектов коннектома. Такие состояния можно назвать выявлением «взаимосвязи коннектома».

Дальнейшее подтверждение важности этого баланса связи и дифференциации содержится в исследованиях исполнительных функций, проведенных Джейсоном Номи и его коллегами:

Здесь «крайности» связывания и дифференциации будут обозначены в терминологии МЛНБ как «компромисс интеграции». Слишком много связывания или слишком большая дифференциация, нарушение баланса двух предельных показателей «интегративного спектра» ведут к хаосу и/или ригидности.

Термин, описывающий все взаимосвязи мозга, – «коннектом». Ученые исследуют как структурные, так и функциональные взаимосвязи коннектома. Например, мы уже упоминали, что Смит и его коллеги обнаружили: функциональная взаимосвязь коннектома была лучшим предиктором благополучия по широкому спектру оценок, которые коррелировали с рядом нейронных показателей.¹⁰ Есть много способов изучить, как возникает функциональная связь дифференцированных участков коннектома. В дальнейших исследованиях был предложен термин «хронэктомические системы» для творческого включения времени (хроно) в коннектом; при изучении колебательных волн, связывающих различные участки коннектома, также применялся термин «гармоники коннектома».¹¹ Другие термины, с которыми вы можете столкнуться в ходе изучения функций нейронных сетей, – это «коннектомика» и «динамика коннектома».