Мозг: рассказ ученого. Извилистый путь к пониманию того, как работает наш разум, где хранится память и формируются мысли

История науки довольно сильно отличается от других видов истории, потому что наука в целом прогрессивна – каждая стадия строится на предыдущих открытиях, интегрируя, отвергая или трансформируя их. Безостановочное развитие приводит к ощущению, что мы обладаем все более точным пониманием мира, хотя научное знание никогда не бывает полным и будущие открытия могут развенчать то, что когда-то считалось истиной. Этот основополагающий прогрессивный аспект заставляет многих ученых изображать историю своего предмета как шествие великих людей (и, как правило, мужчин), каждого из которых одобряют, если считают правым, и критикуют – или игнорируют – в противоположном случае. На самом деле история науки – это не череда блестящих теорий и открытий: она полна случайных событий, ошибок и путаницы.

Чтобы правильно понять прошлое, дать полное представление о сегодняшних теориях и концепциях и даже представить себе, что ждет нас в будущем, мы должны помнить, что предшествующие идеи не рассматривались как шаги на пути к нынешней картине мира. Это были полноценные взгляды сами по себе, во всей их сложности и неясности. Каждая идея, какой бы устаревшей она ни казалась, когда-то была современной, захватывающей и новой. Нас могут забавлять странные идеи из прошлого, но снисходительность недопустима. То, что теперь выглядит очевидным, является таким только потому, что предыдущие ошибки, которые обычно трудно обнаружить, в итоге были преодолены с помощью напряженной работы и еще более напряженного мышления.

Мы должны понять не только, где наши предшественники выдвигали ошибочные или, наоборот, кажущиеся теперь невероятными идеи, но и то, почему это происходило. Зачастую двусмысленность, отсутствие ясности в подходе или ряде гипотез на самом деле объясняет причины, по которым они были приняты. Такие неточные теории могут позволить ученым с различными взглядами прийти к общей концепции в ожидании решающих экспериментальных данных.

Мы никогда не должны отвергать прошлые идеи – или людей – как глупые. Когда-нибудь мы сами станем прошлым, и наши идеи, несомненно, покажутся потомкам удивительными и забавными. Мы просто делаем все, что в наших силах, как и наши предшественники. И, как и у предыдущих поколений, выдвигаемые нами идеи находятся под влиянием не только обособленного мира научных данных, но и общего социального и технологического контекста, в котором они развиваются. То, в чем наши теории и интерпретации ошибочны или неадекватны, будет выяснено в ходе будущих экспериментов, и мы все продолжим двигаться дальше. В этом сила науки.

1 Сердце с древнейших времен до XVII века

Научный консенсус состоит в том, что каким-то непонятным для нас образом мысль порождается деятельностью миллиардов клеток самой сложной структуры в изученной Вселенной – человеческом мозге. Как ни удивительно, акцент на мозге, по-видимому, появился относительно недавно. Факты, известные нам из истории, говорят о том, что на протяжении большей части прошлого в качестве основного органа мышления и чувств мы рассматривали сердце, а не мозг. Силу этих старых, донаучных взглядов можно увидеть в повседневном языке – в таких словах и фразах, как «сердце кровью обливается», «разбитое сердце», «от всего сердца» и так далее (подобные примеры можно найти во многих других языках). Устойчивые выражения все еще несут эмоциональный заряд старого мировоззрения, от которого мы якобы отказались, – попробуйте заменить слово «сердце» на «мозг» и посмотрите, что получится.

Самые ранние письменные источники показывают важность данной идеи для древнейших культур. В «Эпосе о Гильгамеше», истории, которой больше 4000 лет, написанной на территории современного Ирака, эмоции и чувства явно жили в сердце. А в индийской «Ригведе», сборнике ведических санскритских гимнов, написанных около 3200 лет назад, сердце является местом зарождения мысли [1]. Камень Шабаки[5], блестящая серая базальтовая плита из Древнего Египта, ныне находящаяся в Британском музее, покрыта иероглифами, рассказывающими древнеегипетский миф возрастом более 3000 лет, сосредоточенный на важной роли сердца в мышлении [2][6]. Ветхий Завет показывает, что примерно в то же время, когда был высечен камень Шабаки, евреи считали сердце источником мысли как у людей, так и у Бога [3].

Представления о центральной роли сердца существовали также в Америке, где великие империи Центральной Америки – майя (250–900 гг. н. э.) и ацтеки (1400–1500 н. э.) – сосредоточились на сердце как на источнике эмоций и мыслей. Мы также имеем некоторые сведения о верованиях народов Северной и Центральной Америки, не создавших обширных городских культур. В начале XX века американские этнографы работали с коренными жителями, документируя их традиции и верования. Хотя мы не можем быть уверены, что записанные взгляды были типичны для культур, существовавших до прихода европейцев, большинство народов, которые внесли свой вклад в данные исследования, считали, что нечто вроде «души жизни» или эмоционального сознания было связано с сердцем и дыханием. Эта точка зрения была широко распространена от Гренландии до Никарагуа, и ее придерживались народы, живущие в самых разнообразных местах: эскимосы, прибрежные салиши северо-запада Тихого океана и хопи из Аризоны [4].

Подобные взгляды удивительно совпадают с воззрениями швейцарского психоаналитика Карла Юнга, который в начале XX века путешествовал по Нью-Мексико. На крыше одного из белых глинобитных зданий, построенных жителями индейской деревни на высоком плато Таос, Юнг разговаривал со старейшиной Очивай Бьяно из Таос-Пуэбло[7]. Бьяно сказал, что не понимает белых людей и считает их жестокими, беспокойными и тревожными.

– Мы думаем, они сумасшедшие, – сказал старейшина. Заинтригованный Юнг спросил Бьяно, почему он так думает.

– Они говорят, что думают головой, – ответил тот.

– Ну, конечно, а чем вы думаете? – с удивлением поинтересовался Юнг.

– Мы думаем этим, – произнес старейшина, указывая на сердце [5].

Не все культуры разделяют широко распространенную идею о важности сердца. Например, ключевым аспектом мировоззрения аборигенов и жителей островов Торресова пролива в Австралии была (и остается) связь с землей, которая распространяется на представления о разуме и духе. Поиск местозарождения мысли в теле, по-видимому, не является частью их восприятия мира [6].

Точно так же традиционный китайский подход к медицине и анатомии был в основном сосредоточен на взаимодействии ряда сил, а не на локализации функций. Однако когда китайские мыслители пытались определить роль отдельных органов, сердцу отводилась ключевая роль [7]. В «Гуань-цзы», документе, написанном в VII веке до нашей эры, утверждалось, что сердце является главным вместилищем для всех функций тела, включая чувства.

Такие взгляды соответствуют нашему повседневному опыту. Сердце меняет свой ритм вслед за сменой эмоций. А сильные чувства, такие как гнев, похоть или страх, кажется, сосредоточены на одном или нескольких внутренних органах. Эмоции ощущаются во всем теле и преобразуют мысли, как будто переносятся кровью. Вот почему сохранились эти старые выражения о том, что нужно «заглянуть в сердце» и так далее, – они соответствуют тому, как мы воспринимаем важную часть своей внутренней жизни. Так же как и с «очевидностью» факта, что Солнце вращается вокруг Земли, повседневный опыт человеческого существования нашел простое объяснение тому, что мысль рождается в сердце. Люди верили в эту идею, потому что она дарила смысл.

Несмотря на то что сердце часто рассматривалось как центр внутренней жизни, некоторые культуры все же признавали и функциональную роль мозга, даже если это можно обнаружить в результате его травмы. Например, в Древнем Египте несколько писцов создали медицинский документ, известный как «Папирус Эдвина Смита», или «Хирургический папирус» [8]. Рукопись содержит краткое описание извилин мозга и признание того, что повреждение одной стороны головы может сопровождаться параличом противоположной стороны тела. Но для этих писателей, как и для всех древних египтян, сердце все же оставалось вместилищем души и умственной деятельности.

Известно, что впервые вызов повсеместно распространенным взглядам о главенствующей роли сердца бросили древние греки. В течение трех с половиной столетий, между 600 и 250 годами до н. э., греческие философы сформировали фундамент современного восприятия множества вещей, включая мозг. Древние греки, как и другие народы, полагали, что сердце есть источник чувств и мыслей. Это можно увидеть в эпических устных поэмах, ныне приписываемых Гомеру, которые были созданы между XII и VIII веками до н. э. Точно так же самые ранние зафиксированные идеи философов были сосредоточены на сердце [9]. В V веке до н. э. философ Алкмеон Кротонский не согласился с общепринятой точкой зрения. Алкмеон жил в Кротоне[8], греческом городе близ Италии, и иногда его представляют как врача и отца неврологии, хотя все, что мы знаем о нем и его работе, известно лишь из пересказов. Ни одно из его сочинений не сохранилось: все, что осталось, – это фрагменты, процитированные более поздними мыслителями.

Алкмеона интересовали органы чувств, и это, естественно, заставило его сосредоточиться на голове, где сгруппированы ключевые из них. По словам последующих авторов, философ показал, что глаза и, следовательно, другие органы чувств соединены с мозгом тем, что он называл каналами. По имеющимся сведениям, Аэций, живший через 300 лет после него, сказал, что для Алкмеона «управляющим средством интеллекта является мозг». Неясно, как именно Алкмеон пришел к такому выводу. Позднее предполагали, что он основывал свои идеи не только на самоанализе и философских размышлениях, но и на непосредственном исследовании, хотя доказательств этому нет. Он мог рассечь глазное яблоко (не обязательно человеческое), наблюдать приготовление головы животного или просто использовать свои пальцы, чтобы выяснить, как глаза, язык и нос соединены с внутренними частями черепа животного [10].

Несмотря на эти прозрения, самые ранние недвусмысленные утверждения о центральной роли мозга были записаны через несколько десятилетий после смерти Алкмеона. Они пришли из медицинской школы на острове Кос, самым известным представителем которой был Гиппократ. Многие из работ, созданных Косской медицинской школой, приписываются Гиппократу, хотя настоящие авторы неизвестны. Один из самых значительных документов – трактат «О священной болезни». Он был создан около 400 года до н. э. для неспециалистов и касался эпилепсии. Почему эпилепсия считалась священной или божественной болезнью, неясно [11]. Автор(ы) пишет(ут):

«Всем должно быть известно, что источником удовольствия, веселья, смеха и радости, как и горя, боли, беспокойства и слез, является не что иное, как мозг. Именно этот орган позволяет нам мыслить, видеть и слышать, различать безобразное и прекрасное, плохое и хорошее, приятное и неприятное. …Именно мозг является вместилищем безумия и бреда, страхов и фобий, которые нападают на нас, часто ночью, но иногда даже днем, именно там лежит причина бессонницы и хождения во сне, мыслей, которые не удается ухватить, позабытых обязанностей и эксцентричных поступков» [12].

Приведенный в трактате аргумент был частично основан на какой-то новаторской, но примитивной анатомии («мозг человека, как и у всех других животных, двойной, и тонкая мембрана разделяет его посередине», – утверждал(и) автор(ы)), но он также выявил большую путаницу. Например, в документе утверждалось, что «когда человек втягивает воздух ртом и ноздрями, дыхание идет сначала к мозгу». Предполагалось, что вены транспортируют воздух по всему телу. Причину эпилепсии объясняли так: гумор или жидкость, называемая мокротой, проникает в вены, препятствуя попаданию воздуха в мозг, и таким образом вызывает припадок.

Некоторые люди очень серьезно относились к последствиям локализации эпилепсии в мозге. Аретей из Каппадокии, греческий врач, живший около 150 года до н. э., лечил ее трепанацией – сверлением отверстий в черепе. Данная процедура значилась в европейских медицинских руководствах вплоть до XVIII века [13]. Аретей не изобретал эту операцию. Самые ранние следы медицинского вмешательства, встречающиеся повсеместно, – отверстия, просверленные или выскобленные в черепах людей, возраст которых порой достигает более 10 000 лет [14]. Хотя заманчиво рассматривать доисторическую трепанацию как раннюю форму психохирургии (часто высказывается предположение, что трепанация проводилась с целью выпустить «злых духов»), глобальное господство представлений о сердце как об органе, порождающем мысли, говорит, что это маловероятно. Существуют более убедительные обоснования для такой опасной операции, включая облегчение болезненного внутричерепного кровотечения или удаление костных фрагментов после травмы головы.

Несмотря на доводы Алкмеона и Косской школы, в отсутствие каких-либо доказательств, что мозг действительно является местом зарождения мыслей и чувств, не было никаких оснований предпочесть данное утверждение очевидному объяснению, что все это происходит в сердце. Так, например, один из самых влиятельных греческих философов, Аристотель, отверг идею о том, что мозг играет какую-либо значительную роль в мышлении или движении. Вот что он писал в трактате «О частях животных»:

«Никаких ощущений причиной он [мозг] не служит, как и сам лишен чувствительности. …Источником ощущений является место около сердца… два чувства явно связаны с сердцем – чувство осязания и чувство вкуса»[9].

Аргумент Аристотеля в пользу сердца основывался на очевидных принципах, таких как связь между движением, теплом и мыслью. Философ отмечал, что сердце явно изменяет свою деятельность, когда человек испытывает эмоции, в отличие от мозга, который, по-видимому, ничего не делает. Мыслитель также говорил, что сердце является источником крови, необходимой для ощущений, в то время как мозг собственной крови не содержит. Более того, у всех крупных животных есть сердце, тогда как, – утверждал он, – только у высших животных есть мозг.

В качестве заключительного доказательства Аристотель указывал на то, что сердце теплое и находится в движении, оба этих свойства рассматривались как существенные признаки жизни; напротив, мозг неподвижен и холоден [15]. Поскольку не было никаких фактических доказательств связи между мышлением и мозгом, логические аргументы Аристотеля казались столь же обоснованными, как и те, что можно найти в трудах мыслителей Косской школы. Выбора между ними не было. В других частях планеты все шло по-прежнему: для подавляющего большинства людей главным органом оставалось сердце.

После смерти Аристотеля новое понимание роли мозга пришло из Александрии, расположенной на западном краю дельты Нила, в Египте, управляемом греками. С сетью улиц, подземным водопроводом и многокультурным населением этот город был одним из самых значительных центров греко-римского мира. Среди тех, кто извлекал пользу из цветущей интеллектуальной атмосферы города, были два ведущих грека-анатома того времени – Герофил из Халкидона и Эрасистрат из Кеоса [16]. Оба они работали в Александрии.

Ни одно из сочинений Герофила и Эрасистрата не сохранилось, но последующие авторы утверждали, что они совершили важные открытия, касавшиеся структуры мозга. Причина научных прорывов в Александрии заключалась в том, что в течение короткого периода времени и, по-видимому, впервые в истории там было разрешено вскрытие человеческих тел. Говорят даже, что преступники, приговоренные к смерти, подвергались вивисекции[10] при ужасающих обстоятельствах[11].

Почему именно в Александрии было разрешено вскрытие, а не где-либо еще, неясно, но, как бы то ни было, врачи в городе добились значительных анатомических успехов в вопросах изучения строения и функционирования печени, глаза и кровеносной системы. Они даже описывали сердце как насос. Непосредственное изучение анатомии человека позволило Герофилу и Эрасистрату значительно продвинуться в области познания мозга и нервной системы. Герофил предполжительно описал анатомию двух ключевых составляющих человеческого мозга: коры (двух больших долей мозга) и мозжечка, находящегося под затылочными долями больших полушарий, – его древнегреческий анатом считал местом зарождения разума. Герофил также оставил сведения о спинном мозге и о том, как ветвятся нервы. Говорят, что он различал сенсорные нервы, связанные с органами чувств, и двигательные нервы, управляющие поведением. Герофил также развивал теорию ощущений, полагая, что зрительный нерв имеет внутри полость, через которую движется воздух [17]. Эрасистрат, по-видимому, придерживался другого подхода и, сравнивая человеческий мозг с мозгом оленя и зайца, пришел к выводу, что своим выдающимся интеллектом человек обязан большей усложненности мозговой структуры, о чем свидетельствуют извилины больших полушарий.

Медицинские труды Герофила и Эрасистрата хоть и были удивительно точны, но так и не разрешили вопроса о том, что является местом мысли и чувств: сердце или мозг. Они лишь продемонстрировали, что мозг сложен. Взгляд Аристотеля на сердце оставался чрезвычайно влиятельным, отчасти из-за сильного авторитета философа, но прежде всего потому, что эта гипотеза соответствовала повседневному опыту.

Прошло еще 400 лет, прежде чем были получены решающие доказательства главенствующей роли мозга благодаря работе одного из самых выдающихся мыслителей в истории западной цивилизации – Галена. Римлянин Гален родился в 129 году н. э. в богатой семье в городе Пергам, на территории современной западной Турции [18]. Хотя сегодня он известен главным образом как писатель по медицинским вопросам – его идеи формировали западную медицину и культуру в течение 1500 лет, – на самом деле Гален был одним из крупнейших древнеримских мыслителей, создавшим огромное количество философских трактатов и написавшим много томов поэзии и прозы [19].

Гален путешествовал по всему восточному Средиземноморью и учился в разных местах, включая Александрию, но важнейшие годы жизни провел в Риме. Он прибыл туда в 162 году н. э., в возрасте тридцати двух лет, после четырехлетней службы в качестве врача гладиаторов в Пергаме. Излечивая бойцов, Гален успел многое узнать о человеческом теле. Вскоре он стал модным римским врачом, посещал некоторых влиятельных лиц города, включая императора Марка Аврелия, и приобрел репутацию блестящего анатома, который имел вкус к полемическим спорам. Для демонстрации своих открытий Гален использовал лекции-комментарии, на которых он одновременно давал анатомические сведения и показывал все на животном. Слушатели на таких лекциях становились свидетелями-очевидцами выступления Галена и тем самым подтверждали правоту его заявлений – непосредственный опыт в процессе достижения понимания, по мнению мыслителя, крайне важен. (Ниже представлено довольно мрачное объяснение того, как Гален пришел к некоторым из своих выводов. Если вы брезгливы, то можете пропустить следующие три абзаца.)

Одним из ключевых вопросов, интересовавших врача, была роль мозга и локализация мысли и души – ученый уверенно полагал, что мозг имеет важнейшее значение для поведения и мышления и что это можно доказать экспериментами на животных. Соответственно никакой анестезии в то время не было. Гален не был равнодушен к тем ужасам, которые сам же и учинял, – он советовал не использовать обезьян, так как выражение их морды во время эксперимента было слишком страшным. Хотя ученый не соглашался с теми, кто утверждал, что животным недостает части души, связанной с гневом и желанием, он ничего не говорил о боли – боль не встречается в описаниях его работ [20].

Пожалуй, самый решительный эксперимент Галена был посвящен изучению роли нервов в порождении звуков. Опыт проводился на свинье, потому что «животное, которое визжит громче всех, наиболее удобно для экспериментов, в которых голосу причиняется вред» [21]. Гален разрезал плоть бедной свиньи, привязанной спиной к столу и с крепко замотанной мордой, и обнажил возвратные гортанные нервы, идущие вдоль шеи, по обе стороны от сонной артерии. Если он туго обвязывал нервы ниткой, приглушенный визг животного прекращался; если ослаблял ее, звук возвращался. Хотя визг явно производился гортанью, что-то, казалось, двигалось от мозга по нервам вниз.

Это понимание подкрепило одно из наиболее зрелищных выступлений Галена, во время которого он обосновал важность мозга, непосредственно бросив вызов оппонентам и последствиям их взглядов о центральной роли сердца. Вскрыв живое подопытное животное, Гален заставил своего противника сжать сердце зверя и не давать ему биться. Даже когда сердце остановилось, бедное создание продолжало приглушенно скулить, демонстрируя, что движение сердца не обязательно для того, чтобы животное издавало звуки. Но когда Гален вскрыл череп и заставил своего соперника надавить на мозг, животное немедленно перестало шуметь и потеряло сознание. Ослабив давление, Гален доложил: «Животное приходит в сознание и снова может двигаться». Это, должно быть, очень удивило зрителей. Как выразилась историк Мод Глисон, «анатомические выступления Галена все меньше и меньше напоминали интеллектуальные споры и больше – магическое шоу» [22].

На основании полученных данных – подтвержденных многочисленными анатомическими описаниями и хирургическими вмешательствами, в том числе и на пациентах, – Гален убедился, что мозг – это центр мысли. Он утверждал, что мозг вырабатывает особый вид воздуха, или пневмы, который просачивается наружу, если мозг поврежден, и вызывает обморок. Когда накапливается достаточное количество этого воздуха, сознание возвращается. По словам Галена, движение тела является следствием движения воздуха, производимого мозгом и двигающегося по полым нервам. Его анатомические исследования – в основном на животных, а не на людях – показали, что все нервы берут начало в мозге, а не в сердце, как утверждал Аристотель.

Несмотря на доказательства, представленные Галеном, авторитет таких мыслителей, как Аристотель, и сила повседневного опыта не позволили взглядам о центральной роли мозга вытеснить старые идеи даже в Риме. Гален оставил огромный объем работ – около 400 трактатов, из которых сохранилось более 170, охватывающих весь спектр медицины и естественных наук. Но падение Римской империи привело к разрушению интеллектуальной среды, в которой могли бы осуществиться дальнейшие открытия. Просто раздумья о том, откуда происходит мысль, никогда не решат проблему. Как видно из работ Галена, это потребует анатомического и экспериментального исследования, которое, в свою очередь, возможно только при условии интеллектуальной открытости и учета уже достигнутых успехов и неудач в масштабном круговороте идей. Подобных условий не создадут еще несколько столетий.

Значительная часть культурного наследия Рима и Греции была сохранена в библиотеках Восточной Римской империи с центром в Византии (современный Стамбул). Начиная с VII века появление различных халифатов, связанных с подъемом ислама, привело к созданию культуры, которая распространилась во Францию на западе, в Болгарию на севере и в Туркменистан и Афганистан на востоке. Исламское общество высоко ценило знания и технические навыки, и для удовлетворения аппетитов новых господствующих классов и правящих групп строились мосты и каналы, составлялись гороскопы, изготавливались бумага и стекло. Все это требовало повторного открытия старой мудрости или развития новых идей [23].

Сначала грянула волна переводов греческих и римских текстов, которые можно было найти в персидских или византийских библиотеках, – эти усилия были сосредоточены в Багдаде и спонсировались халифами и богатыми купцами. Идеи, содержащиеся в переведенных документах, были вскоре расширены, поскольку восточные мыслители разработали совершенно новые области знаний, такие как алгебра, астрономия, оптика и химия. Но медицина и анатомия оставались прочно укорененными в греческих и римских воззрениях и привязанными к переводимым текстам. В частности, рассуждения о роли сердца и мозга, существовавшие со времен Аристотеля и Гиппократа, передавались из поколения в поколение более или менее в неизменном виде.

Одним из ведущих врачей и философов этого периода был Абу Али Хусейн ибн Абдуллах ибн аль-Хасан ибн Али ибн Сина, известный на Западе как Авиценна. Родившийся в 980 году в небольшом селении Афшана (сейчас относится к Бухарской области в Узбекистане), Авиценна жил на территории современного Ирана и написал сотни книг. Его творчество сочетало греческое и арабское мышление наряду с методами лечения и диагностики из таких далеких мест, как Индия. Труды Авиценны, переведенные на латынь в XII веке, оказывали глубокое влияние на западную медицину в течение 500 лет. Авиценна согласился с утверждением Галена, что нервы происходят из головного или спинного мозга, но настаивал, подобно Аристотелю, что первоисточником всех движений и ощущений тем не менее является сердце [24]. Эта точка зрения также согласуется с Кораном, который часто ссылается на сердце как на источник понимания и, как и Библия, вообще не содержит никакого упоминания о мозге.

Другой путь, по которому идеи Галена передавались в рассматриваемый период, был связан с работой врача X века Али ибн аль-Аббас аль-Маджуси, известного на Западе как Али Аббас. Историк описал его как «перса, взявшего арабское имя и писавшего на языке Корана, зороастрийца, воспитанного греческими традициями, мыслителя из исламского мира, принятого западной латинской общиной менее чем через столетие после его смерти». Дабы подчеркнуть космополитическую «смесь» этого периода, добавлю, что работу Али Аббаса впоследствии перевел на латынь в Италии христианский монах, который был беженцем-мусульманином из Северной Африки [25].

Теория локализации желудочков, проиллюстрированная Грегором Райшем в 1504 году. Восприятие и воображение расположены спереди, мышление – в центре, а память – сзади

Среди трудов Галена, переведенных Али Аббасом, были работы, касавшиеся структуры и роли мозга: «Мозг является главным органом психических членов. Ибо в мозгу заключены память, разум и интеллект, а из мозга распределяются сила, ощущение и произвольное движение» [26].

Али Аббас также выдвинул идею, не встречавшуюся у Галена, – он утверждал, что три полости или желудочки мозга полны «животных духов»[12], которые были созданы в сердце и перенесены в кровь. Каждый из желудочков, по его словам, имеет свою психологическую функцию: «Животный дух в передних желудочках создает ощущение и воображение, животный дух в среднем желудочке становится интеллектом или разумом, а животный дух, передаваемый в задний желудочек, производит движение и память».

Несмотря на отсутствие доказательств, данная идея активно распространялась по всей Европе и Ближнему Востоку на протяжении более тысячи лет [27]. Впервые она появилась в IV веке в трудах епископа Немесия Эмесского[13] из Сирии, а несколько десятилетий спустя была кратко упомянута Аврелием Августином[14]. Таким образом, идея получила религиозное одобрение, что помогло сохранить ее популярность [28]. На протяжении более 1200 лет предположение о желудочковой локализации сохраняло свои позиции и воспринималось как само собой разумеющееся сведение. Между IV и XVI веками были выдвинуты по меньшей мере двадцать четыре различные версии этой концепции [29]. Среди тех, кто безоговорочно принял ее, были некоторые из величайших мыслителей Европы и арабского мира, включая Леонардо да Винчи, Роджера Бэкона, Фому Аквинского, Ибн Рушда (Аверроэс) и Авиценну.

К началу XIII века латинские переводы сочинений Авиценны (в том числе его непростая теория желудочковой локализации и происхождения всех мыслей и эмоций из сердца) доминировали в новых университетах Европы. Хотя Салернская врачебная школа[15] распространяла версию Али Абасса, основанную на идеях Галена о центральной роли мозга, в конце концов одобрили все же идеи Авиценны, потому что они основывались на философии Аристотеля. Представления Аристотеля главенствовали в европейском мышлении отчасти благодаря трудам доминиканского монаха Фомы Аквинского, который на протяжении столетий являлся ключевой фигурой западной интеллектуальной жизни. Фома Аквинский стремился синтезировать идеи Аристотеля с христианством, сплавляя религиозную догму с противоречивыми воззрениями древних язычников. Области научного понимания, которые должны были находиться в центре эмпирических исследований (к примеру, анатомия), оказались окутаны туманом религиозности, причем теологи играли решающую роль в передаче знаний и определении границ приемлемого.

Читатели новых переводных текстов хорошо знали разницу между позицией Авиценны и Аристотеля, отводящих центральную роль сердцу, и ориентированными на мозг концепциями Салернской школы и Галена, а также были знакомы с различными попытками мыслителей найти в этом вопросе золотую середину. В XIII веке, например, Альберт Великий[16] пытался добиться невозможного, доказывая, что Гален был неправ и что все нервы действительно происходят из сердца, как сказал Аристотель [30]. Современный ответ на столь противоречивые утверждения состоял бы в прямых наблюдениях. Решение в Средние века было схоластическим и теоретическим: мыслители стремились примирить противоположные взгляды своих почитаемых предшественников путем тщательного текстологического анализа, а не экспериментов.

Но в начале XIV века власть средневековой схоластики над анатомическим знанием несколько ослабла в Болонской медицинской школе, где Мондино де Луцци был профессором медицины и анатомии. Мондино создал рукопись под названием Anatomia Mundini («Анатомия Мондино»), в основу которой лег его опыт вскрытия человеческого тела – первый подобный отчет со времен Эрасистрата и Герофила, работавших в Александрии более 1500 лет назад.

Изменения моральных и социальных норм начала XIV века, позволившие Мондино проводить вскрытия, не вполне ясны. Трупы, которые он препарировал, по-видимому, принадлежали преступникам. Инструкции по вскрытию начинаются так: «Труп человека, убитого путем обезглавливания или повешения, помещают в лежачее положение» [31]. Стоит сказать, что были и прецеденты: в XII веке в Салерно проводились вскрытия животных, а в Болонье в предыдущие десятилетия имели место посмертные исследования, позволявшие установить причину смерти. Таким образом, включение Anatomia Mundini в подготовку врачей, возможно, в большей степени воспринималось как очевидное развитие, а не как смелое новшество [32]. Это привело к разрыву с религиозным учением – препарирование не было запрещено ни христианской, ни исламской теологией. Некоторые арабские тексты IX и XII веков порицают расчленение. Но в целом кажется, что ученые, которые открыли и перевели труды Галена и Аристотеля, были удовлетворены содержащимися в этих работах знаниями и не стремились сравнивать взгляды древних предшественников с собственными наблюдениями [33.] Теперь все начало меняться. И в отличие от короткого периода в Александрии более 1500 лет назад, отношение к вскрытию поменялось окончательно, по крайней мере в Западной Европе.

Решающим стал не сам факт, что Мондино заглянул внутрь мертвого тела, а то, что этим он показал важность самостоятельного изучения. Представления о человеческом теле можно проверить, а знания можно получить независимо, не копируя слепо древние трактаты, – данная мысль в конечном счете окажется революционной. Однако, хотя метод Мондино и был радикальным, его наблюдения таковыми не являлись – ученый просто повторил взгляды Галена относительно анатомических структур и добавил аристотелевскую интерпретацию их функции, согласно которой сердце было источником движения, включая голос [34].

«Анатомия Мондино» показала, что препарирование – это потенциальный инструмент для понимания человеческого тела, но работа самого ученого существенно на науку не повлияла. В мире до изобретения печати мысли распространялись медленно. Текстуальные свидетельства древних считались решающими – начиная с Библии и заканчивая текстами, которые Фома Аквинский и другие церковные лидеры включили в свою теологию. Вера, а не факт все еще оставалась сущностью знания и формировала основу европейской интеллектуальной жизни.

Начиная с XV века темпы культурных и технологических изменений в Европе внезапно ускорились. Этот период традиционно называют Ренессансом и первой научной революцией. Историки до сих пор спорят о том, что могло вызвать эти изменения и произошли ли они вообще. Европейское изобретение книгопечатания (через несколько сотен лет после китайского изобретения подвижного шрифта) изменило распределение знаний[17]. Переводы Библии на национальные языки и развитие протестантизма поощряли идею о том, что знание о мире доступно непосредственно отдельным людям, а не обязательно закреплено за неким авторитетом. Революции в Нидерландах и Англии свергли старую аристократическую власть, освободив политическое, социальное и экономическое пространство для новых классов с более радикальными взглядами на мир. Между тем открытие Америки европейцами и появление новых болезней, таких как сифилис, подорвали веру в древние тексты, которые были малополезны в попытках понять бурную смену событий. Наконец, изобретение телескопа и микроскопа открыло невообразимые до сих пор миры, в то время как технологические разработки, наподобие поршневого насоса и часового механизма, подарили человеку новые убедительные метафоры, которые, казалось, объясняли все: от движения звезд до человеческого тела.

В 1543 году были опубликованы две книги, в совершенно разных масштабах изменившие наш взгляд на Вселенную и ее обитателей. В первой книге – работе Николая Коперника «О вращении небесных сфер» (De Revolutionibus Orbium Coelestium) – излагалась математическая модель, согласно которой Земля вращается вокруг Солнца. Для расчетов ученый использовал теоремы, разработанные арабскими астрономами более двух веков назад. Второй книгой был научный труд Андреаса Везалия «О строении человеческого тела» (De Humani Corporis Fabrica). Семитомная и семисотстраничная работа объединила знания и эстетику, представив читателям самое точное из существовавших на тот момент описание анатомии человека. Везалий в полной мере использовал мощь книгопечатания, обогатив текст более чем 200 поразительными иллюстрациями в технике ксилографии[18], основанными на вскрытии человеческих тел. Везалий, профессор медицины в Падуе, создал поистине революционную работу. И она стала таковой не только из-за знаний, которые в ней содержались, но и из-за того, как эти знания были получены и представлены читателю.

В предыдущие десятилетия другие авторы, такие как Якопо Беренгарио да Карпи, опубликовали иллюстрированные описания анатомии человека на основе вскрытий, но пособие не отличалось ни особым графическим мастерством, ни анатомически точным изображеним деталей [35]. Были даже прецеденты вскрытия мозга: в 1517 году немецкий военный хирург Ганс фон Герсдорф подготовил лист с шестью небольшими рисунками коры головного мозга на разных стадиях рассечения. А в 1538 году Иоганн Дрюандер из Марбурга опубликовал одиннадцать гравюр, изображающих вскрытие мозга, правда, в относительно упрощенном виде [36]. Шедевр Везалия 1543 года был совершенно иного качества. Ничего подобного никто раньше не видел.

Каждая из книг в трактате «О строении человеческого тела» была посвящена различным системам организма (костям, мышцам, внутренним органам и так далее). Последняя книга объемом в шестьдесят страниц рассказывала о мозге и содержала одиннадцать рисунков открытого черепа. По-видимому, «натурой» для изображений послужили головы по меньшей мере шести человек [37]. Хотя гравюры мозга кажутся невероятно натуралистичными и точными, как и остальная часть работы, они очень избирательны и представляют лишь то, что можно увидеть невооруженным глазом [38]. Тем не менее трактат ознаменовал собой огромный прорыв в анатомическом знании. Например, Везалий сообщал, что не может наблюдать rete mirabile – сеть кровеносных сосудов, которая, как утверждал Гален, позволяла «животным духам» проникать в мозг. Везалий дерзко – и точно – пришел к выводу, что Гален ошибался и данной структуры в человеческом организме нет [39]. Студенты, утверждал он, должны присутствовать на вскрытии, внимательно смотреть «и в будущем меньше верить в книги по анатомии» [40]. Свое опровержение идеи Галена Везалий превратил в призыв к новому способу изучения тела.

Везалий также бился над разгадкой того, что все это может означать, как на самом деле функционирует человеческий организм, и в особенности мозг. В тот же момент скальпель, по понятным причинам, подвел ученого. Тщательное вскрытие человеческого тела могло выявить структуры, но, кроме тривиальных случаев (кости, сухожилия и нервы), не давало никакого реального понимания функций. Трудности интерпретации были особенно велики, когда дело доходило до поиска истоков поведения людей и наших различий с животными. Проблема, объяснял Везалий, заключалась в том, что при анализе образцов не обнаружилось «никакой разницы между структурой мозга животных и человеческим мозгом в тех частях, которые [он] препарировал у овцы, козы, коровы, кошки, обезьяны, собаки и птицы» [41].

Вскрытие человеческого мозга Везалием

Хотя Везалий отметил, что мозг человека пропорционально был намного больше, чем у других животных, ученый не смог найти качественного различия между строением мозга человека и других позвоночных. Что бы ни вызывало очевидные поведенческие и психологические различия между человеком и животными – Везалий этого не увидел. Хотя его вскрытия не могли дать объяснения того, как работает мозг, они позволили предположить, что доминирующая желудочковая теория может быть ошибочной – желудочки, казалось, были «не более чем полостями или проходами». Не имея лучшего объяснения принципов работы мозга, Везалий заключил, что «ничего не следует говорить о расположении в мозгу аспектов высшего духа», и набросился на теологов, которые осмелились локализовать их. Он описывал подобные идеи как «ложь и чудовищную фальшь». Мозг – крепкий орешек.

Все исследования Везалия основывались на мысли, что именно мозг, а не сердце является источником мысли и движения.

Доказательства этого предположения на самом деле были довольно скудными – единственное экспериментальное подтверждение получил Гален более 1200 лет назад. Спустя три десятилетия после смерти Везалия Андре дю Лоренс, профессор Университета Монпелье и врач Генриха IV, французского короля, не мог сделать ничего, кроме как утвердить свою веру в роль мозга:

«Следовательно, я утверждаю, что главное вместилище души находится в мозге, потому что там живут самые добрые силы и наиболее ясно проявляются самые достойные действия. Все инструменты движения, чувства, воображения, речи и памяти находятся в мозге или непосредственно зависят от него»[19] [42].

Что же касается роли желудочков, то дю Лоренс осторожно обошел данный вопрос, просто заявив, что он «не вполне решен».

Все эти робкие шаги к пониманию роли мозга в порождении мысли показывают, что не было ни одного «мозгоцентрического момента», когда мыслители осознали, что мозг, а не сердце является ключевым органом. Очевидная сложность мозга по сравнению с сердцем ясно указывала, где могут располагаться мысли и эмоции. Но из-за влиятельности традиции и силы повседневного опыта некоторые из величайших мыслителей XVI и XVII веков придерживались противоречивых взглядов. Замешательство, которое чувствовали многие, было прекрасно подытожено Шекспиром в одной из песен из третьего акта «Венецианского купца»:

2 Силы. XVII–XVIII века

В течение XVII столетия европейские мыслители все больше убеждались в том, что ответ на вопрос Шекспира определенно находился «в голове», а точнее, в мозге. Изменение отношения шло медленно и сложно – не было ни одного эксперимента или вскрытия, которые разрешили бы вопрос в пользу мозга. Вместо этого постепенно накапливались знания и концепции, и все они отводили мозгу определенную роль, хотя старые и новые идеи продолжали сосуществовать. Например, в 1620-х годах Уильям Гарвей показал, что «сердце – это просто мышца», как несколько десятилетий спустя выразился датский анатом Нильс Стенсен [1]. Хотя Гарвей признавал сложность мозга, называя его «органом ощущений» и «богатейшим членом тела», он также чувствовал, что Аристотель был прав и что кровь несет в себе некий таинственный дух, порождаемый сердцем. Неопределенность взглядов Гарвея свидетельствует об отсутствии решающих доказательств в то время.

Философ решил не публиковать свои идеи, после того как католическая церковь в 1633 году осудила Галилея[21].

Достоянием общественности работы Декарта стали посмертно – в 1662 году [2]. Как и многие другие мыслители, Декарт отверг предположение, что сердце было вместилищем страстей, как «не стоящее серьезного рассмотрения» [3]. Его взгляд на мозг был гораздо более современным. Согласно Декарту, тела животных функционируют так, как будто они являются машинами.

Он даже рассматривал животных как bêtes machines («животные машины» или еще драматичнее – «машины-звери») – и отводил главную роль мозгу [4]. Люди отличаются от других животных прежде всего тем, что обладают душой и пользуются языком. А основное анатомическое различие между мозгом человека и обезьяны, скажем, связано с шишковидной железой, структурой размером с горошину в основании мозга.

Декарт утверждал, что шишковидная железа есть только у человека и что она порождает «животные духи» из крови, которая поступает к ней через сердце, тем самым обеспечивая взаимодействие между разумом и телом. Это было место, где, согласно Декарту, взаимодействовали две фундаментальные части Вселенной: res extensa (вещь материальная, материя) и res cogitans (вещь мыслящая, разум или дух).

Этот акцент на шишковидной железе был основан на смеси утверждений и сомнительных анатомических свидетельств. Декарт полагал, что нервы, проецирующие сигналы вверх, в кору головного мозга, позволяют шишковидной железе раскачиваться и таким образом реагировать на восприятие различных объектов, двигаясь «настолько различными способами, сколько существует воспринимаемых различий в объектах» [5]. Таких нервов не существует, и, как только в 1660-х годах стало известно об ошибке, анатомы без труда показали, что эта якобы уникальная человеческая структура встречается у всех позвоночных.

Одной из идей Декарта, ставшей общепринятой на длительное время, было объяснение того, как «животные духи» движутся по нервам.

Как и многие другие, философ полагал, что они текучи и двигаются быстро. Но в отличие от предыдущих мыслителей Декарт нашел объяснение тому, как «животные духи» могли вызывать разное поведение: он обнаружил сходные процессы в действии гидравлических автоматов, модных во французских королевских садах в то время. Эти движущиеся статуи зловеще появлялись из растительности, играли на инструментах или даже говорили, когда вода и воздух проходили через их металлические тела. Декарт провел явную параллель между такими автоматами и поведением людей и животных:

«Действительно, можно сравнить нервы машины, которую я описываю, с трубами этих фонтанов, мышцы и сухожилия – с различными устройствами и пружинами, приводящими их в движение, животный дух – с водой, которая заставляет их двигаться, сердце – с источником воды, а полости мозга – с резервуарами для хранения» [6].

Взгляд Декарта на то, как происходит движение

Декарт использовал эту модель для описания происхождения простых форм поведения – того, что мы назвали бы рефлексами[22] [7]. Он изобразил фигуру, похожую на гигантского ребенка, убирающего ногу от огня, потому что духи переместились от ступни по нерву вверх, в мозг, а затем снова вниз, к мышцам ноги. Это был решительный шаг вперед по сравнению с предыдущими, довольно туманными объяснениями поведения человека и функций нервов. На протяжении тысячелетий мыслители предполагали, что «духи» движутся подобно жидкости или ветру – быстрота и неосязаемость этих форм движения делали их привлекательными аналогиями.

Организация гидравлической энергии в автоматах была гораздо более убедительной метафорой, но, несмотря на ее важность, все еще существовали широко распространенные разногласия относительно того, из чего состоят «духи» в нервах, и сбивающие с толку идеи Галена о нервном воздухе, или пневме, не очень помогли[23]. Стенсен указывает на данную проблему в 1665 году:

«Может быть, это особая субстанция, отделенная от… желез? Не могут ли серозные вещества быть их источником? Некоторые сравнивают их с винным спиртом и подозревают, что на самом деле они состоят из вещества, подобного свету. Короче говоря, стандартные вскрытия не могут прояснить ни одной из упомянутых трудностей, связанных с животными духами» [8].

Уверенный отказ Стенсена от всех существующих описаний функционирования нервов был частично основан на работе с использованием новейшей технологии – микроскопа. Его друг, голландский микроскопист Ян Сваммердам, и итальянский анатом Марчелло Мальпиги изучали содержимое нервов и согласились, что в них нет ни жидкости, ни воздуха. Сваммердам считал такие идеи бесполезными и абсурдными [9].

Экспериментальные доказательства, опровергающие «гидравлическую» гипотезу Декарта, появились, когда Сваммердам показал, что, если он погладит ножницами наружную сторону рассеченного нерва лягушки, прикрепленная мышца сократится. Этот результат, как утверждал ученый, «применим ко всем движениям мышц у людей и животных». Что бы ни происходило в нервах при ответной реакции, это было совсем не похоже на движущуюся воду в гидравлических автоматах Декарта. То же самое наблюдалось, даже если конец нерва перереза́ли, тем самым позволяя любому жидкому или газообразному «духу» вырваться. Сваммердам писал: «Чтобы побудить мышцу к действию, достаточно лишь простого и естественного движения или раздражения нерва, независимо от того, где он берет начало: в головном, костном мозге или где-либо еще».

Хотя Сваммердам был убежден, что истинное объяснение функционирования нервов «погребено в непроницаемой тьме», он был открыт к размышлениям, построенным вокруг новой метафоры:

«Экспериментально нельзя доказать, что какая-либо материя разумного или понятного объема течет по нервам к мышцам. И ничто другое не проходит от нервов к мышцам: все это суть очень стремительное движение, настолько быстрое, что правильнее назвать его мгновенным. Поэтому дух, как его именуют, или ту тонкую материю, что в один миг пролетает по нервам в мышцы, можно по праву сравнить с молниеносным движением, которое, когда по одному концу длинной балки или доски ударяют пальцем, бежит с такой скоростью по дереву, что почти тотчас же воспринимается на другом конце».

Эксперимент Сваммердама, показывающий, что прикосновение к нерву лягушки (с) металлическими ножницами заставляет мышцу (а) сокращаться, переводя булавки (b) в определенное положение (d)

Вместо этого, казалось, было задействовано какое-то неосязаемое движение – раздражение нерва вызывало практически мгновенную мышечную реакцию, подобную вибрации. Сваммердам нащупывал подходящие метафоры, но главное, что он обнаружил ошибочность предыдущих объяснений и выяснил, что можно производить движение искусственно, путем физической стимуляции нерва.

Одновременно с изучением функционирования нервов проводились новые исследования мозга, поскольку анатомы откликнулись на идеи Декарта. Вероятно, наиболее значительный вклад внес Томас Уиллис[24], известный врач из Оксфорда. Его любящий посплетничать современник Джон Обри обрисовал Уиллиса в двух словах: «Среднего роста, похож на рыжую свинью, сильно заикается» [10]. Под влиянием Роберта Бойля, интеллектуального лидера недавно основанного Лондонского королевского общества[25], в начале 1660-х годов Уиллис начал набрасывать материалистические объяснения проблем психического здоровья, которые, по его мнению, берут начало в мозге [11].

В 1664 году Уиллис опубликовал книгу на латыни с описанием анатомии мозга, которую прекрасно проиллюстрировал его друг Кристофер Рен[26]. В течение следующих двух десятилетий книга выдержала восемь изданий и была опубликована в Амстердаме, Женеве, а также в Лондоне. Английский перевод 1684 года оказался неудобопонятным, во-первых, из-за архаичного языка, а во-вторых, в силу латыни Уиллиса, которая, по мнению требовательного специалиста по истории сравнительной анатомии Ф. Дж. Коула, была «элегантной, но запутанной». Коул полагает, что Уиллис не обладал даром «выражаться четко и ясно» и был склонен к «тонкостям спекулятивного диспута» [12]. Откровенно говоря, Уиллис и сам не вполне понимал, что именно он думает.

Уиллис описал результаты масштабной программы вскрытия, которая намного превзошла декартовскую. Помимо человеческого мозга, его исследования включали «гекатомбы»[27] животных: лошадей, овец, телят, коз, свиней, кошек, лис, зайцев, гусей, индеек, рыб и обезьян [13].

В результате многочисленных вскрытий и использования чернил, вводимых в кровеносные сосуды для выявления связи между областями мозга, Уиллис сделал вывод, что именно вещество самого мозга дает возможность мыслить, а не желудочки, которые являются просто «пустотой, возникающей в результате смыкания его внешней границы» [14]. Как и предполагал Везалий, они были не более чем заполненными жидкостью пространствами.

Для Уиллиса структурная сложность материи мозга, которую он беспомощно описывал как извилистый или причудливо изогнутый кривошипный механизм, отражала его функциональную организацию. Память можно было найти в извилинах коры головного мозга, утверждал он, а мозжечок отвечал за непроизвольные действия, такие как сердцебиение, и встречался у большинства позвоночных.

Уиллис пришел к таким выводам главным образом на основе обширной сравнительной анатомии и наблюдаемых связей между областями мозга и различными частями тела. У людей поверхность мозга очень сложна, с множеством извилин, в то время как у кошек она проще, а у рыб и птиц – тем более.

Уиллис соотнес обнаруженные особенности с различными умственными способностями: «У человека этих складок и извилин гораздо больше, чем у любого другого живого существа; они нужны человеку для различных и разнообразных проявлений высших пособностей».

Уиллис утверждал, что в случае зрительного восприятия «чувственное впечатление»[28], созданное в глазу, будет перенесено «волновым движением или колебанием воды» в головной мозг, где «возникнет» восприятие. Память об образе будет локализована во внешних слоях или коре головного мозга, а воображение по неопределенным причинам – в мозолистом теле[29]. «Животные духи», согласно Уиллису, рождались в коре головного мозга, которая превращала в дух что-то в крови. Он полагал, что кровь и сердце являются источниками основных признаков жизни, как это утверждали мыслители на протяжении тысячелетий. Что касается того, как «духи» формируют поведение, ученый выражался туманно. Они «вступают в другие движения и различные способы эманаций[30]», писал Уиллис, и «разворачиваются», «рассеиваются», «идут вперед», а в итоге «производят акты Воображения, Памяти, Аппетита и другие высшие способности Души».

Несмотря на анатомическую точность Уиллиса, его представления о том, как работает мозг, были чистыми домыслами. Спустя несколько месяцев после выхода книги Уиллиса Нильс Стенсен посетил Париж, прибыв по приглашению своего покровителя – богатого, влиятельного французского библиофила и бывшего шпиона Мельхиседека Тевено [15]. В начале 1665 года блестящий, но напряженный 27-летний датчанин читал лекцию о мозге в загородном доме Тевено в Исси-ле-Мулино, к югу от Парижа. Он обратился к небольшому кругу друзей-интеллектуалов, часть из которых впоследствии основала Французскую академию наук, и откровенно описывал современное невежество в отношении мозга: «Вместо обещаний удовлетворить ваше любопытство касаемо анатомии мозга я здесь искренне и публично признаюсь, что совершенно не разбираюсь в этом вопросе» [16].

Для Стенсена, как и для Уиллиса, организация мозга должна была отражать его функции, и все же, как подчеркивал датский анатом, эта организация оставалась непостижимой. Стенсен не только отрицал теорию локализации желудочков, но и с презрением относился к беспричинному отождествлению различных участков мозга с определенными видами деятельности, что было характерно для Уиллиса. В отношении мозолистого тела, которое, как утверждал Уиллис, порождало воображение, Стенсен отметил, что об этой структуре известно так мало, что о ней каждый может «говорить все что заблагорассудится» [17]. Как неоднократно подчеркивал Стенсен, большая часть написанного о мозге характеризовалась «очень расплывчатыми терминами, метафорами и неуместными сравнениями».

В отличие от Декарта Стенсена не интересовала локализация души, кроме признания того факта, что мозг «безусловно является главным органом души и инструментом, с помощью которого она выполняет замечательные задачи». Стенсен был глубоко религиозным человеком – он скоро обратится в католичество, откажется от науки и станет епископом, – но его исследования свидетельствовали о расположении души в мозге, поэтому он не строил догадок.

Стенсен утверждал, что мыслители должны сначала точно охарактеризовать составляющие мозга – описание должно включать точные рисунки и сравнительные исследования мозга животных, в том числе на разных стадиях развития. Затем он выдвинул смелое (и весьма драматичное) предложение не только о том, как следует думать о мозге, но и о том, как его исследовать:

«Поскольку мозг действительно является машиной, мы не должны надеяться обнаружить его хитрость устройства иными способами, кроме тех, что используются для обнаружения разгадки механизма других машин. Таким образом, остается сделать то, что мы сделали бы для любой машины: разобрать ее на части и посмотреть, что они могут делать по отдельности и вместе» [18].

Сам Стенсен не занялся заявленной исследовательской программой – вскоре он уехал в Тоскану, где, прежде чем стать священником в 1675 году, успел за короткий промежуток времени основать геологию, объявить, что у женщин есть яйцеклетки, и выяснить, как работают мышцы.

Тем не менее понимание Стенсеном пути исследования мозга было фундаментальным аналитическим подходом. Его в той или иной степени мы и придерживаемся до сих пор.

Концепция Стенсена, согласно которой мозг не просто подобен машине, а фактически представляет собой некое устройство, стала частью общего сдвига в научных представлениях, произошедшего в Европе XVII века.

Философы и врачи, размышляя о теле, привыкли использовать механические метафоры. Тот же взгляд распространялся на Вселенную в целом, причем закономерность небесной механики рассматривалась в терминах некоего космического часового механизма [19]. Например, в 1641 году философ Томас Гоббс задал риторический вопрос: «В самом деле, что такое сердце, как не пружина? Что такое нервы, как не такие же нити, а суставы – как не такие же колеса, сообщающие движение всему телу так, как этого хотел мастер?»[31] [20]

Аналогии, которые Гоббс проводил между техникой и анатомией, достаточно хорошо соответствовали физическим функциям многих частей тела – сердце действительно является насосом (или пружиной) и так далее. Мозг несколько отличался, как из-за очевидного отсутствия понятной внутренней организации, которую можно было бы описать в терминах физических компонентов, так и из-за неимения какого-либо механизма, кроме часов, которое могло бы обеспечить соответствующую метафору. Вследствие недостатка каких-либо убедительных экспериментальных данных о функционировании мозга споры о связи между мозгом и разумом, что велись на протяжении XVII и XVIII веков, были сосредоточены на метафизических аспектах существования этой связи, а не на использовании современных машин в качестве разъясняющих метафор или предоставлении каких-либо конкретных доказательств. Эти философские дискуссии заложили основу для большинства последующих взглядов на связь между мозгом и разумом.

Гоббс представил строго материалистический подход, отвергнул противоречивые идеи Декарта о душе как «нематериальной субстанции» и вместо этого утверждал, что мышление должно состоять из материи. Мыслящей материи. Подход Гоббса разделяла и необыкновенная Маргарет Кавендиш, герцогиня Ньюкасла[32] [21]. В 1664 году она писала, что «чувствительная и рациональная материя… создает не только Мозг, но и все Мысли, Представления, Воображение, Фантазию, Понимание, Память и любые движения в Голове или Мозге». Она продолжала бросать вызов тем, кто верил в нематериальный разум:

«Я хотела бы спросить тех, кто заявляет, что Мозг не имеет ни чувства, ни разума, ни самодвижения и, следовательно, никакого Восприятия; но что все происходит от Нематериального Начала и Бесплотного Духа, отличного от тела, который управляет вещественной материей и побуждает ее к действию. Хотелось бы спросить их, говорю я, где находятся их Нематериальные Идеи, в какой части или месте Тела?» [22]

Принцесса Елизавета Богемская точно так же выразила свое непонимание взглядов Декарта в личном письме, написанном в 1643 году: «Я должна сказать, что мне легче признать наличие у души материи и протяженности, нежели допустить, будто нечто нематериальное может двигаться и перемещаться в теле» [23].

Елизавете было проще представить существование мыслящей материи, чем согласиться с предположением Декарта о том, что нематериальная субстанция – чем бы она ни была – каким-то образом взаимодействует с физическим миром.

Несколько десятилетий спустя радикальный голландский философ Бенедикт (урожденный Барух) Спиноза твердо полагал, что «ум и тело есть одно и то же», но при этом признавал, что, учитывая знания того времени, данное тождество невозможно доказать:

«Никто не знает, далее, каким образом и какими средствами душа двигает тело, какую степень движения может она сообщить телу и с какой скоростью способна его двигать. Отсюда следует, что, когда люди говорят, что то или другое действие тела берет свое начало от души, имеющей власть над телом, они не знают, что говорят, и лишь в красивых словах сознаются, что истинная причина этого действия им неизвестна, и они нисколько этому не удивляются»[33] [24].

Многие светила философии выступали против материалистических объяснений разума. В одной из своих последних работ, в 1712 году, Готфрид Лейбниц[34] выразил общепринятое мнение, что не существует такой вещи, как мыслящая материя, потому что невозможно представить, как она может действовать:

«Если мы вообразим себе машину, устройство которой производит мысль и чувство восприятия, то можно будет представить ее себе в увеличенном виде с сохранением тех же отношений, так что можно будет входить в нее, как в мельницу. Принимая это допущение, мы при осмотре мельницы не найдем ничего внутри, кроме частей, толкающих одна другую, и никогда не обнаружим ничего такого, чем бы можно было объяснить суть восприятия»[35] [25].

Этот аргумент стал известен под названием «мельница Лейбница», а его усовершенствованные и обновленные версии использовались на протяжении веков и используются до сих пор в рамках современных дискуссий о том, как работает мозг.

Философские прения о возможном существовании мыслящей материи усилились после того, как в 1689 году Джон Локк опубликовал эссе «Опыт о человеческом разумении» [26]. Локк, известный ныне преимущественно как философ, учился на врача и был близким другом Ричарда Лоуэра – физиолога, помогавшего Уиллису проводить вскрытия в начале 1660-х годов. Джон Локк также являлся членом Королевского общества (Бойль был его покровителем). Хотя поначалу «Опыт» восприняли положительно – вскоре его стали преподавать в Оксфорде, – к концу столетия эссе подвергалось все большему числу нападок из-за того, как Локк рассматривал вопрос о мыслящей материи. Взгляды мыслителя или то, что люди принимали за них (философы до сих пор спорят о том, что именно Локк имел в виду), сформировали большую часть западных воззрений XVIII века о разуме, душе и самости[36].

Удивительно, но, учитывая это долгосрочное влияние, прямой вклад Локка в дискуссию о мыслящей материи был минимальным. В третьей части «Опыта» он кратко изложил два возможных объяснения происхождения мысли, которые считал одинаково вероятными. Либо Бог мог создать материю такой, чтобы она была способна мыслить, либо он мог бы зафиксировать на инертной материи некую незрелую субстанцию, которая являлась бы мыслью. Как объяснил Локк в своей типично неясной прозе[37]:

«У нас есть идеи квадрата, круга и равенства; и все-таки, вероятно, мы никогда не будем в состоянии найти круг, равный квадрату, и знать достоверно, что они равны. У нас есть идеи материи и мышления; но возможно, что мы никогда не будем в состоянии узнать, мыслит ли какой-нибудь чисто материальный предмет или нет. Без откровения, путем созерцания своих собственных идей, мы не можем обнаружить, дал ли всемогущий Бог некоторым системам материи, соответственно устроенным, способность воспринимать и мыслить, или же он присоединил и прикрепил к материи, таким образом устроенной, мыслящую нематериальную субстанцию. Представить себе, что Бог при желании может присоединить к материи способность мышления, по нашим понятиям, нисколько не труднее для нашего разумения, чем представить себе, что он может присоединить к материи другую субстанцию со способностью мышления[38]» [27].

По сравнению с аргументами Гоббса или Кавендиш размышление Локка было гораздо менее напористым, однако его аккуратное предположение о возможном существовании мыслящей материи возмутило многих консервативных философов, которые усмотрели в такой трактовке следующую кощунственную цепочку аргументов. Если материя способна мыслить, значит, душа материальна, и в этом случае логика предполагает, что она не может быть бессмертной. Один ирландский богослов обвинил работу Локка в том, что она «по всей вероятности, является последним великим ухищрением дьявола против христианства» [28].

Другой фронт возражений против мыслящей материи сформировался вокруг растущего убеждения, что Вселенная состоит из мелких частиц. Аргумент был таков: если вся материя строится из атомов, то атомы мыслящей материи должны обладать каким-то особым качеством. Но все атомы должны быть принципиально идентичны, поэтому вещество, из которого состоит мозг, никак не может быть особенным. Этот парадокс рассматривался многими как убийственный контраргумент в споре о возможности существования мыслящей материи – либо вся материя может мыслить, либо никакая. По мнению Ричарда Бентли[39], прочитавшего в 1692 году в Королевском обществе лекцию «Материя и движение не могут мыслить», вера в мыслящую материю приводила к «чудовищным нелепостям»: «Каждый Камень был бы воспринимающим и разумным Существом… каждый Атом нашего Тела являлся бы отдельным живым Организмом, наделенным собственным самосознанием и личными чувствами» [29].

Некоторые мыслители все же приняли идею о потенциальном существовании мыслящей материи.

Английский врач Фрэнсис Глиссон утверждал, что фундаментальной чертой всей материи является раздражимость (современный синоним – «ответная реакция»), которая также является основой восприятия и подразумевает, что вся Вселенная в некотором роде разумна. Этот взгляд известен как панпсихизм и продолжает отражаться в некоторых современных нейробиологических дискуссиях о природе и происхождении сознания [30].

Для Бентли существование мыслящей материи любого рода было просто невозможным. Он был даже готов отрицать всемогущество Творца, отвергая предположение Локка о том, что Бог мог создать мыслящую материю: «Всемогущество само по себе не может создать мыслящее тело, и это не какое-либо несовершенство в Силе Бога, а неспособность Субъекта: идея Материи и Мысли абсолютно несовместимы» [31]. Один из защитников Локка, теолог Мэттью Смит, сделал справедливое замечание насчет аргументации Бентли: «По сути, все его доводы сводятся лишь к одному: мы не можем понять, каким образом материя и движение производят ощущение» [32].

После смерти Локка спор о мыслящей материи был обобщен в публикации ряда писем, написанных в 1706–1708 годах Энтони Коллинзом, богатым английским вольнодумцем и другом Локка, и философом Сэмюелом Кларком, который яростно восставал против идей последнего.

Для Кларка, как и для Ричарда Бентли десятилетием ранее, сознательность одной части человеческого тела должна отражаться в каждой ее частице, потому что любое качество некоей материальной системы непременно присуще всем ее составляющим [33]. Коллинз ответил попыткой объяснить, как организация частиц в мозге может привести к возникновению сознания посредством того, что мы назвали бы эмерджентностью[40]:

«Можно предположить, что у частиц, составляющих мозг, есть сила, способная внести свой вклад в акт мышления, прежде чем они объединятся в единой форме; хотя, будучи разобщенными, [частицы] обладают сознанием не больше, чем любое другое существо, которое способно вызывать в нас доброту… имеет силу вызывать в нас доброту, когда его части разъединены и разделены» [34].

В конечном счете дискуссия вращалась вокруг природы самой материи и, в частности, возможности, как объяснил Коллинз, что целое характеризуется чем-то, чем не обладает каждая из его частей [35]. Это были серьезные вопросы, которые нельзя было решить просто бесконечными спорами.

Одно из предположений о мыслящей материи, особенно раздражавшее многих мыслителей, подразумевало отсутствие фундаментальной разницы между людьми и машинами. Параллели между людьми и машинами обычно считались в высшей степени аморальными, потому что вызывали сомнения в свободе воли. Если бы человеческий выбор каким-то образом диктовался глубинным материальным процессом, а не духом, то морали не было бы, продолжали рассуждать они. Многие критики подозревали, что материалисты используют аналогию с машиной, чтобы склонить наивных подростков к безудержному сексуальному поведению. По словам некоего Джона Уитти, хитроумный план материалистов состоял в том, чтобы «сначала превратить себя в простые Машины, а затем в письмах к леди разубедить их (нетрудно догадаться, для каких целей) в существовании Нематериальных и Бессмертных Душ» [36]. Это запутанное убеждение было широко распространено – материализм считался реальной угрозой сексуальной морали. Например, английский математик Хамфри Диттон ясно чувствовал, что мир катится в тартарары и что все это сводится к вере в мыслящую материю, которая, по его убеждению, имела цель подорвать «самые основы христианства» и стояла за «Всей Системой Современной Неверности» [37]. Если признать факт существования мыслящей материи, это повлечет за собой грозные последствия, которые так драматично описал Диттон, крайне остро относившийся к данному вопросу: «Они [материалисты] лишили человека всех Интеллектуальных Сил и подменили наши Души Колесами и Пружинами, так что мы всего лишь Набор Движущихся Болтающих Машин» [38].

Во Франции, как и следовало ожидать, о последствиях существования мыслящей материи в отношении морали, сексуальной или иной, заботились меньше. Поэтому предварительные идеи Локка по ту сторону Ла-Манша обычно воспринимались лучше. Например, в первые десятилетия XVIII века появилась анонимная рукопись под названием «Материальная душа» (L’Ame matériel), распространившаяся во французских интеллектуальных кругах. В этом собрании текстов содержалось утверждение, что «именно материя, из которой состоит мозг, мыслит, рассуждает, желает, чувствует и так далее» [39]. Тот факт, что рукопись так и не была опубликована, свидетельствует об официальном неодобрении подобных идей, но желание интеллектуалов обсуждать их было вполне реальным.

В то время как философы занимались метафизикой разума, врачи и другие исследователи обращались к более простому на первый взгляд вопросу о том, как происходит восприятие и движение [40]. Даже Исаак Ньютон не остался в стороне. В конце третьей книги второго издания «Математических начал натуральной философии»[41] 1713 года Ньютон предположил, что «некий тончайший эфир» может быть найден во «всех сплошных телах». Телесное движение происходило через его «колебания, возбуждаемые в мозге силой воли и распространяющиеся оттуда через твердые, прозрачные и однородные капилляры нервов в мышцы для их сокращения и расширения» [41].

Взгляды Ньютона основывались не на конкретных физиологических знаниях, а скорее на его предположениях об устройстве Вселенной. В отсутствие каких-либо экспериментальных данных они оставались не более чем допущением.

Многие из наиболее влиятельных идей XVIII века о связи между мозгом и движением тела получили распространение благодаря учению Германа Бургаве, профессора медицины в Лейденском университете. Бургаве был, вероятно, самым выдающимся врачом своего времени.

Между 1715 и 1776 годами только в Англии было опубликовано около сотни его работ или комментариев к ним, а ученики Бургаве стали одними из ведущих анатомов и физиологов той эпохи. Хотя Бургаве знал, что работы Сваммердама и Глиссона показали отсутствие нервной жидкости – в последние годы жизни он собрал для публикации шедевр Сваммердама – «Книгу природы». Ученый продолжал утверждать, что нервы содержат «сок», «самый быстрый и легкий из всех» [42]. Эта «едва уловимая жидкость» образовалась из крови, как утверждал Бургаве и как считали со времен Галена. Он отверг эксперименты Сваммердама на лягушках как малозначимые для понимания человека:

«На самом деле нет возражений против существования нервной жидкости, так как первые два эксперимента ни о чем не свидетельствуют, а остальные лишь показывают, что нервная ткань у хладнокровных земноводных животных отличается от нервной ткани у четвероногих и теплокровных животных, поэтому никакие доводы не могут быть взяты отсюда, чтобы прийти к каким-либо умозаключениям относительно человеческого тела».

Концепция движения и нервной функции Бургаве была усовершенствованной версией гидравлического взгляда Декарта и, возможно, подтвердилась работой Джорджо Бальиви[42], который в 1702 году утверждал, что пульсации мозга производят циркуляцию нервной жидкости (на самом деле эти движения мозга являются следствием артериальной активности) [43].

В 1752 году один из учеников Бургаве, строгий швейцарский кальвинист[43] Альбрехт фон Галлер, изложил новый взгляд на функционирование нервов и мозга. Ученый описал два основных свойства живых тканей – раздражительность и чувствительность. Он считал, что движение вызывается раздражительностью (он взял этот термин у Глиссона), которая может наблюдаться при сокращении мышц и переносится тем, что он назвал vis insita («сократительная сила»), продолжающей существовать после смерти, как это видно из опытов с лапками лягушек у Сваммердама. Нервы, с другой стороны, проявляли чувствительность, которую несла vis nervosa («нервная сила»). Она прекращается со смертью, сказал Галлер, и его опыты показали, что нервную силу можно подавить, перевязав нерв, повредив мозг или леча пациента опиумом. Масштабные эксперименты продемонстрировали, что эти две фундаментальные силы полностью разделены: «Наиболее раздражимые части совсем не чувствительны, и, наоборот, наиболее чувствительные не раздражимы», – писал Галлер [44].

Позже он уже заявлял, что нервы должны содержать какую-то жидкость, вырабатываемую в коре головного мозга, которая движется вниз по «маленьким трубочкам нервов». Эта «нервная жидкость», по словам ученого, «является инструментом чувства и движения и должна быть чрезвычайно подвижной, чтобы переносить впечатления или команды воли к местам их назначения без какой-либо заметной задержки» [45]. Несмотря на утверждение Галлера, что знание должно основываться скорее на экспериментах, чем на аналогии, в конце концов его понимание функции нервов не отличалось от идеи, что господствовала на протяжении веков, – жидкость Галлера ничем не отличалась от «животных духов» Галена.

Другие мыслители были смелее. В 1749 году йоркширский врач Дэвид Гартли[44] опубликовал работу, в которой предположил, что вибрации проходят по нервам, «как звук по водной глади рек». Этому взгляду противостоял Александр Монро, профессор Эдинбургского университета и еще один ученик Бургаве, убежденный, что в нервах есть жидкости и что «нервы не способны к вибрациям, потому что их окончания… довольно мягкие и нежные» [46]. Гартли возразил, что не верит, будто «сами нервы должны вибрировать, как музыкальные струны» – ведь они не натянуты. Но все же сам он при этом не может объяснить, как именно вибрация движется вниз по мягкому и нежному нерву [47].

Несмотря на имевшиеся затруднения, Гартли расширил свою вибрационную гипотезу, чтобы охватить весь мозг. Восприятие, полагал он, каким-то образом вызывает в мозге вибрации, которые по существу идентичны у разных людей. Кроме того, расположение таких вибраций может объяснить процесс обучения:

«Когда два или более объекта представляются одновременно, чувственные впечатления, вызванные ими, располагаются так близко друг к другу, что, обращаясь к этой части чувственного, ум не может видеть один объект без другого, и поэтому идеи, отвечающие данным объектам, всегда неотделимы друг от друга» [48].

Идея Гартли, позже названная ассоцианизмом, подразумевала, что ощущения, физически связанные в мозге, могут формировать память [49]. Ученый также различал «автоматические движения» вроде тех, что происходят в сердце и кишечнике, и произвольные [50].

Против позиции Галлера и Гартли выступил Роберт Уитт, шотландский врач из Эдинбурга и еще один ученик Бургаве. Уитт утверждал, что существует нематериальный «разумный принцип», действующий через нервы и мозг и позволяющий телам двигаться. В 1751 году он ополчился на предположение Галлера о существовании силы, приводящей к мышечному сокращению, и назвал его идею «не более чем прибежищем невежества». В противоположность Уитт заявил, что раздражительность – это просто сила души [51]. Раздосадованный Галлер ответил, что Уитт не может объяснить, почему мышца, удаленная из тела, все еще сокращается при стимуляции, если только он не воображает, будто душа каким-то образом присутствует в каждой части тела [52].

Эти двое продолжали спорить в печати вплоть до смерти Уитта в 1766 году и даже после: Галлер преследовал своего умершего оппонента более десяти лет [53].

Уитт был настолько враждебно настроен к предположению о возможной материальной основе поведения, что не использовал термин «автоматический» для описания непроизвольных движений. Как он предупреждал, это может означать, что тело – «просто неодушевленная машина, производящая такие движения исключительно из-за своей механической конструкции» [54]. Однако Уитт проницательно заметил, что ум действительно может влиять на некоторые непроизвольные движения, показывая, что подобные реакции не являлись полностью механическими: «Таким образом, вид или даже воспоминание о пище вызывает непрерывный поток слюны во рту голодного человека».

Работа Уитта строилась на идеях Жана Астрюка, профессора медицины, работавшего в Монпелье и Париже. Астрюк был выдающимся ученым: помимо того, что он написал первую книгу по венерологии, Астрюк также стал одним из первопроходцев в применении текстологического анализа к Библии, предположившим, что Книга Бытия была написана более чем одним автором. Астрюк утверждал, что непроизвольное поведение, такое как моргание, семяизвержение и дыхание, вызывается «животными духами», которые текут вверх по нервам, достигают мозга и затем, согласно идее Декарта, «отражаются» обратно, чтобы произвести соответствующее движение в конкретном органе. Так, Астрюк ввел в научный оборот понятие «рефлекс» [55]. Почти через сотню лет после того, как Декарт впервые описал этот феномен, у рефлекса появилось название.

Ключевой вклад Уитта состоял в изучении физических основ рефлекторных движений. Он показал, что для их осуществления необходим спинной мозг и специфические рефлексы связаны с его различными частями – движение нижних конечностей вызывается нижней частью спинного мозга и т. д. [56].

Подобно Астрюку, Уитт интерпретировал полученные факты в терминах связи между стимулируемыми нервами и теми, что вовлечены в движение. Они, по-видимому, располагались в месте, где встречались в спинном или головном мозге [57].

Хотя взгляд Уитта на основу мшления был решительно антиматериалистическим, его работа предполагала, что определенное поведение может быть объяснено некоей нервной связью между различными частями тела.

Наиболее известный вклад в дискуссию XVIII века о мыслящей материи внес другой ученик Бургаве, француз Жюльен Офре де Ламетри.

В 1747 году Ламетри опубликовал сочинение «Человек-машина» (L’homme machine), манифест нового взгляда на человеческий ум и тело, согласно которому функционирование тела и ума может быть полностью объяснено материей [58]. Мыслитель писал: «Все способности души настолько зависят от специфической организации мозга и всего тела, что они, очевидно, являются не чем иным, как самой этой организацией» [59]. Мыслящая материя существует, утверждал Ламетри, и это мозг.

По словам его покровителя, прусского короля Фридриха II, понимание Ламетри того, что «способность мыслить есть лишь следствие организации машины», пришло во время лихорадки в 1744 году. В 1746 году Ламетри предварительно изложил эту идею в печати. Его работа была немедленно осуждена французскими властями, и он предусмотрительно бежал в Нидерланды.

Неустрашимый ученый еще серьезнее задумался о материальной основе разума. Результатом его изысканий стала книга «Человек-машина», которая была написана и опубликована – анонимно – в Лейдене в 1747 году. Труд Ламетри обладал всем необходимым, чтобы стать бестселлером: он строился вокруг дерзкой идеи, но был написан в легком разговорном стиле, шутливо высмеивал сильных мира сего и содержал непристойные намеки. Книгу немедленно запретили во Франции, что неизбежно способствовало тайному распространению печатных и рукописных версий. Даже в якобы терпимом Амстердаме книга была запрещена и публично сожжена палачом. Несмотря на или, скорее, из-за ее скандальной репутации, предприимчивый лейденский издатель Ламетри быстро выпустил еще два издания [60].

Многие идеи мыслителя звучат очень современно. Например, он предположил, что мы могли бы научить больших обезьян использовать язык жестов, потому что «нет резкого перехода животных к человеку… Кем был человек до того, как изобрел слова и выучил языки? Животным конкретного вида» [61]. Более чем за сто лет до Дарвина Ламетри также заявил, что «форма и состав мозга четвероногих более или менее совпадают с человеческим… Человек в точности подобен животным как по своему происхождению, так и по всем пунктам сравнения».

Интересно, что в качестве отправной точки в «Человеке-машине» Ламетри выбрал психическое здоровье и то, как на него влияет состояние тела. Некоторые из симптомов, выявленных им, сегодня выглядят странно – «те, кто воображает, что они превратились в оборотней, петухов или вампиров», – но он с явным сочувствием описал различные формы эмоционального потрясения, ужасные последствия бессонницы или трагедию фантомного болевого синдрома у людей, переживших ампутацию. Это было характерно для медленного изменения отношения к психическим заболеваниям, происходившего в Европе во второй половине XVIII века и усиленного безумием английского короля Георга III, которое диагностировали в 1788 году. Но, хотя некоторые врачи стремились проявлять больше участия к пациентам с психическими заболеваниями, они плохо представляли себе, как лечить даже физические недуги, не говоря уже о ментальных и психических проблемах [62]. Ламетри, несмотря на свою страсть и современные идеи, ничем не отличался от них.

За кажущейся новизной Ламетри скрывались некоторые довольно старые идеи. Его объяснение работы мозга основывалось на непроизвольных движениях. Ламетри называл их «пружинами человеческой машины» и описывал весьма туманно, используя аналогию с часами [63]. Будучи не в силах узнать, как материя может мыслить, Ламетри вернулся к предположению, что это следствие какой-то неизвестной силы, специфичной для жизни: «Организованная материя наделена движущим принципом, и один он отличает ее от неорганизованной материи… этого достаточно, чтобы решить загадку субстанций и человека». В результате у Ламетри родилась замечательная метафора человеческого мозга и тела: «машина, которая заводит собственные пружины – живой образ вечного двигателя… человек есть совокупность пружин, взаимно активируемых друг другом» [64]. По наблюдениям современных комментаторов, подобные виталистические[45] взгляды ученого говорят о том, что, несмотря на драматическое название своей книги, Ламетри не полностью принял материалистический подход.

В феврале 1748 года, когда стало ясно, что «Человек-машина» приведет к большим проблемам в Нидерландах, ученый перебрался в Берлин, приняв приглашение Фридриха Великого, прусского монарха. Ламетри стал врачом короля и присоединился к Вольтеру и другим радикальным мыслителям при дворе. Фридрих, который был чрезвычайно либерален, когда дело касалось философских вопросов, разделял взгляды Ламетри на мыслящую материю. «Мысль и движение… являются атрибутами одушевленной машины, созданной и организованной как человек», – писал король Вольтеру [65].

Ламетри был веселым, жизнерадостным человеком – на портрете он похож на парня, с которым вы хотели бы поболтать в пабе, – и прославился своим презрением к придворным условностям. Он падал ничком и засыпал прямо на дворцовых кушетках; когда было жарко, Ламетри швырял парик на пол, снимал воротник и расстегивал пиджак [66]. На его современников благоприятного впечатления это не производило – консервативный Галлер отрекся от Ламетри, а французский философ Дени Дидро назвал его «сумасшедшим», «распутным, дерзким, глупым, льстецом» [67]. В ноябре 1751 года, в возрасте всего сорока двух лет, Ламетри внезапно и таинственно умер. По словам Вольтера, причиной послужила еда: «паштет из орла, замаскированный под фазана… хорошо смешанный с плохим салом, рубленой свининой и имбирем» [68].

В первой половине XIX века Ламетри был забыт, и недавнее возрождение интереса к его работам обусловлено скорее параллелями с современными представлениями о мозге и поведении, а не каким-либо влиянием на последующую науку [69]. Однако работа мыслителя была значимой в более широком смысле. Его предположение о том, что люди являются машинами, вскоре просочилось в массовую культуру тем самым образом, о котором предупреждали некоторые критики Локка, – через порнографию.

Одна из самых скандальных книг, когда-либо издававшихся на английском языке, – «Мемуары женщины для утех», в народе известная как «Фанни Хилл», по имени ее главной героини. Книга была опубликована спустя год после «Человека-машины», а еще через год ее автора Джона Клеланда обвинили в развращении подданных короля, и «Фанни Хилл» запретили.

Содержание было настолько порнографическим, что версию без цензуры опубликовали в Великобритании только в 1970 году. В книге молодая Фанни неоднократно использует термин «машина» для описания различных пенисов, с которыми сталкивается (их много), в то время как эрекция часто называется «раздражением». Некоторые персонажи описываются как «машины» или «люди-машины», когда они участвуют в половых актах. А центральная тема книги – связь между телом и умом, рассматриваемая сквозь вездесущую призму сексуального желания [70]. Возможно, Клеланд читал труд Ламетри и был впечатлен «Человеком-машиной» или цинично добавил изюминку запрещенной философии, чтобы оживить свой эротический роман. Как бы то ни было, культурное воздействие нового, «механистического» взгляда на устройство человеческого организма было реальным.

Каким бы туманным ни был его слог, аналогия с машиной, лежащая в основе работ Ламетри, вызывала растущий интерес к сложным механизмам и автоматам. Техническое развитие, в частности миниатюризация, оставило далеко позади гидравлические статуи Декарта, на смену которым пришли жутко реалистичные часовые механизмы.

В 1738 году французский изобретатель Жак де Вокансон поразил парижан своим механическим флейтистом, за которым год спустя последовал волынщик, аккомпанирующий себе на барабане, и устройство, известное как Canard digérateur («Переваривающая утка»), которое могло двигаться, есть и испражняться [71]. В Лондоне у часовщика Джеймса Кокса была целая галерея, посвященная его автоматам, в том числе прекрасному механическому серебряному лебедю, которого можно увидеть в Музее Боуз в графстве Дарем.

Возможно, вершиной изобретений этого периода был «Писатель», автомат, состоящий из почти 6000 деталей, который был создан в 1770-х годах швейцарским часовщиком Пьером Жаке-Дрозом. Этот необычный автомат – теперь выставленный в Невшателе – мог писать буквы гусиным пером и одновременно двигать стеклянными глазами, будто бы следя за движением руки и фокусируя взгляд на письме.

Никто не предполагал, что такие устройства были живыми или мыслили. Но сверхъестественная способность воспроизводить аспекты поведения предполагала, что их тикающие «внутренности» могли каким-то образом пролить свет на принципы работы человеческого мозга и тела.

На протяжении всего XVIII века мысль о фундаментальной роли мозга все больше укоренялась в научных и популярных представлениях. В 1734 году английский писатель Сэмюэл Коллибер провозгласил: «То, что мозг – это вместилище ощущений (которые, как мы наблюдали, являются одним из видов мышления), в настоящее время общепризнано» [72]. Конечно, Коллибер слегка преувеличивает, но в целом все шло именно так.

Почти полвека спустя Джозеф Пристли, великий британский химик и священник-диссентер[46], находившийся под сильным влиянием Дэвида Хартли, объявил, что мышление «является свойством нервной системы или скорее мозга» [73]. Он выразился с типичной йоркширской прямотой: «По-моему, заключить, что мозг мыслит, можно на том же основании, как и утверждать, что он белый и мягкий» [74]. Пристли даже привел несколько веских доказательств в подтверждение своих взглядов:

«Насколько можно судить, способность мышления и определенное состояние мозга всегда сопровождают друг друга и друг другу соответствуют. Именно поэтому мы считаем, что любое свойство присуще любой субстанции. Не бывает такого, чтобы человек сохранил способность мыслить, когда его мозг разрушен. И всякий раз, когда страдает мышление, есть достаточные основания полагать, что мозг находится в таком же расстройстве. В связи с чем мы неизбежно обязаны рассматривать мозг как место, где пребывает мышление» [75].

Однако в течение XVIII века в науке произошел медленный сдвиг от вселенной, управляемой законами механики, к вселенной, в которой, казалось, на первый план вышли силы и чувствительность. Витализм, вытесненный математизацией вселенной в XVII столетии, возвращался. Механистические воззрения, оказавшиеся столь эффективными в руках Ньютона и других мыслителей, также обнаружили свои пределы.

Классическая теория тяготения Ньютона обладала огромной прогностической силой, но никто не был уверен, как именно работает гравитация[47]. Гравитация была реальной, но ее можно было только наблюдать, а не захватить или разбить на составные части. Предпринятые в физиологии попытки объяснить возникновение тепла в организме с помощью механических моделей не прошли экспериментальных испытаний. Поэтому к середине 1700-х годов были выдвинуты более виталистические интерпретации, предполагающие, что внутри живого тела происходят особые процессы, как считал Ламетри [76]. Точно так же механические аналогии, преобладавшие в представлениях о функции нервов и природе ума, выглядели несостоятельными, когда сталкивались с недавно выявленными силами раздражительности и чувствительности.

Кроме того, выражение этих сил в нервах не было похоже на какую-то гидравлическую силу, возникающую в результате давления. Напротив, она была условной и могла наблюдаться только при определенных обстоятельствах. В 1784 году австрийский физиолог Иржи Прохаска[48] утверждал: «Как искра скрыта в стали или кремне и не появляется, если нет трения между кремнем и сталью, так и vis nervosa [нервная сила] скрыта и не проявляет действия нервной системы, пока не возбуждается приложенным стимулом» [77].

Условная, немеханическая точка зрения поставила вопрос: какая из известных науке сил может справиться с подобной ролью? Ни вода, ни воздух, ни вибрация, казалось, не подходили для этого. Но имелись волнующие намеки, что за тайная сила это может быть; намеки, которые исходили от нового явления, оказывающего драматическое, ужасающее воздействие на тела и связанного, по-видимому, с самой жизнью. Речь шла об электричестве.

3 Электричество. XVIII–XIX века

В начале апреля 1815 года вулкан Тамбора в Индонезии извергся с поразительной силой. Сто кубических километров каменных глыб были измельчены и выброшены высоко в небо, густые газы и микроскопические обломки циркулировали в атмосфере в течение нескольких месяцев подряд, и климат всей планеты сильно изменился. В Европе следующий год стал известен как «год без лета»: погибли посевы, распространились болезни, а в Швейцарии четверо британских туристов оказались запертыми на берегу Женевского озера: «Лето было сырым и холодным, беспрестанный дождь целыми днями не выпускал нас из дому» [1]. Чтобы скоротать время, они решили, что каждый из них напишет страшную историю. Среди путешественников была восемнадцатилетняя Мэри Шелли, и новелла, которую она написала, называлась «Франкенштейн, или Современный Прометей». Как позже объяснила Шелли, идея о том, что доктор Франкенштейн собирает части тела и оживляет их, возникла благодаря экспериментам, которые были проведены несколько лет тому назад. Тогда тела недавно казненных преступников подвергали воздействию электричеством, заставляя их мышцы дергаться в пародии на жизнь [2]. Интерес к электричеству рос на протяжении всего XVIII века, и к 1750-м годам публичные демонстрации феномена электричества стали в Европе обычным делом [3]. Эти демонстрации проводились «электриками», которые вырабатывали статическое электричество, натирая кусок стекла или янтаря шерстью или, еще лучше, с помощью изготовленной на заказ машины, в которой маховик с ручным управлением вращал стеклянный предмет против войлока или шерсти, генерируя электрический заряд. Результаты иногда были почти сверхъестественными – огни святого Эльма[49] можно было вызвать в стеклянном шаре. А при исполнении трюка, известного под названием «Висящий мальчик», несчастного юношу подвешивали к потолку и заряжали статическим электричеством, растирая стеклянной трубкой. Легкие предметы вроде перьев и металлических опилок волшебным образом летали по воздуху и прилипали к нему.

Ключевым стал 1746 год, когда Питер ван Мушенбрук из Лейденского университета изобрел способ захвата и хранения электричества [4]. Шелковую нить пропускали между генератором и стеклянной банкой (первоначально ее наполняли водой), и сосуд накапливал электрический заряд (вскоре было обнаружено, что металлические накладки из фольги внутри и снаружи пустой емкости делали этот трюк еще эффектнее). Если бы провода, подключенные к внутренней и внешней стенкам банки, соприкоснулись одновременно, произошел бы мощный удар, поскольку банка бы мгновенно разрядилась (такие сосуды могут хранить более 30 000 вольт). Если бы кто-то еще держался за храбреца, соединявшего две части устройства, его также бы ударило током. Французский философ Жан-Антуан Нолле убедил 200 несчастных монахов взяться за руки цепью длиной более 400 метров и, к большому удовольствию зрителей, заставил подопытных невольно подпрыгнуть в воздух, когда сквозь них прошел заряд [5].

Электричество также использовалось для лечения различных видов паралича. Среди врачей, путешествовавших по Великобритании, предлагавших исцелять больных с помощью генераторных устройств и так называемых лейденских банок, были основатель методизма[50] Джон Уэсли и будущий лидер Великой французской революции Жан-Поль Марат. Данный метод терапии оказался настолько успешным, что начиная с 1780-х годов в ряде европейских больниц были установлены упомянутые выше устройства [6].

Вскоре стало ясно, что электричество может воздействовать на тело любого животного, даже мертвое. В 1753 году профессор Джованни Батиста Беккариа из Турина показал, что можно вызвать сильные сокращения «мышц бедра сильного петуха», если их стимулировать электрическими искрами [7]. В Болонье Марко Кальдани[51] удалил задние ноги лягушки, а затем поднес к конечностям наэлектризованный стержень: «Мы всегда видели, как мышцы нижних конечностей совершают движение. Это происходит исключительно благодаря силе электричества» [8]. Джозеф Пристли также изучал воздействие электричества на лягушек и показал, что удар из лейденской банки может заставить легкие мертвого животного раздуваться. Объяснение Пристли, почему он прекратил эксперименты, показывает, что не все исследователи были бесчувственными и жестокими: «Я бы бил током жаб, змей, рыб и т. д. и различных других хладнокровных животных, но у меня не было возможности. Кроме того, человечность – слишком дорогая плата за философские открытия» [9].

В 1749 году Дэвид Гартли связал растущее увлечение электричеством с отрывочными идеями Ньютона о функции нервов и предположил, что «электричество также различным образом связано с учением о вибрациях» [10]. Шесть лет спустя швейцарский мыслитель Шарль Бонне продвинулся еще на шаг, задавшись вопросом, имеют ли «животные духи природу, аналогичную природе света или электрической материи». Бонне, возможно, был первым, кто использовал слово, которое сейчас является фундаментальным для нашего понимания функционирования нервов, – «передача». «Являются ли нервы просто нитями, предназначенными для передачи материи, что так удивительно быстра?» – спросил ученый [11]. В 1760 году Бонне снова задумался о связи между электричеством и функцией нервов, предположив, что они содержат «жидкость, которая похожа на свет своей тонкостью и подвижностью». Бонне постарался дать понять, что у него нет никаких доказательств этого предположения:

«Мы не знаем природы животных духов: они еще более недоступны нашим чувствам и инструментам, чем сосуды, которые их фильтруют или производят. Только с помощью разума мы можем принять существование духов и заподозрить какую-то аналогию между ними и электрической жидкостью. Эта аналогия основана главным образом на некоторых свойствах данной жидкости. В частности, речь идет о скорости и свободе, с которыми она следует вдоль одной или нескольких нитей либо через толщу воды, даже подвижную» [12].

С конца 1750-х годов Болонья – место расположения старейшего в мире университета – стала ареной интенсивных споров о роли электричества в функционировании нервов. Марк Кальдани и Феличе Фонтана[52] поддержали точку зрения Галлера о том, что раздражительность является лучшим объяснением. А другие защищали традиционное представление о «животных духах», но вслед за Бонне воображали, что «духи» являются формой электричества [13]. Невозможность решить вопрос свидетельствовала о том, что наука зашла в тупик: для достижения прогресса требовались доказательства иного рода.

На протяжении тысячелетий было известно, что некоторые рыбы производят странное электричество. В Европе люди знали о парализующем действии маленького существа – электрического ската, или торпеды[53] («торпеда» происходит от латинского torpere, что означает «быть застывшим или парализованным»). Древние египтяне изображали африканского клариевого сома, обладающего аналогичной силой. А народы бассейна Амазонки хорошо знали о способности электрического угря парализовать животных [14]. Однако точная природа феномена, производимого этими рыбами, была неясна – те, кто исследовал электрический эффект, например Франческо Реди в XVII веке или Рене Антуан Реомюр в XVIII веке, считали, что он обусловлен быстрым движением рыбы.

В 1757 году французский исследователь Мишель Адансон пришел к выводу, что воздействие тока от пресноводного сома из Сенегала было таким же, как и от лейденской банки [15]. Десятилетием позже натуралист Эдвард Бэнкрофт показал, что ток, производимый угрем из Гайаны (на самом деле это не угорь), может передаваться через леску и оттуда на цепь из дюжины человек, «точно так же, как от электрической машины». Дальнейшие исследования скатов, вдохновленные натуралистом Джоном Уолшем и проведенные с участием физика Генри Кавендиша и анатома Джона Хантера, показали, что органы, ответственные за создание тока, – большие структуры по бокам тела, между головой и грудными плавниками – могут функционировать как серия лейденских банок.

В 1775 году Уолшу в конце концов удалось получить искру от заряда, произведенного рыбой, продемонстрировав, что она способна генерировать электричество. Предположения о том, что «животные духи» могут иметь электрическую природу, породили серьезную проблему: «духи» были явно ограничены нервами, но электричество легко протекало по всему телу. Эксперименты со скатами выявили, что электричество может содержаться в определенном органе, – может, и нервы могли бы делать что-то подобное? [16] Французский физик Пьер Бертолон пришел к выводу, что у всех животных есть «собственное электричество», производимое трением, создаваемым движениями, такими как дыхание, кровообращение и т. д. [17]. Это электричество, утверждал ученый, стимулирует мышцы через нервы и является основой всех движений.

Несколько лет спустя Луиджи Гальвани, врач из Болоньи, начал исследовать реакцию животных на электричество из лейденских банок, в основном изучая движение изолированных лягушачьих лапок, следуя работе Пристли и других ученых, проводивших эксперименты 30 годами ранее[54]. В 1791 году Гальвани заметил острую чувствительность нервов к электричеству, когда случайно обнаружил, что даже заряженная атмосфера, возникающая в грозовые дни, может вызывать мышечные сокращения [18]. Самым сложным открытием Гальвани было наблюдение сокращений в отсутствие какого-либо внешнего источника электрического заряда. Более ста лет назад Сваммердам показал, что если потрогать скальпелем лягушачий нерв, то прикрепленная к нему мышца сократится, и этот эффект он приписал раздражению. Гальвани наблюдал сходный феномен, но выявил, что мышца лягушки сокращается, если ее поместить на железную пластину, а затем коснуться связанных с ней нервов другим металлом, таким как серебро. Он пришел к выводу, что в нерве есть какое-то врожденное электричество, которое передается через металлы в мышцу [19]. Данный эффект не ограничивался лягушками. В мае 1792 года Гальвани присутствовал на двойной ампутации, проведенной профессором Гаспаром Джентили в больнице святой Урсулы в Болонье. Сразу же по завершении операции Гальвани взял ампутированные конечности бедного пациента и «в присутствии вышеупомянутого профессора, других врачей и ученых мужей» заставил пальцы руки двигаться, а мышцы ноги сокращаться, просто коснувшись нерва кусочком фольги, а мышцы – кусочком серебра, а затем позволив металлам контактировать друг с другом [20].

Гальвани утверждал, что эти эксперименты доказали существование «животного электричества», которое «содержится в большинстве частей организма животных, но наиболее ярко проявляется в мышцах и нервах» и, собственно, является таким же феноменом, как у электрических скатов и других подобных рыб [21]. Животное электричество, согласно Гальвани, вырабатывается корой головного мозга, а затем извлекается из крови и поступает в нервы. В некотором смысле ничего особенного не изменилось – это было похоже на более ранние представления о порождении «животных духов».

Гальвани не мог сказать, каким образом электричество в нерве заставляет мышцу сокращаться, хотя и задавался вопросом, является ли причиной испарение или раздражение. Несмотря на проблемы с пониманием того, как происходят простейшие движения, ученый был готов размышлять о самом сложном из всех вопросов – связи между разумом и движением:

«Может быть, ум с его удивительной силой мог бы послать некий импульс либо в головной мозг, во что очень легко поверить, либо за его пределы, в какой угодно нерв, вследствие чего нервно-электрическая жидкость быстро потечет от соответствующей мышцы к той части нерва, к которой был устремлен импульс» [22].

Эксперимент Гальвани на лягушачьих лапках. Человек слева генерирует заряд статического электричества, растирая шерсть овцы

В 1793 году туринский врач Эусебио Валли с энтузиазмом поддержал и дополнил утверждения Гальвани, полагая, что старые «животные духи» были заменены новой идеей животного электричества [23]. Валли понял, что если нервы функционируют на основе электричества, то, подобно электрическому органу ската, они должны иметь какое-то особое строение, отличающееся от структур других тканей: «Мозг, спинной мозг и нервы обладают специфической конституцией, и именно от нее зависит вид вырабатываемого электричества».

Несколько месяцев спустя эдинбургский врач Ричард Фаулер указал на проблему: эффект животного электричества Гальвани, казалось, проявлялся только тогда, когда ткани соприкасались с двумя различными металлами [24].

Эта критика также лежала в основе работы Алессандро Вольты[55] из Павийского университета, прояснившего, что простой контакт двух различных металлов генерирует слабый электрический заряд, который, в свою очередь, вызывает сокращение мышц лягушки. Он вкратце опроверг утверждение Гальвани об открытии врожденного электричества у животных – мышечное сокращение было просто реакцией на электрическую стимуляцию, порожденную контактом металлов [25].

Уязвленный критикой Вольты, Гальвани вместе со своим племянником Джованни Альдини провел эксперименты, проиллюстрировавшие, что растяжения мышц можно добиться, просто позволив нерву коснуться обнаженной мышцы без участия металла. Этот результат был подтвержден двумя годами позже Александром фон Гумбольдтом[56] [26]. Вольта не был впечатлен, подчеркивая, что даже в этих случаях в процесс сокращения были вовлечены некоторые сторонние компоненты, такие как жидкости на внешней поверхности тканей [27]. Тело, утверждал ученый, оставалось совершенно пассивным, реагируя на внешний электрический стимул, который каким-то неизвестным образом порождался взаимодействием того, что он называл «гетерогенными веществами».

Рассуждения Алессандро Вольты были не так уж далеки от истины – теперь мы знаем, что результаты первоначальных биметаллических экспериментов Гальвани были вызваны различным сродством электронов у двух видов металлов, благодаря чему и генерировался электрический ток. А эксперименты Гальвани и Гумбольдта без металлов вызвали ток повреждения, при котором травмированная ткань имеет отрицательный заряд, а неповрежденная – положительный [28]. Но Гальвани был абсолютно прав, утверждая, что в телах животных присутствует некий вид электричества и что «нарушенное равновесие» лежит в основе электрического тока. Более глубокое объяснение, которое будет полностью осознано лишь спустя практически 150 лет, состояло в том, что в организме электрические заряды имеют химическую основу: нервные импульсы – электрохимические.

Не все были убеждены, что проводившиеся эксперименты что-то говорят о природе движения. В 1801 году английский физик Эразм Дарвин (дед Чарлза) писал: «Я не считаю убедительными эксперименты, недавно опубликованные Гальвани, Вольтой и другими и демонстрирующие сходство между духом жизни, что сокращает мышечные волокна, и электрической жидкостью» [29]. Вскоре Дарвин оказался в меньшинстве, поскольку новые эксперименты, казалось, решили поставленный вопрос.

Новые прозрения зиждились на поистине революционном открытии Вольты. Ученый решил сосредоточиться на одном из наиболее сильных аргументов, подверждающих, что животные обладают каким-то присущим только им электричеством, – на электрическом токе ската. Осенью 1799 года, следуя идеям английского химика и изобретателя Уильяма Николсона, Вольта начал выяснять, лежит ли повторяющаяся структура электрического органа ската в основе его способности генерировать электричество [30]. Чтобы проверить гипотезу, Вольта создал, согласно его собственному описанию, искусственный электрический орган, основанный на анатомии ската и состоящий из чередующихся дисков из цинка и меди, между которыми были проложены кусочки картона, пропитанные разбавленной кислотой. Это изобретение получило название «вольтов столб» или «свая» (pile), в честь кучи дисков, из которых оно было сделано, – термин сохранился во французском языке, но в английском мы теперь говорим «батарея»[57].

Удивительно, но данное устройство генерировало непрерывный электрический ток за счет взаимодействия составных элементов. Спор Вольты с Гальвани привел к изобретению нового источника энергии. Об этом знаменательном открытии было объявлено миру в письме Королевскому обществу, написанном в марте 1800 года и опубликованном в июне того же года [31]. Наступила эра химического электричества, и вскоре физики и химики по всей Европе начали использовать батареи в своих исследованиях, завораживая публику демонстрациями новой формы энергии, как, например, делал это Гемфри Дэви[58] на знаменитых лекциях в Лондоне. В 1812 году на одной из его эффектных демонстраций электричества присутствовала некая юная девушка. Звали ее Мэри Годвин, но она стала более известной под фамилией мужа – Шелли [32].

В письме к Королевскому обществу Вольта описал способность внешнего электричества стимулировать нервы в отсутствие какого-либо дополнительного заряда от мышц.

Исследователь рассказал, как подключение искусственного электрического органа к различным частям его головы вызывало вкус на языке, свет в глазах и звуки в ушах. Единственное чувство, которое он не мог искусственно стимулировать, было обоняние – посылание электрического тока через внутреннюю часть носа вызывало только покалывание[59]. Примечательно, что Вольта не касался того, как на самом деле функционируют нервы. Он утверждал, что реакция на электричество всегда обусловлена внешним раздражителем, но не объяснял, как работают нервы в отсутствие такового. Гальвани считал, что в нормальном состоянии мозг каким-то образом высвобождает электрические заряды через нервы. Вольте нечего было этому противопоставить.

Хотя Вольта дожил до 1827 года, в дальнейшем он не внес никакого вклада в изучение животного электричества. Однако по иронии судьбы именно изобретенная им батарея привела к популяризации идей Гальвани о важности электричества в организме. Это произошло благодаря работе племянника и последователя Гальвани – Джованни Альдини. В начале XVIII века Альдини провел серию ужасных экспериментов[60] в различных европейских городах, во время которых использовал батареи Вольты, чтобы показать силу электричества, вызывающего движение в телах животных и, что наиболее драматично, в мертвых человеческих телах [33]. Наиболее известный из этих опытов произошел в Лондоне в январе 1803 года, когда Альдини экспериментировал с телом Джорджа Форстера, часом ранее повешенного за то, что утопил свою жену и ребенка в канале [34]. Перед небольшой аудиторией физиков в Королевском колледже хирургов Альдини поместил электроды на голову трупа, отчего левый глаз Форстера открылся, а лицо исказила гримаса [35] Согласно краткому сообщению, появившемуся в The Times, «далее правая рука [трупа] поднялась и сжалась, а ноги и бедра были приведены в движение. Неосведомленной части зрителей казалось, что несчастный находится на пороге возвращения к жизни» [36].

Эксперименты Альдини, которые он проводил по всей Европе, поразили закаленных медиков-наблюдателей, потому что непрерывный ток от батареи был способен производить жуткое, похожее на жизнь скоординированное поведение – очень отличающееся от коротких спазмов, вызванных одиночными ударами из лейденских банок. Это наводило на мысль, что электричество – нечто большее, чем просто раздражитель, и что оно на самом деле является неврогенным источником сложного поведения [37]. Собственные рассказы Альдини об экспериментах часто гротескны и неприятны. Вот два наболее приемлемых примера из возможных. Его исследования на животных показали, что воздействие тока на голову мертвого быка вызывало «такое сильное волнение во всех его конечностях, что некоторые из зрителей были сильно встревожены и сочли благоразумным отойти на некоторое расстояние». А пускание тока через обезглавленное тело коровы приводило к сильным сокращениям диафрагмы и выбросу фекалий [38]. После эксперимента во Франции Парижский национальный институт сообщил:

«Когда отрубили голову собаке, Альдини подверг ее действию сильного тока, отчего начались ужасные конвульсии. Рот открылся, зубы заскрежетали, глаза выкатились из орбит, и, если бы воображение не сдерживалось разумом и логическими размышлениями, можно было бы почти поверить, что животное вернулось к жизни и находится в состоянии агонии».

Не все эксперименты Альдини были столь жуткими или бессердечными. К примеру, он использовал электрическую стимуляцию, чтобы заставить цикаду петь, а светлячка светиться.

И с озарением, которому не суждено было принести плодов еще почти 200 лет, он даже задался вопросом, можно ли будет использовать этот метод, чтобы «получить более точные знания об организации насекомых». Альдини также использовал батарейки для проведения какой-то новаторской терапии. Он описал случай Луиса Лансарини, двадцатисемилетнего фермера, страдавшего «глубокой меланхолией». После серии ударов током – сначала в лицо, потом в череп – симптомы Лансарини постепенно отступили. Альдини следил за пациентом в течение нескольких месяцев и сообщил, что «у него хорошее здоровье и он может заниматься обычной работой» [39].

Эксперименты Альдини с использованием электричества на человеческих телах

Хотя самому Альдини было далеко до Франкенштейна, некоторые исследователи подошли довольно близко. Немецкий врач Карл Август Вайнхольд сделал ряд экстравагантных наблюдений, которые могли бы быть взяты со страниц шедевра Мэри Шелли, включая утверждение, что биметаллическое электричество действительно может возвращать к жизни [40]. Впечатлительному читателю лучше пропустить следующий абзац.

В книге 1817 года, озаглавленной «Опыты над жизнью и ее основными силами» (Versuche über das Leben und seine Grundkräfte), Вайнхольд писал, что разнородные металлы могут действовать как искусственный мозг. Он утверждал, что удалил мозг у живого котенка, а затем вставил в пустой череп смесь цинка и серебра. Животное начало шевелиться и в течение двадцати минут «поднимало голову, открывало глаза, с остекленевшим выражением смотрело прямо перед собой, пыталось ползти, несколько раз падало, снова вставало с явным усилием, ковыляло, а потом упало в изнеможении» [41]. В стиле Франкенштейна Вайнхольд пришел к выводу, что продемонстрировал собственную способность «создать полноценную физическую жизнь» [42]. Но к подобным заявлениям стоит относиться с известной долей иронии. Несколько десятилетий спустя молодой немецкий врач Макс Нейбургер назвал работу Вайнхольда «весьма причудливой» и предположил, что эксперименты «иллюстрируют его фантазию и наблюдения» [43]. Причина презрения Нейбургера была проста: притязания Вайнхольда находились за гранью возможного.

Несмотря на – и, откровенно говоря, из-за – такие эффектные, но сомнительные доказательства, идея о том, что электричество лежит в основе работы мозга, прижилась в научном сознании. Многие мыслители соглашались с немецким химиком и физиком Иоганном Риттером, в 1805 году пришедшим к выводу, что животные духи и животное электричество, что наблюдал Гальвани, функционально идентичны [44]. Широкая публика вскоре подхватила эти веяния, поскольку практические демонстрации гальванизма стали формой развлечения. 28 сентября 1804 года The Times объявила о лекции некоего мистера Харди, которая должна была состояться в лондонском Лицейском театре и которая, как обещали, будет включать «захватывающие действия разных конечностей препарированных животных: ползание, лягание, дерганье. Функции обоняния, кусания, жевания, глотания, питья и других произвольных движений будут вызываться в голове овцы, быка или другого крупного животного еще долгое время после отделения от тела».

Значение упомянутых выше открытий для объяснения функций нервов и мозга стало доступно массовому читателю в издании «Британской энциклопедии»[61] 1827 года. Врач Питер Марк Роже – впоследствии автор «Тезауруса»[62] – объяснил, что функция нервов имеет «большее сходство с передачей электрической энергии по проводам, чем с любым другим фактом, с которым мы знакомы в природе» [45]. Подобные представления активно распространялись в том числе благодаря набирающему обороты движению самосовершенствования, которое процветало в Соединенном Королевстве в XIX веке. В 1832 году молодая женщина по имени Элиза Шарплз[63], скандально вступившая в «моральный брак» с радикальным памфлетистом Робертом Карлайлом[64], прочитала серию лекций в его лондонском театре «Ротонда Блэкфрайерз», для которых переодевалась в различных античных и мифологических персонажей [46]. В «Седьмой беседе дамы в Ротонде», прочитанной в марте 1832 года, Шарплз объяснила аудитории, что мозг – это просто «электрический столб, заставляющий биться сердце и объясняющий все явления тела» [47].

Вероятно, самым сильным признаком того, что обычный человек знал о существовании связи между мозгом, разумом и электричеством, стало его появление в «Остатках естественной истории сотворения мира» (Vestiges of the Natural History of Creation), известной научно-популярной работе середины XIX века [48]. Эта книга, опубликованная анонимно в 1844 году, была написана шотландским писателем и геологом Робертом Чемберсом и стала международным бестселлером.

В разделе, посвященном мозгу, смело подчеркивается «абсолютное тождество мозга с гальванической батареей», хотя в качестве доказательства было использовано мошенническое описание Вайнхольдом его экспериментов на котенке [49]. Если мозг – это батарея, то мысль может быть просто электричеством, предположил автор «Остатков», и «если умственное действие электрическое», то его скорость можно измерить. Самые последние расчеты скорости света показали, что она равна 299 792 458 ± 1,2 м/с, и можно было предположить, что электричество, а следовательно, и умственные действия, движутся с такой же скоростью [50].

Несмотря на растущее единодушие относительно связи между нервной деятельностью и электричеством, экспериментальные доказательства этой точки зрения были удивительно слабыми. Хотя роль электричества в нервном действии и мышечном сокращении исследовалась уже полвека, никто так и не показал, что электрический ток – это единственное, что проходит по нерву, и не смог объяснить, как он может быть проведен. Французский врач Франсуа-Ахилл Лонже писал в 1842 году: «Нет прямых доказательств в поддержку гипотезы о наличии электрического тока в нервах» [51].

Трудности на пути к решающим выводам были описаны в работе итальянского физиолога Карло Маттеуччи, результаты экспериментов которого заставили его неоднократно менять свое мнение о том, существует ли связь между электричеством и нервной деятельностью.

В 1838 году Маттеуччи изучал мышечное сокращение с помощью гальванометра, который измеряет силу и направление электрического тока, и обнаружил, что работа мышцы всегда связана с электрическим потоком [52]. В течение четырех лет, столкнувшись с некоторыми неоднозначными данными, ученый изменил свое мнение, утверждая, что электричество не является причиной сокращения; последнее производится чем-то, называемым нервной силой [53].

К концу десятилетия новые экспериментальные сведения заставили Маттеуччи еще раз изменить взгляды: теперь он полагал, что «причиной этих сокращений, очевидно, является электрический феномен» [54]. Такие резкие «развороты» одного из ведущих исследователей мало способствовали уверенности в каком-либо объяснении.

Прорыв произошел в результате работы, вдохновленной одним из величайших ученых XIX века Иоганном Мюллером из Берлинского университета [55]. Естествоиспытатель особенно интересовался природой нервной деятельности и ее связями с разумом и восприятием. В свои двадцать с небольшим он заметил, что если стимулировать определенный вид нерва (скажем, нервы в сетчатке, нажимая на глазное яблоко), то стимул воспринимается не с точки зрения его физической природы (в данном случае давления), а с точки зрения чувства, которое нерв обычно передает (зрения). Мюллер назвал этот эффект «законом специфической энергии органов чувств». Он предположил, что каждый периферический нерв несет определенный вид энергии в зависимости от органа чувств, с которым связан.

Одна из причин, по которой Мюллер занял эту позицию, заключалась в том, что он не признавал идею о передаче по нервам электричества. Напротив, исследователь считал, что в организмах действует некий жизненный принцип, который поддерживает их функционирование и участвует в работе ума и порождении поведения.

Подобный виталистический взгляд был типичен для европейского романтизма начала XIX века и явился одной из причин, поспособствовавших созданию «Франкенштейна» Мэри Шелли. Для Мюллера все разговоры об электричестве в организмах были просто метафорой:

«Поэтому говорить об электрическом токе в нервах – значит употреблять такое же символическое выражение, как если бы мы сравнивали действие нервного начала со светом или магнетизмом. О природе нервного начала мы так же мало знаем, как о природе света и электричества. Но с его свойствами мы знакомы почти так же хорошо, как со свойствами света и других невесомых веществ» [56].

Мюллер не только не был уверен в природе нервной деятельности, но и полагал, что высокая скорость не позволяет полностью понять ее: «Мы, вероятно, никогда не достигнем способности измерять скорость нервной деятельности, ибо у нас нет возможности сравнить ее распространение в огромном пространстве, как это было в случае со светом».

Научная карьера Мюллера была относительно коротка. Он умер в 1858 году, очевидно, совершив самоубийство в возрасте пятидесяти семи лет. Но Мюллер привлек на свое поприще замечательное количество блестящих студентов и исследователей, включая некоторых из величайших деятелей науки XIX века. Среди них были Герман фон Гельмгольц[65] и Эрнст Геккель[66], а также Рудольф Вирхов[67] и Эмиль Генрих Дюбуа-Реймон[68] [57]. Эти молодые люди, зараженные Мюллером пристрастием к применению методов и взглядов физики для изучения физиологии, стали частью давней академической традиции – студент пытается доказать неправоту своего учителя. Они отвергли витализм Мюллера в пользу последовательно материалистического подхода. Как выразились Эмиль Генрих Дюбуа-Реймон и Эрнст Брюкке в манифесте 1842 года: «В организме не действуют никакие силы, кроме сил, общих для физики и химии» [58].

В 1841 году Мюллер побудил Дюбуа-Реймона исследовать противоречивые выводы Маттеуччи о роли электричества в нервах и, если возможно, докопаться до сути нервной деятельности. К концу 1840-х годов Дюбуа-Реймон продемонстрировал, что в функционировании нервов нет ничего таинственного – их деятельность действительно основана на электричестве. Ученый показал, что по нервам протекают «токи покоя» и что ткани поляризованы. Они содержат как отрицательно, так и положительно заряженные частицы в разных пропорциях. Фундаментальной особенностью «тока покоя», утверждал он, является «отрицательное колебание» – изменение полярности приводит к течению тока. Хотя Дюбуа-Реймон ошибался во многих деталях, в 1848 году он сделал заявление, перекликавшееся со словами Франкенштейна: «Мне удалось воплотить в жизнь столетнюю мечту физика и физиолога о тождестве нервной субстанции и электричества» [59].

Не все соглашались с ученым. Почти сорок лет спустя этот спор все еще бушевал в некоторых кругах. В 1886 году в журнале Science была опубликована статья декана Гарвардской медицинской школы Генри Боудича, в которой он опроверг утверждение Дюбуа-Реймона. Одним из доказательств Боудича был хорошо известный, но неправильно понятый факт, что связанный нерв не может стимулировать мышцу, но тем не менее способен проводить электричество[69]. Ученый также указывал на то, что производство электрического заряда в нерве должно создавать тепло, но точные экспериментальные измерения не выявили такого эффекта. Боудич был уверен, что электричество тут ни при чем, и вместо этого вернулся к старым идеям, предположив, что «нервная сила передается от молекулы к молекуле посредством какого-то вибрационного воздействия, как звук по натянутой струне» [60].

Другой ученик Мюллера, Герман фон Гельмгольц, исследовал скорость нервного импульса, что, по мнению его наставника, было невозможно [61]. В 1849 году Гельмгольц изобрел устройство, состоящее из лягушачьей лапки с выключателем на одном конце. Когда мышца сокращалась, цепь разрывалась и изменение показаний гальванометра демонстрировало время, прошедшее между началом стимуляции и разрывом цепи. Простой расчет, основанный на длине нерва, позволил вычислить скорость передачи импульса. Ответ оказался на удивление медленным – ниже скорости звука и не говоря уже о скорости света, которую представлял себе Мюллер или автор «Остатков естественной истории сотворения мира». Какое бы электричество ни присутствовало в нервах, оно, казалось, вело себя иначе, чем в проводах. Чтобы подтвердить свое удивительное открытие, Гельмгольц попросил участников эксперимента подавать сигнал каждый раз, как они почувствуют слабый электрический разряд. Рассчитав расстояние от точки удара до мозга, он определил скорость действия сенсорных нервов – примерно 30 м/с. В конце концов исследователь выяснил, что двигательные нервы человека реагируют с такой же скоростью. Гельмгольц также изобрел специальный термин для описания того, что передается вдоль нерва, – «потенциал действия», который используется и по сей день.

Неожиданно низкие скорости создавали две проблемы. Во-первых, как понял Гельмгольц, обнаруживались последствия для восприятия, поскольку получалось, что мозг может реагировать только на события в прошлом. Гельмгольц не считал эту особенность причиной каких-либо серьезных проблем в реальном мире: «К счастью, расстояния, преодолеваемые чувственным восприятием на пути к мозгу, малы, иначе сознание сильно бы отставало от настоящего» [62]. Несмотря на беззаботную уверенность Гельмгольца, подразумевается, что мы действительно живем – хотя бы немного – в прошлом и никогда не воспринимаем мир мгновенно.

Вторая проблема оказалась более фундаментальной: требовалось объяснение, почему скорость электрической активности в нервах была намного меньше, чем в проводах. Хотя Дюбуа-Реймон и Гельмгольц показали, что нервные системы функционируют в соответствии с физическими принципами, ученые не смогли установить, как именно распространяется нервная электрическая активность.

Для Гельмгольца, как и для многих других мыслителей XIX века, очевидной технологической метафорой нервной системы была телеграфная сеть, опоясавшая всю Европу[70]. Действительно, связи между ними были не просто образными. Ранние нейрофизиологи, включая Гельмгольца, в экспериментах по изучению нервной деятельности использовали телеграфные устройства [63]. В 1863 году Гельмгольц провел параллель и указал, что нервы, как и телеграфные провода, могут активировать всевозможные функции нервной системы:

«Нервы часто и не без основания сравнивали с телеграфными проводами… В соответствии с различными видами устройств, которыми мы снабжаем концы провода, мы можем посылать телеграфные депеши, звонить в колокола, взрывать мины, разлагать воду, перемещать магниты, намагничивать железо, распространять света и так далее. Так и с нервами» [64].

Чего телеграфы сделать не могли, в отличие от нервов, так это порождать ощущение и восприятие. Суть этого феномена была все еще неясна.

Одна из далеко идущих, но ныне забытых попыток исследовать связь между мозгом, мышлением и электричеством была предпринята Альфредом Сми, блестящим эрудитом и изобретателем.

В возрасте двадцати двух лет он получил весьма хлебную должность в качестве хирурга в Банке Англии (этот пост был создан специально для него), а в следующем году Сми избрали членом Королевского общества. У ученого был широкий круг интересов: от болезней, передаваемых тлей в картофеле (из-за этого его упомянули в пантомиме театра «Друри-лейн») до изобретения нового типа батареи. И в середине XIX века Сми использовал электричество, чтобы объяснить все о функции мозга – от чувств до памяти [65]. В книге 1849 года «Элементы электробиологии» Сми утверждал, что мозг состоит из сотен тысяч крошечных батарей, каждая из которых соединена с определенной частью тела. Он полагал, что желание – это просто выражение электрического заряда в мозге. Как только желание удовлетворено и заряд освобожден, батарее требуется некоторое время, чтобы перезарядиться и снова ощутить желание [66]. Сми даже применил свою теорию к природе ума, предположив, что идеи и сознание являются продуктом комбинаций батарей в мозге [67].

Сми был плодовитым писателем и год спустя опубликовал научно-популярную книгу под названием «Инстинкт и разум». Некоторые из его представлений кажутся удивительно провидческими. Взяв за отправную точку допущение, что «свет, стимулирующий зрительный нерв, рождает электрический ток, который проходит по нервам к мозгу», ученый предположил, что можно было бы создать искусственный глаз, объединив «несколько трубок, сообщающихся фотоэлектрическими цепями». Все, что нужно было сделать, – повторять эти структуры снова и снова, и «нет никаких причин, почему вид на собор Святого Павла в Лондоне не может быть перенесен в Эдинбург по трубам, подобно нервам, передающим впечатление мозгу» [68]. Аналогичный подход был возможен и к другим органам чувств, говорил Сми. Если ощущения имеют электрическую природу, то можно было бы построить устройства, способные их имитировать.

Сми построил сложную схему того, как нервы мышц и нервы органов чувств сходятся в центральной «батарее» мозга, и изобразил замысловатую сеть взаимодействий сенсорных нервов.

Схема Сми мозга животных и человека

Такая структура, по мнению ученого, способна объяснить, как «идея гнезда может быть внедрена в птицу, сот – в осу или пчелу, а паутины – в паука». «…И исходя из данного предположения, – заключал Сми, – мы получаем исчерпывающее объяснение инстинктивных операций». Эти прочные, врожденные связи были способом представить инстинктивное поведение, «предустановленное» в мозге животного. Люди, более сложные существа, требовали двух дополнительных слоев комбинации нервов, которые позволили бы «общему закону» проявиться в совокупности простых выражений: «Человек состоит из множества гальванических элементов, расположенных так, чтобы образовать единое целое». Мозги и тела работали по одним и тем же общим принципам, аналогичным самой передовой технологии того времени:

«Работа нервной системы в организме животного устроена подобно электротелеграфной связи. То, что мы видим, чувствуем или слышим, телеграфируется в мозг… и, поскольку все предыдущие идеи включены в цепь, акт детерминации происходит мгновенно».

Несмотря на современное звучание этого высказывания, попытка Сми раскрыть принципы человеческого разума с помощью теории батарей не содержала в себе ничего сверх того, что было открыто философами и исследователями предыдущих столетий. Вероятно, поэтому его взгляды были охарактеризованы одним критиком как «глупые», а другим – как «грубые, нефилософские и не подкрепленные фактами» [69]. Критика жалила самолюбие: позже Сми сетовал, что его книги подверглись «неизмеримым оскорблениям» со стороны определенных кругов [70].

В 1851 году Сми описал устройство, основанное на том факте, что «каждая идея или воздействие на мозг в конечном счете сводится к воздействию на определенную комбинацию нервных волокон». Он пытался создать машину, которая могла бы думать. Первоначально разработав примитивный шифр для представления различных понятий или слов, Сми объявил, что все это относительно просто:

«Пользуясь знанием данных принципов, я пришел к мысли, что можно было бы создать механические приспособления, подчиняющиеся подобным законам и дающие те же результаты, которых возможно достичь, как кое-кто полагает, только благодаря действию самого разума».

Хотя Сми представил схему части такой машины, состоящей из ряда металлических пластин, соединенных шарнирами, и даже утверждал, что сделал несколько прототипов («передо мной, пока я пишу, семь или восемь разновидностей этих приспособлений»), неясно, как они должны были работать. Разъяснений Сми фактически не давал, кроме того, что устройство требовало «движения для производства другие движений» и включало некий новый принцип, который нельзя было наблюдать ни в одной из машин Лондона. Что касается представления в придуманном им аппарате полной работы человеческого мозга, Сми считал, что это было бы невозможно:

«Когда мы рассматриваем машину огромной величины, достаточно большой, чтобы вместить в себя все слова и последовательности, то сразу же замечаем абсолютную невозможность приспособить ее для практических целей, поскольку она занимала бы площадь, превышающую, вероятно, территорию всего Лондона, и сама попытка сдвинуть соответствующие части механизма друг на друга неизбежно привела бы к его разрушению».

Поэтому исследователь сосредоточился на двух компонентах предполагаемого устройства. Первый из них Сми назвал реляционной машиной. Она будет воспроизводить предопределенную реакцию на заданный стимул и, следовательно, может быть использована для математических вычислений. Сми утверждал: «Этот механизм дает аналогичное представление о естественном процессе мышления, настолько совершенное, насколько можно ожидать от человеческого изобретения». Изображение реляционной машины было опубликовано в 1875 году. Оно показывает сложную веерообразную иерархическую структуру, но нет никаких указаний на то, как она может работать. Второй компонент общего механизма, еще более загадочный, назывался дифференциальной машиной. Она «иллюстрировала бы законы суждения» через систему булавок разного размера, что позволило бы аппарату дать один из четырех ответов (да/вероятно/возможно/нет) на потенциальное существование связи между тем, что Сми называл набором фактов или принципов.

Свои рассуждения ученый завершал весьма решительными словами, которые, похоже, подразумевают, что он являлся предшественником современных попыток заставить машину имитировать мысль:

«Используя реляционную и дифференциальную машины одновременно, мы имеем возможность получить представление о любых фактах или прийти к любому заключению, на которое только способен разум. Из некоего конкретного числа предпосылок путем процесса, имитирующего (насколько это возможно) естественное мышление, может быть получен правильный ответ».

Таинственная реляционная машина Сми

Примечательно, что труды Сми не содержат никаких упоминаний или даже намека на более ранние попытки Чарльза Бэббиджа[71] построить механические вычислители: сначала разностную[72] (1820-е годы), а затем аналитическую машину (1830-е годы). Эти устройства имели гораздо более ограниченные возможности, но сходство с поздними работами Сми кажется очевидным. Бэббидж был еще очень активен в то время, когда Сми работал над своими проектами, и оба они были членами Королевского общества, но нет никаких свидетельств, что они когда-либо встречались.

Существенные ограничения идей Сми проявляются в том, что, хотя он утверждал, будто его первоначальная концепция функционирования мозга полностью основана на электричестве, орган мог бы также работать на основе гидравлической энергии, как статуи Декарта. Несмотря на то что ученый использовал аналогию с телеграфом и фотоэлектрическими элементами для описания работы нервной системы, это не имело никаких последствий для его модели и не давало ни малейшего понимания функций мозга. И, когда дело дошло до того, чтобы действительно построить машину для представления своего видения, с языка батарей и электричества он перешел на язык петель и металла. Изобретения Сми, которые, как он утверждал, служили репрезентациями мозга и мышления, оставались чисто механическими.

Хотя Сми сейчас забыт всеми, кроме горстки историков, и не оказал никакого влияния на понимание функций мозга или даже на историю вычислительной техники, его смелое стремление привнести мысль в деятельность машины было замечательным [71]. Он предположил, что мозг, разум и электрическая активность тесно взаимосвязаны. И, преисполненный уверенности в себе, думал, что если мозг – это мыслящая материя, то машина тоже может мыслить или по крайней мере функционировать похожим образом, что и мозг. Подход Сми был заведомо ошибочным не только потому, что технологии того времени прискорбно не сумели бы справиться с поставленной задачей. Но и потому, что ученый, казалось, не подозревал, что некоторые из сотен тысяч батарей, которые, как он полагал, составляют мозг, могут иметь специфические функции и сопутствующие специализированные структуры.

В концепции Сми не было никакой локализации функций внутри мозга[73]. И все же к середине XIX века идея о том, что структура мозга связана с функцией, да и вообще человеческой личностью, глубоко укоренилась в воображении общественности.

4 Функция. XIX век

Летом 1850 года образовательный клуб коммунистических рабочих Лондона устроил пикник либо в Хэмптон-Корте, либо в Королевских ботанических садах Кью – воспоминания расходятся. Одним из гостей был двадцатичетырехлетний Вильгельм Либкнехт, немецкий социалист, недавно высланный из Швейцарии за революционную деятельность. Там был и Карл Маркс, знаковая фигура коммунистического движения. Тогда двое мужчин и познакомились. Либкнехт вспоминал, что тридцатидвухлетний Маркс «экзаменовал его вопросами, но также и обследовал пальцами, заставляя их плясать над черепом [Либкнехта], как настоящий знаток» [1]. Как многие европейцы и американцы XIX века, Маркс был убежден, что личность индивида можно определить, ощупывая выпуклости на его голове.

На другом политическом полюсе королева Виктория тоже верила в этот вздор и дважды приглашала ведущего специалиста по изучению черепов для обследования своих детей [2].

Данная идея, известная как френология («изучение ума»), фигурирует в таких романах, как «Джейн Эйр» Шарлотты Бронте и «Отец Горио» Оноре де Бальзака, а также в рассказах Артура Конан Дойля о Шерлоке Холмсе. Мориарти при первой встрече с Холмсом отпускает в его адрес презрительное френологическое замечание [3]. Практически все культурные деятели англоязычного мира XIX века, от Марка Твена до Джорджа Элиота, в тот или иной момент попадали под влияние френологии[74]. В континентальной Европе ведущие мыслители, в рядах которых был и французский основатель социологии Огюст Конт, приняли новый взгляд на мозг и поведение [4]. В одной лишь Великобритании популярные книги по френологии распродавались сотнями тысяч экземпляров. Несмотря на то, что теория была полнейшей псевдонаучной чепухой.

Первоначально известная как краниоскопия, френология была детищем венского врача-анатома Франца Галля [5]. В 1790-х годах он выдвинул идею о том, что человеческое поведение и личность можно разделить на ряд умственных способностей, каждая из которых порождается определенным участком мозга, и можно определить их относительный размер, ощупывая форму черепа. В 1800 году Галль познакомился с Иоганном Шпурцгеймом, врачом на восемнадцать лет моложе его, принявшим френологические идеи. В течение следующих десяти лет или около того, согласно воспоминаниям Галля, пара гастролировала по Европе, представляя свои идеи «государям, министрам, интеллектуалам, управленцам и всевозможным художникам» [6]. Консервативные силы относились к их выступлениям со скептицизмом, а иногда и откровенно были против: император Священной Римской империи и католическая церковь осудили френологию. В 1807 году Галль поселился в Париже, где его присутствие было весьма неохотно принято Наполеоном. Хотя Галль вскоре нашел последователей среди высших слоев общества, французская академическая элита его так и не приняла. Его попытки вступить в Академию наук неоднократно отвергались, и Галль все же не получил интеллектуального признания, которого так жаждал [7].

Несмотря на то что френология была, несомненно, лженаучной теорией, она имела большое значение, потому что основывалась на трех открытиях, до сих пор во многом определяющих понимание связи между мозгом, разумом и поведением.

Во-первых, френология была сосредоточена на мозге. «Мозг является органом всех ощущений и всех произвольных движений», – говорил Галль [8].

Во-вторых, он предполагал, что существует локализация функций: различные области мозга отвечают за конкретные аспекты мышления и поведения. Наконец, Галль объяснил, что люди разделяют с животными большую часть психологических способностей и обеспечивающих их органов. Только восемь из двадцати семи способностей были отмечены Галлем как исключительно человеческие: мудрость, поэзия и тому подобное. Галль утверждал, что сравнительный подход позволил ему открыть «законы организма», хотя связь между поведением животных и людей иногда прослеживалась слабо. Например, способность гордиться считалась идентичной склонности горных козлов, птиц и др. обитать на высоте [9].

Поиск биологических принципов путем сравнения различных видов оказался очень мощным научным методом, но френология Галля не использовала эволюционный подход – анатом лишь предположил, что однотипные структуры имеют сходные функции.

Идея Галля не была полностью оригинальной: многие из психологических способностей, выявленных им, можно было обнаружить в работах шотландских мыслителей XVIII века – Томаса Рида и Дугалда Стюарта[75]. А в 1770-х годах старое убеждение, что черты лица многое говорят о качествах личности, швейцарский пастор Иоганн Лафатер назвал физиогномикой [10]. Галль соединил и преобразовал все упомянутые теории, используя собственные анатомические знания, полученые в ходе измерений более 300 собранных им человеческих черепов.

В 1815 году Шпурцгейм и Галль поссорились, и ученик опубликовал свою версию френологической концепции. На первый взгляд различия казались тривиальными: Шпурцгейм описал восемь дополнительных областей мозга и связанные с ними способности, а также ввел другой набор психологических терминов [11]. Но спор между двумя исследователями был гораздо глубже: в своей версии френологии Шпурцгейм сосредоточился исключительно на людях, резко изменив социальное значение этой теории. Галль утверждал, что способности являются врожденными и устойчивыми и что, если они выражены в избытке, многие из них могут привести к аморальному поведению, например к проявлениям похоти, агрессии или лживости, тем самым подчеркивая необходимость религии и наказания как способов держать людские пороки в узде [12]. По Шпурцгейму, напротив, «все способности сами по себе хороши и даны для спасительной цели». Аморальное или преступное поведение является просто следствием опыта. Образование могло изменить размер участков мозга и, следовательно, поведение (как подобные изменения можно было проконтролировать и ощутить сквозь твердый череп, никогда не объяснялось) [13]. Более позитивный, даже терапевтический взгляд Шпурцгейма на взаимосвязь мозга, разума и поведения начал захватывать воображение общественности в Европе и США. По мере того, как Галль понемногу отходил от дел (он умер в 1828 году в возрасте семидесяти лет), версия френологии Шпурцгейма одерживала верх.

В Великобритании ее успех отчасти объяснялся неустанной деятельностью шотландского юриста Джорджа Комба. Он не только помог создать первое британское френологическое общество (в Эдинбурге), но и написал большое количество бестселлеров, статей и брошюр, излагающих его версию френологии, сосредоточенную на самосовершенствовании [14]. Начиная с 1820-х годов френологические общества стали возникать по всей стране. Сперва группы состояли в основном из профессионалов и интеллектуалов, но постепенно они начали взаимодействовать с институтами механиков и литературно-философскими обществами. Последние были характерным явлением для растущих промышленных городов и имели целью «самосовершенствовать» рабочий класс. Комб и френологи не были революционерами, но власть имущих двойные принципы материализма и самосовершенствования пугали радикальными последствиями. Это не помешало некоторым религиозным лидерам принять френологию: в 1830-х годах Ричард Уэйтли, архиепископ Дублинский англиканской церкви Ирландии, утверждал, что он «так же уверен в истинности френологии, как в том, что солнце находится на небе» [15].

Аналогичный процесс происходил и по другую сторону Ла-Манша. Наполеон I в конце концов запретил труды Галля, но после основания более либеральной монархии в 1830 году некоторые ведущие врачи перешли на сторону френологической теории, и король Луи Филипп проявил интерес к столь популярной теме [16]. Как и среди англичан, во Франции обнаруживался широкий спрос на те версии френологии, что акцентировались на самосовершенствовании. Однако интеллектуалы и врачи никогда не были полностью согласны с концепцией Галля. Одним из первых критиков френологии выступил немецкий философ Георг Гегель, который в 1807 году отверг новую причуду. Шишки и неровности на черепе убийцы не могли по-настоящему раскрыть его преступную природу, сказал мыслитель, не только потому, что черепа имеют так много различных шишек, но и вследствие того, что человеческое поведение, включая убийство, является сложным феноменом. Один убийца не походит на другого ни мотивами, ни поступками [17]. К идеям Галля скептически относился и Наполеон:

«Полюбуйтесь на глупость Галля! Он приписывает некоторым шишкам на черепе склонности и злодеяния, которых не существует в природе и которые в действительности проистекают из самого общества и из человеческих условностей. Что бы значила какая-то там выпуклость на голове, если бы не существовало понятия собственности? Или на что бы сдалась шишка, „отвечающая” за склонность к пьянству, если б не придумали перебродившей выпивки; или „выпуклость честолюбия”, если не существовало бы самого общества?» [18]

Более содержательная и в основном научная критика исходила от Питера Роже, написавшего в 1820-х годах серию статей по френологии для Британской энциклопедии, некоторые позже были опубликованы в виде брошюр. Роже насмехался над теорией Галля и называл ее «метафизическим лабиринтом из тридцати трех специальных способностей, в которых анализировали человеческую душу». Исследователь отвергал предположение френологов о том, что повреждение мозга влечет за собой изменения умственных способностей. «Можно привести в пример бесчисленное количество случаев, прямо противоречащих заявленному принципу», – утверждал он [19]. Хотя Роже признавал, что мозг является «органом разума», он подчеркивал, что «нет прямых доказательств обязательного наличия какой-либо области мозга, жизненно необходимой для функционирования разума». Это было особенно верно в отношении людей с психическими заболеваниями: «Самые точные вскрытия ничего не сказали нам о локализации умопомешательства». Роже также оспорил фундаментальную гипотезу Галля и Шпурцгейма о том, что с помощью изучения черепа можно понять форму мозга. Ученый указал на довольно очевидную проблему, заключающуюся в том, что костный череп в некоторых областях толще, чем в других, и что он покрыт мышцами и кожей, которые затрудняют точное измерение его формы. Взгляды Роже активно разделяла новая порода интеллектуалов – ученые[76]. При личном общении они могли бы быть еще более откровенными. А 1845 году кембриджский профессор геологии Адам Седжвик написал письмо своему коллеге Чарлзу Лайелю[77], охарактеризовав френологию как «воронку человеческой глупости, чепуху и пустословие» [20].

С конца 1840-х годов френология как социальная сила начала ослабевать[78]. Лондонское френологическое общество распалось в 1846 году, и даже Джордж Комб в конце концов перестал писать на эту тему [21]. Во Франции робкие отдельные изменения, за которые ратовали многие френологи, казались совершенно неадекватными, когда волна революций, прокатившаяся по континенту в 1848 году, обрушилась на страну. Призрак, по выражению Маркса и Энгельса, бродивший по Европе, – коммунизм – предлагал более радикальные решения индивидуальных и социальных проблем, чем самосовершенствование в сочетании с ощупыванием шишек на голове.

С точки зрения академического сообщества френология потерпела неудачу из-за главного арбитра научной мысли – доказательств. Какой бы красивой, логичной, соблазнительной или модной ни была теория, ее в конце концов отвергнут, если не будет получено экспериментальных данных. В случае с френологией мощные контраргументы появились в виде серии исследований французского врача Мари-Жан-Пьера Флуранса. Родившийся в 1794 году, он быстро поднялся по карьерной лестнице Французской академии наук. Будучи протеже великого натуралиста Жоржа Кювье, Флуранс обрел членство не только Академии наук, но и престижного литературного органа – Французской академии. Контраст с неудачей Галля в попытке получить признание на второй родине не мог быть более разительным.

Флуранс провел ряд испытаний на различных животных, удаляя определенные части мозга подопытных и наблюдая за их последующим поведением. Галль критиковал данный подход, заявляя о невозможности удалить конкретную область мозга с достаточной точностью, чтобы быть уверенным, что поражена только она. Флуранс сознавал эту опасность, но, по замечанию историка Роберта Янга[79], его метод в основном состоял в том, что Флуранс «удалил некоторую часть, и животное перестало делать что-то, следовательно, удаленная часть должна быть местом способности к данной функции» [22].

В течение двух десятилетий Флуранс проводил опыты на удручающе широком спектре птиц, рептилий и амфибий, а также на нескольких млекопитающих. Одно из его самых ярких экспериментальных открытий было связано с продолговатым мозгом, структурой, общей для всех позвоночных, которая находится в самой верхней части спинного мозга и является частью мозгового ствола. Флуранс обнаружил, что повреждение этой структуры влияет на дыхание и сердцебиение – по-видимому, она представляет собой центр фундаментальной физиологии жизни. Когда ученый повредил следующую структуру в основании задней части мозга – мозжечок, то обнаружил, что у животных нарушается двигательная координация. Он сообщил, что голубь, у которого был поражен мозжечок, вел себя как пьяный [23].

Верхние слои мозга, мозговые полушария, давали совершенно иной результат. При удалении полушарий животные становились совершенно неспособными реагировать на раздражители. Лягушка могла прожить так до четырех месяцев, но «в состоянии полного отупления… она не слышала, не видела и больше не подавала признаков воли или разума». Флуранс сделал вывод, что операция привела к «потере всякого восприятия и общего интеллекта, а также всех частных форм разума, которые определяют уникальное поведение различных видов», включая людей.

Флуранс не соглашался с тем, что существует большое число психологических способностей – он привел все аспекты интеллекта и воли к одному знаменателю, – и отказался признать какие-либо специфические анатомические образования в коре головного мозга. По мнению ученого, «одним из наиболее важных его наблюдений» было то, что кора головного мозга – «местопребывание интеллекта» – являлась единой структурой:

«Восприятие всех ощущений, вся воля, все интеллектуальные способности не просто находятся исключительно в этом органе, но занимают одно и то же пространство. Как только какая-либо из способностей исчезает в результате поражения коры головного мозга, все они исчезают. Как только одна из них возвращается путем исцеления этой области, все способности также возвращаются».

В 1842 году Флуранс написал целую книгу, в которой обличал френологию и особенно Галля, умершего четырнадцать лет назад. Флуранс оправдывал свое место в центре французского научного общества тем, что атаковал Галля не только экспериментальными находками, но и ссылками на эталонное воплощение французской философской мысли, Декарта, которому и была посвящена сама книга. Исследования Флуранса предполагали, что разум, как утверждал Декарт, исходя из философских предпосылок, является единым целым. Флуранс обнаружил, что у животных и у людей многие из высших поведенческих функций, связанных с разумом и восприятием, не сильно локализованы, как считал Галль, а, наоборот, широко распределены в коре головного мозга. Локализация применялась только к основным физиологическим функциям или к тем, которые связаны с координацией движений. Данные изучения инсультов, например, показали, что если правое полушарие мозга было повреждено, то пациент страдал от полного или частичного паралича левой стороны тела. Но данный вид контралатеральных[80] двигательных нарушений был относительно тривиальным по сравнению с глубочайшими тайнами человеческой психики. Разум, как оказалось, был рассредоточен по всей коре головного мозга.

Галль заявлял, что каждый участок мозга производит собственный вид умственного действия – по-французски это называется action propre[81] [24]. Для Флуранса бо́льшая часть того, что делает мозг, представлялась скоординированным общемозговым действием (action commune[82]), которое включало влияние «каждого на все и всего на каждое». Мозг в целом, даже если и содержит области со специфическими физиологическими функциями, образует «не что иное, как единую систему», утверждал ученый [25].

Флуранс невольно положил начало серьезной и длительной дискуссии между теми, кто полагал, что мозг функционирует как единое целое, и теми, кто усматривал в нем обособленные области, которые производят конкретную умственную деятельность.

Для Флуранса локализация была характерна только для самых простых, физиологических или двигательных форм поведения. Все, что было связано с высшей психической деятельностью, составляло единое целое и так или иначе было представлено во всем мозге.

Первый удар по этой точке зрения был нанесен изучением языка. Френология Галля строилась на его юношеском убеждении, что дети с выпученными глазами лучше всего учат стихи наизусть. Соответственно, он полагал, что предрасположенность к языку, наряду с другими способностями, связанными с памятью, находится в передней области мозга, прямо за глазами. В 1825 году молодой французский врач Жан-Батист Буйо представил доклад в Королевской медицинской академии в Париже, в котором критиковал Флуранса за то, что тот не признавал идею локализации функций в мозге. Согласно Буйо, ряд патологических случаев показал, что мозг содержит орган, отвечающий за речь, которая отличается как от вербального понимания, так и от вербальной памяти. Буйо, открыто выступавший в защиту френологии, заключил, что истории болезни десятков пациентов доказали правоту Галля и подтвердили местонахождение органа речи в переднем отделе мозга. Посмертные исследования пациентов, которые не могли говорить, но сохраняли способность понимать и запоминать слова, всегда выявляли повреждения лобных долей мозга, утверждал Буйо [26].

Поначалу взгляды Буйо не снискали широкого одобрения. Во-первых, из-за явной связи с уже дискредитировашей себя френологией, а во-вторых, по причине значимости доказательной базы, собранной Флурансом. В 1840 году Габриэль Андраль[83] описал четырнадцать случаев потери речи у пациентов, при посмертном вскрытии тел которых не обнаружили повреждений лобных долей. Кроме того, многие больные с травмой лобных долей могли говорить вполне нормально. Андраль пришел к выводу, что «по меньшей мере преждевременно» предполагать, будто определенные части мозга участвуют в порождении речи [27]. Эти открытия мало повлияли на Буйо, который был настолько уверен в своей идее, что пообещал заплать 500 франков любому, кто сможет найти хотя бы одного пациента с повреждением лобных долей, но без признаков нарушения речи (в конце концов он все-таки выплатил обещанное вознаграждение в 1865 году) [28].

В феврале 1861 года Парижское антропологическое общество провело серию дискуссий о соотношении размера мозга и умственных способностей. Французский хирург Поль Брока полагал, что между этими характеристиками существует четкая связь, и указывал на потенциальные различия между мужчинами и женщинами и между расами [29]. Гипотеза Брока продолжала идеи, выдвинутые в 1839 году американским врачом Сэмюэлем Мортоном[84], который проводил измерения черепа у представителей различных этнических групп для определения вместимости черепной коробки. Полученные данные, по мнению Мортона, коррелировали с предполагаемыми различиями в мыслительных способностях. Исследователь не удивился, обнаружив, что европеоиды интеллектуально превосходили другие «расы», и это отражалось на размерах их черепов[85].

Против Брока в этих дебатах выступал французский зоолог Луи-Пьер Грациоле, использовавший методы сравнительной анатомии, чтобы выделить в мозге пять долей, соответствующих костям, которые их покрывали: лобную, теменную, височную и затылочную. Это классификация используется до сих пор. Ученый также заключил, что в рамках одного биологического вида структурная организация мозговых извилин похожа и предсказуема [30]. Грациоле утверждал, что разум и мозг неразделимы, локализации функций не существует, как не существует и простой связи между размером мозга и интеллектом.

Отвечая Грациоле, зять Буйо, врач Эрнест Обюртен, представил несколько поразительных доказательств локализации на примере парижского пациента, который пытался застрелиться из пистолета. Лобные доли мозга незадачливого самоубийцы были обнажены выстрелом, и в процессе лечения (в итоге не увенчавшегося успехом) Обюртен провел ужасный эксперимент, который напомнил исследование свиней Галеном 1700 лет назад:

«Пока больной говорил, я слегка надавливал плоским концом большой лопатки на его лобные доли, и они мягко сжимались. Речь пациента немедленно прекращалась; слово, которое он начинал произносить, обрывалось. Как только сжатие прекратилось, способность говорить вернулась. Сжатие, предпринятое с большой осторожностью, не оказало никакого влияния на общую функцию мозга данного пациента. Единственной способностью, которая была на время потеряна, ограниченная лобными долями, была речь» [31].

Это наводило на мысль, что Буйо был прав и что передняя область мозга действительно необходима для порождения речи.

Через два месяца случайное событие предоставило Полю Брока возможность проверить свою идею. На заседании Антропологического общества, которое прошло в апреле 1861 года, он продемонстрировал коллегам мозг недавно умершего 51-летнего мужчины, который в течение двадцати одного года не мог говорить. Единственным звуком, который он издавал, было повторяющееся «тан, тан». В больнице, где бедолага пролежал более двух десятилетий, его так и прозвали – Тан.

Тан, чье настоящее имя было Луи Леборн, всю жизнь страдал эпилепсией, но был в состоянии нормально работать, пока вдруг в возрасте тридцати лет не лишился дара речи [32]. Хотя при поступлении в больницу мужчину описали как здорового и умного, у него постепенно развился паралич правой стороны тела, и его взгляд померк. Леборна с тяжелым случаем гангрены госпитализировали в хирургическое отделение Брока 12 апреля 1861 года – это был момент их знакомства. Хотя Леборн не мог ни говорить, ни писать, он определял время и передавал цифры, щелкая пальцами. У Брока сложилось впечатление, что больной был умнее, чем можно было судить по его непособности отвечать вербально. Через пять дней бедный Леборн умер. Вскрытие показало ряд повреждений левой лобной доли мозга. Брока заключил: «Все заставляет меня полагать, что в данном случае причиной потери речи было поражение лобной доли» [33].

Вскоре Брока опубликовал более подробное описание своих взглядов, в котором связал случай Леборна и идеи Буйо относительно локализации речи в лобных долях [34]. Он также представил подробный анатомический отчет о мозге Леборна, проводя параллели между постепенной потерей функций и разрастанием зоны поражения и усиливая мысль о том, что некоторые способности все-таки локализованы в мозге. Хотя Брока настаивал, что не пытается возродить френологию Галля и сделать ее наукой, терминология, которую он использовал, была полностью френологической. Ученый утверждал, что исследует речевую способность и лежащий в ее основе орган в мозге.

Через несколько месяцев к Брока направили второго пациента, на этот раз со сломанным бедром. Больной, месье Лелон, пять месяцев назад утратил способность говорить и мог произнести только несколько слов, включая «лело» – это была попытка назвать собственную фамилию. Примерно через две недели после госпитализации он умер. Вскрытие показало повреждение в левой лобной доле, как и у Леборна [35]. Брока сообщил, что чувствует «изумление, граничащее с оцепенением», когда сделал это открытие. Тем не менее он предпочел поместить свою работу в контекст теории Буйо, подразумевавшей, что вся лобная доля участвует в порождении речи. То, что у обоих пациентов обнаружилось одно и то же локальное поражение в левой лобной доле мозга, было чистым совпадением, утверждал Брока [36].

Он начал терять бдительность, когда собрал восемь случаев потери речи, или афазии, каждый из которых был связан с повреждением одной и той же очень специфической области в левой лобной доле. В апреле 1863 года Брока представил документ, описывающий имевшиеся результаты, однако был еще достаточно осторожным, указывая на доминирование антилокализационистских идей Флуранса в то время:

«Здесь мы имеем восемь случаев, когда поражение располагается в задней трети третьей лобной извилины. Эта цифра кажется достаточно большой, чтобы дать повод для некоторых предположений. И, что весьма примечательно, у всех пациентов поражение обнаружилось в левой стороне. Не смею делать каких-либо выводов и жду новых открытий» [37].

Как только Брока опубликовал это, он оказался втянут в ожесточенный спор о первенстве открытия с неким Гюставом Даксом, врачом из Монпелье. Последний утверждал, что в начале века его отец Марк Дакс наблюдал более сорока случаев, в которых потеря речи была связана с поражением левой лобной доли. Дакс-младший заявил, что его отец представил полученные данные на медицинской конференции в Монпелье в 1836 году, но никаких доказательств этому так и не нашлось. В марте 1863 года Гюстав Дакс представил в Академию наук две работы: одна была написана его отцом в 1836 году, другая основывалась на его собственных наблюдениях, иллюстрирующих, что поражения левой лобной доли связаны с нарушениями речи [38].

Кажется очевидным, что Брока не знал об открытии Даксов – père et fils (отца и сына) – и пришел бы к неизбежному выводу, что за речь в мозге человека отвечает левая лобная доля (ныне известная как область Брока) даже если бы никогда не видел указанных работ. Когда статья Дакса наконец появилась в апреле 1865 года, она стала мощным потверждением исследованиям Брока. Хотя анатомические данные Дакса-младшего были менее точны, чем у Брока, он собрал огромный массив информации в поддержку своей гипотезы о функциональной локализации речи. Повторно проанализировав ряд тематических исследований, включая те, которые использовал Буйо, Дакс описал 140 примеров. Восемьдесят семь из них показали поражение левой лобной доли и потерю речи, в то время как пятьдесят три продемонстрировали поражение правой лобной доли и отсутствие потери речи. «Обнаружен орган мозга, отвечающий за речь», – сделал вывод Дакс [39].

Потрясенный притязаниями Даксов на первенство в этой сфере, Брока опубликовал длинную статью, в которой показал, что их работа никак не повлияла на его собственные идеи, и предоставил новые доказательства для укрепления своей репутации – именно те факты, которые, как он утверждал, были необходимы два года назад. Исследователь описал, как пациенты, страдавшие от паралича правой стороны тела, что указывало на поражение левого полушария мозга, как правило, испытывали трудности с речью. Не было нарушения ни моторики рта или горла, ни способности понимать язык. Дисфункция касалась только производства речи.

Намек на то, что существует определенная область мозга, только с одной его стороны, которая отвечает за очень специфическую способность, поставил Брока перед серьезной проблемой. С анатомической точки зрения два полушария мозга выглядели совершенно одинаково, и было хорошо известно, что парные или симметричные органы выполняют идентичные функции. Хотя не было никаких заметных анатомических различий между правым и левым полушариями, Брока указал, что с точки зрения развития они не являются строго идентичными. У эмбриона левая сторона мозга развивается раньше, чем правая, что, возможно, указывает на различия в функциях. Кроме того, большинство людей – правши, причиной чего, вероятно, является раннее развитие левого полушария мозга. Брока считал, что и другие участки мозга могут быть задействованы в речевой деятельности и что, в принципе, можно восстановить некоторые функции путем тренировки. Как всегда осторожный, Брока завершил свои рассуждения указанием на то, что все вышеизложенное «не означает существования функционального несоответствия между половинами мозга» [40].

Сложность открытия Брока вскоре выявил молодой немецкий врач Карл Вернике. В 1874 году он описал пациентку, которая, хотя и путано, могла говорить, но не понимала речь. «Пациентка не могла понять абсолютно ничего из того, что слышала», – сообщил он [41]. Вернике пришел к выводу, что «крайне маловероятно», чтобы вся способность к языку была расположена в области лобной доли, идентифицированной Брока. Ученый утверждал, что центр Брока отвечает за производство речи, в то время как другие области, включая участок в заднем отделе первой височной извилины (ныне зона Вернике), были вовлечены в понимание речи. Карл Вернике не просто нашел еще один компонент речи в другой области.

Он утверждал, что вопприятие и понимание языка в целом сильно распределено [42].

Часть проблемы в поиске более четких доказательств локализации речи была выявлена в 1863 году хирургом из Бреста, профессором Анжем Дювалем. Перечислив ряд случаев, подтверждающих локализацию речи в левом полушарии, Дюваль подчеркнул методологическую проблему, с которой сталкиваются все:

«Эти факты достаточно многочисленны, чтобы служить косвенным доказательством, но в физиологии мы предпочитаем прямые доказательства, полученные в ходе опытов на животных. Но животных нельзя использовать для изучения функции, которой у них нет. Поэтому мы должны ждать несчастных случаев, чтобы наблюдать у человека повреждения мозга, аналогичные тем, которые мы могли бы в противном случае попытаться произвести путем вивисекции» [43].

Моральные сомнения Дюваля делают ему честь, и все же еще до конца десятилетия ученые убедились в локализации функций в мозге не на основе повреждений, вызванных несчастным случаем или болезнью, а отчасти в результате чудовищного и скандального эксперимента на человеке.

Двадцать шестого января 1874 года тридцатилетняя Мэри Рафферти была госпитализирована в больницу Доброго самаритянина в Цинциннати. Мэри была хрупкой женщиной, работавшей домашней прислугой. В течение некоторого времени она страдала от ужасной язвы на голове, которая медленно разъедала части ее черепа, обнажая мозг под ним. Несмотря на свое состояние, Мэри была жизнерадостна и добродушна, но началась инфекция, и в мире, где не было антибиотиков, прогноз был вовсе не радужным. Женщину осмотрел профессор Робертс Бартолоу, сорокадвухлетний хирург, который объяснил, что хотел бы выполнить одну процедуру. Получив, по-видимому, согласие Мэри, Бартолоу ввел два тонких электрода прямо под открытую поверхность левого полушария ее мозга, а затем включил генератор, который производил очень слабый электрический ток.

Результат был впечатляющим: правая рука и нога Мэри согнулись и дернулись вперед, а пальцы вытянулись. Когда Бартолоу вставил электроды в заднюю часть мозга Мэри, ее глаза дернулись, зрачки расширились, и пациентка описала «очень сильное и неприятное ощущение покалывания» в правой ноге и руке. В отчете Бартолоу продолжал: «Несмотря на очевидную боль, от которой страдала Мэри, женщина улыбалась, как будто ее это очень забавляло». Неустрашимый хирург продолжил свой эксперимент и вставил электроды в другую часть мозга. Продолжение эксперимента выглядело тревожно – «на лице ее отразилось сильное страдание, и она начала плакать», – но Бартолоу не прекратил опыт, пока у бедной женщины не случился припадок и она не потеряла сознание. Через двадцать минут Мэри пришла в себя, жалуясь на слабость и головокружение. Бартолоу продолжил, повторяя электрическую стимуляцию. Это производило такие же неутешительные эффекты и не помогало. Через два дня Мэри снова привели в кабинет к Бартолоу.

Хирург опять ввел электроды в мозг женщины, на этот раз используя постоянный ток, вырабатываемый шестьюдесятью батарейками в стеклянных банках, размещенных во внушительном деревянном шкафу. Эксперимент вскоре был прекращен, так как Мэри побледнела и посинела. Она жаловалась на головокружение, а правую сторону ее тела сжало спазмом. Очевидно, обеспокоенный состоянием пациентки, Бартолоу попросил ассистентку дать ей хлороформ, чтобы облегчить боль. На следующий день Мэри не смогла встать с постели. Вечером у нее случился припадок, который привел к полному параличу правой стороны тела. Через некоторое время она умерла. Бартолоу не сообщил точную дату смерти.

Несколько недель спустя, в апреле 1874 года, Бартолоу опубликовал краткий отчет об эксперименте. Статья сразу же вызвала бурю не только из-за своего драматического содержания, но и из-за явно неэтичного способа проведения эксперимента. Американская медицинская ассоциация критиковала работу Бартолоу за то, что она включала в себя опыты на человеке, а «Британский медицинский журнал» опубликовал частичные извинения Бартолоу, где врач сожалел, что результаты «были получены за счет некоторого вреда для пациента». Хирург даже признал, что повторять подобные испытания «было бы в высшей степени преступно» [44]. Британский нейрофизиолог Дэвид Ферриер предупреждал, что, как бы ни были интересны выводы Бартолоу, поскольку «процедура опасна для жизни, то не заслуживает похвалы и вряд ли будет повторена» [45].

Оставляя в стороне серьезные этические проблемы, стоит сказать, что ученые были заворожены исследованием Бартолоу, потому что оно оказало действенную поддержку некоторым недавним, весьма спорным выводам о функциях мозга. Хотя в начале века Альдини продемонстрировал, что внешняя электрическая стимуляция головы может вызвать движение, бытовало общее мнение, что полушария головного мозга совершенно не реагируют на такие раздражители. В отличие от нижних отделов мозга, никакая физическая, химическая или электрическая стимуляция данных областей не могла вызвать ответную реакцию.

Но в 1870 году два молодых немецких врача, Густав Фрич и Эдуард Гитциг, показали, что электрическая стимуляция внешней части коры головного мозга собаки может вызывать очень специфические движения [46]. В своей медицинской практике Гитциг использовал модную внешнюю электротерапию для лечения легких нервно-мышечных симптомов, таких как судороги и паралич в легкой степени. В 1869 году врач дал пациенту слабый удар током, одновременно поместив электроды на ухо и на затылок. Гитциг был удивлен, заметив, что мышцы вокруг глаза сокращаются. Если бы электроды находились по обе стороны глаза, Гитциг счел бы этот эффект классическим примером электрической стимуляции мышцы. Но вместо этого он заподозрил, что электричество проникло в мозг и каким-то образом стимулировало «централизованную функцию», отвечающую за движение[86].

Опытный электрофизиолог Гитциг объединился с Фричем, чтобы выяснить, можно ли стимулировать открытую кору головного мозга собаки и получить специфическую реакцию. В эксперименте, который проводился на туалетном столике, принадлежащем фрау Гитциг, использовались очень тонкие электроды, разработанные Дюбуа-Реймоном. Этот опыт стал частью целой волны инвазивных физиологических исследований, которые стали возможными с 1846 года, в связи с широким внедрением анестетиков и заявлением Джозефа Листера[87] в 1867 году, что простые антисептические процедуры могут снизить риск развития послеоперационных инфекций. Фрич и Гитциг использовали очень слабые токи, которые были «едва ощутимы, когда электроды прикладывали к кончику языка», чтобы стимулировать тонкий наружный слой фронтальной части коры подопытного животного, находившегося под анестезией [47]. В ходе эксперимента они обнаружили, что на противоположной стороне тела собаки сокращались различные мышцы. Наблюдаемый эффект был сильно локализован – при стимуляции одного участка мозга двигались передние лапы, другой заставлял дергаться морду и еще один – мышцы задних лап [48].

Совершенное Фричем и Гитцигом открытие шло вразрез с научной базой, просуществовавшей больше века, и предполагало, что функциональная локализация производства поведения в мозге выходит далеко за рамки зоны порождения речи, обнаруженной Брока. Известно, что стереотипные (безусловные) реакции, такие как коленный рефлекс[88], происходят без участия мозга. Но движения, вызванные прямой электрической стимуляцией мозга, были больше похожи на нормальное поведение, чем на мелкие повторяющиеся рефлекторные движения. Учитывая, что кора головного мозга часто рассматривалась как местопребывание мысли и воли, открытие Фрича и Гитцига заключалось в том, что они определили место произвольного движения, хотя исследователи воздержались от столь громких заявлений.

Оба молодых человека осознали важность этого прорыва и быстро опубликовали статью, описывающую полученные результаты. Большая ее часть была посвящена сопоставлению их находок с предыдущими неудачами в получении ответа на стимул от коры головного мозга, восходящими к Галлеру в XVIII веке. Они также предоставили точные сведения о проведенном эксперименте – в конце концов, ученые объявили, что именно использованная техника объясняет, почему их результаты радикально отличаются от тех, что были получены ранее. Фрич и Гитциг были уверены, что показали, как «индивидуальные психические функции» рождаются «в ограниченных центрах коры головного мозга» [49].

Сенсационное открытие Фрича и Гитцига сразу побудило двадцатисемилетнего Дэвида Ферриера провести собственные эксперименты [50]. Он, как и большинство ученых, считал мозг «местонахождением памяти и восприятия». Но оставался нерешенным вопрос, располагались ли эти таинственные способности в конкретной области или же, напротив, были разбросаны по всей поверхности мозга [51]. Как выразился сам Ферриер, это оставалось невыясненным:

«Содержит ли головной мозг в целом и в каждой своей части неким таинственным образом (и к тому же необъяснимым с помощью научного эксперимента) всякого рода умственные возможности, или же, наоборот, определенные части мозга отвечают за отдельные функции».

Ферриер решил исследовать данную загадку с помощью серии довольно печальных экспериментов, в ходе которых удалял мозговые полушария у лягушек, рыб, птиц и кроликов, как делал это Флуранс четыре десятилетия назад. У каждого вида происходило одно и то же.

Если животному посчастливилось пережить операцию, оно сидело неподвижно, реагируя только на такие раздражители, как щипки: «Если животное было предоставлено самому себе, не потревоженное никакими внешними раздражителями, то оставалось неподвижным на том же самом месте и, если его не кормили искусственно, умирало от голода».

Ферриер пришел к выводу, что «абляция[89] полушарий упраздняет некоторые фундаментальные силы разума», которые, как он предположил, включали волю, или стремление к движению.

Более точные исследования поражений выявили интригующие противоречия. Млекопитающие, моторное поведение которых, по-видимому, было во многом приобретенным, с большей вероятностью страдали от паралича в результате разрушения «корковых моторных центров», чем те животные, что полагались на инстинктивное поведение. Это наводило на мысль о том, что у высших млекопитающих воля играет более важную роль, и укрепляло подозрение, что определенные области коры головного мозга участвуют в произвольных движениях отдельных частей тела.

Наиболее поразительные результаты Ферриер получил, адаптируя технику Фрича и Гитцига: он стимулировал кору головного мозга обезьяны слабыми электрическими токами. Применяя батареи, изобретенные Сми, Ферриер обнаружил, что способен вызывать ответные реакции в некоторых областях мозга, которые, по мнению его немецкие конкурентов, не могли быть возбуждены.

Чтобы обобщить свои наблюдения, Ферриер нарисовал схему, иллюстрирующую, как распределены участки мозга обезьяны, отвечающие за разные типы движений. Например, стимуляция 3-й области (верхний центр) приводила к движениям хвоста; возбуждение соседней, 5-й, области заставляло обезьяну вытягивать противоположную руку и шевелить пальцами и запястьем; активизация областей 9–14 запускала точные и воспроизводимые движения лица и глаз.

Рисунки Ферриера областей мозга обезьяны (сверху) и человека (снизу). Цифрами обозначены эквивалентные области у двух видов

Ферриер также экспериментировал на собаках, кошках, шакалах (полученных из Лондонского зоопарка), кроликах, морских свинках, крысах, голубях, лягушках и рыбах. Каждый раз он обнаруживал, что стимуляция конкретных участков полушарий головного мозга вызывает определенные движения. Единственным исключением была лягушка, размер мозга которой затруднял получение однозначных данных. Ферриер даже смог, видимо, вызвать у обезьяны иллюзию слухового восприятия. Когда он стимулировал область 14, то наблюдал следующее: «Противоположное ухо дергается, голова и глаза поворачиваются в противоположную сторону, зрачки сильно расширяются» – будто животное что-то услышало.

Опираясь на сравнительную анатомию и различные сообщения о поражениях головного мозга (в том числе на ужасный эксперимент с Мэри Рафферти), Ферриер разработал схему локализации мозговой двигательной функции у людей. Но была одна зона мозга, которая, казалось, не реагировала на мягкое зондирование электродами. В книге «Функции мозга» (1876), описав собственные открытия, Ферриер сообщил, что не наблюдал никаких реакций от «электрического раздражения» в лобных долях мозга у обезьяны, кошки или собаки. Это соответствовало его первоначальному пониманию знаменитого случая Финеаса Гейджа, американского железнодорожника, с которым в 1848 году произошел несчастный случай. В результате незапланированного взрыва железный лом прошел сквозь голову Гейджа и пробил его лобовую кость [52]. Каким-то чудом мужчина не только не погиб, а прожил еще двенадцать лет и даже несколько лет работал водителем дилижанса[90] в Чили[91]. Тело Гейджа в конце концов было эксгумировано, а его сильно поврежденный череп вместе с ломом выставили в Анатомическом музее Уоррена (Гарвард), где их можно увидеть до сих пор. При жизни и сразу после нее Гейдж представлял интерес для ученых, потому что выжил и остался, судя по всему, относительно дееспособным.

Ферриер был наблюдательным экспериментатором и утверждал, что удаление передних областей мозга у одной из обезьян «не вызвало никаких симптомов, указывающих на поражение или ухудшение специальных сенсорных или двигательных способностей».

Однако он также заметил «решительное изменение в характере и поведении животного… значительное психологическое изменение», характеризующееся отсутствием интереса и любопытства. Как пояснил сам исследователь, бедное животное потеряло «способность внимательного и разумного наблюдения».

Заинтригованный Ферриер вновь изучил случай Гейджа [53]. Его поразил небольшой нюанс в отчете Джона Харлоу, врача, лечившего Гейджа двадцать лет назад: это было краткое описание поведения мужчины до и после несчастного случая. Из «самого эффективного и способного бригадира» Гейдж, по словам медика, превратился во «вспыльчивого, непочтительного, иногда позволявшего себе грубейшие ругательства» мужлана, а друзья говорили, что «Гейдж больше не Гейдж» [54]. Эти описания теперь регулярно воспроизводятся в отчетах о деле Гейджа, но до тех пор, пока их не обнаружил Ферриер, они оставались незамеченными. Следует сказать, что мы ничего не знаем о происхождении и достоверности этих свидетельств. Туманный и разрозненный отчет, опубликованный лишь спустя годы после происшествия, является единственным источником, который предполагает, что в личности или поведении Гейджа произошли какие-то изменения. Но этого оказалось достаточно, чтобы убедить Ферриера, подчеркивавшего утверждение, что после аварии «Гейдж перестал быть Гейджем» и якобы начал отличаться особой замкнутостью и импульсивностью.

В работе 1878 года под названием «Локализация мозговых функций» Ферриер смело проводил параллели между предположительно измененной личностью Гейджа и трансформациями в поведении обезьян с поврежденными лобными долями. Во многих отношениях то, как сейчас интерпретируют травму Гейджа и ее значение, восходит к слиянию экспериментальных, психологических и физиологических прозрений Ферриера. В современных учебниках случай Гейджа стал классическим примером, хотя его сложная история редко излагается верно [55].

Все это свидетельствует о том, что различные аспекты психической жизни, связанные с вниманием и поведением, каким-то образом локализованы в лобных долях мозга.

Удивительно, но Ферриер даже предоставил доказательства из френологии, показав, что эти идеи оставались актуальными для некоторых ученых и в конце XIX века:

«Я думаю, у френологов есть веские основания полагать, что мыслительные способности локализованы в лобных областях мозга. И нет ничего слишком невероятного в том, что развитие отдельных участков лобных долей может быть связано с силой концентрации мысли и интеллектуальными способностями особого рода» [56].

У Ферриера имелись аргументы в пользу того, что движение и, возможно, некоторые из высших психических функций, например внимание, локализованы в определенных зонах мозга. Но когда дело дошло до самого сложного и нематериального аспекта мозговой деятельности – мысли, – данные говорили не в пользу локализации. Повреждение коры головного мозга с одной стороны привело человека к потере к возможности чувствовать и двигать противоположной стороной тела, но способность мыслить, похоже, не пострадала, потому что разум присутствует во всем мозге. Ученый объяснил это так:

«Мозг как орган, порождающий движение и ощущение (то есть воспринимающее сознание), есть единый орган, состоящий из двух частей. Мозг как орган мышления (репрезентативное сознание) есть двуединый орган, каждое полушарие которого самодостаточно само по себе. Когда одно полушарие удалено или разрушено болезнью, движение и ощущение исчезают в одностороннем порядке, но умственные операции все еще могут осуществляться во всей их полноте посредством оставшегося полушария. Человек, парализованный физически вследствие повреждения, скажем, правого полушария, не парализован ментально, ибо все еще может чувствовать, желать, мыслить и разумно постигать происходящее левым полушарием».

Несмотря на имевшиеся открытия, у Ферриера все же не было модели работы мозга. На самом деле ученый сомневался, что когда-либо будет возможно это познать, утверждая, что даже если бы можно было определить «точную природу молекулярных изменений, происходящих в клетках мозга при переживании ощущения», «это ни на йоту не приблизило бы нас к объяснению конечной природы самого ощущения». Ферриера, как и многих других исследователей того времени, все еще беспокоила проблема, выявленная Лейбницем в 1712 году и приведенное им сравнение функционирования мозга с работой мельницы. Даже если мы заглянем внутрь мозга и изучим все протекающие в нем процессы, это вовсе не означает, что мы таким образом постигнем истинную природу сознания или мысли. Не только Ферриер не был уверен в способности науки познать мозг. Несмотря на целый ряд великих открытий, ученые начали сомневаться.

5 Эволюция. XIX век

В феврале 1838 года двадцатидевятилетний Чарлз Дарвин, сидя в своей лондонской квартире, как раз напротив верхней части Карнаби-стрит, открыл экземпляр «Исследований об умственных способностях человека и об изыскании истины», последнего издания бестселлера шотландского врача и философа по имени Джон Аберкромби[92]. С первых страниц автор прямо заявлял о полном незнании точной связи между мышлением и мозгом:

«Правда в том, что мы ничего не понимаем. Материя и дух известны нам по некоторым свойствам: эти свойства абсолютно отличны друг от друга. Но в отношении ни того, ни другого мы совершенно не в состоянии продвинуться ни на шаг дальше тех фактов, что перед нами. Являются ли они в своей основополагающей или конечной сущности одинаковыми, либо же они различны, мы не знаем и никогда не сможем узнать в теперешнем состоянии бытия» [1].

Аберкромби указывал на фундаментальную проблему, но это мало волновало Дарвина, который провел две неровные карандашные линии по левой стороне текста и написал внизу страницы: «Достаточно указать на тесную связь вида мышления и структуры мозга» [2]. Дарвин предполагал, что мозг и разум неразрывно связаны – как он выразился в одной из своих записных книжек, «мозг создает мысль».

Но его интересовали прежде всего последствия такой связи, а не ее точная природа [3]. С тех пор как полтора года назад Дарвин вернулся из долгого путешествия на исследовательском корабле «Бигль»[93], он был поглощен изучением происхождения видов и причин такого разнообразия. Со временем ученый все больше убеждался в роли естественного отбора в формировании организмов и изучал, как именно этот фактор повлиял на связь между мозгом и мышлением.

В 1840 году Дарвин написал на полях «Элементов физиологии» Иоганна Мюллера: «Унаследованная структура мозга должна вызывать инстинкты. Эта структура может быть выведена так же, как и любая другая адаптировавшаяся структура» [4]. Дарвин понял, что если мозг создает мысль, то должна существовать связь между структурой мозга и типом мысли, которую он производит. Это, в свою очередь, означало, что естественный отбор может изменять ум и поведение, трансформируя структуру мозга. Такая причинно-следственная связь могла бы объяснить происхождение не только инстинктивного поведения, но и, в принципе, человеческого разума. С этой точки зрения мозг и порождаемое им поведение ничем не отличались от любого другого органа. Действительно, Дарвин отметил в одной из записных книжек, что мысль – это «секреция мозга», «такая же функция органа, как желчь печени»[94] [5].

Более двадцати лет Дарвин работал над тем, что называл своей «большой книгой видов», собирая примеры естественного и искусственного отбора и составляя черновики глав, но без какого-либо особого чувства срочности или признаков завершения. Затем, в июне 1858 года, он получил шокирующее письмо от Альфреда Рассела Уоллеса[95], молодого британского исследователя. Уоллес прислал Дарвину собственное эссе, где изложил тот же механизм естественного отбора, который в частном порядке исследовал в течение предыдущих двух десятилетий и сам Дарвин. В ужасе от возможности, что его опередят, Дарвин передал письмо своим друзьям – Джозефу Хукеру и Чарльзу Лайелю, которые поспешно отыскали решение, сохранившее приоритет Дарвина и признавшее проницательность Уоллеса. На одном заседании Лондонское Линнеевское общество[96] заслушало письмо Уоллеса и доклад Дарвина, а также отрывок из эссе, написанного Дарвином в 1844 году, в котором обобщались его идеи. Письмо Уоллеса окончательно подтолкнуло ученого к действию, и в ноябре 1859 года он опубликовал «Происхождение видов путем естественного отбора» [6].

Странным образом потрясающая работа Дарвина обошла острые вопросы человеческой эволюции и связи между поведением, разумом и мозгом. Слово «мозг» встречается один-единственный раз во всем первом издании, которое, в свою очередь, содержит лишь туманный намек на эволюцию человека. Позже Дарвин объяснил это так:

«В течение многих лет я собирал заметки о происхождении человека, не имея никакого намерения публиковать их, а скорее с решимостью не издавать, так как думал, что в результате лишь увеличу предубеждения против собственных взглядов. Мне показалось достаточным упомянуть в первом издании „Происхождения видов”, что моя работа „прольет свет на происхождение человека и его историю”, а это означает, что человек должен быть включен вместе с другими живыми существами в любое общее заключение относительно его способа появления на Земле» [7].

Публикация научного труда Дарвина, сильно повлиявшего на многих читателей, внесла свой вклад в период неопределенности западной интеллектуальной жизни. По словам историка Оуэна Чедвика, в 1860-х годах «Британия, Франция и Германия вступили в эпоху Сомнения, в единственном числе и с заглавной буквы “С”» [8].

Одним из ключевых вопросов, являвшимся одновременно и центром сомнения, и вкладом в него, был тот самый вопрос, которого Дарвин так ловко избегал в своей работе – как (или «если») сознание возникло из деятельности мозга. В 1861 году ирландский физик и профессор Джон Тиндаль – сторонник Дарвина – исследовал данную проблему на страницах еженедельной лондонской газеты The Saturday Review. Тиндаль начал с того, что может показаться простым материалистическим описанием вопроса:

«Мы полагаем, что каждая мысль и каждое чувство имеют точный механический коррелят в нервной системе и что они сопровождаются определенным разделением и повторным соединением атомов мозга».

Но, как отметил автор статьи, все становится гораздо сложнее, как только вы начинаете выяснять, что на самом деле стоит за словами «коррелят» и «сопровождаются»:

«Когда мы пытаемся перейти… от явлений физики к явлениям мысли, то сталкиваемся с проблемой, которая превосходит имеющиеся у нас (или потенциально возможные) исследовательские ресурсы в неизмеримое количество раз. Можно обдумывать этот предмет снова и снова – он ускользает от всякого интеллектуального представления, – мы столкнулись, наконец, лицом к лицу с Непостижимым» [9].

Никто не мог даже попытаться описать, как мозг порождает сознание.

Это не помешало некоторым ученым строить догадки. В 1860 году немецкий физиолог Густав Фехнер[97] сделал одно из самых смелых и замечательных предсказаний в истории науки о мозге. Фехнер утверждал, что кажущееся единство разума вытекает из структурной целостности мозга. Предполагалось, что если бы можно было разделить полушария, разрезав соединяющую их структуру (мозолистое тело), то получилось бы два разума вместо одного. Первоначально эти «умы» будут идентичны, уточнял Фехнер, но каждый из них начнет постепенно меняться с опытом [10].

Минуло более ста лет, прежде чем эта драматическая гипотеза была проверена после внедрения методов психохирургии в США.

Нескоторое время спустя Тиндаль объяснил свою позицию более конкретно в двух важных лекциях для Британской научной ассоциации, прочитанных в 1868 и 1874 годах. Он использовал модифицированную версию «мельницы Лейбница»:

«Даже если бы наш разум и чувства настолько возросли, усилились и прояснились, чтобы мы смогли увидеть и почувствовать мельчайшие молекулы мозга; даже если бы мы имели способы отследить все их движения, все их соединения, все электрические разряды, если таковые существуют, и имели бы точное представление о соответствующих состояниях мысли и чувства, мы при том оставались бы как никогда далеки от решения главного вопроса: как эти физические процессы связаны с фактами сознания?» [11]

Тиндаль, как и Лейбниц, считал невозможным объяснить мышление, основываясь на исследовании физических процессов, потому что два класса явлений качественно отличались друг от друга. Терминология, используемая Тиндалем и Лейбницем, была разной, но выводы – одинаковыми.

Существовали два противоположных взгляда на данную проблему: признать, что ответ пока еще не найден, но когда-нибудь непременно появится, либо настаивать, подобно Тиндалю, что это изначально непознаваемо. Эмиль Дюбуа-Реймон согласился с Тиндалем и в 1872 году решительно объявил, что материализм никогда не сможет дать какого бы то ни было понимания природы мышления: «Никакое воображаемое движение материальных частиц никогда не сможет перенести нас в царство сознания» [12]. Ментальные процессы, говорил он, «лежат вне закона причинности и потому непонятны» [13]. Дюбуа-Реймон завершил свой анализ латинской фразой, которая на десятилетия стала крылатой и прославилась благодаря спорам о границах научного знания: «Ignoramus et ignorabimus» – «Не знаем и не узнаем».

Волна скептицизма по поводу понимания мозга накрыла мир эволюционной биологии, поскольку некоторые из ближайших последователей Дарвина стали поговаривать лишь о частичной поддержке теории естественного отбора, когда дело касалось людей. В 1866 году, к удивлению Дарвина, Альфред Уоллес стал утверждать, что человеческую эволюцию, и в частности появление разума, нельзя объяснить естественным отбором – должно быть, в этом была замешана какая-то сверхъестественная сила. Непосредственная причина столь резкой перемены заключалась в том, что Уоллес впал в одержимость мистицизмом после посещения спиритического сеанса зимой того же года. Во время представления произошло внезапное появление медиума, мисс Никол, которая, видимо, парила над столом и держала в руках летние цветы, еще влажные от росы [14]. Уоллес был околдован.

Высоко ценя эктоплазму[98] и доверяя собственным глазам, Уоллес применил новообретенные представления о духовном мире к эволюционной концепции, опираясь на сомнения Тиндаля в поисках поддержки нового взгляда на то, как люди были освобождены от теории Дарвина:

«Ни естественный отбор, ни более общая теория эволюции не могут дать никакого объяснения происхождению чувственной или сознательной жизни… Моральная и высшая интеллектуальная природа человека – такое же уникальное явление, каким была сознательная жизнь при ее первом появлении в мире. И то и другое непредставимо как происходящее по какому-либо закону эволюции» [15].

Люди подчиняются совершенно иным правилам, чем остальной природный мир, утверждал Уоллес, и очевидная невозможность объяснить физическое происхождение мысли была одним из свидетельств [16].

Он был не единственным из сторонников Дарвина, кто предположил, что человеческая эволюция требует какого-то сверхъестественного объяснения. В своей книге «Геологические доказательства древности человека, с некоторыми замечаниями о теориях происхождения видов», вышедшей в 1863 году, выдающийся геолог Чарлз Лайель собрал ряд палеонтологических, геологических и антропологических данных, чтобы доказать, что у человека и других приматов был общий предок [17]. Это ободрило Дарвина, но гораздо менее впечатлил его заключительный раздел книги, где Лайель утверждал, что только божественное вмешательство может объяснить появление языка у людей [18].

С такими союзниками, как Уоллес и Лайель, утверждающими, что естественный отбор не может объяснить все аспекты человеческой эволюции, Дарвин чувствовал себя обязанным прояснить собственные взгляды. В феврале 1871 года он опубликовал работу «Происхождение человека и половой отбор», в которой использовал подход, оказавшийся крайне эффективным в «Происхождении видов». Дарвин представил примеры гомологии[99] в анатомии и поведении, чтобы выявить общее происхождение. Также он описал, как в процессе адаптации меняются функции некоторых первоначальных физических характеристик и организм приспосабливается использовать эти характеристики для совершенно других целей. Дарвин пришел к выводу, что между человеком и другими приматами нет непреодолимого барьера, в том числе в отношениях мозга, поведения и морали. «Моя цель, – писал он, – показать, что не существует принципиальной разницы между человеком и высшими животными в их умственных способностях» [19]. Дарвин не имел в виду, что приматы идентичны человеку, а подразумевал, что, как и в случае с другими физическими параметрами, структура мозга различных видов была изначально схожей, а следовательно, сходство наблюдалось и в их ментальной жизни.

Вскоре после публикации «Происхождения человека» Дарвин понял, что ему нужны более подробные доказательства эволюционных изменений в структуре мозга. Ученый попросил своего друга и сторонника, зоолога Томаса Генри Хаксли («Бульдога Дарвина»[100]) предоставить приложение ко второму изданию книги, посвященному сравнительной анатомии мозга у людей и обезьян. Хаксли согласился и заключил:

«Каждая главная извилина и борозда мозга шимпанзе точно представлена и в мозге человека, так что терминология, применяемая к одному, переносится и на другой. На этот счет нет никаких разногласий… Таким образом, нет сомнений относительно общего сходства между мозгом приматов и человеческим мозгом; равно как не вызывает споров и удивительно близкое сходство между шимпанзе, орангутангом и человеком».

Мозг человека и обезьяны не был идентичен, но, как любил говорить Дарвин, разница была в степени, а не в сути. Подводя итог доказательствам, Хаксли писал: «Это именно то, чего мы должны ожидать, если человек произошел в результате постепенной модификации той же формы, от которой произошли другие приматы»[101]. Как объяснял Дарвин, поведенческие и интеллектуальные различия, существующие между видами приматов, должны каким-то образом обуславливаться незначительными анатомическими особенностями, а не какой-то большой структурой, имеющейся в одной группе и полностью отсутствующей в другой.

Дарвин не позволял себе отвлекаться на сомнения о наличии связи между мозгом и мышлением, которые волновали столь многих ученых и философов. Он был уверен, что такая связь существует – для того, чтобы естественный отбор воздействовал на структуру мозга и тем самым изменял поведение, между ними должна быть причинно-следственная связь, а не простая корреляция, – но Дарвина не занимала ее точная природа. Как писал сам ученый тридцатью годами ранее, для его целей просто требовалось, чтобы связь существовала. Так, совершив пируэт на страницах «Происхождения человека», Дарвин вырвался из эпистемологической трясины, поглотившей так много его современников: «Вопрос о том, каким образом развились умственные способности, столь же безнадежен, как и вопрос о зарождении самой жизни. Это проблемы далекого будущего, если они когда-либо будут решены человеком» [20].

Точный характер связи между мозгом и разумом может быть неизвестен и, вероятно, даже непознаваем. Но более общая соотнесенность мозга и поведения у животных очень интересовала Дарвина. Этот вопрос лежал в основе «Происхождения человека»: в работе подробно описаны сложные поведенческие адаптации или инстинкты, проявляемые животными, и объяснены в терминах естественного отбора. Дарвин был особенно впечатлен социальными насекомыми, такими как муравьи. Их замысловатая система коммуникации и способность распознавать сородичей по гнезду предполагали существование памяти. Объяснение столь богатого поведенческого репертуара крылось в относительно большом мозге муравьев, который, по словам Дарвина, был «необычайной величины», учитывая размеры тел этих насекомых. Когда дело дошло до исследования того, как в крошечном мозге муравья способно умещаться такое богатство поведения, у Дарвина голова пошла кругом:

«Безусловно, что может существовать громадная умственная деятельность при крайне малой абсолютной величине нервного вещества: так, всем известны удивительно разнообразные инстинкты, умственные способности и склонности муравьев, и, однако, их нервные узлы не составляют и четверти маленькой булавочной головки. С этой точки зрения мозг муравья есть одна из самых удивительных в мире совокупностей атомов материи, может быть, более удивительная, чем мозг человека»[102] [21].

В случае муравьев, по-видимому, не было никакой необходимости в метафизических придирках к связи между мозгом и разумом – никто не оспаривал, что удивительное поведение было просто результатом деятельности их мозга. Но это лишь подчеркивало тот факт, что связь между мозгом и поведением крошечных животных была столь же удивительна и загадочна, как и связь между мозгом и сознанием людей.

Размышляя над данным вопросом, Дарвин сделал важный вывод о значении инстинктивного поведения у большинства животных и его явно более слабой роли у человека. Он предположил, что если инстинкт играет относительно меньшую роль в поведении определенной группы животных, то они должны обладать более сложной структурой мозга:

«Мало что известно о функциях мозга, но мы можем видеть, что по мере того, как значительно возрастает сила интеллекта, так различные части мозга должны обзавестить очень разветвленными каналами свободного взаимодействия. Вследствие этого каждая отдельная область, возможно, будет менее приспособлена отвечать на конкретные ощущения или ассоциации определенным и унаследованным – то есть инстинктивным – образом».

Дарвин предполагал, что в более развитом мозге функции будут менее локализоваными, поскольку «свободное взаимодействие» каким-то неизвестным образом объясняет более сложные интеллектуальные способности.

Дарвин выявил принцип, который мог бы объяснить, почему мозг разных животных имеет различную форму: он эволюционировал, чтобы порождать различное поведение. Эволюция путем естественного отбора, наряду с моделями общего происхождения, могла бы объяснить появление сложных структур, вплоть до человеческого сознания, каковы бы ни были метафизические тайны того, как оно работает. Дарвин был убежден, что сознание какого-то рода уходит корнями вглубь родословной животных и что разница между людьми и другими животными заключается в степени его проявления. Мы просто более сознательны, чем наши родственники-обезьяны, а не обладаем совершенно новой характеристикой, требующей какого-то особого объяснения.

Споры о происхождении сознания и его связи с функцией мозга не ограничивались академическими кругами. Представители среднего класса и образованные рабочие с интересом следили за учеными диспутами, особенно после весьма влиятельной речи Хаксли, произнесенной им на собрании Британской научной ассоциации в Белфасте в 1874 году. Лекция Хаксли была напечатана в журнале Nature, а в измененном виде – в активно читаемом Fortnightly Review. В последующие годы на нее были получены сотни откликов, в том числе на страницах Nature, в газетах, журналах и романах [22].

Что сделало лекцию Хаксли столь провокационной, так это его утверждение, что животные – и люди – являются «сознательными машинами» или «сознательными автоматами»:

«Все, что мы знаем о функционировании нервной системы, обязывает нас полагать, что, когда в центральной ее части происходит некое молекулярное изменение, это изменение каким-то совершенно неизвестным способом вызывает то состояние сознания, которое мы называем ощущением» [23].

Чтобы объяснить термин «сознательные автоматы», Хаксли детально переосмыслил взгляды Декарта, сопоставив их с новейшими научными данными, показавшими, что довольно сложные формы поведения у животных, включая плавание и прыжки у лягушек, являются рефлексами, которые могут быть произведены без участия мозга.

В то время как Декарт предполагал, что животные просто бесчувственные машины, Хаксли считал это «самой удивительной гипотезой» и следовал подходу Дарвина, чтобы продемонстрировать отсутствие строгого различия между животными и людьми:

«Низшие животные обладают, хотя и менее развитой, той частью мозга, которую мы имеем все основания считать органом сознания у человека. Как и в других случаях, функция и орган пропорциональны, следовательно, мы имеем право заключить, что это верно и по отношению к мозгу. Хотя животные не могут обладать нашей степенью сознания, а из-за отсутствия языка не способны иметь мысленного потока, а только поток чувств и ощущений, они все же наделены сознанием, которое в той или иной степени отчетливо предвосхищает наше собственное» [24].

Сознание животных, утверждал Хаксли, есть «побочный продукт» работы животного тела, не имеющий возможности влиять на поведение, подобно тому, как «паровой свисток, сопровождающий работу двигателя локомотива, не оказывает воздействия на его механизм».

Сознание у животных просто порождается нервной деятельностью, однако не контролирует поведение, управлямое встроенными правилами, как в машине.

Когда дело дошло до применения этой теории к человеку, Хаксли настаивал на том, что у людей «психические состояния представляют собой лишь символы, отражающие в сознании изменения, автоматически происходящие в организме; и в качестве наиболее яркого примера можно взять чувство, называемое волей, которое является не причиной произвольного акта, а лишь символом определенного состояния мозга, в результате которого непосредственно совершается данный акт». Заявление Хаксли – серьезный вызов для повседневного опыта большинства читателей, как тогда, так и сейчас. Мы все убеждены, что обладаем волей. Смысл аргументации Хаксли состоял в том, что свободная воля с точки зрения человеческой способности думать об альтернативах и выбирать между ними является иллюзией.

В этом отношении Хаксли имел уже устоявшуюся репутацию. В 1870 году он прочитал лекцию о Декарте, в которой рассуждал о возможности того, что машины могут быть сознательными:

«Вместе с материалистами я утверждаю, что человеческое тело, как и все живые тела, есть машина, все действия которой рано или поздно будут объяснены физическими принципами. Я верю, что рано или поздно мы придем к механическому эквиваленту сознания, точно так же, как пришли к механическому эквиваленту тепла».

Это видение, заходившее гораздо дальше, чем теория Сми двадцатилетней давности, подразумевало, что, независимо от кажущейся непроницаемой природы мысли и ее отношения к мозгу, в итоге мысль все же будет объяснена путем создания соответствующей машины. Хаксли полагал, по крайней мере на данном этапе его собственного интеллектуального развития, что материя способна мыслить.

После смерти Дарвина в 1882 году биологи-эволюционисты, по-видимому, утратили веру в материальную связь между мозгом и разумом. Ученый, которого многие считали преемником Дарвина, Джордж-Джон Роменс (ныне забытый и изучаемый разве что историками), вскоре стал придерживаться взгляда, граничащего с панпсихизмом – идеей, что вся материя каким-то образом сознательна, – и отказался от естественного отбора как движущей силы биологической адаптации.

Роменс не только был уверен, что «связь между разумом и материей не поддается объяснению человеческими способностями», но и задавался вопросом, может ли естественный отбор объяснить сложные инстинкты. Особенно его поразили сфексы – осы, которые роют гнезда в земле и хоронят парализованную гусеницу рядом с отложенными яйцами. Это заставило Роменса усомниться в том, что природа «могла когда-либо развить такой инстинкт из просто случайных вариаций» [25].

В противоположность этому пионер британской психологии, Конви Ллойд Морган, работавший в 1890-х и в начале XX века, верил, что такое поведение может возникнуть в результате естественного отбора.

Ученый продемонстрировал, что птенец клюет зерно, хотя и не учился этому, и объяснил его поведение особой организацией нервной системы молодой птицы, в которой «стимул производит данный результат через ествественную координацию, не зависящую от сознательного знания или опыта» [26]. Взгляды Ллойда Моргана на природу сознания менялись с течением времени, но в 1901 году он выдвинул так называемую двухаспектную теорию сознания:

«Самое надежное допущение заключается в следующем: то, что с точки зрения физики и физиологии является сложным молекулярным нарушением, с позиций психологии есть состояние сознания. Это два различных аспекта одного природного явления. Почему оно должно иметь два столь различных аспекта, мы не имеем ни малейшего представления».

Некоторых французских философов такое объяснение не убедило – бывают ли они вообще убеждены в чем-то? – и утверждали, что, какие бы функции ни выполнял мозг, он не отвечает за порождение мысли. Следуя за Декартом, они подчеркивали, что мысль – это нематериальная субстанция. В 1883 году Анри Бергсон[103] утверждал, что «если бы мысль была в голове, она заняла бы там место, рассекая которое можно было бы в итоге обнаружить ее на конце скальпеля… Но мысль не живет в мозге» [27].

В 1872 году психиатр Генри Модсли, обеспокоенный назревавшим кризисом уверенности, который распространялся среди некоторых ученых, попытался успокоить научное сообщество:

«Утверждение, что нельзя вообразить, будто материя, каким бы сложным состоянием или организацией она ни обладала, порождает сознание, чувства и мысли, – это лишь обращение к самодостаточности человеческого интеллекта в наши дни и своего рода аргумент, который, если логически довести его до конца, воспрепятствовал бы созданию новых концепций, в силу неведения еще недостижимых для нас» [28].

Другими словами, даже если мы в настоящее время не понимаем конкретного явления, это вовсе не означает, что мы не сможем понять его никогда. Утверждать, что есть вещи, недоступные для осознания, значит подрывать весь смысл науки, который и заключается в объяснении тех вещей, что пока еще необъяснимы.

По истечении десяти лет уверенность Модсли испарилась, и даже он поддался общему настроению, размышляя о существовании «всепроникающего многомерного эфира», который находился вне материи, но мог каким-то образом взаимодействовать с ней. Восприятие рождалось в тот момент, когда эфир пронизывал и воспринимаемый объект, и мозг, а волны, производимые объектом, проходили через эфир к мозгу, где и возникало сознание. В 1883 году Модсли заявил, что разум – это не что иное, как «многочисленные волновые колебания, обусловленные извилистой, чрезвычайно сложной и тонкой структурой мозга» [29]. Ученый скромно предположил, что если его теория будет должным образом разработана, то она «без сомнения, объяснит всю» Вселенную. В действительности Модсли не мог использовать свою теорию даже для объяснения сознания, если не брать в расчет то, что он называл «непостижимо быстрыми колебаниями атомов».

В этом он, возможно, и был прав, но не было никакой необходимости ссылаться на гипотетический «многомерный эфир», якобы связывающий всю материю. Идея с эфиром ничего не объясняла, ученый не выдвинул никаких предположений, которые можно было бы проверить, так что взгляды Модсли стали спекулятивными и нематериалистическими. Практически в то же самое время и в том же духе невролог Джон Хьюлингс Джексон[104] утверждал: «Мы не говорим, что психические состояния являются функциями мозга, а заявляем, что они просто возникают во время мозговой деятельности» [30]. Теперь уже ничто не казалось определенным.

Десять лет назад Дарвин не нашел необходимости в рассуждениях такого рода, что занимали Модсли, и не поддался сомнениям, которые заставили Хьюлингса Джексона дистанцироваться от идентичности мозга и разума. Вместо этого Дарвин сосредоточился на том, чтобы показать, как естественный отбор воздействовал на мозг и тем самым на поведение и психологическую активность. Какая бы связь ни существовала между структурой мозга и психическими функциями, она была центром действия естественного отбора, который, непосредственно формируя органические формы, мог приводить к психологическим и поведенческим последствиям. Кроме того, как бы ни работал мозг, существовала преемственность между таинственными явлениями человеческого разума и внутренними мирами наших родственников из животного царства – как близких, так и далеких.

Когда волна сомнений прокатилась по Европе, ключевые уроки были забыты, а после смерти Дарвина значение его великого прозрения померкло. Весьма прискорбно, так как прочное обоснование дарвиновской теории усилило бы значение ряда прорывов в понимании работы мозга, которые произошли в 1860-х годах. Каждое из этих открытий поднимало серьезные вопросы, затрагивающие всевозможные аспекты имевшихся объяснений функции мозга – от туманных механических метафор и старых гидравлических концепций до представлений, что деятельность мозга основана на электричестве. Столкнувшись с новыми идеями и открытиями, ученые были вынуждены пересмотреть свои взгляды на функционирование мозга: слова, которые они использовали, метафоры, которые создавали, и то, как они представляли собственные идеи.

6 Торможение. XIX век

Еще с 1670-х годов было известно, что искусственная стимуляция нерва может приводить к мышечному сокращению. Нервы, казалось, вызывали определенные события в теле. Но в середине XIX века стало очевидно, что столь же фундаментальное свойство некоторых нервов состоит в том, что они способны останавливать происходящее [1]. В 1845 году Эрнст и Эдуард Веберы, два брата из Лейпцига, исследовали, что случится, если блуждающий нерв стимулировать непрерывным электрическим током, генерируемым батареей. Парные блуждающие нервы идут от ствола мозга, проникая глубоко в грудную клетку и верхнюю часть брюшной полости. Они иннервируют работу основных внутренних органов, в том числе и работу сердца. К удивлению Веберов, непрерывная электрическая стимуляция блуждающего нерва привела к снижению частоты сердечных сокращений. Блуждающий нерв, по-видимому, подавлял работу сердца, и достаточная стимуляция могла даже заставить его остановиться совсем.

Веберы сразу же связали свое открытие с тем, каким образом ум может иногда прекращать движение или реакцию тела: «Опыт показывает, что воля ограничивает конвульсии, если они не происходят слишком сильно, и может препятствовать возникновению многих рефлекторных движений… и он же демонстрирует, что мозг способен притормаживать движения» [2].

Их выводы совпадали со взглядами Иоганна Мюллера и Маршалла Холла[105], которые недавно показали, что разрушение полушарий головного мозга приводило к неконтролируемым рефлекторным действиям. Правда, ученые разошлись во мнениях относительно основы этого эффекта и были вовлечены в неприличную ссору из-за того, кто первым сделал открытие. Результаты также соответствовали идеям немецкого физиолога Альфреда Фолькмана, обнаружившего в 1838 году, что если удалить лягушке голову, ее тело производит рефлекторные действия, которые не наблюдались у нетронутого животного. Фолькман объяснил это так: «Очевидно, что мозг содержит некую причину, препятствующую активации нервных принципов… Влияние ума, возможно, сдерживает нервную активность» [3].

Ряд исследований на других периферических нервах позволил изучить торможение основных физиологических процессов, и в 1863 году русский физиолог Иван Михайлович Сеченов[106] обобщил эти сведения в рамках рефлекторной теории головного мозга. Сеченов ранее работал с некоторыми великими европейскими физиологами, такими как Дюбуа-Реймон, Герман Гельмгольц и Клод Бернар, и опирался на идеи Вебера и Фолькмана, утверждая, что в мозгу должно быть два взаимодополняющих центра: «Таким образом, оказывается, что механизм в головном мозгу, производящий невольные (отраженные) движения в сфере туловища и конечностей, имеет там же два придатка, из которых один угнетает движение, а другой, наоборот, усиливает их относительно силы раздражения»[107] [4]. Это, по-видимому, объясняет большинство аспектов поведения: «Итак, рядом с тем, как человек путем часто повторяющихся ассоциированных рефлексов выучивается группировать свои движения, он приобретает (и тем же путем рефлексов) и способность задерживать их».

Данная идея позволила Сеченову разработать теорию о том, как работает мозг. Его отправной точкой был рефлекторный путь:

стимул → торможение или возбуждение → мышечная реакция

Исследователь утверждал, что эта простая цепочка реакций – все, что нужно для понимания даже самых сложных функций мозга. «Мысль, – отмечал Сеченов, – есть первые две трети психологического рефлекса». Другими словами, мысль соответствует внешнему стимулу, который ее вызвал, и адекватной центральной активности; будут ли активированы мысль и последняя треть рефлекса (мышечная реакция) – зависит от обстоятельств. Сеченов был не одинок в своем мнении. Для британского невролога Хьюлингса Джексона это было самоочевидно. В 1870 году он писал:

«Что же есть „идея”, например, мяча, как не процесс, аккумулирующий определенные впечатления от поверхности и конкретные мышечные адаптации? Что такое воспоминание, как не оживление процессов, которые в прошлом стали частью самого организма?» [5]

Обращаясь к широкой публике, Сеченов отвечал в адрес звучавшей критики, что мышление воспринимается не как «две трети рефлекса», а скорее как внутренний процесс, полный произвольных действий и часто независимый от внешних факторов. Ответ ученого был точным, но суровым:

«В случае же, если внешнее влияние, то есть чувственное возбуждение, остается, как это чрезвычайно часто бывает, незамеченным, то, конечно, мысль принимается даже за первоначальную причину поступка. Прибавьте к этому очень резко выраженный характер субъективности в мысли, и вы поймете, как твердо должен верить человек в голос самосознания, когда оно говорит ему подобные вещи. Между тем это величайшая ложь. Первоначальная причина всякого поступка лежит всегда во внешнем чувственном возбуждении, потому что без него никакая мысль невозможна» [6].

Сеченов пытался дать физиологическое объяснение природы мышления, а также показать, как паттерны торможения и активации рефлексов могут порождать сложные формы поведения. Генри Модсли в 1867 году писал: «Одна из самых необходимых функций мозга заключается в том, чтобы оказывать тормозящее воздействие на нервные центры, лежащие под ним» [7].

Ферриер знал об идеях Сеченова и признавал, что торможение лежит в основе работы мозга. Торможение, утверждал Ферриер, является «существенным фактором внимания»: организм должен подавлять реакции на посторонние события, чтобы сосредоточиться на одном конкретном раздражителе. По этой причине, отмечал ученый, центры торможения в мозге «составляют природную основу всех высших интеллектуальных способностей», и «чем более развиты эти центры, тем значительнее интеллектуальная сила организма» [8]. Торможение, видимо, являлось ключевым фактором интеллекта. Несколько лет спустя один из первопроходцев в области психологии Уильям Джеймс[108] (брат писателя Генри Джеймса) указывал, что «последние физиологические и патологические догадки пытаются “возвести на престол” торможение как вездесущее и необходимое условие упорядоченной деятельности» [9].

Несмотря на активный интерес, оставалось совершенно непонятно, как в действительности работает торможение. Существовали различные теории, каждая из которых включала какую-то физическую метафору. Эрудит Викторианской эпохи Герберт Спенсер[109] утверждал, что существует ограниченное количество нервной силы и что, когда она истощается, рефлексы подавляются [10]. Немецкий физиолог Вильгельм Вундт[110] предположил, что торможение и возбуждение происходят одновременно и что, следовательно, «процесс возбуждения при каждом движении целиком зависит от взаимодействия возбуждения и торможения» [11]. Уильям Мак-Дугалл[111], английский психолог, выдвигал аналогичную концепцию. Он полагал, что в нервной системе существует баланс, при котором активность одной «нервной системы» подавляет активность другой. Так что «торможение всегда выступает отрицательным или дополнительным результатом процесса нарастания возбуждения в какой-нибудь части» [12]. Мак-Дугалл описал силу, заключенную в нерве, как «нейрин» и, рассуждая в терминах жидкостей, предположил, что торможение включает в себя «отток свободной нервной энергии от подавленной системы к тормозящей» [13]. Декарт одобрил бы эту идею.

Другие мыслители прибегали к более сложным гидравлическим метафорам, предполагая, что торможение, вероятно, возникает, когда действия двух частей системы согласованы друг с другом, подобно двум наборам встречающихся волн, которые взаимно отменяют или изменяют активность [14]. Дэвид Ферриер был более прямолинеен, когда признал, что «природа механизма торможения чрезвычайно неясна» [15]. Никакая существующая модель нервной деятельности, основанная на духах, жидкостях, раздражении, вибрации или электричестве, не могла ее объяснить.

Тем временем ученые начали исследовать, что отсутствие торможения говорит о работе мозга. В 1865 году Фрэнсис Энсти, молодой английский врач, предположил, что наркотики и анестетики вызывают «частичный и весьма своеобразный вид паралича мозга» и что в случаях употребления гашиша и алкоголя «явное возбуждение определенных способностей следует приписывать скорее устранению контролирующих влияний, чем положительному стимулированию самих способностей» [16]. Психоактивные вещества подавляют способность мозга к контролю, в том числе посредством торможения. Это можно было наблюдать каждый раз, когда в операционной применяли анестезию. Высшие психические функции отключаются первыми, приводя к полной потере контроля непосредственно перед тем, как пациент теряет сознание.

Контроль в настоящее время играет ключевую роль в понимании функций мозга, но долгое время он не рассматривался в качестве способа познания мозговой деятельности [17]. Взгляд Энсти был лишь частью зарождающегося осознания, что одной из общих функций мозга является контроль над телом, причем идеи торможения и контроля тесно связаны. Благодаря этой фундаментальной мысли стало возможным иначе взглянуть на значение мозга в поддержании здоровья или развития болезни. Например, Хьюлингс Джексон утверждал, что эпилепсия может быть понята как потеря контроля в мозге из-за отсутствия торможения [18]. Для психолога Конви Ллойда Моргана торможение было существенной чертой того, как организм учился управлять своим поведением:

«То, что мы называем контролем над нашей деятельностью, достигается сознательным подкреплением успешных способов реагирования и подавлением неудачных. Успешный ответ повторяется из-за удовлетворения, которое он дает; неудачный ответ не приводит к удовлетворению и не повторяется» [19].

Ллойд Морган распространил данную точку зрения на связь контроля и сознания, что соответствовало идеям Сеченова, для которого важность контроля в высших организмах, таких как организм человека, была связана с повышением степени поведенческой гибкости: «Первичная задача, объект и цель сознания – это контроль. Сознание в простом автомате – бесполезный и ненужный эпифеномен[112]» [20].

Дистанцируясь от парадоксального предположения Хаксли о том, что люди являются сознательными автоматами, Морган излагал замысловатый эволюционный взгляд на контролирующую роль сознания, которое может функционировать только в организме, не состоящем из простых рефлексов.

Вскоре ученые заметили, что широкий спектр расстройств можно рассматривать с точки зрения потери контроля: сомнамбулизм, безумие, истерические сексуальные припадки (очевидно, только у женщин) и даже астму. Одним из мест, где в 1870–1880-х годах были совершены открытия, оказавшие значительное влияние на понимание того, как мозг управляет и умом, и телом, стала больница Сальпетриер в Париже, где работал невролог Жан Мартен Шарко. Он с коллегами обнаружил, что ряд расстройств, затрагивающих базовые поведенческие симптомы, обусловлен утратой способности мозга подавлять и контролировать импульсы. К ним относятся рассеянный склероз, болезнь Паркинсона, болезнь двигательного нейрона[113] и синдром Туретта (Жиль де ла Туретт тоже был одним из коллег Шарко).

Для лечения пациентов Шарко использовал различные методы, в том числе вариант электротерапии Гитцига и вибрационное кресло[114] (существовал переносной вариант в виде вибрационного шлема). Но новым в его подходе было применение гипноза, с помощью которого Шарко мог воспроизводить истерические симптомы, например лунатизм[115], очевидно, вызывая потерю сознательного контроля. В 1880 году в журнале Scientific American появилось сообщение о том, как Шарко держал палец перед своей известной пациенткой, Мари «Бланш» Витман, и просил сосредоточить на нем внимание. Через десять секунд «ее голова под собственной тяжестью склонилась набок… тело пришло в состояние полного расслабления; если наблюдатель поднимал ей руку, она снова тяжело опускалась»[116] [21]. Пока Мари Витман находилась под гипнозом, Шарко мог вызывать все виды галлюцинаций и симптомов, подобных тем, о которых сообщали его пациенты. Для врача значение гипноза состояло в том, что, воссоздавая симптомы, он мог получить представление о работе ума. Это произвело большое впечатление на австрийца, посетившего Сальпетриер, – Зигмунда Фрейда [22].

Шарко признавался, что не понимает, как именно работает гипноз, и что его не слишком волнует этот вопрос. «Сначала факты, потом теории», – сказал он. Но в 1881 году польский физиолог Рудольф Гейденгайн[117] заявил, что «суть феномена гипноза заключается в подавлении активности ганглиозных клеток коры головного мозга», которое вызывалось просто «мягкой длительной стимуляцией сенсорных нервов лица, слухового или зрительного нерва» [23]. Прямых доказательств этому не было, особенно в отношении активности «ганглиозных клеток коры головного мозга». Гипотеза звучала очень научно, но по сути представляла собой лишь предположение. Однако вместе с русским коллегой Николаем Александровичем Бубновым[118] Гейденгайн провел параллели между эффектами гипноза и морфия, которые, как утверждали исследователи, снижали способность человеческого организма обеспечивать «процессы торможения» [24]. Они выяснили, что стимуляция моторной коры больших полушарий может подавлять возбуждение в этих областях, и предположили, что нервные центры в мозге взаимодействуют между собой способом, напоминающим торможение, и порождают эффект контроля.

И Фрейд, и русский физиолог Иван Петрович Павлов[119] позже использовали концепцию торможения в своих работах о поведении, но оба ученых не испытывали особого интереса к исследованию мозга. Как только Фрейд встал на путь, который должен был привести его к созданию противоречивой, но очень влиятельной психоаналитической системы, он постепенно потерял интерес к материалистической основе психологии. В 1893 году Фрейд дистанцировался от попытки Шарко связать истерию с анатомией мозга:

«Я, напротив, утверждаю, что поражение при истерических параличах должно быть совершенно независимо от анатомии нервной системы, так как при параличах и других формах своего проявления истерия действует так, будто анатомии не существует или будто истерия не подозревает о ее сущестовании» [25].

Для Фрейда функция мозга не могла объяснить психологию. В 1915 году Фрейд признал наличие «неопровержимых доказательств того, что психическая деятельность связана с функцией мозга, как ни с каким другим органом». Но все-таки Фрейд настаивал на том, что его психоаналитическая теория «не имеет ничего общего с анатомией; она касается не анатомических структур, а областей в психическом аппарате, независимо от их возможного местоположения в теле» [26]. Как он объяснил в 1916 году: «Я не знаю ничего, что могло бы быть менее мне интересно для психологического понимания тревоги, чем знание нервного пути, по которому проходит возбуждение» [27].

Хотя в книге «Я и Оно», написанной в 1923 году, Фрейд мимоходом предположил, что существует «анатомическая аналогия» между предложенной им психологической моделью Эго и представлением тела в коре головного мозга, это, по мнению психоаналитика, не имело никакого значения для его теории. И наоборот, в рамках фрейдовской концепции ничего не говорилось о потенциальных поражениях мозга, соответствующих определенным психическим расстройствам.

Было одно маленькое исключение из этой общей тенденции. В 1895 году Фрейд неистово занялся написанием длинной рукописи, которая впоследствии стала известна как «Проект научной психологии». Фрейд не только не опубликовал эту работу, но и вскоре отрекся от нее, объяснив, что все это было «своего рода безумием» [28]. В своей странной работе Фрейд строил предположения, что мозг содержит три типа нервов и что некоторые из них действуют как соединительные трубки, причем каждый тип обладает различной степенью проницаемости, тем самым обеспечивая данным структурам возможность достичь главной, с точки зрения автора, цели – покоя. Основополагающей метафорой его умозрительной теоретической структуры была гидравлика – в работе неоднократно упоминается «поток» и даже «давление» в нервах. Какова бы ни была интеллектуальная связь между этим кратким теоретическим размышлением и полномасштабной психоаналитической концепцией Фрейда – последователи и противники расходятся во мнениях, – на самом деле он не мог сказать ничего нового или проницательного о том, как работает мозг.

Павлов первоначально интересовался физиологией пищеварения. И когда в 1890-х годах ученый расширил круг своей деятельности до изучения условных рефлексов (олицетворением которых стало слюноотделение собаки при звуке колокольчика[120]), он рассматривал торможение просто как явление, снижающее силу рефлекторной реакции. В конце концов Павлов попытался объединить изучение условных рефлексов с исследованиями функций мозга и даже с психиатрией, но не смог предложить никакого дальнейшего понимания того, как на самом деле работает мозг [29].

Эти две великие фигуры начала XX века оказали большое влияние на представления о поведении и психике, и их идеи повлияли на дальнейшее понимание мозга.

После торможения и контроля в 1860-х годах был открыт третий неожиданный аспект функционирования мозга. Его исследовал Герман фон Гельмгольц в «Руководстве по физиологической оптике», опубликованном в 1867 году. На протяжении веков многие философские дискуссии о разуме были сосредоточены на том, что происходит, когда мы воспринимаем объект. Здравый смысл подсказывал, что восприятие – это лишь последовательность физической стимуляции органов чувств. Мы видим то, что находится перед нами, как бы через окно. Но Гельмгольц понял, что все не так просто. На самом деле нервная система, и в особенности мозг, играет активную роль в построении процесса восприятия даже самых обыкновенных вещей. Мозг не только регистрирует объекты внешнего мира, он также выбирает, что и как именно представлять.

Даже самое элементарное восприятие предполагает, что мозг делает выводы о том, что происходит, а не просто наблюдает за окружением.

Отправной точкой воззрений Гельмгольца было существование иллюзий. Например, цветные узоры, которые можно увидеть при нажатии на глазные яблоки, или мучительное ощущение фантомной боли, когда человек продолжает чувствовать ампутированную конечность.

Гельмгольц был уверен, что подобные эффекты привели Мюллера к убеждению, будто у каждого нерва есть собственный вид энергии, но в действительности они были лишь «иллюзией суждения о материале, представленном чувствам, которая привела к рождению ложной идеи». Гельмгольц осознавал, что в таких случаях стимуляция нервов воспринимается либо как обычная сенсорная модальность (в случае давления на глазные яблоки), либо как реальное ощущение присутствия уже удаленной конечности. Его объяснение состояло в том, что мозг не просто регистрирует стимул, а скорее «делает заключение» о природе получаемой стимуляции. Это было что-то вроде вывода, вытекающего из логического силлогизма: функция глаза – распознавать свет, глазное яблоко стимулируется, следовательно, стимул должен состоять из света. Иллюзию фантомной конечности можно объяснить точно так же. «Все раздражения кожных нервов, даже когда они затрагивают ствол или сам нервный центр, воспринимаются как происходящие на внешней поверхности кожного покрова», – предположил Гельмгольц [30].

Ученый применил данное понимание к нормальному восприятию и утверждал, что, когда мы что-то воспринимаем, нервная система занята тем, что он назвал «бессознательными выводами» о природе воспринимаемого объекта. Восприятие – не просто впечатления, вызванные окружающей средой, а скорее «бессознательно сформированные индуктивные[121] выводы», писал он [31]. Объяснение Гельмгольца намекало на некий процесс в нервной системе, анализирующий ситуацию без участия разума. При достаточном повторении процесс становился совершенно бессознательным, утверждал ученый. Мы учимся воспринимать.

Другой «бессознательный вывод», описанный Гельмгольцем, заключался в том, как наш мозг выстраивает стереоскопическое, трехмерное представление о мире из немного различающихся изображений, воспринимаемых каждым глазом по отдельности (попробуйте попеременно открывать и закрывать каждый глаз, и увидите, как отличается картинка). Его коллега Вильгельм Вундт указывал, что где-то в зрительной системе мозга, прежде чем мы осознаем этот процесс, два изображения синтезируются в связный образ, благодаря чему мы сохраняем полноту восприятия. Впечатление о трехмерном мире создается мозгом из пары двухмерных образов без нашего ведома.

Два других представителя немецкой школы физиологии, Эрнст Вебер и его ученик Густав Фехнер, выяснили, что способность находить различия между двумя стимулами изменяется с их амплитудой[122]. Например, чем тяжелее два объекта, тем существеннее должна быть разница между ними, чтобы мы смогли ее обнаружить. То же самое относится и к другим сенсорным модальностям, при этом наблюдается логарифмическая зависимость между интенсивностью раздражителя и величиной субъективного ощущения. Иначе говоря, мы очень хорошо улавливаем небольшие различия между низкоинтенсивными стимулами.