Мозг рассказывает. Что делает нас людьми

Является человек обезьяной или ангелом (как сформулировэл этот вопрос Бенджамин Дизраэли в знаменитом споре о теории эволюции Дарвина)? Являемся ли мы просто шимпанзе с усовершенствованным программным обеспечением? Или мы в некотором смысле поистине особенный вид, уникальность которого выходит за рамки неосознаваемых химии и инстинктов? Многие учёные, начиная с самого Дарвина, доказывали первую из этих версий умственные способности человека являются просто развитием способностей совершенно того же порядка, что и у других обезьян. Это было радикальным и спорным предположением для XIX века некоторые до сих пор с ним не согласны, но с тех пор, как Дарвин опубликовал свой потрясший мир труд о теории эволюции, доказательства в пользу происхождения человека от приматов увеличились в тысячекратном размере. Сегодня невозможно со всей серьёзностью отвергать это. С точки зрения анатомии, неврологии, генетики, физиологии мы обезьяны. Всякий, кто когда-либо поражался странной схожестью с человеческим поведением поведения больших приматов в зоопарке, не может не почувствовать правдивость этого утверждения.

Мне всегда казалось странным, отчего некоторые люди столь пылко привязаны к полярному мышлению в духе «или или». «Обладают ли обезьяны самосознанием или они действуют автоматически?» «Есть ли в жизни смысл или она бессмысленна?» «Являются ли люди “всего лишь” животными, или они более благородны?» Как учёный, я вполне довольствуюсь вынесением категорических суждений когда в этом есть смысл. Но что касается этих, как полагают, неотложных метафизических дилемм, должен сознаться, я не вижу в них противоречий. Например, почему мы не можем быть ветвью царства животных и в то же время уникальным и восхитительно оригинальным феноменом Вселенной?

Кроме того, мне кажется странным, что так часто бросаются фразами «всего лишь», «ничего кроме» и им подобными в спорах о нашем происхождении. Люди приматы. Значит, мы также млекопитающие. Мы позвоночные. Мы мясистые, пульсирующие колонии десятков триллионов клеток. Мы являемся всем этим, но не являемся «всего лишь» этим. Мы, в дополнение ко всему этому, являемся чем-то уникальным, чем-то небывалым, чем-то выходящим за рамки. Мы действительно нечто совершенно новое под солнцем, с неведомым и, возможно, неограниченным потенциалом. Мы первый и единственный вид, чья судьба всецело в его руках, а не только в руках химии и инстинктов. На великой дарвиновской сцене, которую мы называем Землёй, как я посмел бы утверждать, не было столь великого переворота, как возникновение человека, со времён зарождения собственно жизни. Когда я думаю о том, кто мы и чего ещё можем достичь, я не вижу места для маленьких фальшивых выражений вроде «всего лишь».

Любая обезьяна может достать банан, но только люди могут достичь звёзд. Обезьяны живут, соперничают, размножаются и умирают в лесах вот и весь сказ. Мы же проникаем прямо в сердце Большого взрыва и глубоко вгрызаемся в значение числа пи. И что, возможно, примечательнее всего мы всматриваемся вглубь себя, собирая мозаику нашего уникального и чудесного мозга. И это сводит с ума. Как может полуторакилограммовая студенистая масса, которая легко уместится в ладонях, постигать ангелов, размышлять о значении бесконечности и даже задаваться вопросом о своём месте в мироздании? Особый трепет вызывает факт, что каждый мозг, и ваш тоже, создан из атомов, которые родились в недрах бесчисленных, раскинутых повсюду звёзд миллиарды лет назад. Эти частицы путешествовали в пространстве в течение целых эпох и световых лет, пока сила тяжести и случай не свели их здесь и сейчас. Теперь эти атомы представляют собой конгломерат ваш мозг, который не только размышляет о тех самых звёздах, которые дали ему жизнь, но также о своей способности размышлять и удивляться своей способности удивляться. С пришествием человека, как уже было сказано, вселенная внезапно приобрела самосознание. Безусловно, это величайшая изо всех загадок.

Невозможно говорить о мозге, не возвышаясь до лирики. Но как перейти к собственно его изучению? Существует много методов, начиная с изучения отдельных нейронов и высокотехнологичного сканирования мозга и заканчивая межвидовым сравнением. Методы, которые мне по душе, непростительно старомодны. Обычно я рассматриваю пациентов, у которых повреждён мозг из-за инсультов, опухолей или травм головы, в результате чего возникают проблемы в восприятии и сознании. Также я иногда сталкиваюсь с людьми, у которых на первый взгляд нет повреждений или отклонений в мозге, но которые говорят о своих весьма необычных психических опытах и восприятии. В любом случае процедура остаётся неизменной: я опрашиваю их, наблюдаю за их поведением, провожу несколько простых тестов, если возможно, осматриваю их мозг и затем выдвигаю гипотезу, которая соединяет психологию и неврологию, другими словами, гипотезу, которая связывает странности поведения с нарушениями в сложной системе мозга[2]. Уже довольно долгое время я делаю это с большим успехом. И так пациент за пациентом, один случай за другим я делаю целый ряд новых догадок относительно того, как работает мозг и разум человека и как неразрывно они связаны. С помощью моего метода мне также часто удаётся делать догадки относительно эволюции и приближаться к пониманию того, что делает наш вид уникальным.

Рассмотрим следующие примеры.

Всякий раз, когда Сьюзен смотрит на цифры, она видит, как каждая цифра окрашивается присущим только ей цветом. Например, цифра 5 красная, а 3 синяя. Это состояние, называемое синестезией, в человеческой популяции встречается в восемь раз чаще среди художников, поэтов и писателей, так не связана ли синестезия неким таинственным образом с творческой способностью? Может ли синестезия быть чем-то вроде нейропсихологического ископаемого ключом к пониманию эволюционного развития и природы человеческой способности к творчеству вообще?

Вследствие ампутации у Хэмфри появилась фантомная рука. Фантомные конечности распространённое явление у ампутантов, но в случае Хэмфри мы замечаем кое-что необычное. Представьте его удивление, когда он просто наблюдает за тем, как я стучу и укалываю руку студентки-волонтёра и испытывает те же тактильные ощущения в своей руке-фантоме. Когда он видит, как студентка поглаживает кубик льда, он ощущает холод в фантомных пальцах. Когда он видит, как она массирует свою руку, он ощущает «фантомный массаж», который снимает болевые спазмы в его фантомной руке! Где в его сознании соединяются его тело, его фантомное тело и тело другого человека? Чем является его действительное чувство себя и где оно располагается?

Пациент по фамилии Смит подвергается нейрохирургической операции в университете Торонто. Он в полном сознании и бодрствует. Кожу его головы обработали местным наркозом, череп вскрыли. Хирург помещает электрод в переднюю поясную кору мозга Смита, отдел возле передней части мозга, где многие нейроны отвечают за болевые ощущения. Теперь врач может найти нейрон, который активизируется, когда руку Смита укалывают иглой. Но хирург поражён тем, что он видит: тот же самый нейрон вспыхивает столь же сильно в тот момент, когда Смит просто наблюдает за тем, как укалывают руку другого пациента. Как будто нейрон (или функциональная сеть, частью которой он является) сочувствует другому человеку. Боль другого человека становится болью Смита, почти буквально. Индуистские и буддийские мистики утверждают, что нет существенной разницы между «собой» и «другим» и истинное просветление приходит вместе с состраданием, которое разрушает эту границу. Я привык считать это благонамеренной бессмыслицей, но вот перед нами нейрон, который не знает разницы между «собой» и «другим». Неужели технически наш мозг уникальным образом настроен на эмпатию и сострадание?

Когда Джонатана просят представить числа, он всегда видит каждое число в особом пространственном положении перед собой. Все числа от 1 до 60 последовательно лежат на воображаемой числовой линии, которая причудливым образом изгибается в трёхмерном пространстве и переплетается сама с собой. Джонатан даже утверждает, что эта изгибающаяся линия помогает ему делать арифметические вычисления (интересно, что Эйнштейн часто утверждал, будто видит числа в пространстве). Что говорят нам случаи, подобные случаю Джонатана, о нашей уникальной способности иметь дело с числами? У большинства из нас есть склонность представлять числа слева направо, но почему у Джонатана все не так, почему они переплетены? Как мы увидим, это поразительный пример неврологической аномалии, которая имеет смысл только в терминах эволюции.

У пациента из Сан-Франциско прогрессирующая деменция, но он начинает писать картины, которые поразительно прекрасны. Неужели повреждение его мозга открыло спрятанный талант? На другом конце мира, в Австралии, обычный студент-волонтёр по имени Джон принимает участие в необычном эксперименте. Он садится в кресло, а на его голову надевают шлем, который генерирует магнитные импульсы и направляет их в его мозг. Некоторые мышцы его головы непроизвольно подрагивают от наведённого тока. Что более удивительно, Джон начинает делать чудесные рисунки, чего, как он утверждает, раньше делать не мог. Откуда же всплывают эти внутренние художники? Верно ли, что большинство из нас «задействуют лишь 10 процентов нашего мозга»? Может быть, в нас глубоко запрятаны Пикассо, Моцарт и Сриниваса Рамануджан (одарённый математик) и ждут того, чтобы вырваться на свободу? Существует ли причина, по которой эволюция подавила наши способности?

До инсульта доктор Джексон был выдающимся врачом в Чула-Висте, штат Калифорния. После инсульта у него оказалась парализованной правая сторона тела, но, к счастью, была повреждена лишь небольшая часть коры того мозгового участка, где расположен высший интеллект. Его умственные способности в основном остались незатронуты. Он понимает большую часть из того, что ему говорят, и может вполне неплохо поддерживать беседу. В ходе проверки его умственных способностей с помощью простых задач и вопросов мы очень удивлены, когда просим его объяснить пословицу «не все то золото, что блестит».

 — 

 — 

— Конечно, отвечает он, это значит, что нужно быть очень осторожным, когда покупаешь драгоценности, людей очень часто обманывают. Полагаю, следовало бы замерять специфический вес металла.

У доктора Джексона расстройство, которое я называю «метафорической слепотой». Следует ли из этого, что в человеческом мозге существует особый «метафорический центр»?

Джейсон пациент реабилитационного центра СанДиего. В течение нескольких месяцев он пребывал в полукоматозном состоянии, называемом акинетическим мутизмом, его осмотрел мой коллега, доктор Субраманиам Шрирам. Джейсон прикован к постели, не способен передвигаться, узнавать людей и общаться с ними, даже со своими родителями, хотя он в полном сознании и часто следит за людьми глазами. Однако, если его отец выходит в другую комнату и звонит ему по телефону, Джейсон тотчас приходит в себя, узнает своего отца и разговаривает с ним. Когда отец возвращается в комнату, Джейсон тотчас впадает в своё зомбиподобное состояние. Как будто есть два Джейсона, заключённые внутри одного тела: один, связанный со зрением, бодрствует, но не осознает себя, а другой, связанный со слухом, бодрствует и сознаёт себя. Что же эти совершенно необъяснимые появления и исчезновения самосознания могут сказать нам о том, как мозг порождает осознание самого себя?

Все это может звучать как фантасмагорические рассказы в духе Эдгара Аллана По или Филипа Дика. Однако все это произошло на самом деле и является только небольшой частью случаев, которые упомянуты в этой книге. Интенсивное изучение этих людей не только помогает нам понять, почему у них проявляются эти странные симптомы, но также представить себе функционирование нормального мозга вашего и моего. Может быть, мы когда-нибудь даже ответим на самый трудный вопрос: как человеческий мозг порождает сознание? Что такое или кто такой этот «я» внутри меня, освещающий крошечный уголок вселенной, в то время как весь остальной космос продолжает себе вращаться безучастно ко всяческим человеческим проблемам? Вопрос, который слишком близко подходит к богословию.

Размышляя о нашей уникальности, вполне естественно задаться вопросом, насколько близко виды, стоящие эволюционно чуть ниже нас, подошли к свойственным нам познавательным способностям. Антропологи обнаружили, что семейное древо гоминидов давало много ответвлений в последние несколько миллионов лет. В разное время многочисленные виды, предшествующие человеку разумному, и человекообразные виды обезьян процветали и распространялись по земле, но по какой-то причине лишь наша ветвь оказалась успешной. На что был похож мозг других гоминидов? Исчезли ли они по той причине, что не натолкнулись случайно на верную комбинацию адаптации нейронов? Все, с чем нам приходится иметь дело, смутное свидетельство их останков и случайные каменные орудия. К сожалению, мы можем никогда не получить достаточно информации об их поведении и о том, на что был похож их разум.

У нас есть неплохие шансы разрешить эту загадку относительно недавно исчезнувших неандертальцев, родственного нам вида, которые, очевидно, были всего лишь в одном шаге от того, чтобы развиться до полноценного человека. Хотя традиционно их изображали как грубых, тупоголовых пещерных жителей, в последние годы Homo neanderthalensis существенно подправил свой имидж. Совсем как мы, неандертальцы создавали произведения искусства и украшения, их диета была богата и разнообразна, они хоронили своих умерших. Умножаются свидетельства того, что их язык был более сложным, чем «речь пещерного человека», которую им приписывали. Тем не менее они исчезли с лица земли около тридцати тысяч лет назад. Господствующим мнением всегда было то, что неандертальцы вымерли, а люди продолжили развиваться, поскольку люди были в каком-то отношении выше их: лучший язык, лучшие орудия, лучшая социальная организация или что-то в этом роде. Но вопрос далёк от разрешения. Победили ли мы их в конкуренции? Убили ли мы их всех? Или мы, используя выражение из фильма «Храброе сердце», выжили их? Может, нам просто повезло, а им нет? Могло бы случиться так, что они, а не мы водрузили бы флаг на Луне? Неандертальцы исчезли относительно недавно, и мы можем обнаружить действительно их кости, а не просто ископаемые останки, а вместе с ними и несколько образцов ДНК. С продолжением генетических исследований мы, несомненно, узнаем больше о той тонкой линии, которая разделяет нас.

А кроме того, конечно, были и хоббиты. Далеко-далеко, на изолированном острове возле Явы, не так давно жила раса крохотных созданий, я бы даже сказал, людей, чей рост был лишь около 90 сантиметров. Они были очень близки к человеку и тем не менее, к удивлению всего мира, они оказались особым видом, который сосуществовал рядом с нами почти вплоть до исторических времён. На острове Флорес, величиной с Коннектикут, они с трудом поддерживали существование охотой на шестиметровых агам, гигантских крыс и карликовых слонов. Они производили миниатюрные орудия, с которыми могли бы управиться их маленькие руки, и, очевидно, обладали достаточными навыками планирования и предусмотрительностью, чтобы плавать в открытом море. Что ещё более невероятно, их мозг составлял примерно треть от размера человеческого мозга, то есть был меньше, чем у шимпанзе[3].

Если бы эту историю вы прочитали в качестве сценария научнофантастического фильма, вы бы отвергли её как слишком уж надуманную. Звучит так, как будто взято прямо из книг Герберта Уэллса или Жюля Верна. Однако это чистая правда. Эти существа известны науке как вид Homo floresiensis, однако многие называют их по прозвищу хоббитами. Их костям всего лишь около пятнадцати тысяч лет, из чего следует, что эти странные двоюродные братья человека жили бок о бок с нашими предками, может быть, как друзья, может быть, как враги это нам неизвестно. Опять-таки, мы не знаем, по какой причине они исчезли, хотя, учитывая печальные достижения нашего вида в деле покорения природы, можно поспорить на что угодно, что именно мы привели их к исчезновению. Правда, многие индонезийские острова ещё не исследованы, и вполне возможно, что где-то сохранился изолированный очаг их проживания. (Одна из теорий утверждает, что ЦРУ уже обнаружило их, но информация об этом утаивается, пока не выяснится, что они не обладают оружием массового поражения вроде трубок, стреляющих дротиками.)

Хоббиты бросают вызов нашим предрассудкам относительно предполагаемого привилегированного статуса Homo sapiens. Если бы хоббиты обладали ресурсами Евразии, смогли бы они изобрести земледелие, цивилизацию, колесо, письменность? Обладали бы они самосознанием? Было бы у них моральное чувство? Сознавали бы они свою мораль? Пели бы они? Танцевали? Или эти психические функции (а тем самым и отвечающие за них нервные схемы) свойственны только людям? Мы все ещё знаем очень мало о хоббитах, но сходства и различия между нами и ними помогут понять, что нас самих отличает от высших приматов и обезьян, произошёл ли в нашей эволюции квантовый скачок или постепенное изменение. Действительно, если бы мы заполучили несколько образцов ДНК хоббитов, это стало бы открытием, значащим для науки гораздо больше, чем любое восстановление по ДНК, как в сценарии какого-нибудь «Парка юрского периода».

Вопрос о нашем особом положении, который ещё не раз будет затронут в этой книге, имеет продолжительную и неоднозначную историю. Ему посвятили много времени интеллектуалы Викторианской эпохи. Главными действующими лицами были такие гиганты науки XIX века, как Томас Гексли, Ричард Оуэн и Альфред Рассел Уоллес. Дарвин, хотя сам и заварил всю кашу, сторонился полемики. Но Гексли, высокий человек с пронзительными чёрными глазами и кустистыми бровями, был знаменит своей сварливостью и острословием и не знал сомнений. В отличие от Дарвина он с откровенной прямотой делал выводы относительно человека, исходя из эволюционной теории, заслужив себе тем самым прозвище «бульдог Дарвина».

Противник Г екели Оуэн был убеждён в уникальности человека. Отец-основатель сравнительной анатомии, именно Оуэн послужил прототипом и объектом многих пародий на палеонтологов, которые пытаются восстановить животное целиком по одной-единственной кости. С его проницательностью могло сравниться только его высокомерие. «Он знает, что выше, чем большинство людей, писал Гексли, и совершенно этого не скрывает». В отличие от Дарвина Оуэна сильнее впечатлили не сходства, а различия между разными группами животных. Он был поражён отсутствием ныне живущих переходных форм между видами, а ведь они должны были бы быть, если бы один вид постепенно развивался в другой. Никто не видел слонов с хоботом длиной в фут или жирафов с шеей наполовину меньшей, чем у современных особей (окапи, у которых действительно такая шея, были обнаружены значительно позднее). Подобного рода наблюдения вместе со строгими религиозными взглядами привели Оуэна к тому, что он стал рассматривать идеи Дарвина как невероятные и еретические. Он особенно подчёркивал наличие огромного разрыва между умственными способностями приматов и людей, а также указывал ошибочно, что человеческий мозг обладает уникальной анатомической структурой, называемой «малый гиппокамп», который, как он говорил, совершенно отсутствует у обезьян.

Гексли оспорил его взгляды; в результате проведённых им вскрытий не удалось обнаружить малого гиппокампа. Два титана сражались в течение десятилетий. Эта полемика заняла центральное место в прессе Викторианской эпохи, создав нечто вроде медиасенсации, которая в те дни занимала место современных сексуальных скандалов в Вашингтоне. Пародия на дебаты о малом гиппокампе, опубликованная в детской книжке Чарльза Кингсли «Дети вод», превосходно схватывает дух эпохи: «[Гексли] придерживался очень странных теорий относительно многих вещей. Он утверждал, что у человекообразных обезьян в мозге имеется большой гиппопотам [sic!], так же как и у людей. Это было совершенно шокирующим заявлением; ведь если это было бы так, что стало бы с верой, надеждой и любовью миллионов бессмертных людей? Ты мог бы подумать, что есть ещё много важных различий между тобой и обезьяной, таких, как способность говорить, создавать машины, различать правильное и неправильное, возносить молитвы и прочих тому подобных маленьких привычек, но, мой дорогой, все это детские заблуждения. Все зависит только от великой проверки на гиппопотама. И если у тебя в мозге нашёлся большой гиппопотам, ты уже не обезьяна, хотя у тебя четыре руки, нет ног и сам ты самая большая обезьяна из всех обезьян всех обезьяньих питомников».

В перепалку включился епископ Сэмюэль Уилберфорс, непреклонный креационист, который часто основывался на анатомических наблюдениях Оуэна, чтобы оспорить теорию Дарвина. Битва велась на протяжении двадцати лет, пока, в результате трагического случая, Уилберфорс не разбился насмерть, упав с лошади и ударившись головой о мостовую. Говорят, что Гексли сидел в лондонском Атенеуме, потягивая коньяк, когда до него дошла эта новость. Криво усмехнувшись, он съязвил репортёру: «В конце концов мозг епископа столкнулся с суровой реальностью, и результат оказался фатальным».

Современная биология неопровержимо подтвердила ошибку Оуэна: не существует малого гиппокампа, нет никакого внезапного скачка между нами и приматами. Обычно считается, что утверждения о том, что мы особенные, придерживаются исключительно ревнители-креационисты и религиозные фундаменталисты. Между тем я готов защищать такой радикальный взгляд, в этом отдельном случае Оуэн был в конечном итоге прав, хотя и по причинам совершенно отличным от тех, которые имелись у него. Оуэн был прав, утверждая, что человеческий мозг, в отличие, скажем, от человеческой печени или сердца, действительно уникален и отделен от мозга приматов огромной пропастью. Но этот взгляд вполне совместим с утверждением Дарвина и Гексли, что наш мозг развивался постепенно, без Божественного вмешательства, на протяжении миллионов лет.

Но если это так, удивитесь вы, откуда же тогда взялась наша уникальность? Как утверждали Шекспир и Парменид, задолго до Дарвина, ничто не происходит из ничего.

Весьма распространено ошибочное утверждение, что постепенные, небольшие изменения могут привести только к постепенным, понемногу увеличивающимся результатам. Однако это пример линейного мышления, которое, как кажется, включается по умолчанию, когда мы судим о мире. Может быть, просто потому, что большинство явлений, которые мы наблюдаем, на повседневной человеческой шкале времени и величины и внутри ограниченных пределов наших чувств действительно имеют склонность следовать линейной направленности. Два камня весят вдвое тяжелее, чем один камень. Требуется в три раза больше пищи, чтобы накормить втрое большее количество людей. И так далее. Но вне сферы практических человеческих интересов природа полна нелинейных явлений. Чрезвычайно сложные процессы могут возникать на основе обманчиво простых правил, а небольшие изменения в одном основополагающем факторе сложной системы могут вызвать радикальные, качественные изменения в других зависящих от него факторах.

Представим себе очень простой пример: перед вами кусок льда, и вы последовательно его нагреваете: 20 градусов по Фаренгейту… 21 градус… 22 градуса… Достаточно долго повышение температуры льда ещё на один градус не производит никакого интересного эффекта: все, что у вас есть, это чуть более тёплый кусок льда, чем минуту назад. Но затем вы доходите до 32 градусов по Фаренгейту. Как только вы достигаете этой критической температуры, вы наблюдаете резкое, существенное изменение. Кристаллическая структура льда декогерируется, и внезапно молекулы воды начинают смещаться и плавать друг вокруг друга в свободном порядке. Ваша замороженная вода превратилась в жидкую воду благодаря всего одному решающему градусу тепловой энергии. В этой ключевой точке постепенные изменения перестали приводить к постепенным эффектам и породили неожиданное качественное изменение, называемое фазовым переходом.

Природа полна фазовых переходов. Переход от замороженной к жидкой воде лишь один из них. Переход от жидкого состояния воды к газообразному, пару, ещё один. Но они не ограничены примерами из химии. Они могут происходить, например, в общественных системах, где миллионы индивидуальных решений или отношений могут взаимодействовать вплоть до быстрой смены всей системы и создания нового баланса. Фазовые переходы назревают во время раздувания спекулятивных финансовых пузырей, крахов фондовых бирж и спонтанных транспортных пробок. В более положительном ключе именно они были продемонстрированы во время крушения социалистического блока и взрывообразного развития Интернета.

Я бы даже предположил, что фазовые переходы применимы к происхождению человека. За миллионы лет они привели к появлению Homo sapiens: естественный отбор продолжал возиться с мозгом наших предков в обычной эволюционной манере, то есть постепенно и мало-помалу. Копеечный прирост коры мозга здесь, пятипроцентное увеличение толщины волокнистого тракта, соединяющего две структуры, там, и так далее на протяжении бесчисленных поколений. Результатом этих незначительных усовершенствований нейронной системы в каждом новом поколении были приматы, немного лучше делающие разные вещи: немного более проворные в использовании палок и камней, немного лучше разбирающиеся в социальной структуре и проворачивающие свои делишки, немного более проницательные в отношении поведения дичи или признаков погоды и времён года, немного лучше запоминающие отдалённое прошлое и видящие его связь с настоящим.

Затем, где-то сто пятьдесят тысяч лет назад, произошло взрывообразное развитие определённых ключевых мозговых структур и функций, неожиданные сочетания которых породили в итоге умственные способности, делающие нас особенными в том смысле, о котором я говорю. Мы прошли через психический фазовый переход. Все старые составляющие остались на месте, но начали совместную работу совершенно новыми способами, которые были чем-то большим, нежели сумма отдельных составляющих. Этот переход подарил нам такие особенности, как полноценный человеческий язык, художественное и религиозное чувства, а также сознание и самосознание. За тридцать тысяч лет (ну или около того) мы научились строить себе укрытия, сшивать шкуры и меха в полноценную одежду, создавать украшения из ракушек и наскальные рисунки, а также вытачивать флейты из костей. Наша генетическая эволюция в большей или меньшей степени завершилась, но при этом началась намного намного! более быстрая форма эволюции, завязанная уже не на генах, а на культуре.

И какие же именно структурные улучшения мозга были ключевыми для всего этого? Буду счастлив объяснить. Но прежде чем начать, я дам вам краткий обзор анатомии головного мозга, чтобы вы смогли лучше понять ответ.

Краткая экскурсия по вашему мозгу

Человеческий мозг состоит из примерно 100 миллиардов нервных клеток, или нейронов (см. рис. В.1). Нейроны «общаются» друг с другом благодаря нитеобразным волокнам, которые напоминают либо густые ветвистые заросли (дендриты), либо длинные извилистые передаточные кабели (аксоны). Каждый нейрон создаёт от ста до десяти тысяч связей с другими нейронами. Точки контакта между нейронами, называемые синапсами, это то место, где нейроны делятся между собой информацией. Каждый синапс может быть возбуждающим или тормозящим и в каждый момент времени либо включён, либо выключен. Учитывая все возможные комбинации, число состояний мозга может быть ошеломляюще большим; фактически, оно с лёгкостью превосходит число элементарных частиц во всей вселенной.

Учитывая эту приводящую в замешательство сложность, совершенно неудивительно, что студенты-медики говорят, будто нейроанатомия идёт у них со скрипом. Приходится принимать во внимание почти сто структур, и у большинства, из них загадочно звучащие названия. Фимбрия. Форникс. Индузиум гризеум. Локус коэрулеус. Нуклеус моторис диссипатус форматионис Райли. Медулла облоггата. Должен сказать, что я обожаю, как эти латинские названия скатываются с языка. Ме-ДУЛЛ-а облог-ГА-та! Моё любимое субстанция инномината, что буквально переводится как «вещество без имени». А самая маленькая мышца в теле, предназначенная для отведения мизинца ноги, это абдуктор оссис метатарси дижити куинти миними. Полагаю, звучит как поэма. (Поскольку через медицинскую школу сейчас проходит первое поколение Гарри Поттера, возможно, мы наконец услышим, как эти термины произносят с тем удовольствием, которого они заслуживают.) К счастью, в основе этой поэтической сложности лежит основная схема всего устройства, которую несложно понять. Нейроны соединены в сети, которые могут обрабатывать информацию. В конечном итоге все бесчисленное множество структур мозга это сети нейронов специального назначения, и они часто обладают очень изящным внутренним устройством. Каждая из этих структур выполняет набор особых, хотя и не всегда лёгких для понимания познавательных или физиологических функций. Каждая структура образует системные связи с другими структурами мозга, создавая таким образом цепи. Эти цепи передают информацию взад-вперёд и по повторяющимся петлям и таким образом позволяют структурам мозга совместно работать над сложными восприятиями, мыслями и поступками.

Обработка информации как внутри, так и между мозговыми структурами может быть весьма сложной, ведь это, в конце концов, обрабатывающая информацию машина, которая и создаёт человеческий разум, но весьма многое в ней может быть понято и усвоено даже неспециалистом. Мы вернёмся ко многим из этих областей и рассмотрим их более глубоко в последующих главах, но сейчас базовое знакомство поможет вам понять, как именно эти специализированные области во время совместной работы определяют разум, индивидуальность и поведение.

Человеческий мозг похож на грецкий орех, разделённый на две зеркально похожие половины (см. рис. В.2). Эти раковинообразные половинки являются мозговой корой. Кора разделена посередине на две полушария, левое и правое. У людей кора столь сильно разрослась, что вынуждена была принять складчатую, извилистую форму, дав мозгу его знаменитую внешность, напоминающую цветную капусту. (А вот у большинства млекопитающих кора ровная и гладкая, в лучшем случае с несколькими извилинами на поверхности.) По существу дела, кора месторасположение высшей мыслительной деятельности, та самая tabula rasa (хотя это далеко не так), где осуществляются высшие интеллектуальные функции. Неудивительно, что она особенно хорошо развита у двух видов млекопитающих дельфинов и приматов. Несколько позже мы ещё вернёмся к коре. А сейчас посмотрим на другие части мозга. Сквозь всю сердцевину позвоночного столба проходит толстый пучок нервных волокон спинной мозг, который обеспечивает постоянный поток сообщений между мозгом и телом. Эти сообщения включают в себя, например, информацию о прикосновениях и боли, приходящую от кожи, и двигательные команды, «стучащие в дверь» к мышцам. В самой верхней части спинной мозг выходит из своей костной оболочки из позвонков, входит в череп и становится толстым и похожим на луковицу (см. рис. В. З). Это утолщение называется стволовой частью мозга и разделяется на три доли: продолговатый мозг, варолиев мост и средний мозг. Продолговатый мозг и ядра (группы нейронов) на основании варолиева моста контролируют важные жизненные функции, такие как дыхание, кровяное давление и температура тела. Кровотечение даже из малейшей артерии, снабжающей этот район, может повлечь за собой немедленную смерть. Как это ни парадоксально, высшие области мозга могут вынести сравнительно обширное повреждение, и пациент при этом останется жив и даже будет находиться в хорошей физической форме. Например, обширная опухоль в лобной доле может вызвать почти незаметные неврологические симптомы.

На верхней стенке варолиева моста располагается мозжечок (лат. cerebellum, буквально «маленький мозг»), контролирующий правильную координацию движений, а также вовлечённый в управление равновесием, походкой и положением тела. Когда двигательная зона коры вашего головного мозга (высшая мозговая область, отдающая сознательные двигательные команды) посылает сигнал мышцам через спинной мозг, копия этого сигнала нечто вроде электронного письма от управляющего делами посылается в мозжечок. Мозжечок также получает сенсорный отклик от мышцы и проприорецепторов по всему телу. Благодаря этому мозжечок способен определить любые несовпадения, образующиеся между планируемым и реальным действием, и в ответ может внести соответствующие поправки в исходящий двигательный сигнал. Такой вид механизма, управляемого в реальном времени с помощью обратной связи, называется следящей системой управления, или сервоуправляемой системой. Повреждения мозжечка делают систему неустойчивой. Например, пациентка пытается дотронуться до своего носа, чувствует, что рука промахнулась, и пытается компенсировать это движением в противоположную сторону, что заставляет её руку промахнуться ещё больше, только в противоположном направлении. Это называется динамическим дрожанием, или тремором.

Верхнюю часть ствола мозга окружают таламус (зрительный бугор) и базальные ядра. Таламус получает основную входящую информацию от органов чувств и пересылает её в чувствительную часть коры мозга для более сложной обработки. Зачем нам нужна передаточная станция, пока ещё не совсем ясно. Базальные ядра это имеющая странную форму группа образований, которые имеют отношение к контролю над автоматическими движениями, связанными со сложными сознательными действиями, например, регулирующие положение плеча при броске дротика, или координирующие силу и напряжение во множестве мышц вашего тела во время ходьбы. Повреждение клеток в базальных ядрах проявляется в таких расстройствах, как болезнь Паркинсона, при которой туловище пациента малоподвижно, его лицо представляет собой бесчувственную маску, а сам он ходит характерной шаркающей походкой. (Наш профессор неврологии в медицинском университете обычно диагностировал болезнь Паркинсона, просто прислушиваясь к раздающимся поблизости шагам пациента; если мы не могли проделать то же самое, он нас заваливал. То было время предшествующее эпохе высокотехнологичной медицины и магнитнорезонансной томографии, или МРТ.)

Напротив, избыточное количество мозгового химического вещества допамина в базальных ядрах может привести к расстройству, известному как хорея, характеризующемуся неконтролируемыми движениями, имеющими внешнее сходство с танцем.

Наконец мы переходим к коре головного мозга. Каждое полушарие головного мозга подразделяется на четыре доли (см. рис. В.2): затылочную, височную, теменную и лобную. У каждой из этих долей свои определённые сферы функционирования, хотя на практике уровень их взаимодействия очень высок.

Вообще говоря, затылочные доли в основном связаны со зрительными процессами. Фактически они подразделены на целых тридцать особых обрабатывающих областей, каждая из которых специализируется на отдельном аспекте зрения, таком как цвет, движение или форма.

Височные доли специализируются на высших перцептивных функциях (функциях восприятия), таких как распознавание лиц и других объектов и связывание их с соответствующими эмоциями. Последнюю работу они выполняют в тесном сотрудничестве с образованием, называемым миндалевидным телом, которое располагается в передних полюсах височных долей. Также под каждой височной долей помещается гиппокамп («морской конёк»), который фиксирует новые следы в памяти. В дополнение ко всему этому верхняя часть левой височной доли содержит участок коры, известный как область Вернике. У людей эта область раздута всемеро больше, чем та же самая область у шимпанзе; это одна из тех немногих областей мозга, о которой можно с уверенностью утверждать, что она уникальна для нашего вида. Её назначение не в чем ином, как в понимании смысла и семантических аспектов языка, то есть функции, различающей с самого начала человеческие существа и просто обезьян.

Теменные доли главным образом вовлечены в обработку осязательной информации, управление мышцами и обработку собранной воедино информации от всего тела, а также совмещение её со зрением и слухом, чтобы таким образом все это сопоставить и представить вам богатое «мультимедийное» представление о вашем телесном «я» и окружающем его мире. Повреждение правой теменной доли обычно приводит к явлению, называемому односторонним пространственным игнорированием: пациент теряет осознание левой половины видимого пространства. Ещё более примечательна соматопарафрения, когда пациент настойчиво отрицает, что его собственная левая рука принадлежит ему, и при этом настаивает на том, что она принадлежит кому-то другому. Теменные доли претерпели весьма значительное развитие в ходе эволюции человека, но ни одна их часть не развилась столь сильно, как нижние теменные дольки (НТД, см. рис. В.2). Они столь сильно увеличились в объёме, что в какой-то момент нашего прошлого весьма значительная их часть разделилась на две новых области обработки данных, называемых угловой извилиной и надкраевой извилиной. Эти области, свойственные только человеку, содержат некоторые наиболее характерные для человека способности.

Правая теменная доля вовлечена в создание мыслительной модели пространственной схемы внешнего мира: ваше непосредственное окружение, а также местоположение (но не идентичность) объектов, необычностей и людей внутри них, вместе с тем также и ваше физическое взаимоотношение с каждым из них. Так что благодаря ей вы можете брать предметы, уклоняться от снарядов и избегать препятствий. Правая теменная, в особенности правая верхняя долька (указанная выше как НТД), также ответственна за создание образа вашего тела то самое изменчивое мысленное представление, которое у вас есть относительно формы вашего тела и его движения в пространстве. Стоит заметить, что, хотя мы и говорим «образ», образ тела не чисто зрительная конструкция, он также отчасти основан на осязании и на сигналах, поступающих от мышц. То есть как бы то ни было, у слепого тоже имеется образ тела, и очень неплохой. Фактически, если отключить правую угловую извилину с помощью электрода, вы испытаете опыт внетелесного существования.

Теперь рассмотрим левую теменную долю. Левая угловая извилина участвует в весьма важных, уникальных для человека функциях, таких как арифметические операции и абстракция, а также в таких аспектах языка, как подбор слов и метафор. Левая надкраевая извилина, с другой стороны, формирует яркий образ планируемых действий, которые требуют навыков, например шитьё иголкой, забивание молотком гвоздя или прощальный взмах руки, а затем выполняет их. Соответственно, поражение левой угловой извилины уничтожает такие абстрактные навыки, как чтение, письмо или счёт, в то время как повреждение левой надкраевой извилины помешает вам управлять движениями, требующими навыков. Когда я прошу вас поприветствовать меня рукой, у вас сначала появляется визуальный образ приветствия, а затем вы используете этот образ, чтобы управлять движениями вашей руки. Однако если ваша левая надкраевая извилина повреждена, вы просто озадаченно уставитесь на руку или же у вас просто ничего не выйдет. Даже если рука не парализована и не слишком слаба и вы можете отчётливо понимать команды, вы не сможете заставить руку подчиниться вашим намерениям.

Лобные доли также ответственны за некоторые особые и жизненно важные функции. Частью этой области является двигательная кора вертикальная полоса коркового вещества, проходящая как раз перед большой бороздой посередине мозга (см. рис. В.2), участвующая в формировании простых двигательных команд. Другие части лобных долей участвуют в планировании действий и удерживании в сознании целей в течение времени, достаточного для их достижения. В лобной доле также находится ещё одна небольшая часть, необходимая для того, чтобы удерживать вещи в памяти достаточно долго, чтобы знать, чему нужно уделить внимание. Эта способность называется рабочей памятью или кратковременной памятью.

Пока все замечательно. Но когда вы обратите внимание на переднюю часть лобных долей, вы вступите в самую загадочную сферу неизведанной области мозга префронтальную кору, часть которой можно увидеть на рис. В.2. Что весьма странно, даже значительные повреждения этой области могут не повлечь за собой никаких заметных признаков неврологических или когнитивных нарушений. Пациентка может выглядеть совершенно нормальной, если вы, увидев её впервые, пообщаетесь с ней пару минут. Однако если вы поговорите с её близкими, они вам скажут, что её личность неузнаваемо изменилась. «Её больше нет я совершенно не узнаю этого нового человека», вот какие душераздирающие слова вы часто можете услышать от ошеломлённых супругов и старых друзей. Ну а уж если вы продолжите общаться с пациенткой ещё несколько часов или дней, вы тоже поймёте, что имеются какие-то серьёзные нарушения.

Если повреждена левая префронтальная доля, пациент может отказаться от социальной жизни и проявлять характерное отвращение к любому делу. Это принято называть псевдодепрессией «псевдо» по той причине, что ни один из стандартных критериев для определения депрессии, таких как чувство подавленности и хронические негативные прокручивания мыслей, не выявляются при психологическом и неврологическом исследовании. Напротив, если повреждена правая префронтальная доля, пациент будет выглядеть так, будто он пребывает в эйфории, хотя на самом деле это не так. Случаи повреждения префронтальной доли особенно тяжелы для родственников пациентов. Кажется, что такой пациент потерял всякий интерес к своему будущему и не признает никаких моральных ограничений. Он может смеяться на похоронах и мочиться на публике. Величайший парадокс заключается в том, что он выглядит нормальным во всем остальном: его речь, его память и даже его интеллект совершенно не затронуты. Однако он утерял многие из тех важнейших свойств, которые определяют человеческую природу: честолюбие, сопереживание, благоразумие, многосторонность личности, моральное чувство, чувство человеческого достоинства. (Любопытно, что отсутствие сопереживания, моральных принципов и самоконтроля часто наблюдается у социопатов, и невролог Антонио Дамазио предполагал, что у них может наличествовать клинически не выявленная дисфункция лобной доли.) По этим причинам префронтальная кора часто рассматривалась как «местонахождение человечности». Что же касается вопроса о том, каким образом столь относительно малому участку мозга удаётся организовывать работу столь сложного и изощрённого набора функций, то здесь мы все ещё пребываем в растерянности.

Возможно ли, как в своё время пытался Оуэн, выделить особую часть мозга, делающую наш вид уникальным? Вряд ли. Нет ни одной области или структуры, которая была бы имплантирована в мозг с нуля целиком неким разумным создателем, на анатомическом уровне каждая часть нашего мозга имеет прямой аналог в мозге высших приматов. Тем не менее последние исследования выделили несколько областей мозга, которые были столь радикально преобразованы, что на функциональном (или когнитивном) уровне они могут действительно рассматриваться как оригинальные и уникальные. Выше я уже упомянул три из этих областей: область Вернике в левой височной доле, префронтальную кору и нижние теменные дольки в каждой теменной доле. Действительно, составные части нижних теменных долек а именно надкраевая и угловая извилины анатомически у приматов отсутствуют. (Оуэну было бы приятно узнать об этом.) Необычайно быстрое развитие этих областей у человека предполагает, что там должно было происходить нечто чрезвычайно важное, и клинические наблюдения это подтверждают.

Внутри некоторых из этих областей находится особый класс нервных клеток, называемых зеркальными нейронами. Эти нейроны активизируются не только когда вы сами выполняете действие, но также и тогда, когда вы видите, что кто-то другой выполняет это же самое действие. Это выглядит столь просто, что невероятные выводы из этого факта очень легко упустить. Эти нейроны, в сущности, позволяют вам сопереживать другому человеку и «читать» его намерения постигать, что он действительно хочет сделать. Вы это делаете, «подражая» его действиям, используя образ вашего тела.

Когда вы видите, как кто-то берет, например, стакан с водой, ваши зеркальные нейроны автоматически воспроизводят это же самое действие в вашем воображении (обычно подсознательно). Зачастую ваши зеркальные нейроны сделают следующий шаг и представят вам то действие, которое, как они предугадывают, собирается сделать другой человек, например, поднести стакан к губам и сделать глоток. Таким образом, вы автоматически формируете предположение о его намерениях и мотивах в данном случае, что человек хочет пить и собирается утолить жажду. Может оказаться, что вы ошиблись в предположении он хотел взять воду, чтобы погасить огонь или плеснуть в лицо грубому собеседнику, но обычно ваши зеркальные нейроны очень точно «догадываются» о чужих намерениях. По существу, эта способность, которой нас одарила природа, очень близка к телепатии.

Эти способности, а также лежащая в их основе работа зеркальных нейронов, наблюдаются и у приматов, однако только у человека они развились до способности моделировать аспекты разума другого человека, а не просто его поведения. Неизбежно это потребовало развития дополнительных связей, чтобы обеспечить более сложное функционирование таких схем в сложных социальных ситуациях. Расшифровка природы этих связей, чтобы не говорить, что, дескать, все дело в зеркальных нейронах, одна из важнейших задач современной науки о мозге.

Сложно переоценить важность понимания зеркальных нейронов и их функций. Они вполне могут оказаться центром социального обучения, подражания и культурной передачи навыков и отношений, а возможно, и тех слитых воедино групп звуков, которые мы называем словами. Благодаря усиленному развитию системы зеркальных нейронов эволюция фактически сделала культуру новым геномом. Взяв на вооружение культуру, человек теперь мог адаптироваться к новому враждебному окружению и в течение одного-двух поколений понять, как использовать ранее недоступные или ядовитые источники пищи генетической эволюции для такой адаптации потребовались бы сотни и даже тысячи поколений.

Таким образом, культура стала новым важным источником эволюционного влияния, которое помогало отбирать «мозги», имевшие лучшие системы зеркальных нейронов и, соответственно, связанное с ними подражательное обучение. Результатом стало одно из многих растущих как снежный ком явлений, в кульминации приведших к образованию Homo sapiens, обезьяны, заглянувшей в собственное сознание и увидевшей весь отражённый в нем мир.