Рождение разума. Загадки нашего сознания

Глава 2 Верь глазам своим

Кажется, что наша способность воспринимать окружающий мир настолько не требует от нас каких-либо усилий, что мы принимаем ее как данность. Но только подумайте, чего это стоит. Внутри ваших глазных яблок есть два крошечных перевернутых искаженных образа, но вы умудряетесь видеть живой мир в трех измерениях – и не внутри головы, а прямо перед собой. Это преобразование, как говорил Ричард Грегори, – настоящее чудо. Как же оно возникает? Что такое восприятие?

Распространенное заблуждение – считать, что внутри ваших глазных яблок существует оптический образ, который возбуждает фоторецепторы сетчатки, а затем в точности транслируется через кабель, называемый зрительным нервом, и передается на экран – зрительную кору. Это очевидное логическое заблуждение, потому что если у вас есть образ, который попадает на экран в мозгу, тогда вам нужен кто-то еще, смотрящий на него, внутри, а этому «кому-то» нужен еще кто-то в его голове, и так далее ad infinitum[26].

Для того чтобы сделать первый шаг к пониманию восприятия, нужно забыть про идею образа в мозгу, а вместо этого подумать о преобразовании или символическом представлении объектов и событий во внешнем мире. Простые чернильные закорючки, называемые письмом, могут символизировать или представлять нечто, чем они не являются физически, то есть объекты и события внешнего мира представляются нам как результат активности нервных клеток мозга и различных примеров их работы. Нейрофизиологи напоминают дешифровщиков, пытающихся взломать чужой код; в данном случае это код, который использует нервная система для изображения внешнего мира.

Эта глава посвящается процессу, который мы называем способностью видеть, и тому, как мы осознаем вещи вокруг нас. Как и в первой главе, сначала я приведу некоторые примеры пациентов со странными зрительными дефектами, а затем мы исследуем более широкое значение этих синдромов для понимания их природы. Каким образом активность нейронов – простых пучков протоплазмы – в зрительных областях мозга дает нам все богатство ощущений, красноту красного или голубизну голубого? Или способность отличить грабителя от возлюбленного?

Мы, приматы, в высшей степени визуальные существа. У нас не просто одна зрительная зона, зрительная кора, а 30 полей позади мозга, которые позволяют нам видеть мир. Не вполне ясно, почему нам понадобились их 30, а не одно-единственное. Может быть, каждая из этих зон отвечает за разные аспекты зрения. Например, одна зона, называемая V₄, по-видимому, в основном связана с цветовой информацией, цветным зрением, тогда как другая, в теменной доле, называемая СВ, или срединная височная зона, преимущественно касается зрительного восприятия движений.

Самые поразительные подтверждения этому поступают от пациентов с незначительными повреждениями, которые затрагивают зону V₄ (цветного зрения). Если эта зона повреждена с обеих сторон мозга, возникает синдром, называемый корковой цветовой слепотой или ахроматопсией. Пациенты с корковой ахроматопсией видят мир в сером цвете, как черно-белое кино, но не испытывают проблем с чтением или различением направления движения. Совсем не так обстоит дело, если повреждение касается СВ, или срединной височной зоны, – пациент по-прежнему может читать книги и видеть цвета, но не может сказать вам, в каком направлении движутся объекты и как быстро.

Женщина из Цюриха, у которой были такие проблемы, боялась переходить через улицу, потому что не видела движущихся автомобилей, а воспринимала их как статичные образы, освещенные мелькающим источником света, как на дискотеках. Больная не могла сказать, как быстро движется машина, хотя при этом могла прочесть ее номерные знаки и видела, какого она цвета. Даже разливание вина в стакан было для нее тяжелым испытанием: женщина не могла рассчитать уровень, после которого вино выливается из стакана, и поэтому оно всегда переливалось через край. Большинство из нас переходят дорогу или наливают жидкость в стакан, даже не задумываясь об этом, и только когда что-то идет не так, мы осознаем всю потрясающую тонкость механизмов зрения и сложность этого процесса.

Хотя анатомия этих 30 зрительных зон мозга на первый взгляд кажется непостижимой, она имеет общий план организации. Информация от глазного яблока на сетчатке проходит через зрительный нерв к двум главным зрительным центрам в мозгу. Один из них, который я называю старой системой, является древним эволюционным проводящим путем, включающим структуры в мозговом стволе – верхние бугорки. Второй – новый путь – идет к зрительной коре позади мозга (см. рис. 2.1). Новый путь в коре делает большую часть того, что мы обычно воспринимаем как зрение, например, осознанное узнавание объектов. С другой стороны, старый путь участвует в пространственной локализации объектов в зрительном поле, позволяя нам достичь их или поворачивать глазные яблоки в нужном направлении. Это позволяет области центральной ямки сетчатки, где острота зрения максимальна, обращаться к объекту, чтобы затем новый зрительный путь мог производить его идентификацию и вызывать соответствующее поведение по отношению к нему: есть его, спариваться с ним, убегать от него, называть его и т. д.

Рис. 2.1. Анатомическое строение зрительных путей. Схема левого полушария – вид слева. Волокна от глазного яблока расходятся по двум параллельным «потокам»: новому пути, который идет к латеральному коленчатому телу (здесь для видимости оно показано на поверхности, однако в действительности находится внутри таламуса, а не в височной доле), и по старому пути, который идет к верхним бугоркам ствола мозга. Новый путь идет к зрительной коре и снова расходится (после пары переключений) на два пути (белые стрелки) – путь «КАК» в теменные доли, которые связаны с постижением, наводкой и другими пространственными функциями; и второй путь «ЧТО» в височные доли, которые связаны с узнаванием предметов. Эти два пути были открыты Лесли Ангерлейдером и Мортимером Мишкиным из Национального института здравоохранения США (National Institutes of Health). Два пути обозначены белыми стрелками

Удивительный неврологический синдром, названный «слепозрением»[27], был открыт Ларри Вейскранцем и Аланом Кауи в Оксфорде и Эрнстом Поппелем в Германии.

Уже больше столетия известно, что одностороннее повреждение зрительной коры мозга (которая является частью нового зрительного пути) приводит к слепоте противоположной стороны. Например, пациенты с повреждением правой зрительной коры совершенно не видят все, что расположено слева от носа, если они смотрят строго перед собой (специалисты называют это левым полем зрения). Обследуя таких пациентов, Вейскранц заметил нечто очень странное. Он показал пациенту небольшую точку света в слепой области и спросил, что он видит. Пациент, как и ожидалось, ничего не увидел. Однако затем Вейскранц попросил его протянуть руку и коснуться света, несмотря ни на что.

«Но я не могу видеть его, – сказал пациент, – как же вы можете просить меня об этом?». Вейскранц сказал: «Попробуйте наугад». И к удивлению экспериментатора, мужчина вытянул руку и указал точно на точку, которую не мог воспринимать. После сотни проб стало ясно, что он мог указывать на свет с 99-процентной точностью, несмотря на то что при каждом эксперименте заявлял, что просто направляет руку наугад и не знает, правильно ли он попадает. Эти опыты поразительны. Каким образом человек указывает на объект, которого он не может видеть и коснуться?

На деле ответ очевиден. У этого пациента была повреждена зрительная кора – новый путь, и поэтому он ослеп. Тем не менее вспомним, что в качестве поддержки у него остался дополнительный зрительный путь (старый), идущий по мозговому стволу и верхним бугоркам. Таким образом, хотя информация от глаз и зрительных нервов не достигала зрительной коры из-за ее повреждения, она выбирала обходной путь через верхние бугорки, которые позволяли определять положение объекта в пространстве. Затем информация передавалась к высшим центрам мозга в теменные доли, направлявшие движение руки точно к невидимому объекту! Это сродни тому, как если бы в человеке находилось другое бессознательное начало – «зомби» – которое направляло его руку со сверхъестественной точностью.

Такое объяснение позволяет предположить, что только новый путь носит осознанный характер, а события, проходящие через бугорки и направляющие движение руки, могут происходить без сознательного участия человека! Почему? Почему один путь, или его стиль обработки данных, по-видимому, ведет к осознанному восприятию, тогда как нейроны в параллельной части мозга, в старом пути, могут производить сложные вычисления без участия сознания? Почему любое событие, происходящее в мозгу, должно быть связано с осознанным восприятием, дающим «доказательство существования», в то время как старый путь через бугорки может прекрасно делать эту работу бессознательно? Почему остальная часть мозга не может работать без участия сознания? Другими словами, почему все процессы не становятся «слепозрением»?

Пока мы не можем прямо ответить на этот вопрос, но лучшее, что мы можем сделать как ученые, – установить взаимосвязь и постараться добраться до ответа. Мы можем составить реестр всех мозговых явлений, которые достигают сознания, и тех, которые его минуют. Затем можно сравнить их общие знаменатели и посмотреть, имеются ли различия. Есть ли единственный определенный стиль исчисления, что приводит к сознанию? Или существует определенная анатомическая локализация, связанная с осознаванием? Это легко поддающаяся обработке эмпирическая проблема, взявшись за которую мы можем ближе подойти к объяснению работы сознания, если таковое вообще возможно, и его эволюции (подобно тому как открытие ДНК, в которой заключена наследственность, позволило расшифровать генетический код).

Для составления двух этих реестров нам необходимо гораздо больше узнать о том, каковы ограничения «слепозрения», насколько оно усложнено. Все это по-прежнему требует детального изучения. Мы уже знаем от Алана Кауи и Петры Стоэриг, что оно допускает некоторую степень различения длины волны (цвет). Мы знаем, что при этом пациент не может узнавать лица, но может ли он правильно «угадывать» их выражения?

Надо отметить, что осознавание зрительной информации требуется для того, чтобы соединить различные качества объекта в единое целое. Если вам показывают красный объект, двигающийся вправо, и одновременно зеленый, двигающийся влево, а области распознавания цвета и движения в вашем мозгу посылают одновременные сигналы об этих качествах, то как вы узнаете, в каком направлении двигается каждый из этих цветов? Предположительно, сознанию не требуется исходная стадия вычленения отличительных качеств (красное – зеленое, налево – направо), но ему необходимо решить «проблему связи», то есть понять, в каком направлении движется тот или иной цвет. Пациенты с односторонней слепотой могли бы помочь нам проверить эту гипотезу. Если показывать такому пациенту одновременно два шара с его «слепой» стороны – красный, двигающийся вправо, и зеленый, двигающийся влево, – можно предположить, он сумеет сказать вам, где красный объект, а где зеленый и что красный направляется вправо, а зеленый влево, но не будет знать, который из них какой. Или мы могли бы обойтись без цвета и просто взять два объекта, один под другим (оба в левом слепом поле зрения), одновременно двигающихся в противоположных направлениях. Сможет ли он сказать, который из них какой?

Я должен констатировать, что синдром «слепозрения» у пациентов с односторонней слепотой кажется настолько странным, что некоторые мои коллеги относились (и по-прежнему относятся) к нему скептически. Отчасти это объясняется его редкостью, но, кроме того, есть впечатление, что это противоречит здравому смыслу. Как вы можете указать на то, чего вы не видите? Тем не менее это не основание для того, чтобы отвергать этот синдром, поскольку мы все до некоторой степени страдаем «слепозрением». Попробую объяснить.

Предположим, что вы ведете машину и участвуете в оживленном разговоре со своим другом, сидящим рядом с вами. Ваше внимание полностью поглощено разговором – это то, что вы осознаете. Однако параллельно вы лавируете в транспортном потоке, объезжая тротуары, пешеходов, останавливаясь на красный свет, и все эти сложные разноплановые действия производите без настоящего осознавания, пока не произойдет что-нибудь странное, ну, например, леопард перебежит вам дорогу. Иными словами, в этом случае вы ничем не отличаетесь от пациентов с односторонней слепотой, обладая «ручным зрением» при вождении и преодолении пути. То, что мы видим у таких пациентов, – просто особая версия «ручного зрения», обнаженная болезнью, но его состояние не имеет принципиального различия с тем, что бывает у всех нас^{8}.

Интересно, что совершенно невозможно представить себе обратную ситуацию: мы обращаем сознательное внимание на дорогу и вождение автомобиля, при этом бессознательно поддерживаем разговор с другом. Может быть, объяснение звучит банально, но здесь речь идет о мыслительной практике, а это уже свидетельство о его важности: вычислительная работа мозга, нужная для смыслового использования языка, требует сознания, а для вождения даже в сложных условиях оно не обязательно. Это правда, иногда лунатики «разговаривают», по всей видимости не будучи в сознании, но их бормотание мало похоже на двусторонний нормальный свободный разговор. Связь между речью и сознанием – это тема, которую мы будем обсуждать в главе 5.

Я считаю, что такой подход к сознанию поведет нас по долгому пути к разгадке преимуществ сознания и причине его эволюции. Моя собственная философская позиция относительно сознания соответствует взгляду, предложенному первым лектором Рейтовских лекций Бертраном Расселом: в мире не существует отдельного «разумного и физического начала»: две эти субстанции – одно и то же. (Формально это называется уравнительным монизмом[28].) Возможно, разум и причина – две стороны ленты Мёбиуса, которые кажутся разными, но по существу являются одним и тем же.

Мы достаточно поговорили о новом зрительном пути. Теперь давайте обратимся к старому пути, который подходит к бугоркам, принимает участие в «слепозрении» и проецируется на теменную долю по сторонам мозга. Теменные доли связаны с символическим представлением пространственного образа внешнего мира. Ориентация в пространстве: способность преодолевать препятствия, уклоняться от удара снежком, ловить мяч – полностью зависит от теменных долей.

Повреждение правой теменной доли вызывает поразительный синдром, который называется синдромом «игнорирования» и является противоположностью «слепозрению». Пациент больше не следит глазами за объектом, который может угрожать ему с левой стороны, он больше не способен обнаружить его, указать на него или поймать. Однако он не слеп к событиям, происходящим по левую сторону мира, и если вы привлечете его внимание к объекту, он увидит его совершенно отчетливо и сможет идентифицировать. Пациент, страдающий этим синдромом, может есть только с правой части тарелки, оставляя еду, лежащую слева. Однако если привлечь внимание пациента к незамеченной им еде, он съест то, что осталось.

Мужчина будет брить только правую сторону лица; женщина будет таким же односторонним образом пользоваться косметикой. И если вы дадите пациентке альбом для рисования и попросите ее нарисовать цветок, она нарисует только его правую часть (см. рис. 2.2).

Рис. 2.2. Этот цветок нарисован пациентом с синдромом «игнорирования». Обратите внимание – левая часть цветка отсутствует. Многие пациенты с синдромом «игнорирования» изображают только часть цветка, рисуя по памяти даже с закрытыми глазами. Это предполагает, что пациент утратил также способность «сканировать» левую сторону внутренней воображаемой картинки цветка

Синдром «игнорирования» возникает в результате повреждения в правом полушарии, и обычно пациент также парализован с левой стороны, потому что правое полушарие мозга контролирует левую сторону тела. Не знаю, станет ли возможным вылечить синдром «игнорирования». Можно ли лечить пациентов, обращая их внимание на левую сторону мира, которую они не замечают?

Здесь мне снова в голову пришла идея использовать зеркало, как в случае с фантомными конечностями, описанном в главе 1. Нужно посадить пациентку на стул, а затем встать по правую сторону, держа зеркало таким образом, чтобы при повороте головы вправо она смотрела бы прямо в него. То, что женщина увидит, будет отражением левой части мира, которую прежде она не замечала. Поможет ли ей это неожиданно осознать, что существует целая левая сторона мира, которую она игнорировала, и тогда она повернется налево и посмотрит на нее? Если да, значит, мы вылечим ее от синдрома «игнорирования» с помощью одного лишь зеркала! Или ее мозг фактически скажет: «Да, это находится слева от меня, но для меня это в действительности не существует, и я по-прежнему не буду замечать это?».

Ответ, как это часто бывает в науке, оказался отрицательным. Прежде чем установить зеркало, я попросил своего студента Джона встать с левой стороны от пациентки с карандашом в руке. Я поднял зеркало и спросил ее, что она видит. Что у меня в руках? Пациентка определила зеркало, сказав, что может видеть отражение в нем и что оно надтреснуто сверху, как и было.

Она также могла видеть Джона и карандаш в его руке. Я попросил ее использовать правую руку (которая не была парализована) – вытянуть ее и взять карандаш, чтобы написать свое имя. Конечно, любой нормальный человек повернулся бы за карандашом налево, но моя пациентка начала скрести поверхность зеркала и даже пыталась искать за ним, потянув меня за галстук и схватив пряжку моего ремешка… Я объяснил ей, что я не прошу ее трогать отражение, прошу ее взять реальный карандаш. Тогда пациентка ответила: «Реальный карандаш, доктор, находится внутри зеркала», а в другой раз сказала, что карандаш находится за зеркалом.

Эта проблема без всяких трудностей решается трехлетним ребенком. Даже шимпанзе не путает реальный объект с отражением в зеркале. Но разумная миссис Д., несмотря на семидесятилетний опыт «общения» с зеркалом, пыталась войти непосредственно вовнутрь. Мы назвали это явление «зеркальной агнозией»[29] или «зазеркальным синдромом» в честь Алисы, которая смогла войти внутрь зеркала, считая, что за ним находится реальный мир.

Что вызывает «зеркальную агнозию»? Я думаю, пациентка понимает, что видит отражение в зеркале, но объект расположен с левой стороны от нее. Однако, поскольку левой стороны в ее мире не существует, единственно возможным, хотя и неправдоподобным, будет следующее объяснение: объект находится внутри зеркала. Знаменательно, что все ее теоретические знания законов оптики и зеркального отражения искажаются, чтобы приспособиться к этому странному восприятию мира, когда пациентка оказывается в ловушке^{9}. Это не проявление рассеянности или импульсивной реакции на отраженный в зеркале образ: она действительно признала наличие зеркала и стала нащупывать позади него, относясь как к препятствию.

Есть еще более удивительное расстройство, которое также бывает вызвано повреждением правой теменной доли, – это отрицание, или анозогнозия[30]. Вспомним, что большинство пациентов с повреждением правой теменной доли имеют нарушения также и во внутренней оболочке, а потому у них полностью парализована левая сторона туловища – к этому приводит инсульт. В основном они жалуются на это, что совершенно неудивительно, однако небольшой процент больных неистово отрицают наличие паралича левой руки, и у некоторых из них нет никакого синдрома «игнорирования». Они продолжают говорить, что их рука двигается нормально.

Тот факт, что такое поведение наблюдается обычно, когда повреждена правая теменная доля, и очень редко встречается при повреждении левой доли, дает нам ключ к происходящему. Похоже, синдром отрицания паралича каким-то образом связан со специализацией полушария: способом, при помощи которого два полушария отражают внешний мир; особенно это касается их способа взаимодействия с расхождениями сенсорных сигналов и расхождениями в убеждениях. В частности, сталкиваясь с таким несоответствием, левое полушарие смягчает его, представляет себе, что его нет, и минует несоответствие (фрейдовские защитные механизмы являются примером этого феномена). Правое полушарие действует прямо противоположным образом. Оно чрезвычайно чувствительно к несоответствиям, что я называю детектором аномалий.

Пациент, перенесший инсульт с поражением правого полушария (с левосторонней парализацией), посылает команду своей руке и получает обратный сигнал, говорящий о том, что рука двигаться не может, – это несогласование. Его правое полушарие повреждено, но здоровое левое полушарие делает свою работу по отрицанию и забвению, сглаживая расхождения. Оно говорит, что все хорошо и не надо волноваться. С другой стороны, если задето левое полушарие, а парализована правая сторона, то правое полушарие действует в присущей ему манере, то есть замечает несогласованность и отсутствие зрительной обратной связи – оно признает паралич^{10}. Это была странная идея, но теперь, проверенная экспериментально, она оказалась в основном правильной^{11}.

Удивительно, когда человек отрицает, что парализован, но семь или восемь лет назад мы обнаружили нечто еще более поразительное. Некоторые пациенты также отрицают паралич другого больного! Я прошу пациента В с параличом подвигать рукой. Он, естественно, не может этого сделать, но если я спрошу пациента А, страдающего анозогнозией, пошевелил ли В своей рукой, А ответит положительно. Пациент А отрицает недееспособность другого человека^{12}.

Поначалу для меня в этом не было никакого смысла, но потом я познакомился с исследованиями Джаккомо Риццоллати, который проводил опыты на обезьянах. Хорошо известно, что части лобных долей, отвечающие за двигательные команды, содержат клетки, активирующиеся, когда обезьяна выполняет определенные движения. Одна клетка будет запускаться, когда обезьяна дотягивается и хватает арахис, другая – когда обезьяна что-нибудь толкает. Это нейроны моторных команд. Риццоллати обнаружил, что некоторые из этих нейронов также запускаются, когда обезьяна следит за тем, как другая совершает то же действие. Например, нейрон «хватания арахиса», который активируется при выполнении этого действия, также запускается, когда обезьяна следит за тем, как ее сородич берет арахис. То же самое происходит и у людей. Это весьма необычно, поскольку зрительный образ кого-то другого, взявшего арахис, совершенно иной, нежели собственный образ хватания арахиса – ваш мозг должен произвести внутреннее психическое преобразование. Только тогда этот нейрон сможет запуститься в ответ и на собственное движение, и одновременно на другого человека, совершающего такое же действие. Риццоллати назвал эти клетки зеркальными нейронами. Другое их название – нейроны «обезьяна – видит, обезьяна – делает», и эти нейроны, как я полагаю, были повреждены у наших пациентов.

Рассмотрим, какие механизмы работают, когда кто-то судит о движениях другого. Не исключено, что вам нужно произвести моделирование того, что делает другой, в виртуальной воображаемой реальности, а тогда подключается активность именно этих клеток – зеркальных нейронов. Итак, зеркальные нейроны оказываются не просто любопытным явлением – они имеют важное значение для понимания многих аспектов человеческой природы, как, например, интерпретации действий и намерений другого человека. Мы считаем, что это именно та система нейронов, которая оказывается поврежденной у пациентов с анозогнозией. Поэтому пациент больше не способен конструировать внутреннюю модель движения другого, чтобы судить, правильно ли этот человек выполняет данную команду.

Я уверен, что эти нейроны могли сыграть важнейшую роль в человеческой эволюции^{13}. Одним из признаков человеческого рода является то, что мы называем культурой. Культура в огромной степени зависит от копирования родителей и учителей, а копирование сложных навыков может требовать участия зеркальных нейронов. Я думаю, что около 50 000 лет назад, возможно, система зеркальных нейронов стала усложняться. Можно предположить: произошла бурная эволюция способности подражать сложным действиям, что, в свою очередь, привело к передаче культурной информации, которая стала отличать нас как человеческий род.

Зеркальные нейроны также позволяют воссоздавать действия и намерения других людей в «виртуальной реальности». Такая способность могла бы объяснить, почему мы, люди, «макиавеллиевские[31] приматы», так хороши в конструировании «теории другого разума», прогнозируя поведение себе подобных. Это качество незаменимо для сложных социальных взаимодействий, и некоторые из наших недавних исследований выявили его нарушения у аутичных детей, что могло бы служить объяснением их крайней социальной неприспособленности.

Тем не менее, несмотря на то что изучения пациентов интересны сами по себе, наша цель состоит в том, чтобы понять, как работает нормальный мозг. Каким образом активность нейронов создает целый спектр способностей, которые мы называем человеческой натурой: образ тела, культуру, речь, абстрактное мышление? Я верю, что такое глубокое понимание работы мозга окажет серьезнейшее воздействие не только на науки, но и на человечество в целом. Возвышенные вопросы о разуме волнуют нас – философы задают их вот уже три тысячелетия как в моей родной Индии, так и на Западе, – но ответ, в конечном итоге, мы можем найти, только изучая мозг.