Текст книги "Тайны мозга. Почему мы во все верим"

Автор книги: Майкл Шермер

сообщить о нарушении

Текущая страница: 11 (всего у книги 33 страниц) [доступный отрывок для чтения: 12 страниц]

О том, как работает мозг, мы зачастую узнаем в тех случаях, когда он не работает, как полагается. Например, Газзанига отмечает, что пациенты с парамнезией удвоения верят, что существуют копии людей или мест. Они смешивают эти копии в одном опыте или истории, которая полностью осмыслена для них, хоть и звучит абсурдно для всех окружающих. «Одна такая пациентка верила, что нью-йоркская больница, где ее лечили, на самом деле находится в ее доме, в Мэне, – вспоминал Газзанига. – Когда лечащий врач спросил ее, как же это может быть ее дом, если в холле есть лифты, пациентка ответила: «Доктор, а вы знаете, как дорого обошлась мне их установка?» Интерпретатор готов на все, лишь бы сигналы, которые он получает, сплелись в нечто осмысленное, даже если для этого понадобится преодолевать значительные препятствия. Разумеется, пациенту эти «препятствия» не кажутся значительными, скорее, для него это отчетливые свидетельства окружающего мира».[100]100
  Майкл Газзанига, «Этический мозг» (Michael Gazzaniga, The Ethical Brain, New York: Dana Press, 2005), 150.


[Закрыть] Отчасти именно это я подразумеваю под паттерничностью и агентичностью, хотя это просто описательные термины для когнитивного процесса. В действительности мы хотим знать, каковы нейронные корреляты для этого процесса, для возникновения ощущаемого присутствия и других видов эфемерных агентичностей. Левополушарный интерпретатор вполне годится на роль места, где все это происходит.

О том, как работает мозг, мы зачастую узнаем в тех случаях, когда он не работает, как полагается.

Мой зять Фред Зил, совершивший много восхождений на самые высокие и опасные вершины Гималаев, рассказывает, что дважды сталкивался с ощущаемым присутствием. В первый раз это случилось, когда он, обмороженный, без кислорода и на пределе физических сил находился над уступом Хиллари, последним препятствием на юго-восточном гребне горы Эверест. Во второй раз – на северном ребре Эвереста, когда на высоте почти 8000 метров он стал жертвой обезвоживания и гипоксии, недостатка кислорода. Оба раза Фред был один и жалел, что у него нет спутника, которого услужливо предоставил ему мозг. Что характерно, когда я спросил мнение Фреда как врача о возможных различиях полушарий, объясняющих подобные феномены, Фред отметил: «Оба раза ощущения были связаны с моей правой стороной, вероятно, потому, что я левша». Нейробиологи считают, что наше «чувство своего «я» локализовано преимущественно в височной доле левого полушария, а разделение мозга означает, что цепочки левого и правого полушарий пересекаются таким образом, что, к примеру, правое поле зрения фиксируется зрительной корой левого полушария. Возможно, нехватка кислорода на высоте 8000 метров, или пронизывающий холод, или боль от обморожения, или чувство одиночества и изоляции, а может, сочетание всего перечисленного стало триггером для левой височной доли мозга Фреда и породило «второе «я». Поскольку мозг располагает лишь одним телом и одной схемой разума, то есть одним «я», второе «я» можно воспринимать только как еще одно существо за пределами тела, ощущаемое присутствие поблизости.

Это ощущаемое присутствие может быть объяснением, которое левополушарный интерпретатор дает правополушарным аномалиям. Или же мы имеем дело с конфликтами нейронной сети в схемах тела и разума. Или одиночество и страх распространили обычное для нас ощущение присутствия реальных других людей на воображаемых эфемерных спутников. Как бы там ни было, тот факт, что подобные явления возникают в трудных условиях, свидетельствует о том, что это присутствие внутри головы, а не вне тела.

* * *

Эти примеры и объяснения суеверий и магического мышления, берущие начало в ассоциативном обучении, теории сознания, ощущаемом присутствии, экстрасенсорике и тому подобном – из категории паттерничности и агентичности, – не являются объяснениями причин как таковыми. Применение ярлыков для когнитивного процесса – эвристика, призванная помочь нашему разуму подступиться к проблеме, которую предстоит решить, или к загадке, которую требуется объяснить, однако это всего лишь ярлыки: таким же образом данное группе галлюцинаторных симптомов название шизофрения объясняет причину этих симптомов. Нам требуется еще дальше углубиться в мозг, чтобы понять первичную природу веры и истинную причину нашей склонности находить полные смысла паттерны в осмысленном и бессмысленном шуме, а также придавать этим паттернам значение, намерение и обнаруживать агента. В деятельности нейронов мозга – вот, где мы найдем основополагающее причинное объяснение.

6
Верующий нейрон

В любом опыте посредником выступает мозг, разум – результат действий мозга. «Разума» как такового за пределами деятельности мозга не существует. Разум – всего лишь слово, которым мы описываем нейронную активность мозга. Нет мозга – нет и разума. Мы знаем это, потому что если часть мозга уничтожена в результате инсульта, онкологического заболевания, травмы или хирургической операции, утраченным окажется все то, чем занималась эта часть мозга. Если ущерб был нанесен в раннем детстве, когда мозг особенно пластичен, или во взрослом возрасте, но только определенным участкам мозга, дающим возможность изменять цепочки, тогда конкретная функция мозга, эта часть его «разума», может быть передана другой нейронной сети. Однако этот процесс лишний раз подтверждает тот факт, что без нейронных связей в мозге нет и разума. Тем не менее туманные объяснения ментальных процессов применяются по-прежнему.

Разум – всего лишь слово, которым мы описываем нейронную активность мозга.

Диковинная ментальная сила

Когда я изучал психологию в университете Пеппердина, от нас требовалось пройти курс психофизиологии, который сейчас назвали бы когнитивной нейробиологией. Как ни странно, он открыл мне глаза и способствовал изучению разума, поскольку наш преподаватель Даррелл Ч. Диармор, умеющий толковать науку, как никто другой, углубился в строение мозга и продемонстрировал нам основополагающий структурный элемент всех мыслей и поступков – нейрон. До того как я понял принципы действия нейрона, меня устраивали расплывчатые объяснения происходящего в голове человека – все эти «мышления», «обработки», «обучения» и «понимания», отнесенные к категории «разума», словно ими и вызвано то, что творится в мозге. На самом деле нет. Это всего лишь слова для описания процесса, который также нуждается в глубоком объяснении.

В начале ХХ века британский биолог Джулиан Хаксли высмеял туманное объяснение французского философа Анри Бергсона, согласно которому жизнь вызвана elan vital (жизненной силой): Хаксли заявил, что с таким же успехом можно объяснять, что паровоз приводится в движение elan locomotif (локомотивной силой). Ричард Докинз с блеском воспользовался схожей аналогией, чтобы высмеять объяснение существования жизни с точки зрения разумного замысла. Утверждение, будто бы глаз, или жгутик бактерии, или ДНК «сконструированы разумным творцом», ничего не говорит нам. Ученые хотят знать, как было сконструировано перечисленное, какие силы при этом действовали, как проходил процесс развития и так далее. Докинз придумал противоречащую фактам историю, в которой Эндрю Хаксли и Алан Ходжкин, удостоенные Нобелевской премии за исследования молекулярной биофизики нервного импульса, в духе креационистского мировоззрения приписали бы ее «нервной энергии».[101]101
  Ричард Докинз, «Рассказ предка: паломничество на зарю эволюции» (Richard Dawkins, The Ancestor’s Tale: A Pilgrimage to the Dawn of Evolution, New York: Houghton Mifflin, 2004), 551–552.


[Закрыть]

Вдохновившись сатирическим диалогом Докинза, представьте себе, что было бы, если бы Дэвид Хьюбел и Торстен Визель, удостоенные в 1981 году Нобелевской премии за новаторские исследования цепочек мозга и выявления нейрохимии зрения, вместо того, чтобы много лет на клеточном и молекулярном уровне разбираться в том, как мозг преобразует фотоны света в нервные импульсы, просто приписали бы этот процесс ментальной силе.

«Слушайте, Хьюбел, вся эта история о том, как фотоны света преобразуются в нейронную активность, чертовски каверзная штука. Никак не возьму в толк, как это происходит. А вам удается?»

«Нет, дорогой мой Визель, увы, а вживлять электроды в мозг обезьянам в самом деле неприятно и хлопотно, причем самое сложное – попасть электродом в нужную точку. Так почему бы нам не объявить, что свет преобразуется в нервный импульс посредством ментальной силы?»

Что объяснила бы эта ментальная сила? Ничего. Точно так же мы могли бы объяснять, что двигатель автомобиля действует благодаря силе сгорания, никак не передавая этим выражением, что именно происходит в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания: поршень сжимает парообразную смесь бензина и воздуха, которую воспламеняет свеча зажигания, вызывая вспышку, которая опускает поршень, что приводит к повороту коленчатого рычага, соединенного с валом привода, который соединен с дифференциалом, вращающим колеса.

Вот что я имею в виду, когда говорю, что разум – то, что сделано мозгом. Нейрон и его действия представляют собой для психологии то же, что атом и гравитация – для физики. Чтобы понять феномен веры, нам необходимо понять, как действуют нейроны.

Синаптические связи мозга и верующие нейроны

Мозг состоит примерно из ста миллиардов нейронов нескольких сотен видов, у каждого из которых есть тело клетки, нисходящий отросток-аксон и многочисленные дендриты и терминали аксона, расходящиеся к другим нейронам и образующие примерно тысячу триллионов синаптических связей между этими ста миллиардами нейронов. Названные цифры ошеломляют. Сто миллиардов нейронов – это 10¹¹, или единица, а за ней 11 нулей: 100000000000. Связи тысячи триллионов – квадрильон, или 10¹⁵, или единица, за которой следуют 15 нулей: 1000000000000000. Нейронов в человеческом мозге примерно столько же, сколько звезд в галактике Млечный Путь – в буквальном смысле слова астрономическое число! Количество синаптических связей мозга равнозначно количеству секунд в 30 миллионах лет. Задумайтесь об этом на минуту. Начните отсчитывать секунды способом «одна одна тысяча, две одна тысяча, три одна тысяча…» Когда доберетесь до 86400, получится количество секунд в сутках, когда достигнете 31536000, – количество секунд в году, когда наконец дойдете до одного триллиона секунд, значит, вы считаете уже примерно 30 тысяч лет. А теперь повторите этот счет продолжительностью в 30 тысяч лет еще одну тысячу раз, и вы отсчитаете количество синаптических связей в своем мозге.

Количество синаптических связей мозга равнозначно количеству секунд в 30 миллионах лет.

Разумеется, большое количество нейронов обеспечивает значительную вычислительную мощность (как добавление микросхем или карт памяти в компьютер), однако действия производятся в самих отдельных нейронах. Нейронам присуща элегантная простота, вместе с тем это прекрасные в своей сложности машины для обработки электрохимической информации. Внутри нейрона в состоянии покоя больше калия, чем натрия, а преобладание анионов, отрицательно заряженных ионов, создает внутри клетки отрицательный заряд. В зависимости от вида нейрона при введении крошечного электрода в его тело в состоянии покоя мы получим показания –70 мВ (милливольт – одна тысячная вольта). В состоянии покоя клеточная оболочка нейрона непроницаема для натрия, но пропускает калий. При стимуляции нейрона действиями других нейронов (или электрическими манипуляциями любопытных нейробиологов, вооруженных электродами) проницаемость клеточной оболочки меняется, натрий проникает в клетку и таким образом электрический баланс смещается с –70 мВ до нуля. Это явление называется возбудительным постсинаптическим потенциалом, или ВПСП. Синапс – это крохотный зазор между нейронами, следовательно, термин постсинаптический означает, что нейрон на стороне приема сигнала, преодолевающего синаптическую щель, возбуждается, чтобы достичь своего потенциала срабатывания. В отличие от этого, если стимуляция исходит от тормозящего нейрона, напряжение смещается в отрицательную сторону, от –70 мВ до –100 мВ, в итоге срабатывание нейрона становится менее вероятным. Это явление называется тормозящим постсинаптическим потенциалом, или ТПСП. Хотя различных видов нейронов насчитываются сотни, большинство мы можем отнести либо к возбудительным, либо тормозящим по типу действия.

Если при нарастании ВПСП достигает достаточного значения (в результате многочисленных срабатываний одного нейрона за другим или множества связей с другими нейронами), тогда проницаемость клеточной оболочки нейрона достигает критического значения, натрий врывается в него, вызывает мгновенный всплеск напряжения до +50 мВ, оно распространяется по всему телу клетки и поэтапно спускается по аксону в терминали. С той же быстротой напряжение нейрона вновь снижается до –80 мВ, а затем возвращается к –70 мВ в состоянии покоя. Этот процесс приобретения клеточной оболочкой проницаемости для натрия и соответствующего изменения напряжения с отрицательного на положительное, переходящее по аксону к дендритам и синаптическим связям с другими нейронами, называется потенциалом действия. Чаще мы пользуемся выражением «клетка возбудилась». Нарастание ВПСП называется суммацией. Известно два вида: (1) временная суммация, при которой двух ВПСП одного нейрона достаточно для того, чтобы принимающий нейрон достиг критической точки и возбудился; и (2) пространственная суммация, при которой два ВПСП от двух разных нейронов появляются одновременно и их достаточно для того, чтобы принимающий нейрон достиг критической точки и возбудился. Это электрохимическое изменение напряжения происходит стремительно, натриевая проницаемость распространяется последовательно по аксону от тела клетки к терминалям, и это явление, как и следовало ожидать, называется распространением. Скорость распространения зависит от двух условий: (1) диаметра аксона (чем больше, тем быстрее) и (2) миелинизации аксона (чем больше миелиновая оболочка, покрывающая и изолирующая аксон, тем быстрее происходит распространение импульса по нему).[102]102
  Нейробиологии посвящено множество превосходных книг. Две сравнительно недавних, с которыми я часто сверяюсь, – Жозеф Леду, «Синаптическое я: как наш мозг становится тем, кто мы есть» (Joseph LeDoux, Synaptic Self: How Our Brains Become Who We Are, New York: Viking, 2002) и Кристоф Кох, «В поисках сознания: нейробиологический подход» (Christof Koch, The Quest for Consciousness: A Neurobiological Approach, Denver: Roberts and Company, 2004).


[Закрыть]

Отметим: если критическая точка возбуждения нейрона не достигнута, он не возбуждается; если критическая точка достигнута, нейрон возбуждается. Эта система работает по принципу «или-или», «все или ничего». Нейроны не возбуждаются «слегка» в ответ на слабые раздражители или «сильно» в ответ на сильные раздражители. Они либо возбуждаются, либо не возбуждаются. Следовательно, нейроны передают информацию одним из трех способов: (1) частотой возбуждения (количеством потенциалов действия в секунду), (2) местом возбуждения (какие именно нейроны возбуждаются) и (3) численностью возбуждения (сколько нейронов возбуждается). Поэтому говорят, что нейроны двоичны по действию, подобны двоичным символам компьютера, 1 и 0, соответствуют сигналу включения или выключения, проходящему или не проходящему по нервному пути. Если рассматривать эти нейронные состояния «включить или выключить» как один из типов ментального состояния, когда один нейрон дает нам два таких состояния (включение или выключение), тогда при обработке информации о мире и управляемом организме у мозга есть 2×10¹⁵ возможных вариантов на выбор. Поскольку мы не в состоянии охватить разумом все это число, можно сказать, что мозг во всех отношениях является бесконечно большой машиной для обработки информации.

Каким образом отдельные нейроны и их потенциал действия создают сложные мысли и убеждения? Процесс начинается с так называемого нейронного связывания. «Красный круг» – пример объединения двух входящих сигналов («красный» и «круг») в один воспринимаемый объект, красный круг. Нейронные сигналы от мышц и органов чувств сливаются, двигаясь «вверх по течению», через зоны конвергенции – области мозга, объединяющие информацию, содержащуюся в разных нейронных сигналах (от глаз, ушей, органов осязания и т. д.), чтобы в итоге мы получили представление об объекте в целом, а не о бесчисленных фрагментах изображения. Глядя на перевернутый снимок президента Обамы в главе 4, мы поначалу воспринимаем лицо как одно целое и лишь потом начинаем замечать, что с глазами и ртом что-то не так; как уже объяснялось, причина в том, что две разные нейронные сети действуют с различной скоростью: сначала происходит восприятие лица в целом, затем – деталей этого лица.

Однако связывание – значительно более широкое явление. Объектов, воспринимаемых разными органами чувств, может быть множество, и все они должны связаться воедино в высших областях мозга, чтобы обрести смысл. Крупные отделы мозга, такие, как кора больших полушарий, координируют сигналы от меньших участков мозга, например от височных долей, которые, в свою очередь, объединяют нейронные события от еще меньших компонентов мозга, например от веретенообразной извилины (для распознавания лиц). Это уменьшение происходит на всем пути до уровня единственного нейрона, где нейроны с высокой избирательностью (иногда их называют «бабушкиными») возбуждаются лишь в том случае, когда субъекты видят того, кого знают. Есть нейроны, которые возбуждаются лишь в том случае, когда объект движется слева направо через поле зрения наблюдателя. Есть другие нейроны, которые срабатывают, только когда объект движется справа налево через поле зрения наблюдателя. И есть третьи нейроны, обладающие потенциалом действия только при получении сигналов ВПСП от других нейронов, возбуждающихся в ответ на диагональное движение объектов в поле зрения. Так в нейронных сетях и происходит процесс связывания. Есть даже нейроны, которые возбуждаются, только когда мы видим того, кого узнаем. Нейробиологи из Калтеха Кристоф Кох и Габриэль Крейман совместно с нейрохирургом из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Ицхаком Фридом обнаружили, например, единственный нейрон, который возбуждается, когда участнику эксперимента показывают снимок Билла Клинтона и более никого. Другой срабатывает, только если участнику показать снимок Дженнифер Энистон, но лишь ее одной, без Брэда Питта.[103]103
  Габриэль Крейман, Ицхак Фрид и Кристоф Кох, «Однонейронные корреляты субъективного зрения в средней части височной доли человеческого мозга» (Gabriel Kreiman, Itzhak Fried and Christof Koch, “Single Neuron Correlates of Subjective Vision in the Human Medial Temporal Lobe”, Proceedings of the National Academy of Sciences USA 99, no. 12, June 11, 2002), 8378–8383.


[Закрыть]

Разумеется, мы не осознаем работу наших электрохимических систем. Что мы в действительности испытываем, так это субъективные состояния мыслей и чувств, возникающие при объединении нейронных событий и названные философами квалиа. Но даже сами квалиа – один из видов эффекта нейронного связывания, объединения сигналов от бесчисленных нейронных сетей «низшего порядка». Все действительно сводится к электрохимическому процессу нейронного потенциала действия, или к возбуждению нейронов и установлению связи друг с другом с передачей информации. Как им это удается? Опять-таки благодаря химии.

Связь между нейронами возникает в немыслимо крохотной синаптической щели между ними. Когда потенциал действия нейрона устремляется по аксону и достигает его терминалей, он вызывает выброс в синапс мельчайших порций химических трансмиттерных веществ (ХТВ). Полученные соединяющимися нейронами ХТВ действуют как ВПСП, меняя напряжение и проницаемость постсинаптического нейрона, тем самым вызывая его возбуждение и распространение его потенциала действия вниз по аксону до терминалей, где он выбрасывает свои ХТВ в следующий синаптический зазор, и так далее по всей линии нейронной сети. Когда мы ушибаем палец ноги, сигнал боли проходит от болевых рецепторов в тканях нашего пальца ноги весь путь вверх до мозга, который замечает боль и передает сигнал другим участкам мозга, посылающим дополнительные сигналы в сокращающиеся мышцы, чтобы мы отдернули ногу от злополучного препятствия. Все это происходит так быстро, что кажется почти мгновенным.

Существует много видов ХТВ. К самым известным относятся катехоламины, в том числе допамин, норадреналин (норэпинефрин) и адреналин (эпинефрин). ХТВ действуют на постсинаптический нейрон, как ключ на замок. Если ключ подошел и повернулся, нейрон срабатывает; в противном случае дверь остается запертой, а постсинаптический нейрон невозбужденным. После возникновения процесса возбуждения большинство неиспользованных ХТВ возвращается в пресинаптический нейрон, где-либо используется повторно, либо разрушается моноаминоксидазой (МАО) в процессе так называемого первого поглощения. Если в синаптическом зазоре присутствует слишком много ХТВ, тогда остаток всасывается в постсинаптический нейрон в процессе второго поглощения.

Наркотики воздействуют на синапсы, выброс ХТВ и последующие процессы поглощения. Например, амфетамины ускоряют выброс ХТВ в синапсы, тем самым ускоряя процесс нейронной коммуникации, потому и называются speed («скорость»). Резерпин, который некогда был обычным назначением при психозах, разрушает пузырьки с ХТВ в пресинаптическом нейроне, поэтому МАО уничтожают их еще до использования, в итоге замедляют работу нейронных сетей, контролируют маниакальные состояния, гипертензию и другие симптомы гиперактивности нервной системы. Кокаин блокирует первое поглощение, поэтому ХТВ просто задерживаются в синапсе и способствуют ускоренному возбуждению нейронов, доводят нейронные сети до состояния взвинченности – вспомните Робина Уильямса с микрофоном перед аудиторией; в сущности, сам Уильямс в значительной мере приписывает успех своих комедий в 1980-х годах собственной кокаиновой зависимости. Как один из самых распространенных ХТВ, допамин играет решающую роль в беспрепятственной коммуникации между нейронами и мышцами, а когда его недостаточно, у пациентов наблюдаются потеря регуляции моторики и неудержимая дрожь. Эти проявления называются болезнью Паркинсона, один из методов лечения которой – L-dopa, агонист допамина, стимулирующий его выработку.

Как нам построить всю систему снизу доверху, начиная с химических трансмиттерных веществ, таких как допамин, и связывая сигналы в единую систему убеждений? Посредством поведения. Напомню, что первичная функция мозга – управлять телом и помогать ему выжить. Один из способов сделать это – посредством ассоциативного обучения, или паттерничности. Это и есть связующее звено между нейронным потенциалом действия и человеческими поступками.