Текст книги "Мозг рассказывает.Что делает нас людьми"

обусловлена просто случайным «перекрещиванием» числового и цветового

центров в мозге? Это казалось уж слишком очевидным, чтобы быть

истинным, впрочем, отчего бы и нет? Я предложил заглянуть в атласы мозга,

чтобы точно определить, насколько близко эти области подходят друг к

другу, чтобы действительно взаимодействовать друг с другом.

«Слушай, может, спросим Тима?» отозвался Эд. Он обратился к Тиму

Рикарду, нашему коллеге. Тим использовал мудреную технику для

сканирования мозга, вроде функционального МРТ, чтобы составить карту

зон головного мозга, где происходило визуальное узнавание цифр. Чуть

позже днем мы с Эдом сравнили точное расположение области V4 и области,

отвечающей за числа, используя атлас человеческого мозга. К нашему

изумлению, мы увидели, что числовая область и область V4 находятся как

раз рядом друг с другом в веретенообразной извилине (рис. 3.6). Сильный

аргумент в пользу гипотезы «перекрещивания»! Неужели это просто

совпадение, что самый обычный тип синестезии это цвето-цифровой тип, а

области, отвечающие за восприятие числа и цвета, ближайшие соседи в

мозге?

Так, здесь уже попахивало френологией XIX века, но вдруг так оно и

есть? С XIX века идут яростные дебаты между френологией которая считает,

что различные функции четко локализованы в разных областях головного

мозга и холизмом, полагающим, что эти функции являются эмерджентными,

то есть «собственностью» мозга в целом, чьи части постоянно

взаимодействуют. Выяснилось, что это в определенной мере искусственное

противопоставление, поскольку верный ответ на этот вопрос зависит от

конкретной функции. Было бы странно утверждать, что умение играть в

азартные игры или готовить имеют определенную локализацию в мозге (хотя

некоторые их аспекты и в самом деле имеют), но было бы столь же глупо

говорить, что кашлевой рефлекс или реакция зрачков на свет не

локализованы. Что и впрямь удивительно, так это то, что даже некоторые

нестереотипные функции, такие как восприятие цвета или цифр (как формы

или как абстрактной идеи количества), и в самом деле опосредованы

специальными отделами мозга. Даже восприятие высшего уровня например,

инструментов, овощей или фруктов, имеющее отношение скорее к понятиям,

чем к ощущениям, может быть утеряно в зависимости от того, какой именно

маленький участок мозга поврежден в результате инсульта или несчастного

случая.

Рис. 3.6. Левое полушарие мозга и примерное расположение веретенообразной

(фузиформной) области: черным обозначена числовая область, белым цветовая

(схематически показано на поверхности мозга)

Итак,

что

мы

знаем

об

отделах

мозга?

Сколько

там

специализированных зон и как они расположены? Подобно тому как

генеральный директор корпорации распределяет разные задачи между

разными людьми, занимающими разные кабинеты, ваш мозг распределяет

различную работу между разными отделами. Процесс зрительного

восприятия начинается, когда нервные импульсы с вашей сетчатки

отправляются в заднюю часть вашего мозга, где образ расчленяется на

простейшие качества, такие как цвет, движение, форма и глубина. После

этого информация о различных свойствах разделяется и распределяется

между несколькими обширными зонами в височной и теменной долях.

Например, информация о направлении движущихся-целей приходит в

область V5 теменной доли вашего мозга. Информация о цвете идет в

основном в область V4 в вашей височной доле.

Причину такого разделения труда нетрудно отгадать. Вычисления,

которые вам нужны для получения информации о длине волны (цвета),

сильно отличаются от вычислений, требующихся для получения информации

о движении. Все это намного проще выполнить, если для каждого задания

есть своя зона и свои нейронные механизмы вы экономите средства связи и

облегчаете вычисления.

Также имеет смысл иерархически организовать специализированные

области. В иерархической системе каждый «высший» уровень выполняет

более сложные задачи, но, так же как и в корпорации, здесь появляется

огромное количество обратной связи и перекрестных помех. Например,

цветовая информация, обрабатываемая в V4, передается в высшие цветовые

зоны, находящиеся далее в височных долях, возле угловой извилины. Эти

высшие по иерархии зоны могут быть связаны с более сложными аспектами

восприятия цвета. Я смотрю на листья эвкалипта в кампусе, и они кажутся

примерно одного оттенка зеленого, хотя длина отраженной световой волны

очень разнится в сумерках и в полдень. (Свет в сумерках красный, но ваш

взгляд не выхватит вдруг ни с того ни с сего красно-зеленые листья, они все

равно будут для вас зелеными, потому что высшие зоны цветового

восприятия вашего мозга корректируют то, что вы видите.)

Очевидно, что операции с цифрами тоже происходят поэтапно: на

первой стадии в веретенообразной извилине, где отображаются фактические

очертания цифр, а на второй стадии в угловой извилине, отвечающей за

числовые понятия, такие как порядковость (последовательность) и

количественность

(величина).

Когда

угловая

извилина

повреждена

вследствие инсульта или опухоли, пациент все еще может узнавать числа, но

уже не способен выполнять деление или вычитание. (Умножение обычно не

забывается, поскольку заучивается механически.) Именно этот аспект

анатомии мозга близость цветов и цифр в мозге как в веретенообразной, так

и в угловой извилине, заставил меня предположить, что цвето-цифровая

синестезия обусловлена перекрестными помехами между этими двумя

специализированными зонами мозга.

Но если перекрещивание информации в нейронной системе является

правильным объяснением, почему оно вообще случается? Гальтон заметил,

что синестезия передается по семейной линии, открытие это было много раз

подтверждено другими исследователями. Тогда имеет смысл задаться

вопросом, не имеет ли синестезия генетической основы. Возможно,

синестеты являются носителями скрытой мутации, которая обуславливает

некие отклоняющиеся от нормы связи, появляющиеся между прилегающими

друг к другу мозговыми зонами, которые в нормальном состоянии

изолированы друг от друга. Если эта мутация бесполезна или разрушительна,

почему она не была отсеяна естественным отбором?

Кроме того, если об этой мутации можно говорить как о «перемычке»,

можно объяснить, почему некоторые синестеты «перекрещивают» цвета и

цифры, в то время как другие, наподобие Эсмеральды, которую мне как-то

довелось наблюдать, видят музыкальные тона в цвете. Соответственно, в

случае с Эсмеральдой слуховые центры в височных долях очень близки к

зонам мозга, получающим цветовые сигналы от зоны V4 и цветовых центров

более высокого уровня. Я чувствовал, что все кусочки картины встают на

свои места.

Тот факт, что мы наблюдаем различные типы синестезии, дает

дополнительное подтверждение теории «перекрещивания». Возможно, ген-

мутант проявляется в большей степени, в большем количестве отделов мозга

у одних синестетов, чем у других. Но как именно мутация порождает

«перекрещивание»? Мы знаем, что нормальный мозг не появляется в готовом

виде с четко отделенными друг от друга и полностью укомплектованными

областями. У плода первоначально наблюдается стремительное и избыточное

образование множества связей, которые сокращаются при дальнейшем

развитии. Одной из причин такого обширного обрывания межнейронных

связей,

возможно,

является

необходимость

устранить

утечку

(распространение сигнала) между прилегающими зонами; так Микеланджело

убирал лишний мрамор, чтобы явить миру своего «Давида». Этот процесс

прерывания избыточных связей находится всецело под генетическим

контролем. Возможно, синестетическая мутация ведет к неполному

прерыванию

лишних

связей

между

некоторыми

зонами,

которые

расположены рядом друг с другом. Конечный результат будет тем же:

перекрещивание.

Как бы то ни было, важно заметить, что анатомическое

перекрещивание между зонами мозга не может быть исчерпывающим

объяснением синестезии. Если бы это было так, как бы вы объяснили часто

упоминаемую синестезию во время приема галлюциногенных наркотиков,

наподобие ЛСД? Наркотик не может внезапно вызвать прорастание новых

аксоновых связей между нейронами, и такие связи магически не исчезнут,

когда действие наркотика закончилось. Таким образом, речь может идти о

некоем усилении уже существующих связей, что не противоречит той

возможности, что у синестетов таких связей может быть больше, чем у нас.

Мы с Дэвидом Брэнгом имели дело с двумя синестетами, которые временно

теряли свою синестезию, когда начинали принимать антидепрессанты,

называемые

СИОЗС

(селективные

ингибиторы

обратного

захвата

серотонина), группу препаратов, в которую входит знаменитый прозак. Хотя

на субъективные сообщения нельзя целиком полагаться, они все же дают

ценные ключи для дальнейших исследований. Одна дама даже могла

активизировать или подавлять у себя синестезию в зависимости от того,

начинала она или прекращала прием препаратов. Она отказалась от

антидепрессанта веллбутрин, потому что он лишал ее магического

восприятия, даваемого синестезией, без нее мир казался унылым.

Возможно, я говорил о перекрещивании путей слишком вольно, и до

тех пор, пока мы точно не узнаем, что именно происходит на клеточном

уровне,

более

нейтральный

термин

«перекрестная

активация»

(кроссактивация), возможно, подойдет лучше. Мы знаем, к примеру, что

прилегающие друг к другу зоны мозга часто взаимоподавляют свою

активность. Это подавление служит для уменьшения перекрестных помех и

изолирует зоны друг от друга. Что, если существует некий химический

дисбаланс, который сводит такое подавление на нет, скажем блокирование

подавляющего нейромедиатора или невозможность его произвести? В таком

сценарии нет места для особых дополнительных «перемычек» в мозге,

однако имеющиеся перемычки у синестетов уже не изолированы должным

образом. Результат будет тот же: синестезия. Нам известно, что даже и в

типичном мозге существуют весьма широкие нейронные связи между

областями, лежащими далеко друг от друга. В чем заключаются их

стандартные функции, неизвестно (как и для большинства связей в мозге), но

простое усиление этих связей или ослабление их подавления может привести

к предполагаемой мною перекрестной активации. В свете гипотезы

перекрестной активации мы теперь можем предположить, почему у

Франчески были такие мощные эмоциональные реакции на различные

материалы. У всех у нас есть в мозге первичная карта тактильных ощущений,

именуемая первичной соматосенсорной корой, или S1. Когда я касаюсь

вашего плеча, рецепторы прикосновения в вашей коже обнаруживают

давление и посылают сообщение в S1. Вы чувствуете прикосновение.

Равным образом, когда вы трогаете разные материалы, активизируется

соседняя карта прикосновений, S2. Вы ощущаете конкретный материал:

сухую шероховатость деревянной доски, скользкую влажность куска мыла.

Такие тактильные ощущения в своей основе являются внешними, они идут

из мира, находящегося вне вашего тела.

Другой отдел мозга, островок Рейля, составляет карту внутренних

ощущений, исходящих от вашего тела. Ваш островок Рейля принимает

непрерывный поток ощущений от рецепторов, находящихся в вашем сердце,

легких, печени, внутренностях, костях, суставах, связках и мышцах, а вместе

с тем и от специальных рецепторов вашей кожи, чувствующих тепло, холод,

боль, прикосновение и, возможно, зуд и щекотку. Ваш островок Рейля

использует эту информацию, чтобы составить общую картину, как вы

чувствуете себя по отношению к внешнему миру и к вашему

непосредственному окружению. Такие ощущения в своей основе являются

внутренними и составляют первичные элементы вашего эмоционального

состояния. Будучи центральным игроком вашей эмоциональной жизни, ваш

островок Рейля посылает сигналы и принимает сигналы от других

эмоциональных центров в вашем мозге, включая миндалевидное тело,

вегетативную

нервную

систему

(управляемую

гипоталамусом)

и

орбитофронтальную кору, которая задействована в тонких эмоциональных

суждениях. У обычных людей эти структуры активизируются при встрече с

определенными эмоционально заряженными объектами. Скажем, ласки

любимого человека могут вызвать комплекс таких чувств, как страсть,

близость, наслаждение. А если человек трогает фекалии, то это, напротив,

приведет к чувствам отвращения и тошноты. Теперь подумаем, что могло бы

случиться, если бы произошло крайнее возбуждение тех самых связей,

которые

соединяют

S2,

островок

Рейля,

миндалевидное

тело

и

орбитофронтальную кору? Наверное, как раз и проявится тот самый

комплекс эмоций, вызываемый прикосновением, который испытывала

Франческа, когда трогала джинсу, серебро, шелк или бумагу все то, что

большинство из нас оставило бы спокойными.

Между прочим, мать Франчески тоже обладает синестезией. Но

вдобавок к эмоциям она отмечает, что прикосновение вызывает у нее

вкусовые ощущения. Например, поглаживание сетчатой железной ограды

вызывает у нее во рту сильный солоноватый привкус. Это тоже объяснимо:

островок Рейля получает сильный вкусовой сигнал от языка.

ИСПОЛЬЗУЯ ИДЕЮ КРОССАКТИВАЦИИ, МЫ сосредоточились в основном на

неврологическом объяснении синестезии цветов, чисел и материалов3. Но

когда в моем кабинете появились другие синестеты, мы поняли, что

существует множество других форм этого состояния. У многих людей дни

недели или месяцы ассоциировались с определенными цветами: понедельник

с зеленым, среда с розовым, а декабрь с желтым. Ничего удивительного, что

многие ученые полагали, что синестеты сумасшедшие! Но, как я уже говорил

ранее, я годами изучал то, что говорят люди. В данном конкретном случае я

осознал, что дни недели, месяцы объединены концепцией числовой

последовательности или порядка. Таким образом, у этих людей, в отличие от

Бекки и Сьюзен, именно абстрактное понятие числовой последовательности

провоцирует цвет, а не внешний вид числа. Почему так не похожи эти два

типа синестетов? Чтобы ответить на этот вопрос, нам необходимо вернуться

к анатомии мозга.

После того как числовая форма распознается в фузиформных клетках,

сообщение направляется в угловые извилины, участок мозга в теменной

доле, больше других участвующий в обработке восприятия цвета (на высшем

уровне). Идея, что некоторые виды синестезии могут затрагивать угловые

извилины, соответствует давнему клиническому наблюдению, что эта

структура участвует в межмодальном синтезе. Другими словами, считается,

что это большой узел, в котором собирается информация от органов слуха,

зрения и осязания для создания умственных образов на самом высоком

уровне. Например, кошка пушистая (осязание), она мурлычет и мяукает

(слух), она имеет определенный внешний вид (зрение) и пахнет рыбой

(обоняние) все это вызывается в памяти видом кошки или при слове

«кошка». Неудивительно, что пациенты с повреждениями угловых извилин

теряют способность называть вещи (аномия), хотя могут распознавать их.

Они испытывают трудности с арифметикой, которая, если задуматься, также

включает в себя межмодальную интеграцию: в конце концов, в детском саду

вы учитесь считать на пальцах. (В действительности, если вы коснетесь

пальца пациента и спросите, как он называется, зачастую он не сможет вам

ответить.) Все эти части клинических данных убедительно доказывают, что

угловые извилины являются крупным центром в мозге для сенсорной

конвергенции и интеграции. Возможно, именно поэтому и неудивительно,

что ошибка в схеме приводит к тому, что определенные цвета могут быть в

буквальном смысле вызваны определенными звуками.

По данным клинических неврологов, левая угловая извилина, в

частности, может одновременно отвечать за оперирование численной

величиной, последовательностью и счетом. Когда данная область мозга

повреждена инсультом, пациент может распознавать цифры и все еще

достаточно ясно мыслить, но у него возникают трудности даже с простейшей

арифметикой. Он не может вычесть 7 из 12. Я видел пациентов, которые не

могут сказать вам, какое из чисел больше 3 или 5.

У нас есть превосходные основания для того, чтобы объяснить и

другой вид перекрещивания. Угловые извилины участвуют в обработке цвета

и числовых последовательностей. Может ли быть так, что у некоторых

синестетов возникают перекрестные помехи между этими двумя высшими

участками возле угловых извилин, а не ниже в фузиформных клетках? Если

так, то это объясняет, почему даже абстрактные образы чисел или идея

числа, навеянная днями недели или месяца, четко проявляются в цвете.

Другими словами, в зависимости от того, в какой части мозга выражен

аномальный ген синестезии, получаются два разных типа синестетов:

«верхние» синестеты, направляемые понятием числа, и «нижние»,

направляемые только видимым образом. А так как двусторонних связей в

мозге много, то вполне возможно, что числовые представления о

последовательности посылаются обратно в фузиформные извилины, чтобы

спровоцировать цвет.

В 2003 году для проверки этих идей о возникновении образа в мозге я

начал сотрудничество с Эдом Хаббардом и Джеффом Бойнтом из Солкского

института биологических исследований. Эксперимент длился четыре года, но

нам удалось показать, что у графемоцветовых синестетов цветовая

областьУ4 активируется даже тогда, когда даются бесцветные числа. Эта

перекрестная активация никогда не случится с вами или со мной. Во время

недавних экспериментов, проведенных в Голландии исследователями Ромке

Роувом и Стивеном Шольте, было обнаружено, что значительно большее

количество аксонов («нитей») связывает V4 и область графемы у нижних

синестетов по сравнению с популяцией в целом. И еще более удивительно,

что у верхних синестетов больше волокон в непосредственной близости от

угловых извилин. Все это соответствует нашим предположениям. Редко,

когда в науке гипотеза находит свое подтверждение столь гладко.

Наши исследования прекрасно подтвердили теорию кроссактивации и

элегантно объяснили различия в восприятии верхних и нижних синестетов.

Но провокационных вопросов масса. Что, если буквенный синестет является

билингвом и владеет двумя языками с двумя разными алфавитами, такими,

например, как русский и английский? Английское Р и кириллическое П

представляют собой более или менее одинаковые фонемы (звуки), но

выглядят совершенно по-разному. Будут ли они вызывать одинаковые или

разные цветовые ассоциации? Критична ли графема сама по себе или все-

таки дело в фонеме? Возможно, у нижних синестетов запускает процесс

синестезии зрительный образ, а у верхних синестетов звуковой? А как насчет

заглавных и строчных букв? Или букв, напечатанных курсивом? Будут ли

цвета соседних графем сливаться или исключать друг друга? Насколько мне

известно, ни на один из этих вопросов еще не было получено адекватного

ответа это значит, что у нас впереди еще много лет захватывающих

исследований синестезии. К счастью, множество новых исследователей,

включая Джейми Уорд, Джулию Симнер и Джейсона Маттингли,

присоединилось к нам. Изучение этой темы сейчас на взлете.

Позвольте мне рассказать вам еще об одном пациенте. В главе 2 мы

отмечали, что фузиформные извилины репрезентируют не только формы,

например буквы алфавита, но и лица в целом. А вдруг некоторые синестеты

видят разные лица в своем цвете? Недавно мы столкнулись со студентом,

Робертом, который описывал свой опыт именно так. Обычно он видел

цветовой ореол вокруг лица, но в состоянии опьянения ему казалось, что цвет

становился более интенсивным и распространялся по всему лицу целиком5.

Чтобы проверить, говорит ли Роберт правду, мы провели небольшой

эксперимент. Я попросил его пристально вглядеться в нос изображенного на

фотографии студента из другого колледжа, и спросил, какой цвет Роберт

видит вокруг его лица. Роберт ответил, что ореол вокруг студента был

красным. Затем я стал давать быстрые зеленые и красные вспышки в разные

части ореола. Взгляд Роберта немедленно реагировал на зеленые точки и

только изредка на красные; в действительности он пожаловался, что не видел

красные точки вообще. Это неопровержимо свидетельствует о том, что

Роберт на самом деле видел ореолы: на красном фоне зеленое будет

выделяться, в то время как красное будет едва заметным.

Чтобы напустить таинственности, следует добавить, что Роберт

страдает синдромом Аспергера, интеллектуально сохранной формой аутизма.

Ему очень сложно понимать людей и «считывать» их эмоции. Ему

приходится прибегать к интеллектуальным выводам из контекста, но не

интуитивно, как сделало бы большинство из нас. И каждая эмоция вызывала

у него конкретный цвет. Например, злость была голубой, а гордость красной.

Родители с раннего возраста учили его ориентироваться на эти цвета, чтобы

иметь стройную систему эмоций и компенсировать его недостаток.

Интересно, что, когда они показывали мальчику высокомерное лицо, он

говорил, что оно «фиолетовое и, следовательно, высокомерное». (Позднее до

нас троих дошло, что фиолетовый это смесь красного и синего, вызванные

гордостью и капористостью, которые в комбинации дают фиолетовый.

Роберт прежде не осознавал эти параллели.) Неужели абсолютно

индивидуальный цветовой спектр Роберта систематически отображался в его

«спектре» социальных эмоций? Если так, можем ли мы на примере Роберта

изучить, как эмоции и их сложные сочетания представлены в мозге?

Например, разводятся ли как эмоции гордость и высокомерие исключительно

под влиянием окружающего социального контекста или они являются по

сути четкими субъективными качествами? Является ли глубоко спрятанная

ненадежность составной частью высокомерия? Не базируется ли весь спектр

эмоций, этой тонкой материи, на различных комбинациях, различных

пропорциях ограниченного количества базовых эмоций?

Во второй главе упоминалось, что цветовое зрение у приматов имеет

крайне полезный аспект, который отсутствует у большинства других

компонентов визуального восприятия. Как мы могли видеть, с точки зрения

эволюции соединение цвета с эмоцией на нейронном уровне первоначально

было необходимо, чтобы привлечь нас к спелым фруктам и/или молодым

листьям и побегам, а позднее вызвать у самцов интерес к ягодичной области

у самок я предполагаю, что эти эффекты возникают в результате

взаимодействия островка Рейля и высших участков мозга, отвечающих за

цвет. Если подобные соединения чрезмерны и, возможно, немного

перепутаны в мозге Роберта, то это объясняет, почему он видит многие цвета

в связи с эмоциями.

К ЭТОМУ МОМЕНТУ я БЫЛозадачен другим вопросом. Какова связь если она