Великий мир бессознательного

Локализация была не единственной назревавшей идеей о функционировании мозга. Различные художественные произведения, от “Отелло” Шекспира до “Эммы” Джейн Остин, содержали намеки на то, что многое в мозге происходит в сфере неосознаваемого. Хотя идею об айсберге, лишь верхушку которого составляет сознание, а всю скрытую часть – бессознательные процессы, обычно связывают с именем Зигмунда Фрейда, он был не автором ее, а глашатаем. Многие опередили Фрейда, подчеркнув важность бессознательного, – в особенности философ Артур Шопенгауэр, вдохновитель большого числа его идей, а позже англичанин Фрэнсис Гальтон, викторианский аналог человека эпохи Возрождения. Гальтон занимался многими вещами – был антропологом, исследователем тропиков (Юго-Западной Африки), географом, социологом, генетиком, статистиком, изобретателем, метеорологом. Он даже считался отцом психометрии – дисциплины, занимающейся разработкой инструментов и методов оценки интеллекта, эрудиции, черт характера и так далее. В журнале Brain^[9] он изобразил разум в виде дома, возведенного на “сложной системе дренажей и газо- и водопроводных труб… которые обычно скрыты от глаз и о существовании которых, пока они хорошо работают, мы и не задумываемся”. В конце этой статьи он писал: “Пожалуй, самое сильное впечатление от всех этих опытов оставляет многогранность работы, выполняемой разумом в полубессознательном состоянии, а также убедительный довод, представляемый этими опытами в пользу существования еще более глубинных слоев психических процессов, целиком погруженных ниже уровня сознания, которые могут отвечать за психические феномены, иначе не объяснимые”^{68}. В отличие от Фрейда, Гальтон хотел обосновать свои теории четкими результатами, получаемыми с помощью статистических методов. Он добавил в арсенал исследователей статистические понятия корреляции, среднеквадратичного отклонения и регрессии к среднему значению, а также первым начал проводить опросы и использовать анкеты. Гальтона также интересовала наследственность (неудивительно, ведь его двоюродным братом был Чарльз Дарвин). Он первым стал употреблять выражение “наследственность или среда” и проводить исследования на близнецах, чтобы выявить различающиеся для них факторы^[10].

Итак, возникавшие идеи о локализации функций мозга и о бессознательных процессах обсуждались, но, как мы видели в прошлой главе, в начале XX века страдали из-за широкого признания бихевиоризма и теории эквипотенциальности мозга. Хотя последняя всегда сталкивалась с серьезным вызовом со стороны клинической медицины. Это началось с наблюдения Дакса, заметившего связь между поражением специфической зоны мозга и конкретными последствиями у ряда людей. Теория эквипотенциальности мозга никогда не могла объяснить ни этого, ни многих других неврологических случаев, казавшихся загадочными. Однако, как только ученые поняли, что мозг содержит распределенные и специализированные нейронные сети, некоторые из этих клинических тайн разрешились. Даже до изобретения современных методов визуализации мозга и электроэнцефалографии изучение расстройств пациентов, страдающих поражениями мозга, позволило понять работу этого органа в норме и то, как он выполняет когнитивные функции.

Помощь пациентов

Нейробиологи в неоплатном долгу перед множеством пациентов, которые великодушно соглашаются участвовать в исследованиях. Изучение пациентов с помощью рентгеновского излучения и первых сканирующих устройств показало, что поведенческие расстройства любого рода вызываются поражениями определенных областей мозга. Например, повреждение специфического участка теменной доли может вызвать странный синдром редуплицирующей парамнезии, когда у человека возникает галлюцинаторная убежденность в том, что данное место в точности копирует какое-то другое или что одновременно существует несколько таких же точно мест. Одна моя пациентка, которую я принимал в моем кабинете в нью-йоркском госпитале, утверждала, что мы в ее доме во Фрипорте, штат Мэн. Я начал с вопроса: “Где вы сейчас находитесь?” Она ответила: “Во Фрипорте, штат Мэн. Знаю, вы в это не верите. Доктор Познер, когда зашел осмотреть меня утром, сказал, что я в Мемориальном онкологическом центре имени Слоуна-Кеттеринга. Прекрасно, но я-то знаю, что нахожусь в своем доме на Главной улице Фрипорта!” Я спросил: “Хорошо, если вы во Фрипорте у себя дома, с каких это пор у вас лифты за дверью?” Она невозмутимо ответила: “Доктор, знали бы вы, во сколько мне обошлась их установка!”

Переместимся к передней части мозга. Повреждение боковых участков лобных долей влечет за собой отклонения, которые проявляются при выполнении последовательности действий, так что человек теряет способность решать несколько задач одновременно или планировать. Поражения глазничной части лобной доли, находящейся непосредственно над глазницами, прерывают эмоциональные цепочки реакций, которые осуществляют обратную связь для отслеживания когнитивных состояний, так что человек может утратить способность решать, что хорошо, а что плохо. Также может ухудшиться способность подавлять некоторые формы поведения, что придаст поступкам человека импульсивный, навязчивый, агрессивный и/или жестокий характер, а также породит нарушения высших когнитивных функций. А повреждение зоны Вернике в левой височной доле вызывает афазию Вернике, при которой человек может совершенно перестать понимать устную или письменную речь и начинает сам говорить тарабарщину, хотя, возможно, бегло и в естественном ритме. Таким образом, благодаря клинической медицине мы видим, что конкретные части мозга связаны с определенными аспектами когнитивной деятельности.

Функциональные модули

Действительно, сегодня кажется, что функции мозга локализованы куда точнее, чем даже Галль мог представить. Некоторые пациенты имеют такие повреждения в височной доле, при которых очень плохо распознают животных, но не предметы, созданные человеком, и наоборот^{69}. При поражении в одном месте вы не сможете отличить джек-рассел-терьера от барсука (не то чтобы между ними была большая разница), а в другом – не узнаете тостер. Встречаются даже люди, которым определенные повреждения мозга не позволяют распознавать исключительно фрукты. Исследователи из Гарвардского университета Альфонсо Карамазза и Дженнифер Шелтон утверждают, что мозг содержит специализированные познавательные системы (модули) для одушевленных и неодушевленных предметов, с разными нейронными механизмами. Эти системы, связанные с конкретными областями, не содержат знания как такового, но заставляют нас подмечать различные стороны ситуации и тем самым увеличивают наши шансы на выживание. Например, это могут быть достаточно специфические детекторы для некоторых хищных животных, в частности для змей или крупных кошачьих^{70}. Стабильный набор соответствующих визуальных признаков может быть закодирован в мозге, вынуждая нас обращать внимание на определенные типы биологического движения (скольжение в случае змей) или на особые характеристики животного (острые зубы, обращенные вперед глаза, размер и форма тела в случае больших кошек). Такие признаки используются как входная информация для распознавания опасных животных^{71}. У нас нет врожденного знания, что тигр это тигр, зато есть врожденное понимание того, что большое крадущееся животное с острыми зубами и обращенными вперед глазами – хищник, и мы автоматически настораживаемся. Подобным же образом мы автоматически получаем небольшую дозу адреналина и отскакиваем в сторону, заметив скользящее движение в траве.

Такая специфичная система распознавания хищников, разумеется, есть не только у людей. Ричард Кросс с коллегами из Калифорнийского университета в Дэйвисе изучал белок, которые росли в изоляции и никогда в своей жизни не видели змей. Впервые столкнувшись с этими пресмыкающимися, белки их избегали, хотя не сторонились других новых объектов. Получается, белки обладают врожденной настороженностью по отношению к змеям. Фактически исследователи смогли доказать, что для исчезновения “змеиного шаблона” требуется десять тысяч лет существования без змей^{72}. Это объясняет и поведение валлаби на острове Кенгуру. Они реагировали на какие-то визуальные сигналы, характеризующие чучела хищников, а не на поведение или запах. Таким образом, действительно существуют крайне специфичные модули (в данном случае для распознавания), работа которых не зависит от предшествующего опыта или социального контекста. Эти механизмы врожденные и встроенные: часть из них мы разделяем с остальными животными, какие-то есть у других видов, но не у нас, а существуют и исключительно человеческие.

Расщепление мозга

С 1961 года появилась новая возможность исследовать работу мозга благодаря пациентам, которым разъединили полушария, – так называемым пациентам с расщепленным мозгом. В конце 1950-х годов в Калифорнийском технологическом институте лаборатория Роджера Сперри изучала последствия рассечения мозолистого тела у обезьян и кошек^{73} и разрабатывала методы выявления возможных эффектов. Исследователи обнаружили, что, если одно полушарие животного с неповрежденным мозолистым телом осваивало какую-то задачу, это умение передавалось и второму полушарию, чего не происходило, если мозолистое тело было рассечено. Разъединенные полушария по отдельности воспринимали информацию и обучались. Это удивительное наблюдение поставило вопрос: могли бы подобные последствия проявиться у человека? Идею встретили с изрядной долей скептицизма, причем по нескольким причинам. Хотя в конце XIX века многие описанные неврологические случаи охарактеризовали специфические нарушения при очаговых поражениях мозолистого тела, эти открытия стали заложниками теории Лешли об эквипотенциальности коры головного мозга: их проигнорировали, замели под ковер и в буквальном смысле позабыли на долгие годы. Еще одним мнимым контраргументом скептиков был тот факт, что у детей, родившихся без мозолистого тела, не проявлялось никаких побочных действий^[11]. И последняя важная причина заключалась в том, что одаренный молодой невропатолог Эндрю Акелайтис не обнаружил у двадцати шести своих пациентов никаких последствий (ни неврологических, ни психологических) после того, как им в 1940-х годах в Рочестерском университете рассекли мозолистое тело (такая операция называется комиссуротомией), чтобы вылечить стойкую эпилепсию^{74}. После операции все пациенты чувствовали себя прекрасно и сами не замечали никаких изменений. Карл Лешли ухватился за эти данные, чтобы продвинуть свои идеи о действии массы и эквипотенциальности коры мозга. Он утверждал, что отдельные нейронные сети неважны – имеет значение только общая масса коры. По его мнению, мозолистое тело нужно просто для того, чтобы удерживать полушария вместе.

Перед последним курсом обучения в Дартмутском колледже я устроился работать на лето в лабораторию Роджера Сперри в Калифорнийском технологическом институте, потому что интересовался исследованиями регенерации нервов, о которых мы говорили в прошлой главе. Однако тогда лаборатория уже сосредоточилась на мозолистом теле, так что я провел лето в попытках анестезировать половину мозга кролика и решил, что такая жизнь – посвященная занятиям фундаментальными исследованиями – по мне. Меня завораживал вопрос о том, что происходит с людьми после рассечения мозолистого тела. Поскольку в лаборатории выявляли существенные изменения в работе мозга кошек и обезьян, в том числе шимпанзе, после такой операции, я был уверен, что должны быть какие-то последствия и у людей. В мой последний учебный год я задумал во время весенних каникул заново обследовать тех пациентов, которых Эндрю Акелайтис наблюдал в Рочестерском университете, и разработал для этого новый метод. Вооруженный моим первым грантом в размере 200 долларов от Фонда Хичкока при Дартмутской медицинской школе, который покрывал расходы на прокат машины и комнату в отеле, я отправился в Рочестер. Мой арендованный автомобиль был забит тахистоскопами (устройствами докомпьютерной эпохи, демонстрирующими на экране изображения в течение определенного промежутка времени) для проведения исследования, позаимствованными в дартмутском отделении психологии. Однако, когда я уже готовился начать работу, тестирование отменили, так что я уехал разочарованный и с пустыми руками. Тем не менее мое любопытство не ослабло, я твердо решил вернуться в оживленную атмосферу Калифорнийского технологического института и пойти в аспирантуру, что и осуществил следующим летом.

В начале последипломной работы мне подвернулась новая возможность. Нейрохирурги Джозеф Боген и Филип Вогель из Мемориальной больницы Уайта в Лос-Анджелесе наблюдали одного пациента, которому, как считал Боген после критического анализа медицинской литературы, пошла бы на пользу операция по расщеплению мозга. Пациент дал свое согласие. Предыдущие десять лет у этого крепкого и обаятельного мужчины (назовем его WJ) случалось по два больших эпилептических припадка в неделю, причем после каждого ему требовался день на восстановление. Нечего и говорить, как это чудовищно влияло на его жизнь, так что он сразу отважился на рискованную операцию. Я уже располагал методиками тестирования, которые разработал в Дартмутском колледже, и мне поручили провести обследование WJ до и после хирургического вмешательства^{75}. Операция прошла крайне успешно. Пациент был потрясен тем, что не чувствует никаких изменений в себе, а его большие эпилептические припадки полностью прекратились. Я тоже был взбудоражен тем, что обнаружил относительно работы мозга WJ, и поражен результатами этого пациента (и потом еще других, кто с тех пор последовал за ним).

Операцию по рассечению мозолистого тела проводили в тех случаях, когда уже были опробованы все другие методы лечения стойкой эпилепсии. Уильям ван Вагенен, нейрохирург из Рочестера, штат Нью-Йорк, выполнил первую такую операцию в 1940 году, заметив, что одному его пациенту, страдавшему тяжелыми припадками, стало значительно лучше после того, как его мозолистое тело поразила опухоль^{76}. Врачи решили, что электрические импульсы, вызывающие приступы, не могут распространяться с одной стороны мозга на другую, когда соединение между двумя полушариями разрезается, – и это предотвращает генерализованную судорогу. И все же разделение мозга пополам – серьезное дело. Возможные побочные эффекты такой операции вызывали у всех огромные опасения. Не появится ли в результате расщепленная личность с удвоенным мозгом в одной голове?

Однако процедура оказалась очень удачной. Судорожная активность пациентов снижалась в среднем на 60-70 %, некоторые полностью избавлялись от припадков, и при этом все чувствовали себя прекрасно – никаких расщепленных личностей, никакого расколотого сознания^{77}. Большинство пациентов совершенно не осознавали никаких изменений в своих психических процессах и выглядели абсолютно нормально. В общем, все было прекрасно, что тем не менее озадачивало.

Операция по полному разделению полушарий включает в себя рассечение двух нервных трактов, связывающих половины мозга: переднюю комиссуру и мозолистое тело. Однако при этом не все связи между полушариями разрываются. Оба все еще соединяются с общим мозговым стволом, который поддерживает у них одинаковый уровень возбуждения, чтобы для удобства они спали и бодрствовали в одно и то же время^{78}. Подкорковые нервные пути остаются в неизменном виде, и оба полушария получают значительную часть одинаковой сенсорной информации от нервов тела, связанных с пятью органами чувств, и кинестетической (или проприоцептивной^[12]) информации о положении тела в пространстве от афферентных нервов в мышцах, суставах и сухожилиях. В то время мы не знали, что оба полушария могут инициировать движения глаз и что существует, по всей видимости, только одна интегрированная система пространственного внимания (совокупность процессов, которые позволяют выделить определенные стимулы на фоне всех остальных), остающаяся единой после расщепления мозга. Поэтому-то внимание не может распространяться одновременно на две пространственно разделенные точки^{79}