Предисловие автора

Цель этой книги – помочь читателю понять механизмы бодрствования. Но даже когда эти механизмы будут познаны, взаимосвязь между бодрствованием и сном останется во многом загадочной. Многочисленные исследования показывают, что отсутствие сна или его принудительное лишение (депривация) у животных или человека (рекорд пребывания без сна у человека достигает 264 часов, или 11 суток) обычно вызывают удлинение («отдачу») сна в период его «восстановления». Однако существует такая патология, как болезнь Морвана, при которой квази-бодрствование, длившееся 3000 часов (точнее, – 2880), или четыре месяца, не сопровождалось отдачей сна, так как при этом была нарушена сама система генерации сна. Вот почему здесь рассматривается множество биологических часов, регулирующих циркадианный (околосуточный) ритм бодрствования—сна.

Затем рассмотрим проблему сознания как бодрствующего, так и онейрического, поскольку сознание присуще не только бодрствованию, но проявляется также в особой стадии сна, так называемом парадоксальном сне, демонстрирующем сознание в сновидении.

Как изучать сознание? – задаются вопросом любознательные физиологи. И возможно ли это? Возможно ли описать мозговые механизмы сознания, как считают Эдельман и его группа? Есть ли сознание у животных? И с какого возраста пробуждается сознание у ребенка?

Мы завершим эту книгу описанием эволюции исследований, которые порой кажутся просто безумными, такими, как, например, создание искусственного мозга, «мысли» которого анализируются с помощью суперкомпьютера, способного совершать миллионы миллиардов операций в секунду!

Признавая границы собственных возможностей и ведомые скромностью, мы понимаем, что мозг не может и, вероятно, никогда не сможет познать самого себя, как сказал Макс Планк, один из величайших исследователей природы: «Наука никогда не сможет разгадать высшую тайну природы, потому что при окончательном анализе мы сами оказываемся частью той самой тайны, которую пытаемся разгадать».

Введение

Среди всех методов, используемых для описания эволюции идей, связанных с мозгом, и их отношением с «духом», один из самых точных опирается на хронологию графических изображений мозга. Эта «изобразительная история» особенно интересна, так как позволяет разоблачить прошлые фантастические измышления и заодно разобраться в некоторых современных теориях… которые историками XXII века также, несомненно, будут причислены к фантастическим.

А сможем ли мы что-нибудь узнать о жизни наших предков, живших в эпоху неолита, которые примерно тридцать тысяч лет назад оставили нам многочисленные рисунки на стенах пещер?

Среди очень редких изображений человека есть сцена у колодца в пещере Ласко (Рис. 1), которая заслуживает попытки объяснения со стороны представителей нейронауки. Мы видим здесь лежащего мужчину с птичьей головой и с эрекцией, раскинувшего руки перед бизоном, живот которого пронзен копьем, и из него вываливаются внутренности. Птица, сидящая на копье рядом с лежащим мужчиной, кажется, собирается взлететь. Человек как будто видит сон. Известно, что периодическое возникновение эрекции у мужчин (каждые 90 минут) во время сна совпадает с появлением сновидений. Значит, мы можем предположить, что птица представляет собой некий «дух», покидающий тело человека, чтобы отправиться в прошлое или в будущее. Этот рисунок изображает намерение (или желание) убить бизона. Понятие «души» или «духа», покидающего тело во время сновидения, по мнению этнологов, свойственно всем зарождающимся цивилизациям. Значит, можно предположить, что наши предки кроманьонцы уже подметили, что эрекция является верным соматическим признаком процесса сновидений. Но как объяснить, что это явление было переоткрыто лишь через более, чем тридцать веков^[3], в 1965 году, нью-йоркским нейрофизиологом Чарльзом Фишером?

Рис. 1 – Сцена у колодца, пещера Ласко.

Часть первая
Что такое бодрствование?

Глава 1
Это непонятное бодрствование

Мы полагаем, что человека можно считать находящимся в бодром и сознательном состоянии, если об этом говорит его поведение (например, ходьба или чтение), или если он может правильно реагировать на какую-нибудь просьбу, обращенную к нему. А если этот человек глухонемой или парализованный, как объективно убедиться, что он находится в бодрствующем состоянии? Ведь и мы сами порой бываем субъективно уверены, что бодрствуем, когда на самом деле видим сон, не так ли?

Вот несколько субъективных примеров из моей «онейротеки» («библиотеки сновидений»^[4]):

• Сон № 4605 от 6 мая 1991 года: в разгар дня я с удовольствием и без всяких затруднений летаю над лесом. Я был удивлен такой легкостью совершения воздушных петель, и, чтобы убедиться, что по-настоящему проснулся, я попытался посчитать в уме: разделить 90 на 27. Получается 3,333. Быстрота, с которой я получил этот результат, убеждала, что я вполне бодр… еще до того, как пробудился от этого сновидения про левитацию.

• Сон № 6600 от 11 марта 1994 года: я разговариваю с другом, который объясняет мне, что очень любит «Семь песен» Г. Малера. А я отвечаю ему, что очень ценю певицу, имя которой забыл. Я стал вспоминать, перебирая буквы алфавита: A, B, C… K. Эта буква включила мою память: Кэтлин Феррье! – и это разбудило меня. Таким образом, я смог во время сновидения сделать усилие и включить слуховую память, которая меня и пробудила.

Далее мы увидим, что пробуждение и сновидение имеют общие механизмы, так что можно сказать, что существует «пробуждение из сна в бодрствование» и «пробуждение онейрическое», или, иными словами, «сознание в бодрствовании» и «сознание в сновидении (онейрическое)».

Есть и более объективные, клинические случаи, например, такие, как два нижеследующих.

Когда 60 лет назад я был интерном в Службе инфекционных болезней, мне пришлось лечить от столбняка местных непривитых крестьянок. Они испытывали очень болезненные судороги, что требовало обездвиживания путем кураризации^[5] и пребывания в течение нескольких дней под искусственным дыханием.

Видя таких полностью неподвижных больных с полузакрытыми глазами, было невозможно понять, находятся они в состоянии комы, сна или бодрствования. Для того, чтобы разобраться в этом, я попросил медсестру очень осторожно приподнять веки 60-летней больной, которой очень внятно сказал: «Мадам, вы скоро выздоровеете и сможете разговаривать. Я еще к вам зайду. Хорошенько посмотрите на эту карту», – и показал ей червового короля, вытянутого из карточной колоды, сказав: «Когда я вернусь, вы меня узнаете и скажете мне: «Король червей». Пять дней спустя из ее трахеи извлекли дыхательную трубку, и она стала самостоятельно дышать. На следующее утро я пришел к ней. Как только я появился, она улыбнулась и сказала: «Здравствуйте, король червей!» Таким образом, я доказал a posteriori (впоследствии), что эта больная находилась в бодрствующем и сознательном состоянии.

И наконец, самый необычный случай бодрствования, который оставался бы невероятным, если бы врачи не нашли его описание в замечательной, переворачивающей все наши представления книге Жана-Доминика Боби «Скафандр и бабочка». Этот журналист, главный редактор журнала Elle, 8 декабря 1995 года стал жертвой сильнейшего мозгового инсульта, погрузившего его в глубокую кому. Больного перевезли в Морской госпиталь в Берке. Он был полностью парализован и страдал от locked-in syndrome («синдрома изоляции»). Врачи посчитали, что он находится в коме. Левое веко у него не закрывалось, и его заклеили, чтобы сохранить глаз. Тогда он научился быстро мигать правым глазом, показывая, что он бодрствует и находится в сознании. Так, моргая веком, когда сиделка медленно произносила одну за другой буквы алфавита, он классифицировал каждую букву по частоте ее употребления во французском языке, о чем врачи не догадывались. И таким образом^[6], буква за буквой, за июль и август 1996 года ему удалось надиктовать свою книгу. Умер он в марте 1997 года.

Если бы Жан-Доминик Боби не был переведен в особое отделение госпиталя в Берке, вероятно, все врачи так и считали бы, что он находится в коматозном состоянии. И ему бы пришлось слушать самые нелицеприятные для него комментарии медперсонала. Именно поэтому мы учим студентов-медиков тому, что больной в бессознательном состоянии может слышать и осознавать все, что они говорят у его кровати. А значит, надо всегда произносить ободряющие слова по поводу его выздоровления.

Какие структуры головного мозга ответственны за бодрствование?

Локализация в организме (а не только в мозге) структур, ответственных за бодрствование – и, во вторую очередь, за «сознание», – не была легким делом. Это долгая история длиной почти в двадцать веков, которую интересно проследить. Любопытно, что об этом догадался гений, занимающий особое место в истории – он нашел орган, который управляет одновременно и бодрствованием, и сознанием. Это Гиппократ из Коса, родившийся в 460 году до н. э., когда в Афинах к власти пришел Перикл. Легенда гласит, что Гиппократ был потомком Геркулеса (со стороны матери) и Асклепия (с отцовской стороны). После себя Гиппократ оставил множество книг, одна из самых известных называется «Священная болезнь». В этой книге, посвященной эпилепсии, Гиппократ демонстрирует одновременно острую наблюдательность и критический ум. Он признает, что мозговое нарушение может вызывать паралич противоположной стороны тела и указывает, что эпилепсия не является «священной болезнью» – присвоение ей божественного происхождения есть лишь игнорирование человеческого! – поскольку эта болезнь имеет естественные причины.

Далеко опередив свое время, Гиппократ первым указал, что «мозг – самый мощный орган человека, черпающий свою силу из вдыхаемого воздуха (…) Глаза, уши, язык, руки и ноги управляются мозгом. Следовательно, я утверждаю, что бодрствующий мозг выполняет нашу волю. Некоторые все еще полагают, что сердце – тот орган, которым мы думаем, ощущаем удовольствием, боль или тревогу – но это заблуждение».

Признаем же первенство и мощь великого Гиппократа, потому что если заменить в предыдущей фразе слово «воздух» на слово «кислород», то останется только восхищаться его гениальностью – тем более, что намного позже Аристотель (384–322 гг. до н. э.) все еще считал, что именно сердце – вместилище разума, а мозг нужен лишь для охлаждения крови^[7]. Вспомним также, что понадобилась еще тысяча лет, чтобы Везалий (1514–1564) определил роль сердца в кровообращении, а мозга – в действии и мышлении.

Наконец, отдадим должное гению Гиппократа, изобретшему метод измерения температуры тела, поднимающейся при плеврите: «Его легкое заполнено гноем, и дыхание учащено. Теперь надо пропитать легкую льняную ткань тонко размолотой красной землей Эритрейской, размоченной в теплой воде, затем обернуть эту ткань вокруг грудной клетки, и то место, которое высохнет первым, надо прижечь или надрезать как можно ближе к диафрагме, но не задевая ее».

Через 2500 лет японские врачи воспроизвели то, что они назвали «гиппократова термография» с использованием земли Киото, и получили картину, похожую на инфракрасную термограмму.

Попытаемся поставить себя на место наших предков, живших две тысячи лет назад, чтобы оценить те трудности, с которыми они сталкивались, пытаясь установить взаимосвязи и функции органов нашего тела.

Долгие годы вскрытие человеческого тела по религиозным причинам было запрещено, поэтому анатомия человека представлялась копией анатомии крупного рогатого скота или свиньи.

А поскольку головной мозг не умели фиксировать формалином, то после извлечения из черепной коробки на очень мягкой его поверхности извилины разглаживались. При этом становилось невозможным отделить серое вещество от белого. Только желудочки мозга были хорошо видны. До Леонардо да Винчи (1489) их изображали соединенными с глазными яблоками и ушами (Рис. 1).

Рис. 1. – Леонардо да Винчи (живший в переходную эпоху между Средневековьем и Возрождением) сделал любопытный рисунок сангиной. Это череп в горизонтальном разрезе, вид сверху. Представлены три желудочка, соединенные между собой, но принятая в то время вентрикулярная концепция вынуждает этого замечательного исследователя и гениального рисовальщика изобразить несуществующую связь между глазами и первым желудочком посредством оптических нервов. Он нарисовал также две полоски, соединяющие с этим желудочком уши.

Кроме того, у крупного рогатого скота сосуды основания черепа сильно отличаются от человеческих. Поэтому на протяжении более десяти веков изображали (как у быка) сетчатое сплетение, или rete mirabile («чудесную сеть») в основании мозга^[8].

Шишковидую железу также выделяли и приписывали ей важную роль, как находящейся в самом центре мозга. Декарт даже приписал ей способность к механическим отклонениям.

Сердце, которое сохранялось при извлечении из организма намного лучше, чем мозг, и из которого выходили крупные сосуды (аорта, полая вена) естественно, рассматривалось как управляющий орган («монарх»). Было ясно, что именно сердечные толчки ответственны за те многочисленные пульсации, которые можно прощупать на уровне периферических артерий.

Судя по древней китайской рукописи, опубликованной Мишелем Бёмом (1650), роль «монарха», выполняемая сердцем, принималась и на Дальнем Востоке. Любопытно, что, наблюдая полужидкий, сырой мозг, китайские ученые ввели понятие «студенистого океана», включив в него тестикулы, спинной и головной мозг (Рис. 2).

Именно в этом океане циркулирует сперма, священная жидкость, которую надо уметь сохранять путем прерванного полового акта. Отсюда пошло поверье: тот, кто сможет за одну ночь лишить невинности без семяизвержения десять девственниц, тому суждена очень долгая жизнь – до десяти тысяч лет.

Концепция первостепенной роли, которую играет сердце, очень долгое время преобладала и в японской цивилизации. Так, японцы не принимали критерии смерти головного мозга, разработанные мной в 1959 году, а именно: полное отсутствие корковой и подкорковой электрической активности, сочетающееся с прекращением кровоснабжения мозга, несмотря на сохранность сердечного ритма. Для японцев критерием смерти до 1969 года все еще оставалось прекращение самих сердечных сокращений.

Но вернемся на Запад. Особое место надо уделить Клавдию Галену (ок. 129–200 гг). До эпохи Возрождения Гален считался «непререкаемым авторитетом». Все его положения принимались на веру. Галену мы обязаны понятием двойной регуляции – бодрствования и «духа» со стороны сердца и головного мозга (Рис. 3 и 4).

Эта восходящая и нисходящая схема уже могла бы привести к скрытой идее рефлекса. Но понадобилось еще двенадцать веков, чтобы Декарт и Уиллис (Виллизий) поняли, наконец, что находится в организме вместо Е.

Галеновская схоластика вполне современно объединила роль мозга и эмоций (посредством симпатической и парасимпатической регуляции сердечнососудистой системы) выражением «дух». Эта теория опередила теорию Декарта, которая через двенадцать веков стала играть главную роль в понимании мозга.

Рис. 2. «Студенистый океан» (по рисунку, опубликованному Мишелем Бёмом (1612–1659), предоставленному Голландской ост-индской компанией и скопированному с древнего китайского манускрипта).

1 – Комплекс тестикул, спинного и головного мозга – «студенистый океан». II – сердце и крупные сосуды, «монарх» всего тела. III – поджелудочная железа. IV – легкие. V – (белым пунктиром) – почки и мочевыводящие пути.

Рис. 3. Жизненные и животные духи по Клавдию Галену.

А – сердце, содержащее «жизненные духи». В – духи поступают в мозг и, проходя через «чудесную сеть» (rete mirabile), очищаются, превращаясь в «животные духи». C-D – животные духи достигают четвертого желудочка и проникают внутрь Е – полого нерва, по которому и поступают к F – мышцам.

Рис. 4. По Эпимату, с изменениями (1496)

Все органы чувств: слух (колокол), зрение (улитка), обоняние (цветок), вкус (язык) и болевая чувствительность (пунктир) проецируются в первый желудочек, чтобы сформировать общую чувствительность (sensus communis). Это иллюстрирует учение Галена, в соответствие с которым и сердце, и мозг одновременно управляют движениями «духа».