Сьюзан Гринфилд - Один день из жизни мозга. Нейробиология сознания от рассвета до заката

Существенная ошибка в любом проекте, направленном на поиск локализации сознания в определенных областях мозга, становится очевидна, когда вы видите результаты сканирования мозга, иллюстрирующие эффекты анестезии. Анализируя их, можно заключить, что множество регионов вовлечено в формирование индивидуального опыта в каждый момент времени. Представьте, что на самом деле есть только один обособленный центр сознания: будь это так, вы бы точно знали, что, подвергая пациента анестезии и тем самым «отнимая» сознание, вы отключаете единственную особую область, и, несомненно, это должно быть отражено на снимках, полученных при сканировании. На деле это не так: исследования демонстрируют отсутствие единого региона в мозге, который бы отключался под воздействием анестезии. Вместо этого мы видим изменение активности по всем направлениям. [15] Hudetz, A. G. "General anesthesia and human brain connectivity". Brain Connectivity, 2, 291–302(2012).

Неизбежно призрачная френологическая связь между рельефами черепных костей и личностными чертами оказалась дискредитирована, поскольку прогресс в медицине сделал возможным прямое, инвазивное исследование мозга. Однако рассуждения о френологии имеют отголоски и в последующих клинических интерпретациях. По мере развития медицины врачи становились все более искусными, стало возможным спасение жизни пациентов даже при тяжелых повреждениях головного мозга, например при пулевых ранениях, травмах и инсультах, что, в свою очередь, привело к выявлению специфических неврологических нарушений. Но ошибочные идеи френологии все еще время от времени проскальзывали: было очень заманчиво присвоить пострадавшей области мозга функцию, которая оказалась утраченной. Недостаток в этом рассуждении был отмечен одним психологом более пятидесяти лет назад: если вы извлекли деталь из радио, и устройство «завыло», вы не станете утверждать, будто функция этой детали заключалась в том, чтобы препятствовать «вою». [16] Хотя упоминания этой аллегории встречаются часто, единственным достоверным источником является учебник «Психология в медицине», опубликованный в 1992 году и в наши дни доступный только в электронном виде: http://www.ucl.ac.uk/medical-education/publications/psychology-in-medicine Конечно, если область мозга, о которой идет речь, неисправна, как и деталь радио, целостность системы будет нарушена, но конкретный вклад неисправного элемента нельзя экстраполировать на основании конечного симптома. [17]

Благодаря достижениям в неинвазивных методах визуализации мы знаем, какая область обычно функционирует в здоровом мозге во время определенных видов деятельности. Вы можете посмотреть на результаты сканирования и увидеть яркие пятна активности на сером фоне неактивных областей мозга или, возможно, многоцветные массивы, в которых белое пятно – эпицентр активности, спадающей к периферии сначала до желтого, затем – оранжевого, красного и фиолетового цвета. Сталкиваясь с подобными впечатляющими изображениями, важно иметь в виду, что эти снимки иллюстрируют не мгновенные процессы, а процессы, осуществляющиеся на длительных промежутках времени, то есть большая часть жизненно важной мозговой активности остается за кадром.

Для сканирования мозга характерно временное разрешение в секундах, в то время как передача потенциала действия, который является универсальной электрической сигнатурой активных клеток мозга, осуществляется на три порядка быстрее. Для наглядности можно провести аналогию с фотографиями викторианской эпохи, которые в деталях изображают статичные элементы, однако не могут запечатлеть людей и животных, которые слишком быстро перемещаются. В качестве такого статичного объекта может выступать обнаруженная при сканировании мозга опухоль или стойкое поражение после инсульта. Но они составят, в буквальном смысле, лишь малую часть общей картины.

Тем не менее некоторые ученые [18]настаивают на том, что можно «декодировать» психические состояния, сопоставляя их с изображениями головного мозга и сосредоточиваясь на пространственной структуре ответов в коре. Однако сам термин «декодирование» вводит в заблуждение. Код, по своей сути, представляет собой эквивалентное отображение в иной системе символов, поддающееся точной расшифровке. Точки и тире не имеют смысла, если вы не знакомы с азбукой Морзе. Только зная код, вы можете осуществить декодирование. Однако субъективные психические состояния, если считать, что они действительно аналогичны точкам и тире, не преобразуются обратно в пространственно-распределенную мозговую активность (или наоборот), они являются только ее коррелятом. В науке о мозге еще нет четких представлений обо всех причинно-следственных связях, не говоря уже о схемах кодирования. [19]Пусть вы знаете, что где-то происходит нечто, но вам неизвестно, как это происходит, – не в последнюю очередь потому, что далеко не очевидно, чем именно является это «нечто», особенно когда вы наблюдаете процесс «урывками», в режиме с течением времени на два или три порядка медленнее.

Самая сложная проблема, связанная с областями мозга, претендующими на звание «центра» той или иной психической функции, кроется на уровне самой терминологии. «Центр» предполагает, что в нем все начинается и заканчивается, но нет ни одной зоны мозга, которая работала бы таким образом. Вместо этого все области мозга соединяются друг с другом через пути нервных волокон, которые обеспечивают постоянный диалог даже между областями, удаленными на большие расстояния. В этой системе нет иерархии команд, такой как, например, у матрешек, каждая из которых помещается в другую. Каждая область мозга является своего рода ретранслятором – узлом или перекрестком, но никогда – конечным пунктом назначения. Другая проблема, связанная со сканированием мозга, вытекает из того, что мы привыкли подразумевать под психическим признаком некое особенное свойство – скажем, остроумие или доброту, а не количественный признак. Мы, конечно, отмечаем частоту проявлений или их интенсивность, но скорее как качество, и, таким образом, выявляем свойство характера. Такие изысканные и сложные черты возникают вследствие удивительных взаимодействий множества различных компонентов мозга, начиная с уровня отдельных синапсов и белков и заканчивая изощренной болтовней крупномасштабных нейронных сетей. Таким образом, они бросают вызов простым определениям, их значительно сложнее выделить при визуализации, чем количественный навык: абстрактные феномены, такие как остроумие и доброта, не поддаются измерению – в отличие, скажем, от объема памяти.

Тем не менее это далеко не означает, что мы не делаем важных открытий о функциях мозга, используя эти данные. Просто мы не должны делать поспешных выводов. Возьмем известное исследование с лондонскими таксистами, которые проходили устный экзамен на знание всех улиц и особых участков дорожной системы столицы Великобритании. Визуализация показала, что гиппокамп – участок мозга, связанный с памятью, у представителей этой профессии увеличивается из-за огромной нагрузки на их память. [20]Но это не значит, что мы можем прийти к заключению, что гиппокамп – это единственный «центр» для рассматриваемой функции: в данном случае – сложного и многогранного процесса памяти. Память включает в себя создание множества новых навыков, образов и закономерностей, а также вариантов их последующего применения. Все эти разные типы памяти и этапы обработки затрагивают множество областей и механизмов мозга. [21]