Тимоти Верстинен - Мозг зомби

Однако, прежде чем вы схватите лакомый кусок мяса, области двигательного планирования в вашем мозге, называемые премоторной зоной, должны решить, как снять руку с колена и поднести ее к вкусной плоти. Теперь поймите, что, пока вы смотрите на вожделенное лакомство, процесс снятия руки с колена и поднесения ее к мясу очень сложен. Каким-то образом мозг должен карту мира, которая проецируется в глазные яблоки, преобразовать в план сокращения мышц, использующих кости в качестве рычагов, подобно тому как кукловод должен скоординировать натяжение нитей марионетки, чтобы заставить ее танцевать. Только сейчас кукловод – это ваш мозг.

Чтобы прочувствовать, насколько это сложно, отвлекитесь на минутку и попробуйте сделать вот что. Словами опишите пошаговый процесс всего, что происходит в ваших руках, в каждой мышце и в каждом суставе, когда вы тянетесь за чашкой кофе, или что там стоит перед вами. Какие мышцы срабатывают первыми? Когда начинают работать трицепсы относительно того, как сокращаются дельтовидная и трапециевидная мышцы, когда вы поднимаете руку? Когда вы расслабляете лучевой сгибатель запястья и начинаете сокращать лучевой разгибатель запястья, разгибатель пальцев и короткую мышцу, отводящую большой палец руки, чтобы раскрыть саму руку и приготовиться схватить предмет? Какие мышцы должны работать вместе, скоординированно, чтобы двигать плечом и запястьем одновременно? С ума сойти можно, верно?

Процесс перевода с языка глаз на язык мышц и суставов – это именно то, подо что заточены премоторные зоны мозга, которые работают вместе с теменными долями, и они делают это постоянно и безошибочно. Что мы пытаемся сказать: если вы порой размахиваетесь в бейсболе (или по черепу зомби) и промахиваетесь – это нормально, потому что удар по мячу (или по голове зомби) бейсбольной битой – очень, очень трудная задача.

Когда премоторные зоны сделали тщательные подсчеты, они отправляют команды в первичную моторную кору. Это маленькая полоска ткани прямо в центре мозга. Первичная моторная кора посылает прямые сигналы в мышцы и заставляет их сокращаться или расслабляться [20] Фактически первичная моторная кора посылает только половину проекций, которые идут от мозга к мышцам. Другая половина приходит от других премоторных зон планирования. . По правде, самые длинные нервные волокна в вашем теле – это аксоны, которые проходят из первичной моторной коры в спинной мозг. Некоторые из этих клеток длятся от макушки до нижней части спины. Эти нейроны говорят с другими клетками в спинном мозге (моторными нейронами), которые стимулируют сами мышцы. Задача первичной моторной коры – быть кукловодом и контролировать сокращение мышц, чтобы вы могли двигаться плавно и скоординированно.

Возвращаясь к вам в образе зомби в исследовании, первичная моторная кора в итоге заставляет ваши мышцы сокращаться, и вы кривой рукой неуклюже хватаете сырую плоть перед вами.

Моторные зоны коры – новенькие в доме, если говорить с эволюционной точки зрения. Глубоко в мозге есть более эволюционно древние зоны, которые составляют базальные ганглии.

Базальные ганглии – это набор маленьких ядер (группы клеток мозга), которые осуществляют серии информационных петель в мозге. Вы можете представить их работу в качестве ремня привода в машине. Клетки коры посылают сигналы вниз, в базальные ганглии. Базальные ганглии немного переговариваются между собой и отправляют решение назад в кору. Кора раздумывает об этой информации и начинает процесс заново. Все действо занимает несколько миллисекунд, и быстрые петли информации должны проходить по точному расписанию, чтобы срабатывать вовремя.

Так что же делают эти петли? Вообще-то очень много. Некоторые петли оценивают награду и значимость (что непосредственно важно для вас), например, когда вы переходите на новый уровень в компьютерной игре. Другие учат сложные правила и играют роль в разучивании мелодий в песнях или грамматики в языке. Третьи отвечают за инициацию и исполнение движений. Независимо от того, нужно ли предсказать вознаграждение, научиться новой игре или дотянуться до ружья, базальные ганглии работают как ворота и инициируют решение в мозге, основываясь на вопросе, который приходит от коры.

Давайте рассмотрим другой сценарий: вы – снайпер, которого выставили на ночное дежурство в лагере выживших в постапокалиптическом убежище. Глядя в прицел, вы замечаете темную фигуру, ковыляющую из леса. Вы знаете, что в лесу у вас бродит разведчик, так что осторожный внутренний голос подсказывает вам, что это может быть ваш покалеченный друг, которого пытали и который теперь отчаянно нуждается в помощи. А тревожный внутренний голос кричит, что это очередной ходячий мертвец, собирающийся напасть.

У вас две возможности: 1) спустить курок и снять потенциальную угрозу или 2) не спускать курок и, возможно, не убить друга. В науке это называется решение по принципу «годен / не годен».

Внутри вашего мозга лобная кора посылает оба решения в базальные ганглии. Первая остановка в этом процессе – ядра полосатого тела. Полосатое тело состоит из хвостатого и чечевицеобразного ядер и ограды (скорлупы). Их можно рассматривать вместе как первый вход на пути базальных ганглиев. Здесь, в полосатом теле, решение стрелять или не стрелять переводится на два конкурирующих пути. Если активируется прямой путь, он запустит каскад событий, который приведет к спуску курка. Поэтому иногда его называют «путь годности». Непрямой путь, напротив, пошлет набор подавляющих сигналов, которые оборвут спуск курка, не давая выстрелить.

Это значит, что решение действовать или не действовать – это состязание между путями: если побеждает «годен», вы стреляете, если «не годен» – нет. Кора снабжает информацией прямой и непрямой пути, постоянно и очень быстро обновляя два соревнующихся решения. Если фигура спотыкается и ревет, это свидетельство в пользу «пристрелить зомби», так что больше энергии получает прямой путь, склоняя решение в пользу «годен». Если фигура бормочет что-то похожее на призыв друга о помощи, это довод в пользу «не годен» – не стрелять в своего, и больше энергии передается в непрямой путь.

В итоге окончательное решение стрелять или не стрелять принимается этими двумя путями базальных ганглиев. Это маленькое состязание между решениями в петлях базальных ганглиев случается в меньших формах тысячи или, возможно, миллионы раз в день, обычно относительно решений двигаться, но они могут касаться и целого набора других решений.

Возможно, вам уже известно о базальных ганглиях в неврологическом контексте. При болезни Паркинсона возникает нехватка важного нейромедиатора дофамина, который играет центральную роль в здоровой работе базальных ганглиев. Без него вся система быстрой интеграции информации и циклического обновления перестает должным образом функционировать.