Тимоти Верстинен - Мозг зомби

Но используют ли мыши сонары так же, как корабли и подлодки? Так же как у сонаров подводных лодок, им требуется передатчик звука, чтобы слушать эхо. Решив проверить это, Галамбос и Гриффин вернулись к проектированию эксперимента и пришли к самому правдоподобному источнику звука у летучей мыши – голосовым связкам. В последующем эксперименте вместо того, чтобы ослеплять мышей или затыкать им уши, они надели маленькие кляпы на их рты. Новые результаты были практически неотличимы от предыдущих, с затыканием ушей: мыши неуклюже попадались в проволоку, словно «не видели» ее.

Теперь внесем ясность: эти эксперименты показали, что для навигации требуются и вокализация, и слух, однако они не доказали, что летучие мыши используют звук для ориентировки. Несколькими годами ранее Гриффин вместе с гарвардским профессором физики Г.У. Пирсом опубликовал статью (Pierce, Griffin, 1938), доказывая, что мыши издают высокочастотные звуки, неразличимые для человека. Чтобы показать, что летучие мыши используют навигацию по типу сонаров, Пирс изобрел новый прибор, который мог генерировать и записывать высокочастотные звуки. Хотя человечество уже научилось производить ультразвук, запись преобразованного звука, который люди могли бы слышать, была большим прорывом.

Используя издающий ультразвуки прибор, Галамбос и Гриффин поставили задачу окончательно доказать, что летучие мыши используют эхолокацию, чтобы перемещаться в пространстве. Ученые включили высокочастотные звуки в комнате, где летали мыши, и, пока звуки проигрывались, животные потеряли все способности ориентировки. Даже когда мыши были свободны от повязок на глаза, кляпов или затычек в уши, они словно не видели провода [35] Кстати, мы очень рекомендуем почитать побольше об исследованиях Галамбоса, потому что он был выдающимся ученым (например, его автобиографическую главу в «Истории нейронауки в автобиографиях» (The History of Neuroscience in Autobiography)). В автобиографии он рассказывает об исследовательском проекте, который он проводил в 1942 г. в ответ на бомбежку Пёрл-Харбора. Галамбоса и исследователя слуха Хэллоуела «Хэла» Дэвиса попросили «узнать, как много и каких звуков требуется, чтобы ранить или лишить слуха или дееспособности человека» (с. 191): «Летом 1942 г. Хэл послал двоих из нас в Вудс-Хоул, чтобы узнать, опасны ли для слуха подводные взрывы. Физики взрывали бомбы в гавани, а мы должны были прыгать в воду и погружаться с головой, когда это происходило. Мы провели несколько прекрасных летних дней, по очереди прыгая с пирса в воду возле Океанографического института. План требовал сравнений до и после аудиограмм, и мы начали с пятнадцати метров или около того. Когда мы не обнаружили потерь после столь близких взрывов, мы испугались, что нас ранит осколками, и начали прыгать в воду, когда взрыватели подавали знак, что бомба готовится взорваться. Они снабжали нас данными о давлении с их сенсоров, и я помню сильный удар волны, сдавливающей мое тело, но мы оба не почувствовали никакой потери слуха». .

Но летучие мыши – всего лишь мыши. Конечно, если бы мы говорили о бесподобных вампирах, эта информация была бы более значимой. Почему мы рассказали об этом в книге о людях и зомби?

Ну, хотя мы обычно считаем эхолокацию сверхчеловеческой чертой (вспомните супергероя комиксов Сорвиголову), оказывается, в некоторых редких случаях люди тоже способны к эхолокации. Например, сообщали, что слепой мальчик по имени Бен Андервуд способен хорошо ориентироваться с помощью эхолокации: щелкая языком, он катался на скейтборде. В репортаже 2006 г. программы новостей CBS говорится, что Андервуд потерял зрение перед своим третьим днем рождения из-за рака. Когда ему было шесть лет, он обнаружил, что, щелкая языком, он мог получать своеобразную карту комнаты, в которой находился. Ко времени интервью, к 14 годам, он оказался способен обыграть в футбол корреспондента CBS News Джона Блэкстоуна со счетом 5:2!

Сообщают, что другой слепой молодой человек способен играть в видеоигры, ориентируясь только на звук. Это Терри Гаррет, потерявший зрение в десять лет. В интервью Wired Гаррет говорил, что «складывает звуки вместе и уровни игры разворачиваются перед его мысленным взором».

Как такое возможно? Как человек создает ментальную карту места, не видя его? Есть предположение, что у слепого человека не использующиеся зрительные зоны мозга меняются так, чтобы они перерабатывали информацию от других органов чувств. Как мы покажем в следующих главах, очень большая часть мозга имеет отношение к переработке визуальной информации. Больше всего серого вещества отведено зрению, чем какому-либо другому чувству. Поэтому разумно предположить, что мозг не хочет упускать столь объемную область применения собственных возможностей, если теряется система ввода (то есть зрение).

В серии исследований, опубликованных в 90-х гг. XX века, было показано, что, когда слепые люди читают по Брайлю, тактильной системе письма, они используют зрительные зоны мозга. Например, в 1996 г. ученые из Национального института здоровья (НИЗ) под руководством Норихиро Садато измерили изменения притока крови к разным областям мозга с помощью технологии, которая называется «позитронная эмиссионная томография» (ПЭТ), пока слепые люди читали кончиками пальцев буквы по Брайлю. ПЭТ – это косвенный способ увидеть активность мозга, измеряя изменения в притоке крови, который происходит, когда нейроны много работают и им требуется больше кислорода и сахара. Садато и коллеги обнаружили, что, когда слепые люди читали буквы по Брайлю, больший приток крови наблюдался в первичной зрительной коре. Эта активность зрительной коры отсутствовала, когда слепым давались случайные текстуры, а не Брайль.

Конечно, как мы упоминали ранее, исследования функциональной визуализации мозга преимущественно корреляционны по своему дизайну. Садато и коллеги могли только показать, что, когда слепые люди читали по Брайлю, это сопровождалось активностью в зрительных зонах мозга, но это не обязательно означает, что слепым необходима для чтения зрительная кора. Годом позже Леонардо Коэн (который также работал в НИЗ) и его команда проверили связь между первичной зрительной корой и чтением слепых по Брайлю, временно выключив саму первичную зрительную кору. Чтобы сделать это, Коэн и коллеги применили безопасную форму стимуляции мозга, которая называется «транскраниальная магнитная стимуляция» (ТМС). ТМС действует, используя быстро меняющиеся магнитные поля, чтобы прервать активность мозга. Если вы когда-нибудь двигали магнит туда-сюда над гвоздем, вы могли обнаружить, что в гвозде образуется электрический ток (конечно, вам требовался вольтметр, чтобы «увидеть» ток). По сути, именно так работает ТМС. Стимулируя небольшую зону мозга магнитными полями, ТМС может на короткое время выключить лежащие в ней нейроны и позволить ученым увидеть, что происходит с поведением, когда не работает этот участок коры. В принципе, можете думать об этом как о форме локального опьянения мозга. Использовав ТМС, Коэн и коллеги обнаружили, что после стимуляции первичной зрительной коры чувствительность тактильного восприятия была снижена, но только у слепых людей – этот эффект не наблюдался у зрячей контрольной группы. Таким образом, с помощью ТМС Коэн и его команда смогли показать причинную связь между зрительным и тактильным участками коры головного мозга у слепых.