Маура О’Коннор - Как мы ориентируемся. Пространство и время без карт и GPS

Люди относятся к отряду приматов, и поэтому мы полагаемся на биологическую «прошивку» и генетические программы, которые говорят животным, где те находятся и куда им идти. Но кроме того, мы развили когнитивные способности, основанные на восприятии и внимании, и это дает нам свободу перемещаться куда угодно. Для нас навигация – это не чистая интуиция, а процесс. Перемещаясь в пространстве, мы воспринимаем окружающую среду и направляем свое внимание на ее особенности, собирая информацию или, как еще говорят, строя внутреннее отображение, или карту, которая «помещается» в нашу память. Из потока информации, поступающего к нам во время движения, мы создаем истоки, последовательности, пути, маршруты и места назначения, а они становятся частью нарративов с начальными точками, серединами и конечными пунктами. Именно эта способность организовывать и запоминать свои путешествия помогает найти обратную дорогу. Более того, совершенные по дороге открытия мы соединяем в догадки и знания, которые направляют нас и помогают ориентироваться в последующих путешествиях.

Основой успешной навигации человека служит способность запоминать прошлое, воспринимать настоящее и представлять будущее – цель или место, которых он хочет достичь. В этом смысле навигация предполагает не только физическое перемещение в пространстве, но и мысленное путешествие во времени, которое мы называем аутоноэтическим сознанием. Слово «ноэтический» происходит от греческого νοέω, что означает «я воспринимаю» или «я понимаю», а термин «аутоноэтический» в настоящее время используется для описания нашей способности мысленно представить себя как автономных деятелей во времени, что обеспечивает возможность для саморефлексии и самопознания. Какие анатомические особенности мозга делают возможным чудо сознания?

Некоторые области мозга отвечают за пространственную память; к ним относятся и фронтальные и теменные доли. Но нейробиологи выяснили, что главная зона мозга, отвечающая за навигацию, ориентирование и составление карт, – это гиппокамп, область серого вещества в височной доле, имеющая характерную изогнутую форму, напоминающую бараний рог. Если остановить непрерывное, похожее на фейерверк возбуждение клеток гиппокампа, человек теряет способность находить дорогу и узнавать места, в которых он уже был. Люди, перенесшие травму или даже удаление гиппокампа, описывают свое состояние как похожее на сон, в котором исчезла память о местах, а также о событиях, которые там происходили, и каждый опыт воспринимается ими как новый. Они утрачивают эпизодическую память – способность вспоминать события прошлого, – и уже не могут формировать новую память, жизненно важную для создания чувства «я».

У млекопитающих гиппокамп играет решающую роль в записи в долговременную память информации, отвечающей на вопросы: что, где и когда. Исследователи спорят, является ли эпизодическая память уникальной для человека или присутствует у других видов, но мы единственные из животных, которые могут вспоминать события своей жизни и выстраивать их в последовательность, формируя личность. Только у людей гиппокамп – это ключевая точка автобиографии и всей жизненной истории вплоть до нынешних мгновений. Кроме того, гиппокамп – это движущая сила нашего воображения: без него люди не могли бы представлять себя в будущем, делать прогнозы или ставить перед собой цели.

Иногда гиппокамп называют человеческим GPS, но такая метафора принижает возможности этой удивительной и чрезвычайно пластичной области нашего мозга. Если GPS фиксирует положение или координаты в пространстве, которые остаются неизменными, то гиппокамп, по мнению нейробиологов, выполняет уникальную работу для каждого из нас: строит представления о местах на основе нашей точки зрения, опыта, воспоминаний, целей и желаний – и предоставляет инфраструктуру для личности.

Гиппокамп неугомонен. Нейробиолог Мэтт Уилсон обнаружил, что, когда крысы засыпают после прохождения лабиринта в его лаборатории в МТИ, нейроны, участвующие в составлении внутренней карты пространства, продолжают возбуждаться. Наблюдая за распределением их активности, Уилсон мог сказать, какая часть лабиринта снится крысе. Гиппокамп животного воспроизводит опыт, приобретенный при движении в пространстве. По мнению Уилсона, именно во сне гиппокамп консолидирует память и ищет правила и закономерности в накопленном опыте. «Идея вот в чем: во время сна вы пытаетесь понять смысл того, что уже узнали, – говорил Уилсон. – Вы заходите в огромную базу данных опыта и пытаетесь выявить новые связи, а затем построить модель, чтобы объяснить то, что с вами происходило. Мудрость – это основанные на опыте правила, которые позволяют принимать правильные решения в новой ситуации в будущем» [7] Wilson Matthew. Презентация в МТИ. 05.12.2016. .

Почему у людей природа так тесно переплела пространственную навигацию и память? Что появилось первым? Загадочная эволюционная история гиппокампа указывает на то, чем мы отличаемся от своих предков-приматов, и на то, каким образом это отличие, возможно, сформировало наш разум. Нейробиолог Элеонор Магуайр считала навигацию основным типом межвидового поведения, общим для разных видов животных, потому что «филогенетически гиппокамп – древняя часть мозга, и ему присуща совокупность нейронных связей, которые могли развиться для решения задач навигации» [8] Maguire Eleanor A. et al. Navigation-Related Structural Change in the Hippocampi of Taxi Drivers // Proceedings of the National Academy of Sciences 97, № 8 (April 11, 2000). P. 4398–4403. doi.org/10.1073/pnas.070039597. . Но нейробиолог Говард Айкенбаум, ныне покойный, считал маловероятным то, что навигация является главной функцией гиппокампа. Несколько десятилетий он исследовал поведение крыс в лабиринтах и пришел к выводу, что первостепенной задачей для гиппокампа всегда была память. «Если бы основной целью была навигация, это означало бы, что курица знает, как перейти через дорогу, но не знает, зачем ей туда идти, – говорил он. – Мне трудно поверить, что память не является адаптивной чертой, появившейся раньше. Кур, скорее всего, ведет некий импульс вроде такого: на той стороне дороги есть кое-что очень хорошее, и мне туда нужно» [9] Г. Айкенбаум. Личная беседа. 18.10.2016. . Айкенбаум описывал эту нейронную сеть как некий изумительный, грандиозный органайзер мозга, способный картировать и упорядочивать многомерные аспекты наших впечатлений не только в том, что касается пространства, – но в самом широком плане, от времени как такового до социальных отношений и музыки.

Современные исследования показывают, что на объем гиппокампа каждого отдельного человека может влиять опыт, а размер этой области менялся по мере эволюции всего нашего вида. И пусть даже нам известно, что перемены в нашем гиппокампе, вызванные пережитым опытом, не передаются потомкам, но мы передаем им гены, влияющие на объем гиппокампа; исследования показали, что размер гиппокампа на 60 % определяется наследственностью. Николь Барджер из Калифорнийского университета в Сан-Диего обнаружила, что гиппокамп человека на 50 % больше, чем был бы у человекообразной обезьяны с таким же размером мозга, как у нас. Чем объясняется такая разница с нашими ближайшими родственниками? Какое воздействие определило эволюцию гиппокампа далеких предков человека?