Страница 6 из 11
Первый сильный эпилептический припадок у Генри Молисона случился в день его пятнадцатилетия. Затем припадки становились все чаще. Столкнувшись с перспективой усиления эпилепсии, Генри согласился на экспериментальную операцию – у него удалили среднюю часть височных долей (в том числе гиппокамп) в обоих полушариях мозга. Припадки у Генри прошли, но проявился побочный эффект: всю оставшуюся жизнь у него не формировались новые воспоминания. Но и это еще не все. Генри утратил не только способность формировать новые воспоминания, но и прогнозировать будущее.
Представьте, что завтра вы идете на пляж. Какая картина возникает в вашем мозгу? Сёрферы и замки из песка? Обрушивающиеся на берег волны? Лучи солнца, пробивающиеся сквозь облака? Если бы вы спросили Генри, как он представляет завтрашнюю прогулку, он, скорее всего, ответил бы: «Единственное, что приходит мне в голову, – это синий цвет». Несчастье, приключившееся с Генри Молисоном, проливает свет на механизмы, лежащие в основе памяти: они не просто записывают все, что произошло, но также позволяют делать проекцию в будущее.
Активный образ жизни в пожилом возрасте полезен для мозга.
Когда группа исследователей начинала работу, ученые рассчитывали обнаружить четкую связь между ослаблением когнитивных способностей и тремя заболеваниями, считающимися наиболее распространенными причинами деменции: болезнью Альцгеймера, инсультом и болезнью Паркинсона. Однако выяснилось следующее: наличие мозговой ткани, пораженной болезнью Альцгеймера, не обязательно означает, что этот человек будет сталкиваться с когнитивными проблемами. Некоторые люди жили с обширной патологией, вызванной болезнью Альцгеймера, без какого-либо снижения когнитивных способностей. В чем же дело?
В поисках ответа ученые обратились к массиву собранных данных об участниках исследования. Беннет обнаружил, что снижение когнитивных способностей обусловлено психологическим и практическим факторами. Например, тренировка когнитивных способностей – то есть все, что стимулирует активность мозга, в том числе кроссворды, чтение, управление автомобилем, обучение новым навыкам, обязанности – защищает мозг. Таким же эффектом обладает общественная деятельность, социальные сети, общение, физическая активность.
Сотни монахинь согласились после смерти предоставить свой мозг для исследований. Результаты стали для ученых неожиданностью.
И наоборот, исследователи обнаружили, что негативные психологические факторы, такие как одиночество, тревога, депрессия и склонность к стрессу, способствуют более быстрому угасанию когнитивных способностей. Позитивные черты личности, такие как добросовестность, наличие жизненной цели и неумение сидеть без дела, защищают мозг.
Испытуемые с пораженной болезнью нервной тканью, но без симптомов когнитивного расстройства создали так называемый «когнитивный резерв». По мере повреждения одних участков мозга в работу включались другие, уже подготовленные участки, компенсируя или выполняя утраченные функции. Чем больше мы тренируем когнитивные способности мозга – обычно ставя перед ним трудные и новые задачи, в том числе социальное взаимодействие, тем больше нейронных сетей строят новые пути, позволяющие попасть из точки А в точку Б.
Представьте мозг как инструментальный ящик. Хороший инструментальный ящик будет содержать весь необходимый набор инструментов. Если требуется выкрутить болт, вы возьмете разводной ключ; при отсутствии разводного ключа вы достанете из ящика обычный гаечный ключ, а если нет и его, то воспользуетесь плоскогубцами. То же самое делает тренированный мозг: даже при дегенерации множества путей вследствие болезни он способен находить другие решения.
Исследование мозга монахинь показало, что можно защитить свой мозг и оставаться самим собой на протяжении всей жизни. Тренировка всех инструментов нашего когнитивного инструментального ящика не остановит процесс старения, но позволит его замедлить.
Я разумен
Размышляя о том, кто я, следует помнить об одном, самом главном аспекте: я разумное существо. Я осознаю свое существование. Я чувствую свое присутствие в этом мире, смотрю на мир этими глазами, воспринимаю эту многоцветную и динамичную картину, находясь в центре сцены. Назовем это сознанием или разумом.
Ученые часто спорят о точном определении сознания, но понять, о чем идет речь, поможет простое сравнение: когда вы бодрствуете, то находитесь в сознании, а когда спите – нет. Это различие подводит нас к простому вопросу: чем отличается активность мозга в этих двух состояниях?
Один из способов измерения активности мозга – электроэнцефалография (ЭЭГ), при которой суммарное возбуждение миллиардов нейронов определяется путем регистрации слабых электрических сигналов с поверхности головы. Этот способ довольно грубый, и иногда его сравнивают с попыткой понять правила игры в бейсбол, держа микрофон у наружной стены стадиона. Тем не менее ЭЭГ способна продемонстрировать разницу между двумя состояниями, сном и бодрствованием.
Когда вы бодрствуете, электроэнцефалограмма свидетельствует о том, что миллиарды нейронов участвуют в сложном обмене сигналами: это можно сравнить с тысячами разговоров зрителей на стадионе.
Сознание пробуждается, когда нейроны сообщаются друг с другом почти независимо, формируя сложные и слабые ритмы. При медленном сне нейроны синхронизируются друг с другом, и сознание отсутствует.
Во время сна ваше тело словно выключается. Логично предположить, что то же самое происходит со «стадионом» нейронов. Однако в 1953 г. выяснилось, что это предположение неверно: ночью мозг так же активен, как днем. Когда человек спит, нейроны просто взаимодействуют иначе, более синхронно и ритмично. Это похоже на «волну» на стадионе, когда зрители берутся за руки и одновременно встают и садятся.
Нетрудно понять, что при наличии тысяч отдельных разговоров сложность процессов на стадионе гораздо выше. И наоборот, демонстрация зрителями «волны» – занятие менее интеллектуальное.
Следовательно, сознание зависит от ритмов возбуждения клеток мозга. Днем, когда вы бодрствуете, ваше «я» возникает как результат интегрированной сложности взаимодействия нейронов. Ночью, когда взаимодействие нейронов немного меняется, вы исчезаете. И близким людям приходится ждать следующего утра, когда ваши нейроны отключат общий ритм и вернутся к сложным связям. Только тогда вернетесь и вы.
Таким образом, ответ на вопрос, кто вы, зависит от того, чем заняты ваши нейроны.
Мозг как снежинка
После окончания магистратуры я получил возможность работать с одним из моих научных кумиров, Фрэнсисом Криком. Когда я с ним познакомился, его больше всего занимала проблема сознания. Доска в кабинете Крика всегда была исписана сверху донизу, но меня удивляло, что одно слово в центре было крупнее остальных. Это слово «смысл». Мы многое узнали о нейронах, нейронных сетях и зонах мозга, но по-прежнему не знаем, почему все эти курсирующие в мозгу сигналы что-то для нас значат. Как вещество в нашем мозгу порождает мысли?
Сознательное понимание – одна из самых больших загадок современной нейробиологии. Каково взаимоотношение между сознанием и физическим мозгом?
Декарт предполагал, что нематериальная душа существует отдельно от мозга. Он считал, как иллюстрирует рисунок, что сигналы от органов чувств поступают в шишковидную железу мозга, которая служит воротами к нематериальной душе. Скорее всего, Декарт выбрал эту железу потому, что она расположена на оси мозга, тогда как большинство остальных структур сдвоены и имеются в обоих полушариях.
Идею нематериальной души сложно примирить с данными нейробиологии. Декарту не приходилось бывать в неврологическом отделении больницы, иначе он увидел бы, что при изменении мозга меняется личность человека. Одни повреждения мозга вызывают депрессию, другие превращают людей в маньяков, третьи влияют на религиозность, чувство юмора или отношение к азартным играм. Человек может стать нерешительным, агрессивным или подверженным приступам бреда. Это противоречит идее, что психическое можно отделить от физического.
Современная нейробиология стремится выявить связь активности конкретных нейронов с определенными состояниями сознания, но полное понимание сознания потребует новых открытий и теорий; наша наука еще очень молода.