Тайны мозга. Почему мы во все верим
Шрифт:
О том, как работает мозг, мы зачастую узнаем в тех случаях, когда он не работает, как полагается.
Мой зять Фред Зил, совершивший много восхождений на самые высокие и опасные вершины Гималаев, рассказывает, что дважды сталкивался с ощущаемым присутствием. В первый раз это случилось, когда он, обмороженный, без кислорода и на пределе физических сил находился над уступом Хиллари, последним препятствием на юго-восточном гребне горы Эверест. Во второй раз – на северном ребре Эвереста, когда на высоте почти 8000 метров он стал жертвой обезвоживания и гипоксии, недостатка кислорода. Оба раза Фред был один и жалел, что у него нет спутника, которого услужливо предоставил ему мозг. Что характерно, когда я спросил мнение Фреда как врача о возможных различиях полушарий, объясняющих подобные феномены, Фред отметил: «Оба раза ощущения были связаны с моей правой стороной, вероятно, потому, что я левша». Нейробиологи считают, что наше «чувство своего «я» локализовано преимущественно в височной доле левого полушария, а разделение мозга означает, что цепочки левого и правого полушарий пересекаются таким образом, что, к примеру, правое поле зрения фиксируется зрительной корой левого полушария. Возможно, нехватка кислорода на высоте 8000 метров, или пронизывающий холод, или боль от обморожения, или чувство
Это ощущаемое присутствие может быть объяснением, которое левополушарный интерпретатор дает правополушарным аномалиям. Или же мы имеем дело с конфликтами нейронной сети в схемах тела и разума. Или одиночество и страх распространили обычное для нас ощущение присутствия реальных других людей на воображаемых эфемерных спутников. Как бы там ни было, тот факт, что подобные явления возникают в трудных условиях, свидетельствует о том, что это присутствие внутри головы, а не вне тела.
Эти примеры и объяснения суеверий и магического мышления, берущие начало в ассоциативном обучении, теории сознания, ощущаемом присутствии, экстрасенсорике и тому подобном – из категории паттерничности и агентичности, – не являются объяснениями причин как таковыми. Применение ярлыков для когнитивного процесса – эвристика, призванная помочь нашему разуму подступиться к проблеме, которую предстоит решить, или к загадке, которую требуется объяснить, однако это всего лишь ярлыки: таким же образом данное группе галлюцинаторных симптомов название шизофрения объясняет причину этих симптомов. Нам требуется еще дальше углубиться в мозг, чтобы понять первичную природу веры и истинную причину нашей склонности находить полные смысла паттерны в осмысленном и бессмысленном шуме, а также придавать этим паттернам значение, намерение и обнаруживать агента. В деятельности нейронов мозга – вот, где мы найдем основополагающее причинное объяснение.
6
Верующий нейрон
В любом опыте посредником выступает мозг, разум – результат действий мозга. «Разума» как такового за пределами деятельности мозга не существует. Разум – всего лишь слово, которым мы описываем нейронную активность мозга. Нет мозга – нет и разума. Мы знаем это, потому что если часть мозга уничтожена в результате инсульта, онкологического заболевания, травмы или хирургической операции, утраченным окажется все то, чем занималась эта часть мозга. Если ущерб был нанесен в раннем детстве, когда мозг особенно пластичен, или во взрослом возрасте, но только определенным участкам мозга, дающим возможность изменять цепочки, тогда конкретная функция мозга, эта часть его «разума», может быть передана другой нейронной сети. Однако этот процесс лишний раз подтверждает тот факт, что без нейронных связей в мозге нет и разума. Тем не менее туманные объяснения ментальных процессов применяются по-прежнему.
Разум – всего лишь слово, которым мы описываем нейронную активность мозга.
Диковинная ментальная сила
Когда я изучал психологию в университете Пеппердина, от нас требовалось пройти курс психофизиологии, который сейчас назвали бы когнитивной нейробиологией. Как ни странно, он открыл мне глаза и способствовал изучению разума, поскольку наш преподаватель Даррелл Ч. Диармор, умеющий толковать науку, как никто другой, углубился в строение мозга и продемонстрировал нам основополагающий структурный элемент всех мыслей и поступков – нейрон. До того как я понял принципы действия нейрона, меня устраивали расплывчатые объяснения происходящего в голове человека – все эти «мышления», «обработки», «обучения» и «понимания», отнесенные к категории «разума», словно ими и вызвано то, что творится в мозге. На самом деле нет. Это всего лишь слова для описания процесса, который также нуждается в глубоком объяснении.
В начале ХХ века британский биолог Джулиан Хаксли высмеял туманное объяснение французского философа Анри Бергсона, согласно которому жизнь вызвана elan vital (жизненной силой): Хаксли заявил, что с таким же успехом можно объяснять, что паровоз приводится в движение elan locomotif (локомотивной силой). Ричард Докинз с блеском воспользовался схожей аналогией, чтобы высмеять объяснение существования жизни с точки зрения разумного замысла. Утверждение, будто бы глаз, или жгутик бактерии, или ДНК «сконструированы разумным творцом», ничего не говорит нам. Ученые хотят знать, как было сконструировано перечисленное, какие силы при этом действовали, как проходил процесс развития и так далее. Докинз придумал противоречащую фактам историю, в которой Эндрю Хаксли и Алан Ходжкин, удостоенные Нобелевской премии за исследования молекулярной биофизики нервного импульса, в духе креационистского мировоззрения приписали бы ее «нервной энергии». [101]
101
Ричард Докинз, «Рассказ предка: паломничество на зарю эволюции» (Richard Dawkins, The Ancestor’s Tale: A Pilgrimage to the Dawn of Evolution, New York: Houghton Mifflin, 2004), 551–552.
Вдохновившись сатирическим диалогом Докинза, представьте себе, что было бы, если бы Дэвид Хьюбел и Торстен Визель, удостоенные в 1981 году Нобелевской премии за новаторские исследования цепочек мозга и выявления нейрохимии зрения, вместо того, чтобы много лет на клеточном и молекулярном уровне разбираться в том, как мозг преобразует фотоны света в нервные импульсы, просто приписали бы этот процесс ментальной силе.
«Слушайте, Хьюбел, вся эта история о том, как фотоны света преобразуются в нейронную активность, чертовски каверзная штука. Никак не возьму в толк, как это происходит. А вам удается?»
«Нет, дорогой мой Визель, увы, а вживлять электроды в мозг обезьянам в самом деле неприятно и хлопотно, причем самое сложное – попасть электродом в нужную точку. Так почему бы нам не объявить, что свет преобразуется
в нервный импульс посредством ментальной силы?»Что объяснила бы эта ментальная сила? Ничего. Точно так же мы могли бы объяснять, что двигатель автомобиля действует благодаря силе сгорания, никак не передавая этим выражением, что именно происходит в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания: поршень сжимает парообразную смесь бензина и воздуха, которую воспламеняет свеча зажигания, вызывая вспышку, которая опускает поршень, что приводит к повороту коленчатого рычага, соединенного с валом привода, который соединен с дифференциалом, вращающим колеса.
Вот что я имею в виду, когда говорю, что разум – то, что сделано мозгом. Нейрон и его действия представляют собой для психологии то же, что атом и гравитация – для физики. Чтобы понять феномен веры, нам необходимо понять, как действуют нейроны.
Синаптические связи мозга и верующие нейроны
Мозг состоит примерно из ста миллиардов нейронов нескольких сотен видов, у каждого из которых есть тело клетки, нисходящий отросток-аксон и многочисленные дендриты и терминали аксона, расходящиеся к другим нейронам и образующие примерно тысячу триллионов синаптических связей между этими ста миллиардами нейронов. Названные цифры ошеломляют. Сто миллиардов нейронов – это 1011, или единица, а за ней 11 нулей: 100000000000. Связи тысячи триллионов – квадрильон, или 1015, или единица, за которой следуют 15 нулей: 1000000000000000. Нейронов в человеческом мозге примерно столько же, сколько звезд в галактике Млечный Путь – в буквальном смысле слова астрономическое число! Количество синаптических связей мозга равнозначно количеству секунд в 30 миллионах лет. Задумайтесь об этом на минуту. Начните отсчитывать секунды способом «одна одна тысяча, две одна тысяча, три одна тысяча…» Когда доберетесь до 86400, получится количество секунд в сутках, когда достигнете 31536000, – количество секунд в году, когда наконец дойдете до одного триллиона секунд, значит, вы считаете уже примерно 30 тысяч лет. А теперь повторите этот счет продолжительностью в 30 тысяч лет еще одну тысячу раз, и вы отсчитаете количество синаптических связей в своем мозге.
Количество синаптических связей мозга равнозначно количеству секунд в 30 миллионах лет.
Разумеется, большое количество нейронов обеспечивает значительную вычислительную мощность (как добавление микросхем или карт памяти в компьютер), однако действия производятся в самих отдельных нейронах. Нейронам присуща элегантная простота, вместе с тем это прекрасные в своей сложности машины для обработки электрохимической информации. Внутри нейрона в состоянии покоя больше калия, чем натрия, а преобладание анионов, отрицательно заряженных ионов, создает внутри клетки отрицательный заряд. В зависимости от вида нейрона при введении крошечного электрода в его тело в состоянии покоя мы получим показания –70 мВ (милливольт – одна тысячная вольта). В состоянии покоя клеточная оболочка нейрона непроницаема для натрия, но пропускает калий. При стимуляции нейрона действиями других нейронов (или электрическими манипуляциями любопытных нейробиологов, вооруженных электродами) проницаемость клеточной оболочки меняется, натрий проникает в клетку и таким образом электрический баланс смещается с –70 мВ до нуля. Это явление называется возбудительным постсинаптическим потенциалом, или ВПСП. Синапс – это крохотный зазор между нейронами, следовательно, термин постсинаптический означает, что нейрон на стороне приема сигнала, преодолевающего синаптическую щель, возбуждается, чтобы достичь своего потенциала срабатывания. В отличие от этого, если стимуляция исходит от тормозящего нейрона, напряжение смещается в отрицательную сторону, от –70 мВ до –100 мВ, в итоге срабатывание нейрона становится менее вероятным. Это явление называется тормозящим постсинаптическим потенциалом, или ТПСП. Хотя различных видов нейронов насчитываются сотни, большинство мы можем отнести либо к возбудительным, либо тормозящим по типу действия.
Если при нарастании ВПСП достигает достаточного значения (в результате многочисленных срабатываний одного нейрона за другим или множества связей с другими нейронами), тогда проницаемость клеточной оболочки нейрона достигает критического значения, натрий врывается в него, вызывает мгновенный всплеск напряжения до +50 мВ, оно распространяется по всему телу клетки и поэтапно спускается по аксону в терминали. С той же быстротой напряжение нейрона вновь снижается до –80 мВ, а затем возвращается к –70 мВ в состоянии покоя. Этот процесс приобретения клеточной оболочкой проницаемости для натрия и соответствующего изменения напряжения с отрицательного на положительное, переходящее по аксону к дендритам и синаптическим связям с другими нейронами, называется потенциалом действия. Чаще мы пользуемся выражением «клетка возбудилась». Нарастание ВПСП называется суммацией. Известно два вида: (1) временная суммация, при которой двух ВПСП одного нейрона достаточно для того, чтобы принимающий нейрон достиг критической точки и возбудился; и (2) пространственная суммация, при которой два ВПСП от двух разных нейронов появляются одновременно и их достаточно для того, чтобы принимающий нейрон достиг критической точки и возбудился. Это электрохимическое изменение напряжения происходит стремительно, натриевая проницаемость распространяется последовательно по аксону от тела клетки к терминалям, и это явление, как и следовало ожидать, называется распространением. Скорость распространения зависит от двух условий: (1) диаметра аксона (чем больше, тем быстрее) и (2) миелинизации аксона (чем больше миелиновая оболочка, покрывающая и изолирующая аксон, тем быстрее происходит распространение импульса по нему). [102]
102
Нейробиологии посвящено множество превосходных книг. Две сравнительно недавних, с которыми я часто сверяюсь, – Жозеф Леду, «Синаптическое я: как наш мозг становится тем, кто мы есть» (Joseph LeDoux, Synaptic Self: How Our Brains Become Who We Are, New York: Viking, 2002) и Кристоф Кох, «В поисках сознания: нейробиологический подход» (Christof Koch, The Quest for Consciousness: A Neurobiological Approach, Denver: Roberts and Company, 2004).