Часть II
Физическая система
Глава 4
Модуль за модулем, развитие мозга
Черная королева: «Здесь, знаешь ли, приходится бежать со всех ног, чтобы только остаться на том же месте! Если же хочешь попасть в другое место, тогда нужно бежать по меньшей мере вдвое быстрее!»
Льюис Кэрролл.
«Алиса в зазеркалье»
Наш мозг кажется таким же непрочным, как Музей Гуггенхайма в испанском Бильбао, этом творении Фрэнка Гери, однако, как справедливо указывает сам архитектор, в здании музея протечек не бывает. Сооружение вполне надежно! Гери, гениальный архитектор, расширил наши представления о физических структурах, способных выполнять полезные функции. Наш мозг – тоже физическая структура, выполняющая полезные функции. В хаотичности этой с виду неустойчивой конструкции есть свои закономерности, понятные нам лишь отчасти, а большей частью – непонятные. Несмотря на много веков исследований, никто до конца так и не догадался, каким образом из этого запутанного клубка биологического материала у нас в голове рождается наш повседневный опыт. Ежесекундно в нашем мозгу совершаются мириады электрических, химических и гормональных превращений, а нам это кажется плавным и гармоничным процессом. Возможно ли это? И впрямь: как должен быть устроен мозг, чтобы он мог формировать целостное сознание?
Все на свете имеет свою базовую структуру, а физики распространяют это правило на квантовый уровень (мы еще поговорим об этом в 7 главе). Мы любим разбирать всякие вещи, чтобы посмотреть, почему они работают. Тело и мозг, как и все прочее, состоят из отдельных частей. В этом смысле можно сказать, что мы состоим из модулей, то есть из компонентов, при взаимодействии которых рождается тот самый цельный функционирующий объект нашего внимания. Мы должны разобраться в его частях, причем не только в их комбинациях, но и во взаимодействиях.
То, что наши психические состояния и поведение есть результат некоей совместной деятельности разных частей мозга, сомнений не вызывает. Мысль о мозге, функционирующем как единая структура, которая производит сознательный опыт, на первый взгляд кажется разумной. Даже нобелевский лауреат Чарльз Шеррингтон в начале 1900-х писал о мозге как о «заколдованном ткацком станке»[1], имея в виду слаженную работу нервной системы по созданию загадочного разума. Однако неврологи, его современники, могли бы пригласить его к себе в больничные отделения, на обход. В их клиниках было полно пациентов, чей поврежденный мозг поведал бы ему совсем другую историю.
Парадокс в том, что существует масса доводов против функционирования мозга как единого целого, хотя все мы кажемся себе неделимыми сущностями – и тем самым на интуитивном уровне подтверждаем модель станка Шеррингтона. Наше неделимое сознание создается как раз тысячами относительно независимых единиц – проще говоря, модулей. Модули представляют собой обособленные и зачастую локализуемые нейронные сети, выполняющие специфические задачи.
Нейробиолог, физик и философ Дональд Маккей однажды заметил, что принцип работы чего-либо гораздо проще понять, когда в этой работе происходит сбой. Как физик он знал, что нередко инженеры быстрее разбирались в принципах работы каких-то устройств, например телевизора, когда картинка нарушалась, а не когда она была четкой и неискаженной[2]. Точно так же изучение поврежденного мозга помогает лучше понять, как работает мозг здоровый.
Самые убедительные доказательства модульной структуры мозга дает обследование пациентов с поражением мозга. Если пострадают некоторые ограниченные области мозга, то отдельные когнитивные способности могут ухудшиться из-за прекращения работы ответственной за них нейронной сети, в то время как другие сохранятся и будут по-прежнему работать и безупречно выполнять свои задачи. Любопытно, что сознание пациентов с изменениями в мозге при многих отклонениях кажется абсолютно нормальным. Этого не было бы, если бы сознаваемый опыт зависел от идеального функционирования всего мозга в целом. Поскольку моя концепция держится на данном факте (что модули присутствуют везде), мы должны понять, в какой степени для мозга характерно модульное строение.
Модули выпадают – мозг работает
Возьмем любую, какую хотите, долю мозга у человека после инсульта. Например, при повреждении правой части теменной доли обычно возникает так называемый синдром неглекта (одностороннего пространственного игнорирования). В зависимости от местоположения и величины пораженного участка пациенты с синдромом неглекта ведут себя так, будто левой половины воспринимаемого ими мира, иногда включая левую часть их собственного тела, не существует частично или полностью! Они могут оставить еду на левой половине тарелки, не побриться или не накраситься с левой стороны, нарисовать часы без левой части циферблата, не прочесть левую страницу книжного разворота и не заметить ни людей, ни предметы в левой части комнаты. Иногда они не признают собственные левые руки и ноги, пытаясь встать с кровати без их помощи, хотя их конечности вовсе не парализованы. Некоторые игнорируют левую часть пространства даже в воспоминаниях и воображении[3]. Судя по тому, что дефицит способностей зависит от размера и локализации пострадавшего участка, повреждение в специфических нейронных цепях приводит к ухудшению работы различных звеньев процесса. В пользу этой гипотезы убедительно говорит картирование функциональной нейроанатомии при подобных поражениях мозга[4].
Здесь мы сталкиваемся с неожиданным фактом: если сенсорная или двигательная система действительно выходит из строя, то проявляется синдром неглекта, а когда все сенсорные и моторные системы работают в нормальном режиме – то возможна его разновидность, синдром вытормаживания. В этом случае каждое полушарие само по себе работает вроде бы нормально, но если им приходится функционировать одновременно, начинаются ошибки. При этом на подсознательном уровне информация в игнорируемом поле может быть использована![5] Стало быть, информация есть, просто пациент не отдает себе в этом отчета. Вот как это происходит. Пациенты с левосторонним пространственным неглектом, которым одновременно подают зрительные сигналы в правое и левое зрительные поля, говорят, что видят только зрительный стимул справа. Но если им показывают стимул только в левом зрительном поле и этот стимул воздействует на те же зоны сетчатки, что и в предыдущем случае, то он воспринимается нормально. Иными словами, в отсутствие конкуренции с нормальной стороны зона неглекта попадает в поле внимания и в область сознательного восприятия! Самое удивительное, что такие пациенты не видят и не ощущают ничего из ряда вон выходящего – они не замечают ни пробелов в восприятии, ни сопряженных с этим проблем.
Тогда в их рассказах о себе, по-видимому, отражается лишь то, что они осознают. А это, в свою очередь, зависит от двух факторов. Во-первых, не работающие нейронные цепи ускользают от их сознания, как будто этих цепей никогда и не было. А вместе с ними исчезает и осознание их функций. Во-вторых, имеет место своего рода конкуренция. Процессы в одних цепях попадают в область сознания, в других – нет. Короче говоря, сознательный опыт, вероятно, связан исключительно с локальной обработкой информации (что обеспечивает специфические возможности), и кроме того, другие модули могут оказаться сильнее – в результате процесс так и не дойдет до сознания. Это поразительные выводы.
