Итак, вы приходите в лабораторию, регистрируетесь, и вас проводят в комнату, где стоит сканер — огромная туннелеобразная машина с пространством внутри, куда помещается человеческое тело. (Если вы страдаете клаустрофобией, малый размер «трубы» наверняка вызовет у вас приступ паники.) Оператор предлагает вам лечь на выдвижной пластиковый «язык» головой ко входу в туннель и сообщает, что потом его задвинут внутрь так, что ваши голова и плечи окажутся в сканере. Там же установлено зеркало, в котором вы увидите экран компьютера с необходимыми инструкциями. Вы будете их выполнять, а сканер — регистрировать показатели активности вашего мозга. Оператор дает вам затычки для ушей, объясняя, что сканер работает очень шумно, и показывает кнопку, на которую вы сможете нажать, если почувствуете сильный дискомфорт и захотите прервать процедуру. Чтобы голова лежала неподвижно, под нее и еще с двух сторон кладут подушки. «Во время сканирования старайтесь не шевелиться», — просит оператор, и ваши голова и плечи отправляются в сканер.
До сих пор все идет так же, как при МРТ-сканировании. Но теперь вы не просто лежите в трубе, а смотрите в зеркало, слышите звуки сканера и видите, как загорается экран компьютера над вами. Следуя инструкциям, в ответ на изображения, возникающие перед глазами, вы нажимаете на клавиши вспомогательной панели, которую держите в руке. (В будущем благодаря новой технологии айтрекинга
[17], или определению координат взгляда, пальцы, скорее всего, смогут отдыхать.) Занятие занимает вас настолько, что вы не очень-то обращаете внимание на то, в каком тесном пространстве находитесь (и это хорошо, поскольку в первый момент вы готовы были сразу нажать «тревожную» кнопку, чтобы вас поскорее вытащили из туннеля). Наконец тест заканчивается, экран компьютера гаснет. Нажатием кнопки оператор достает вас из аппарата, благодарит за потраченное время и просит запланировать очередной сеанс на следующую неделю. Вы продрогли, мочевой пузырь вот-вот лопнет, от шума сканера болит голова — но ведь все это ради науки, не так ли? И вы соглашаетесь прийти еще раз.
ФМРТ позволяет нам узнать довольно много о функционировании человеческого мозга, но совсем мало — о его взаимодействии с реальным миром. Аппарат может сканировать наш мозг во время просмотра фотографий людей — счастливых или грустных, испуганных или злых, — но не способен отслеживать его реакции во время реальных контактов на улице. Он позволяет выявить зоны активности мозга во время решения математических задач или выбора еды или напитка, но не может просканировать мозг в то время, когда вы наслаждаетесь вкусом только что сорванного хрустящего красного яблока или бокалом Шардоне перед горящим камином, не говоря уже о подводном плавании в окружении коралловых рифов. Как отмечает когнитивный нейробиолог и специалист в области изучения когнитивной деятельности посредством слуха, восприятия речи и понимания языка Дэвид Пеппл: «Начиная с 1990 года большинство изображений мозга были получены с помощью фМРТ, и цель их получения заключалась в том, чтобы составить своего рода карту мозга. Это, конечно, весьма похвально, но иметь карту еще не значит объяснить, как работает мозг. Составить ее — вот задача, которую нам еще только предстоит решить».
Сегодня ЭЭГ и фМРТ, возможно, лучшие инструменты для изучения мозга, а их совместное применение действительно позволяет оптимально использовать преимущества «обоих миров». Но, несмотря на это, ученые вроде меня — то есть те, чьи интересы лежат в областях знания, которые невозможно исследовать с помощью статичного оборудования, в стерильных лабораторных условиях, — с нетерпением ждут окончательной доработки новейших методик. Речь идет о диффузной тензорной томографии (ДТТ), позволяющей оценить диффузию молекул воды вдоль миелиновой оболочки аксонов нервных клеток головного мозга (это своего рода «кабели», соединяющие отдельные участки мозга) и таким образом получить информацию об интеграции структур белого вещества и связях между ними [9], а также об оптогенетике — методике, согласно которой светочувствительные гены внедряются в нейроны и мгновенно активируют либо «отключают» их, что позволяет исследователям определить функцию конкретной нервной клетки [10]. Кроме того, речь идет о головной гарнитуре на основе технологии под названием функциональная инфракрасная спектроскопия [11], позволяющей ученым снимать показания об электрической активности мозга в реальных условиях.
Впрочем, чтобы лучше понять, как и почему вода влияет на человеческий мозг, в нашем распоряжении уже сегодня имеется несколько источников ценной информации. Во-первых, это самоотчеты: как чувствует себя человек, находясь у воды? Как, с его точки зрения, она на него влияет? Во-вторых, мы можем использовать результаты ранее проведенных исследований, изучавших, какие эффекты оказывает взаимодействие с природой на познавательную деятельность человека, и поинтересоваться, отличается ли реакция на воду от этих общих реакций. В-третьих, мы можем воспользоваться многочисленными открытиями в области когнитивной нейрологии, нейрохимии, психологии влияния факторов окружающей среды на человека и поразмыслить над тем, применимы ли эти результаты и выводы к реакции мозга на воду.
Но мы с вами начнем с простого вопроса, который на самом деле не так уж и прост: как работает наш мозг?
Как работает человеческий мозг
Потому что это [океан] отличная метафора организации человеческого мозга.
Рэй Курцвейл, автор, изобретатель, футуролог
(отвечая на вопрос, почему он любит океан)
Почти полукилограммовый сгусток жира и белка, расположенный в верхней части спинного мозга, не только в основном состоит из воды, но и находится как бы в воде — прозрачной, бесцветной спинномозговой жидкости. Эта жидкость состоит из живых клеток (в том числе иммуноцитов, очищающих нервную систему от инфекционных патогенных организмов), глюкозы, белков, молочной кислоты, минералов и воды. Она защищает мозг от травм, поддерживает постоянное давление в черепной коробке и обеспечивает достаточную плавучесть мозга для того, чтобы уменьшить его фактический вес (1400 граммов) до 25–50 граммов (снижая тем самым давление мозга на его нижние части, что в противном случае отрезало бы их от системы кровоснабжения) [12]. Мозг потребляет больше энергии, чем все другие органы: он использует примерно 20–25 процентов кислорода и 60 процентов глюкозы, поступающих в организм, — эти ресурсы идут на обеспечение связи между нейронами и поддержание здоровья клеток [13]. Мозг состоит из около 1,1 триллиона клеток, из которых от 85 до 100 миллиардов [14] — нейроны (мы называем их серым веществом), остальные — аксоны и глии (белое вещество). Глии выполняют функции метаболической поддержки. В частности, они укутывают проводящие нейриты (аксоны) слоем желеобразного вещества миелина (беловатого цвета белок, своего рода липидный футляр для нервов) и осуществляют переработку нейромедиаторов. Впрочем, все эти знания из сферы анатомии не слишком много говорят нам о том, как на самом деле работает мозг.
