Читать книгу О природе сознания человека - Владимир Степанович Жданов - Страница 4

По выражению выдающегося российского нейрофизиолога, академика Натальи Бехтеревой: «мозг – величайшая машина, которая умеет перерабатывать реальное в идеальное». Краткая справка (дополняющая школьные сведения) об нейрофизиологическом устройстве этой машины приведена в Приложении. Здесь будем рассматривать загадки, парадоксы и новейшие данные о работе мозга, о процессах в нём (памяти, мышлении и других) и о его продукции (сознании, идеях и так далее).

Мозг безраздельно властвует над человеческим телом. Именно из него исходят все команды, и, благодаря им, каждый из нас дышит, говорит, двигается, эмоционально воспринимает окружающий мир. Но, как и в любой сложнейшей системе, в сером веществе мозга существует множество самых разнообразных центров управления и координации. Каждый из них имеет свои чётко ограниченные функции. Один центр отвечает за речь, другой за зрение, третий контролирует работу слуха и так далее. Все эти центры объединены в две системы – правое и левое полушария мозга. Полушария выполняют самые разные, как общие, так и специфические задачи. Причём прежние обобщающие утверждения учёных о том, что одно из полушарий отвечает за «логику» (левое), а другое за творчество (правое)не подтверждаются последними исследованиями. Оба полушария участвуют и в логическом и в творческом мышлении.

Нейрон является основной единицей обширной коммуникационной сети, которая составляет мозг и нервную систему практически всех животных. Нейроны меняют свою форму и местоположение и укрепляют или ослабляют различные связи таким образом, чтобы создать нейронную сеть путей к навыку, к умению что-то делать. Способность нейронов менять себя химически, структурно и даже функционально позволяет нейронной сети вашего мозга оптимизировать себя под внешний мир – это явление называют пластичностью мозга. Мозг младенца наиболее пластичный. Так результаты нового исследования учёных из Калифорнии, опубликованного в журнале Science (окт.2016), показывают, что на протяжении первых трёх месяцев после рождения большое количество нейронов перемещаются по коре больших полушарий, чтобы занять свои постоянные места.

Лобная доля коры головного мозга младенцев играет важную роль в процессе первичного познания, ведь здесь находятся центры, ответственные за двигательную активность, планирование действий, эмоциональное поведение и личностные характеристики. Поэтому раньше нейробиологи считали, что формирование этой области заканчивается задолго до рождения ребёнка.

Почти полутора вековая история анатомических, морфофункциональных, биохимических, нейрофизиологических и психофизиологических исследований асимметрии больших полушарий головного мозга у человека свидетельствует о существовании особого принципа построения и реализации таких важнейших функций мозга, как восприятие, внимание, память, мышление и речь. Мозг забирает намного больше энергии, чем другие органы. На него уходит около 20 процентов энергии, потребляемой организмом человека, хотя размер мозга – всего 2 процентов от общего веса тела. Томограф показывает, как распределяется и усиливается поток крови в разных частях мозга при работе его над различными задачами. Усиленная работа того или иного участка требует увеличенного поступления кислорода, и для этого растёт объём местного потока крови. Обычно увеличение составляет 5–10 процентов от нормы. Бывает, что связанный с таким увеличением кровотока рост потребления энергии мозгом ограничивается всего одним процентом по сравнению с потреблением в покое.

Выходит, большую часть потребляемой энергии мозг тратит неизвестно на что. Может быть, он постоянно обрабатывает какую-то поступающую извне информацию, которая не осознаётся человеком? Или энергия идет на какие-то внутренние процессы, не зависящие от окружающего мира? Похоже, второй вариант ближе к истине. Так, в 2004 году американские физиологи показали, что лишь 10 процентов связей между нейронами в зрительной коре обезьян (где, по идее, обрабатывается информация от глаз) задействованы для восприятия зрительных стимулов. Чем заняты остальные 90 процентов – неизвестно. Причём у макак активность коры мозга остаётся даже под общей анестезией. А недавно бельгийские исследователи с помощью позитронно-эмиссионного томографа обнаружили, что активность зрительной коры у слепых от рождения не ниже, чем у зрячих.

По одной из гипотез, мозг постоянно находится в динамическом равновесии, балансируя между возбуждением и торможением. Вот на это и уходит львиная доля потребляемой энергии – на поддержание системы в рабочем состоянии, в постоянной готовности. По другой гипотезе, мозг всё время занят прогнозированием ближайшего будущего с учётом прошлого опыта, для чего перерабатывает большие массивы информации. Особенно интригует исследователей тот факт, что эта загадочная активность мозга неравномерна, в ней есть приливы и отливы,хотя внешне в поведении отдыхающего человека или животного ничего не меняется.

Изучение активности мозга позволяет исследовать область неосознаваемого, недоступного приборной фиксации, например, предсказать выбор человека задолго до того, как он осознан самим человеком, а также стал доступен наблюдателю.

Существует гипотеза, что мозг делает все, что хочет, и нам, чтобы мы не очень расстраивались, посылает дополнительные успокаивающие сигналы, мол, не волнуйся, ты сам принял решение. Это подтверждают и нейрофизиологические исследования. Данные показывают, что решение обычно принято за большое количество времени до того, как человек это осознал. Все это затрагивает вопрос о свободе воли. Последнее свойство мозга особенно парадоксальное. Мозг как бы живет своей самостоятельной жизнью, ставя сознание человека в известность о принятых решениях уже постфактум! И это – экспериментальный факт. Всё, что мы знаем о мире, нам поставляет мозг, а он может нам лгать. Он может предоставлять нам вообще не существующую информацию. Пример тому -галлюцинации. Ученые фиксировали, что происходит в мозгу у человека во время галлюцинаций. Исследования показали, что в определенных зонах мозг работал так, как будто бы человек действительно слышал голос, который никогда не звучал, и видел чертей, которых никогда не было. Мозг совершал работу в стиле «фэнтези», зацикливался сам на себя, и производил новый мир. Подобную «самодеятельность» мозга мы подробно рассмотрим в анализе фазы «парадоксального сна»

Существуют десятки формулировок и координат отсчёта нерёшенных пока загадок мозга, иногда по несколько в старейших нейронауках. Есть такие затруднения-«загогулины» и у нейрофилософов. Одну из них, уважаемая мной учёный и Гражданин Т.В.Черниговская, изящно сформулировала как: «Ты и твой мозг, кто кому – хозяин?». В телевизионных лекциях ею говорится, что мозг относительно автономен, многое делает сам. Это фиксируется хозяином мозга во время приборных экспериментов (какую именно кнопку нажать), в тестовых опросах (какой именно ответ в перечне вопросов предпочесть) и в текущих житейских ситуациях. От себя добавлю, что безраздельно властвует мозг над хозяином в сновидениях: казнить в кошмаре или поощрить любовной сценой решает именно мозг.

Ремарка автора – ответ на подобные логические затруднения и претензии. Возможно, в некоторой части случаев, мы имеем дело с осуществлением мозгом его, эволюционно приобретённых, адаптивных функций. И мы здесь фиксируем более тонкие, где-то даже таинственные, латентные ментальные операции мозга. Сравни общеизвестные, раздражающие засоню искажения звуков при засыпании (когда внезапный шорох кажется им раскатами грома) эволюционно являлись спасительными для наших далёких пещерных предков, ещё не приручивших гусей, которые спасли в более поздние времена Рим. Сюда же относятся зрительные искажения-страшилки в сумерках и тому подобное. Сравни – очень умные вороны (равные по интеллекту 2-3летнему ребёнку) также по вечерам «куста боятся».

Мозг вообще удивительно приспособлен упрощать реальность, иначе жизнь была бы крайне неудобной. Например, если ваши глаза прямо сейчас подключить к телевизионному экрану, то получилось бы перевернутое изображение с пустым пятном посередине. Это – реальная картинка, которую ваш мозг (с момента рождения) получает от ваших глаз. А получив, изменяет для вашего удобства, начав это делать ещё в вашем раннем младенчестве. Если начать носить какое-то время специальное устройство, переворачивающее изображение, то мозг вскоре приспособится снова: изображение перевернется еще раз и станет нормальным, не принося никаких неудобств.

В то же время, действительно существуют (множественно фиксируемые) непонятные исследователям варианты внешне «самодеятельных»: процессов в работе мозга; разновидностей ментальной продукции мозга; феноменальных способностей сознания человека, которые не поддаются объяснению без введения дополнительных координат анализа и «внешних» факторов. Чем мы и займёмся с тобой, читатель, в данной и следующих четырёх книгах серии «О Природе сознания»

Некоторые видные учёные-популяризаторы, чтобы жёстче обозначить информационно-понятийный парадокс в науках о мозге и мышлении, начинают свои публичные лекции с вопроса к аудитории: «Если всё, что нам нужно знать о мозге, это – километр, то как далеко мы прошли по этой дистанции?». Обычно отвечают: «три четверти», «половину», «четверть». Реальный ответ с трибуны: «около ста метров». Действительно мы знаем многое о работе нервных клеток, о роли отдельных участков мозга. Достаточно подробно описаны его структуры, обеспечивающие речь, внимание и прочие функции. Есть адекватные подходы к исследованию мозговых механизмов творчества. Мы знаем много о деталях, но, вероятно, не знаем чего-то принципиально важного о целом: феномене – головной мозг человека. Поскольку нет никаких (!) объяснений многим фактам из серии «Очевидное – невероятное».

Так в последнее время появилось несколько медицинских историй о пациентах с повреждёнными или вовсе отсутствующими отделами головного мозга, которые, тем не менее, живут относительно нормальной жизнью. В 2014 году при очередном посещении врача, в провинции Шаньдунь в Китае выявлена женщина, прожившая 24 года без мозжечка – ярко выраженного отдела головного мозга, расположенного под затылочными долями полушарий. По некоторым оценкам, в мозжечке содержится до половины всех нейронов головного мозга человека. В данном случае речь идет не просто о повреждении мозга – мозжечок у 24-летней женщины вообще отсутствует с рождения. Родители женщины рассказали, что в детстве их дочь начала уверенно стоять на ногах лишь в четыре года, неуверенно ходить стала лишь в семь лет и так и не научилась ровно передвигаться на ногах за последующие двадцать. Девочка никогда не прыгала и не бегала, ее речь была несвязной до шести лет, и она никогда не ходила в школу. Тем не менее, она вышла замуж и родила ребенка. С другой стороны, поразительно то, что она вообще может передвигаться без отдела мозга, который присутствовал уже у первых позвоночных на Земле. Наличие мозжечка обнаружено у ископаемых акул, живших еще во времена динозавров.

Время от времени, в рамках рутинной больничной процедуры сканирования, выясняются и другие, аналогичные факты, когда мозг пациента удивительным образом отличается от обычного представления о его строении. При этом некоторые из таких отличий могут оказывать весьма незначительный наблюдаемый эффект на самочувствие и поведение человека. Мозг обладает очень высокой пластичностью. После тяжелейших травм, с большими опухолями люди зачастую хорошо восстанавливаются. Дело в том, что мозг обладает способностью передавать полномочия повреждённых областей ещё не задействованным участкам. Представим себе: сильнейшая травма, повреждена большая область мозга, и тогда новые структуры обучаются взамен «испорченных».Так что мозг, особенно молодой, способен на настоящие чудеса

Природа сделала всё возможное, чтобы защитить человеческий мозг от физических внешних воздействий. Она поместила его в очень крепкую черепную коробку, а сверху укрыла ещё и копной волос. Окружила спинномозговой жидкостью, чтобы та омывала серое вещество и оберегала его от чрезмерных сотрясений. Выглядят эти защитные меры очень продуманно, рационально и практично. Но иногда этого оказывается недостаточно. Так в 1848 году в штате Вермонт (США) несчастье случилось с 24летним бригадиром взрывников Файнизом Гейджем, принимавшим участие в прокладывании новой железнодорожной ветки. Он сам готовил взрывные работы и наклонился над шурфом, когда произошёл сильный взрыв. Лом (диаметром 3,2см.), с огромной силой, был выброшен из узкого отверстия в скале. Его острый конец вонзился под нижнюю челюсть строителя и прошёл сквозь голову. Удар имел такую силу, что левое глазное яблоко вылезло из глазницы. К удивлению свидетелей трагического случая, пострадавший потерял сознание лишь на несколько секунд. Он самостоятельно сел на повозку, и доехал в ближайшую больницу. Туда он также вошёл на своих ногах, отказавшись от помощи. Операция была очень сложной. Хирурги вытащили лом, удалили часть мозга и большой кусок костей черепа. Уже через несколько дней состояние здоровья пострадавшего заметно улучшилось. Единственное, что огорчало человека, так это потеря левого глаза. Все остальные органы его тела работали нормально. Незадачливый мастер полностью выздоровел и прожил ещё 12 лет. Десять лет после гипер травмы мозга он работал кучером (а это – тряская (!) и пыльная работа). В том числе пять лет, после переезда в Чили (по рекомендации прежнего хозяина), не владея испанским языком (!?) Вся глубина нашего непонимания фантастических возможностей человеческого мозга проявляется как раз в таких экстраординарных случаях, как вышеописанные.

Существует мнение, что человеческий мозг беспределен в своих мыслительных возможностях. На самом деле есть четкие физиологические пределы. Скорость метаболизма нельзя повысить бесконечно. Мозг потребляет десять процентов всей энергии организма, даже когда мы спим. Именно из-за того, что он всегда и весь работает. А если мы задумываемся над сложной проблемой, то расходы энергии в мозге в этом случае достигают двадцати пяти процентов от суммарной во всём организме. Это очень большие расходы и человеческий организм помимо нашей воли сопротивляется им. Это касается и мозга – в режиме максимальной ментальной нагрузки он может просуществовать пару недель. А потом начинает развиваться энергетическая задолженность и то, что в житейском обиходе называется нервное истощение. То есть после периода интеллектуального перенапряжения, необходимо отдыхать, чтобы компенсировались энергетические затраты мозга.

Для завершения данной главки и анонса своих новых методов исследования, воспользуюсь фрагментом интервью в «Российской газете» (21.11.2017)академика Святослава Медведева, который почти 30 лет возглавлял Институт мозга человека имени Н.П.Бехтеревой РАН: «Наука обзавелась мощными инструментами для изучения мозга. Постоянно сообщается об открытии различных зон, ответственных за те или иные свойства человека, но пока ни один ученый не смог создать непротиворечивую концепцию, как работает мозг. Он надежно хранит свои тайны. Что касается зон творчества, зон гениальности, то сегодня мы уже знаем удивительную вещь. Оказывается, что нейроны мозга – полифункциональные. Одни и те же в какой-то момент занимаются творчеством, а в другой переключаются, регулируют работу сердца, печени, других органов.

Повторю, что, несмотря на расцвет исследований мозга, множество ярких результатов, мы все еще далеки от понимания, как мозг работает, что такое память и сознание. Более того, чем больше накапливается различных экспериментов, которые нередко противоречат друг другу, тем сильней впечатление, что мы упираемся в глухую стену. Часто мы можем объяснить конкретные особенности работы мозга, но они не выстраиваются в целостную картину. Многие явления, как например, выход души из тела, когда человек после реанимации рассказывает то, что никак не мог узнать, вообще не встраиваются в научную картину мира. И тут встает вопрос о методах исследования. Может, мы ищем там, где «светло» и как умеем. Может быть, для изучения мозга надо применить иные способы, в которых могут нарушаться некоторые незыблемые законы. Возможно, чтобы его понять, надо обратить внимание на «запретные» с точки зрения законов природы случаи, попытаться в них разобраться, выйти за рамки сложившихся научных подходов. Лауреат Нобелевской премии Нильс Бор как-то сказал: эта идея недостаточно безумна, чтобы быть верной. Говоря образно, мозг ждет своих безумцев».