Гарик Харламов: «Да, я встречаюсь с Кристиной Асмус. Но не она увела меня из семьи! Гарик харламов рассказал о чувствах к кристине асмус. Пароварка от Павла Воли

Михаил Вейсман

Скрытые возможности нашего мозга

«Я знаю, что ничего не знаю…»

Головной мозг человека – это не просто самый малоизученный орган тела. В настоящее время он представляет собой сплошную загадку для науки.

В среднем около полутора килограммов нервной ткани находится в черепе каждого из живущих в мире homo sapiens, и кило четыреста из них составляют «вес» загадки!

Науке известно, из чего состоит мозг. Наука даже частично выяснила уже примерное расположение большинства активных зон, отвечающих за тот или иной процесс. Вернее, она знает, где в основном сосредоточены нервные отростки, которые регулируют отдельные компоненты – поведение человека, его движения, мышление и речь. А вот собрать эти разрозненные кусочки мозаики в единую понятную картину ученым все никак не удается.

Например, такой элементарный вопрос: как вообще простая фактическая информация, поступающая от органов чувств, может превращаться в сложнейшее образование – психику? Ничего из того, что мы знаем об устройстве нервных клеток, не способно объяснить, каким образом они не только передают сигнал в обоих направлениях, но и «усваивают» его смысл.

Физиология клетки, все эти дендриты, аксоны и прочие подробности не имеют никакого касательства к процессу осознания самого значения импульсов. Импульсов, которые через них проходят. Это же совершенно разные вещи!

Или, к примеру, механизмы компенсации. Те самые, которые мозг задействует при восстановлении своей работы после травм. Правое полушарие может почти полностью взять на себя функции еще и левого, если последнее серьезно повреждено или погибло полностью. И наоборот, левое способно компенсировать большинство функций правого. А каким образом такое происходит, совершенно непонятно – ведь сами органы тела, если они не были травмированы, сигналов к подобным действиям не подают. И потом, из способности мозга менять естественное назначение каких-то своих участков следует, что ни один из этих участков изначально не создан выполнять одну функцию. Логично или нет? Пусть в процессе нормальной работы один конкретный участок мозга и отвечает за некий единственный процесс. Пусть каждый отдел мозга на протяжении жизни человека отвечает вообще за один рефлекс или действие. Более того, пусть даже у большинства людей одни и те же области мозга отвечают за одни и те же функции остального тела…

Эти знания мало чем могут помочь, поскольку на свете есть люди, у которых за два-три года то же самое «научились» делать совсем другие части того же органа.

Разумеется, вопросы еще и расстройств работы головного мозга выглядят чащей дремучего леса в самую глухую полночь. И это тоже логично. На фоне таких масштабных пробелов в определении нормы работы этого органа нет никакой возможности разобраться, где начинается патология. Эпилепсия, шизофрения, неврозы…

Да и большинство расстройств психики – чем их считать и как предотвратить, если неизвестно, откуда психика взялась?

Так ли уж правы врачи, когда относят все виды галлюцинаций к каким-либо заболеваниям или действию химических веществ?

Откуда у эпилептиков берется эта «аура» – последние перед началом припадка видения или запахи, которые сам больной помнит и которые повторяются из раза в раз?

В большинстве случаев видения эпилептической ауры носят довольно мрачный характер – причем даже у пациентов, не склонных к пессимизму или меланхолии. Редко у кого признаком близкого припадка является эйфория…

А касательно шизофрении мнения вообще расходятся принципиальнее уже просто некуда. Что по поводу этого заболевания сказал бы Зигмунд Фрейд, может догадаться каждый – и пусть догадывается в меру изощренности собственной фантазии.

А вот остальная, не слишком подверженная влиянию фрейдизма, часть научного мира, «подозревает» в шизофрении даже инфекционное заболевание. Любопытный ход научной мысли? А почему бы нет, если такую симптоматику в былые времена вызывало, например, сифилитическое поражение мозга?

Да, это венерическое заболевание стало известно гораздо раньше, чем появились антибиотики для его лечения. А запущенная стадия этой болезни может проходить и с галлюцинациями, и с маниями, и с припадками – в зависимости от того, какая область мозга затронута инфекцией. Сифилис и с проказой путали частенько, так что факт почти полного отсутствия последних его стадий в наше время – это просто прекрасная новость…

Таким образом, с головным мозгом человека ситуация в современной науке складывается парадоксальная.

С одной стороны, его нормальная или ненормальная работа способна сказаться на работе абсолютно любого органа тела куда заметнее, чем даже очень обширная инфекция или травма. С другой стороны, медицине практически ничего не известно ни о механизме самонастройки мозга, ни о принципах регулирования им деятельности органов. Ни о методах, которыми он определяет, что и как нужно регулировать.

А между тем вопросы накапливаются. И меняющиеся чуть ли не ежедневно условия жизни диктуют новые ее правила – то есть ставят перед «начинкой» человеческого черепа все новые задачи и обнаруживают, естественно, новые проблемы.

В свете таких реалий хорошо бы, конечно, каждому человеку досконально знать, что науке про мозг уже известно, что было открыто лишь недавно и что только предполагается вскоре открыть. Загадки, которые таит в себе этот сгусток нервных волокон, могут содержать ключ и к грандиозным открытиям, и к феноменальным способностям. Тем, которые на данный момент считаются чем-то из области фантастики и вообще продукта не в меру развитого воображения.

Человеческий мозг нужно продолжать изучать – и нужно, пожалуй, даже больше, чем другие органы тела. Пускай мы в итоге и не станем все подряд телепатами, экстрасенсами или волшебниками. Зачем человеку волшебство, если он и безо всякой магии способен сделать столь много? Знания – это ведь тоже своего рода магия… В сверхспособностях можно усматривать определенное преимущество, только если ими не обладает более никто. А если все станут чародеями одновременно, ничего хорошего из этого точно не выйдет. Сколько на Земле сейчас живет миллиардов? А ведь среди них еще есть дети, сумасшедшие, люди с отклонениями в развитии и социопаты!..

Нет, раскрывать секреты собственного тела нужно не для развития телепатии. Но для того, чтобы стало меньше этих самых отклонений – разного рода, вида и ближайших последствий. Чтобы уменьшилось число парализованных после операций и несчастных случаев. Чтобы эпилепсия и шизофрения остались в прошлом подобно тому, как ушли из нашей жизни сифилис и закрытые для посторонних, густо населенные лепрозории… Вот причины, по которым действительно стоит этим заниматься.

Степень, в которой современный человек способен использовать свой мозг во благо себе же, – это необходимый минимум, и не более того. Во благо – то есть не для переделки мира по собственному хотению, а хотя бы для овладения элементарными процессами, проходящими в теле. В особенности теми, которые проходят отнюдь не лучшим образом.

Вопреки расхожему мнению, далеко не каждый человек хочет жить вечно. Хронически или тяжело больные люди редко этого хотят – и их желания понятны. Поэтому, возможно, слова о вечной жизни перестанут быть абстрактным понятием и обретут смысл лишь после того, как человек научится проживать полноценно хотя бы отпущенные ему пока 65–80 лет? Сейчас подобное удовольствие не доступно никому – даже самым влиятельным и богатым представителям человечества, которые болеют наравне со всеми и умирают ничуть не позже остальных людей. Разве не допустимо рассматривать подобное достижение как чудо, вполне сравнимое с переделкой мира? Вполне допустимо!

Для этого чуда нужно не столь уж много: научиться не конфликтовать с собственным организмом, а сотрудничать с ним. Граничащие с маниакальными желания обрести комплекцию мумии Тутанхамона, попробовать все торты на свете или нарастить сверхъестественные (в прямом смысле, ибо естественными они кажутся редко – обычно в темноте) формы там, где их просто быть не должно… Да, все это – очень распространенные виды борьбы против самого себя. Но есть и еще одна роскошная, хитро закрученная, выросшая на вековой путанице и обычных бытовых заблуждениях ветвь наступления по этому фронту. Зовется она недопониманием. В данном случае недопониманием истинных требований и нужд организма. А ведь они у него есть, и их немало. В том числе у головного мозга. Этот орган является в теле человека главнокомандующим, способным отдать любому другому органу приказ не только об активизации, но и об отказе. И орган ему беспрекословно подчинится. А мы не знаем о том, что нужно этому главнокомандующему, ровным счетом ничего. Это риск, и риск большой.

Хотелось бы сказать, что мы сейчас намерены осветить данный вопрос в полной мере, рассмотреть все, на что способно содержимое человеческого черепа, прояснить уйму спорных мест и самых распространенных заблуждений… Однако ничего подобного не произойдет.

Исследования и книги о нашем мозге не могут объяснить его функциональные особенности. Ранее эксперты указывали на то, что мозг использует всего 5-10% своих возможностей, а люди с экстраординарными способностями владеют им на 100%. Однако первый факт уже опровергнут. Все отделы нашего мозга постоянно находятся в активности, даже во время сна, поэтому будет неправильным говорить о данных 10%. Второй вариант до сих пор не изучен и никак не объясняется.

Несмотря на недостаточность информации о данном органе, за последнее 10 лет было осуществлено множество открытий, однако, этого недостаточно, чтобы полностью понять всю его функциональность и на что способен мозг человека.

Еще природой было заложено обеспечить мозг всеми необходимыми защитными функциями. Он является центральным органом, без которого жизнь невозможна.

Вещества головного мозга находятся в черепной коробке, которая и обеспечивает их защиту
Волосы позволяют беречь его от холода
Сосудистые сплетения, которые обволакивают орган, обеспечивают его питание
Жидкость выступает в роли прослойки и значительно смягчает возможный механический удар

Центральный орган управляет функциями и действиями. Мы обязаны ему способностью к языковой речи, зрительной и слуховой функциональности, осязанию, логическому мышлению. Работа головного мозга человека осуществляется двумя полушариями. Левое, отвечает за логику, способность к техническому мышлению. Правое, обеспечивает визуализацию, способствует творческим проявлениям.

Если заставить функционировать оба полушария одновременно, то возможности к запоминанию увеличивается в несколько раз. Каждый участок мозга отвечает за определенные функции. Объем не превышает 2% от массы тела.

Развитие

Считается, что возможности головного мозга человека и тип его мышления задается еще в детстве воспитанием, что создает некий фундамент и интеллектуальное направление и не изменяется с возрастом.

Это ошибочное убеждение, так как каждый человек способен развить возможности мозга и повысить интеллект. Способности ограничиваются степенью осознанности и силой воли. Некоторые индивидуумы обладают высокой предрасположенностью к решению логических задач, другие справляются, значительно ее упростив. Важно, чтобы оба наших полушария развивались в равной степени.

С этой целью, для головного мозга и стимуляции расширения способностей, следует выполнять мероприятия:

Постоянно решайте логические и творческие задачи. Мозг должен нагружаться для активности в обоих полушариях
Регулярная смена деятельности. Необходимо чередовать работу/перерыв/полноценный отдых. Не рекомендуется заниматься одном видом деятельности более 6-8 лет. В процессе застоя и решения однообразных задач, мозг тормозит в развитии
Ведите активный образ жизни, чаще занимайте умственными и физическими упражнениями. Физическая нагрузка положительным образом сказывается на умственном развитии. Для этого достаточно выполнять простую зарядку, ежедневно
Старайтесь чаще менять обстановку
Правильно питайтесь и откажитесь от вредных привычек

Сверхвозможности мозга человека

Существуют люди, которые обладают достаточно удивительными способностями мозга, недоступными обычному человеку.

Исследования стимуляции развития сверхспособностей, до сих пор не увенчались успехом, и их природа до сих пор остается загадкой. Скрытые возможности мозга человека:

Способность выходить практически из любой критической ситуации в выигрыше
Развитая интуиция, которая зачастую принимает правильные решения

Однако, это в большей степени умственные способности человека, которые, возможно, передались генетически или вследствие раннего самообразования.

Сверх возможности:

Аномальная скорость счета и чтения
Прочитение и запоминание книги дословно
Возможность выучить целый язык буквально за неделю
Фотографическая память
Ясновидение

Уникальными способностями обладал Вольфганг Мессинг - читал мысли. Эти данные так и не были опровержены на момент его жизни. Считается, что йоги имеют некоторые сверх человека, однако они этому обучаются, а по врожденной природе.

Неординарные состояния

Исследования головного мозга указывают на довольно специфические аномалии развития органа. Специалисты выделяют случаи, которые достаточно тяжело объяснимы.

Известны удивительные аномалии:

«Человек, живущий с половиной мозга»

Зарегистрированный случай, который произошел с Карлосом Родригесом. Он попал в автомобильную аварию, вылетев через лобовое стекло и приземлившись прямо на голову. Была назначена необходимая операция, при которой удалено 60% мозга! Верхушка черепа приняла огромную вмятину.

Однако он до сих пор живет абсолютно нормально более 5 лет.

«Человек с дырой в голове»

Еще один зарегистрированный случай, произошедший в середине 18 века, пострадавшим в нем оказался мужчина - Финеас Гейдж. Человек получил тяжелейшую рану и лишился части мозга, которую проткнули насквозь металлическим ломом, так, что снесли пол головы. Полученную травму до сих пор не могут объяснить ученые.

Однако этот человек не умер, травмы была обработка раны и наложение повязки. Он умудрился прожить ещё более 10 лет, сохранив все способности мозга.

«Человек, который не спит»

Этот случай еще более удивительный. Яков Циперович за 30 лет ни разу не спал, практически не ел, а процессы старения полностью отсутствуют. Внешний вид человека абсолютно не изменился.

Данные «способности» Яков приобрел после сильнейшего отравления, после которого впал в кому. Выйдя из комы, пациент заметил, что у него полностью отсутствует возможность сна. Изучение мозга человека с данной аномалией не привело к результатам.

В большинстве случаев видения эпилептической ауры носят довольно мрачный характер – причем даже у пациентов, не склонных к пессимизму или меланхолии.

Редко у кого признаком близкого припадка является эйфория…

Таким образом, с головным мозгом человека ситуация в современной науке складывается парадоксальная.

Такого никто на данный момент сделать не может – ни ученые, ни публицисты, ни экстрасенсы.

Зато рассказать хотя бы о тех удивительных и одновременно доказанных механизмах, которые заложены и ежедневно работают прямо у каждого из людей под (то есть буквально над) носом, уже можно попытаться. Темных мест и провалов в знаниях о головном мозге от этого меньше, конечно же, не станет. Но, как было отмечено выше, даже просто лучше понять, что он такое и каким образом его обладатель мог бы выразить ему «признательность» за неустанные труды, будет немалым достижением.

Тем паче что при отсутствии единой научной концепции на данную тему единственным, кто хотя бы потенциально способен на такой диалог, остается действительно только сам человек.

Мозжечок: что мы можем потерять вместе с ним?

Состоит мозг из белого вещества и серого - это знают все. И одно и второе является нервной тканью. Только белое вещество образуется в основном нейронами, проводящими сигнал в одном направлении, а серое вещество состоит из нейронов мультиполярных. То есть способных пропускать множество сигналов в различных направлениях.

Полностью из серого вещества состоит кора головного мозга, а полностью из белого – внутренняя, как бы базовая часть полушарий.

На всех снимках этого органа нам первыми бросаются в глаза сами полушария. И если попросить любого человека навскидку, утрированно нарисовать мозг на бумаге по памяти, он обязательно нарисует – опять-таки их, родимых. На самом же деле при чисто внешнем осмотре невооруженным глазом можно увидеть сразу три большие части головного мозга – запоминающегося вида полушария, мозжечок (см. рис. 3, с. 36) и мозговой ствол (см. рис. 2, с. 25). Чтобы увидеть множество прочих деталей, мозг необходимо либо перевернуть, либо разрезать вдоль разделяющей полушария борозды, так как эти два самых крупных и самых развитых отдела накрывают собой остальные, словно шапка.

Рис. 1. Мозжечок (М) отвечает за координацию наших движений: I – кора больших полушарий; II – таламус; III – варолиев мост; IV – продолговатый мозг; V – спинной мозг

Мозжечок находится под «куполом» полушарий. Если говорить о его местонахождении, ориентируясь на собственную голову, то мозжечок расположен в области затылка. Он соединен тремя парами ножек с соответствующими отделами основного мозга и тоже состоит из двух полушарий (правда, выраженных чуть менее явно) и так называемого червя. Червь отвечает за поддержание нужного положения туловища, в то время как полушария больше «заняты» точными и плавными движениями конечностей.

Иными словами, мозжечок отвечает за координацию движений человеческого тела и соответствующую работу его мышц (см. рис. 1). А еще – за их общий тонус и поддержание равновесия туловища. Всего-то? Да, если учесть, что каждый шаг человека требует участия около 300 мышц… И это – на ровной поверхности, без учета нужды балансировать или приплясывать на ходу! И потом, есть ли необходимость напоминать, что говорим и смотрим мы тоже мышцами? То есть сама-то речь формируется, естественно, в другом «месте» головного мозга, да и обработка зрительных сигналов происходит не в мозжечке. Но для элементарной артикуляции – проговаривания того, что мы только что придумали сказать, – нужны мышцы рта и глотки, не правда ли? Равно как и для того, чтобы скосить глаза или подстроить хрусталик для рассмотрения ближних и дальних объектов…

Так что работенка у мозжечка совсем не из легких, особенно если учесть, что большинство процессов жизнедеятельности организма человека связано с механическими движениями.

Когда желудок переваривает пищу, он сокращается. Когда кишечник допереваривает оставшуюся часть, всасывает вещества и проталкивает неусвояемый остаток дальше, к прямому кишечнику, он тоже сокращается, и называется это перистальтикой. Сердце сокращается при работе – как и легкие, и диафрагма (эластичная перегородка, отделяющая полость желудка от грудной клетки)… И лабораторные опыты на вечных мученицах науки собаках неоднократно подтверждали наступление расстройств всех этих функций, стоило ученым только нарушить работу мозжечка или удалить его.

Нет, полное прекращение не наступит даже при полном его удалении, однако сформируется ряд комплексных нарушений. Прежде всего, в корне изменится работа желудочно-кишечного тракта – появится диарея, отсутствие аппетита и комплекс симптомов сахарного диабета. Возникнет затруднение дыхания, глотания, нарушится (станет как бы скандирующей по слогам) речь. Жестикуляция человека с поражениями мозжечка станет избыточной или, напротив, неполной – впрочем, обычно наблюдаются оба эффекта одновременно. Изменится до шатающейся походка, явятся головокружения, неспособность выполнить даже самую простую последовательность движений – и т. д. и т. п.

Говоря точнее, человек после полного удаления мозжечка все равно едва ли проживет дольше суток. Процессы-то не прекратятся, однако сила и масштабы дисбаланса будут наверняка таковы, что даже узконаправленная интенсивная терапия не поможет. Во всяком случае, подобных экспериментов на людях никто пока проводить не пробовал, и оценка выживаемости здесь выведена чисто математически. В то же время известно и доказано, что частичное удаление мозжечка провоцирует соответствующий «букет» симптомов, однако лишь в течение первых 7-10 дней. Впоследствии же они ослабевают и изредка исчезают полностью. Срабатывает компенсационный механизм головного мозга, и утраченные функции берет на себя кора лобных долей больших полушарий. Но для этого головному мозгу необходимо ощущать хотя бы частичную связь с мозжечком (или тем, что от него осталось).

Дело в том, что мозжечок служит своего рода переходным мостом, связывающим головной мозг со спинным. И связь этого узла именно со спинным мозгом даже гораздо более прочная, чем с головным. Именно поэтому полное разрушение такого моста приведет в лучшем случае к полному же параличу вплоть до невозможности моргнуть или пошевелить губами. А в худшем – прогрессирующая аритмия сердечной мышцы быстро спровоцирует летальный исход. От частичных же травм мозжечка сильнее всего страдает работа мышц-разгибателей.

В общем, жизнь без мозжечка покажется нелегкой даже самому оптимистически настроенному человеку. Есть такое заболевание – атаксия (от греч. «беспорядок», «путаница»), при котором не образуется или гибнет большинство необходимых для нормальной работы мозжечка нейронов. Чаще всего атаксия передается по наследству. И для таких больных элементарные движения составляют немалую сложность. Необходимость налить воду из чайника в стакан, подняться по лестнице, удерживать тело в вертикальном положении – все эти наполняющие наш ежедневный быт ритуалы для них составляют предмет специальных тренировок и упорного труда. Так что заболевание это крайне серьезное. Пусть оно не смертельно само по себе, зато в нем содержится зародыш массы смертельных несчастных случаев и бытовых травм в самых тривиальных для здорового человека обстоятельствах.

В итоге в определении роли мозжечка современная наука остановилась на взглядах Л. А. Орбели. Именно этот отечественный физиолог еще в 1949 году первым предположил, что мозжечок выполняет функцию как бы регулятора взаимоотношений между различными частями нервной системы. Просто на основе того факта, что большинство двигательных программ организма нарушается, однако не прекращается полностью. Из чего и был сделан вывод, что, выражаясь научно, мозжечок является интегративной системой головного мозга. То есть участвует в составлении программ движения организма для каждой конкретной ситуации. И регулирует активность тех или иных органов (тканей), которые должны быть задействованы в намеченном событии – будь то утренняя пробежка, прием пищи или научная лекция.

Впоследствии же данная теория была дополнена еще одним немаловажным наблюдением. А именно: травмы мозжечка провоцируют расстройство в том числе двигательных навыков, полученных человеком в результате специального обучения. То есть навыка, допустим, как у спортсменов или пациентов, занятых в отдельных сферах физического труда. Так и возникло предположение, что само обучение человека подобным специфичным, не свойственным большинству других людей, движениям проходило тоже с участием мозжечка.

В остальном же мозжечок считается одной из наиболее изученных частей головного мозга. Изученной настолько хорошо, что недавно был даже создан и продемонстрирован в действии первый простейший чип – компьютерный аналог естественного мозжечка.

Эксперимент был поставлен командой израильских ученых под руководством проф. М. Минца из университета Тель-Авива. Полностью парализованную белую крысу заново научили моргать с помощью электродов, вживленных на место разрушенного мозжечка. Импульсы от неповрежденных отделов мозга грызуна поступали в ходе опыта на микроскопический компьютерный чип. Тот, в свою очередь, расшифровывал их и передавал дальше – центральной нервной системе животного. Устройство, продемонстрированное в Израиле, представляет собой пока что самую примитивную из возможных конструкцию такого рода. Однако впоследствии проф. М. Минц предполагает «обучить» микрочип распознаванию и других сигналов мозга, чтобы расширить его функциональность.

Впрочем, исследователи из Тель-Авива – не первые, кто проводит эксперименты такого рода.

В журнале, издаваемом центром нейроинженерии (Centre of Neural Engineering) при университете Южной Калифорнии (University of Southern California) 1
Отчетную статью калифорнийской группы можно прочесть, соответственно, в Neural Engineering Journal: Berger Т. W., Hampson ft E., Song D., Goonawardena A., Marmarelis V. Z., Deadwyler S. A. A cortical neural prosthesis for restoring and enhancing memory//J. Neural Eng. 2011. Vol. 8. № 4

Д-р Т. У. Бергер с соавторами представил статью – отчет об уже проведенной работе. Она стала результатом опытов его группы по восполнению функций другой части мозга – гиппокампа. Эта область отвечает за перенос новой информации из краткосрочной в долгосрочную память – как у людей, так и у животных. Оборудование, разработанное в университете Калифорнии, представляет собой гораздо более сложную по функционалу конструкцию. Лабораторных мышей в этих опытах обучали нажимать две педали. При этом лишь нажатие одной из них сопровождалось вознаграждением. Без чипа и при «выключенном» анестезией гиппокампе мыши запоминали нужную педаль лишь на несколько минут. Зато с помощью компьютера и его способности правильно распознавать сигналы памяти ученым удалось выработать у мышей требуемый навык. Более того, оказалось, что вживление такого чипа в здоровый гиппокамп грызуна существенно улучшало и скорость запоминания им педалей, и общие свойства его памяти.

Если необходимо еще более наглядное сравнение роли мозжечка в деятельности центральной нервной системы, то ни для кого не секрет, что изначально по образу и подобию человеческого мозга создавался компьютер. Равно как и большинство программ, которыми оперирует современная цифровая техника. Так вот, одной из служебных программ любого компьютера является так называемый менеджер процессов. Он распределяет очередность выполнения основных программ, процессорное время и системные ресурсы, которые они могут задействовать. Более всего работа мозжечка напоминает функции такого менеджера процессов. Только его быстродействие неизмеримо превышает возможности любого самого мощного менеджера, установленного в разветвленной корпоративной сети. Высоким технологиям такой совершенный баланс точности и скорости пока даже «не снился»!

Ствол головного мозга – что он такое?

Мозговой ствол по сути исполняемых им функций близок к мозжечку. Более того, именно он напрямую соединяет полушария большого мозга с мозгом спинным. Как и мозжечок, он состоит из нескольких частей, имеющих свою специализацию. Обычно в нем выделяют продолговатый мозг, варолиев мост, средний мозг и промежуточный мозг (см. рис. 3, с. 36). Собственно, некоторые исследователи и склонны на основании сходства функций считать мозжечок не отдельной формацией, а еще одной частью мозгового ствола. Ну хоть так, хоть этак, а ствол тоже отвечает за координацию движений. Вернее, за положение тела в пространстве. Как это работает, нужно объяснять на примере.

Допустим, когда человек сидит с завязанными глазами на стуле, он тем не менее чувствует, какое положение занимает его тело в пространстве, верно? Он не видит ни стен, ни пола, ни самого стула. Однако, если его, не развязывая глаз, уложить на пол или, скажем, перевернуть вверх ногами несколько раз подряд, он после прекращения манипуляций все равно уверенно определит, стоит ли он сейчас или лежит, или вообще висит вниз головой… Вот за ощущение человеком положения своего тела даже при отсутствии зрительных ориентиров отвечает мозговой ствол.

Фото из открытых источников

Если ученым удастся «разгадать мозг», поможет ли это лечить все болезни, управлять чувствами, контролировать воспоминания и генерировать идеи как компьютер?

Нейробиолог Эд Бойден рассказал какие перспективы открывает исследование мозга, чего сможет добиться человек, если научится управлять нейронами, и почему неудавшимся проектам надо давать второй или даже третий шанс. «Теории и практики» публикуют перевод интервью.

«Постоянно генерируй новые идеи. Не читай, не вдумываясь. Комментируй, формулируй, размышляй и обобщай, даже если читаешь предисловие. Так ты всегда будешь стремиться к пониманию сути вещей, что и нужно для творчества».

Эд Бойден когда-то написал короткое эссе-инструкцию «Как думать», и приведенный выше абзац стал его правилом № 1. Тогда ему было 28 лет, он запускал собственную исследовательскую группу по нейробиологии в Массачусетском технологическом институте и уже обнародовал некоторые свои изыскания, которые принесли ему престижную премию Brain Prize за помощь в достижении «возможно, самого важного технического прорыва за последние 40 лет», как сказал председатель жюри. Это было почти десять лет назад. Его система генерации идей, кажется, оправдала ожидания. В прошлом году Бойден получил награду в три миллиона долларов на премии Breakthrough Prize, кроме того, он с коллегами открыл новый метод наблюдения за практически невообразимо крошечной электросхемой в головном мозге. Это позволило получить одни из самых точных изображений мозга.

Вы часто говорите, что ваша цель - «разгадать мозг». Что вы имеете в виду?

Я думаю, значение этой фразы будет меняться по мере получения новых знаний, но сейчас «разгадать мозг» для меня значит, что, во-первых, мы можем смоделировать (скорее всего, с помощью компьютера) процессы, которые будут генерировать нечто вроде мыслей и чувств, и во-вторых, что мы можем понять, как лечить нарушения мозговой деятельности, например болезнь Альцгеймера или эпилепсию. Это две цели, которые заставляют меня двигаться вперед. Одна фокусируется на понимании человеческой природы, другая - более медицинская.

Вы можете мне возразить, заметив, что есть и третий вопрос: что такое сознание? Почему у нас есть воспоминания, а у бутылок, ручек и столов, насколько нам известно, их нет? Боюсь, что пока у нас нет точного определения сознания, поэтому к этому вопросу сложно подступиться. У нас нет «замерителя сознания», который бы указывал, насколько что-либо сознательно. Думаю, когда-нибудь мы и до этого доберемся, но в среднесрочной перспективе я бы хотел сосредоточиться на первых двух вопросах.

«Почему мы так много знаем о мире? Довольно странно, что мы можем понять закон всемирного тяготения или квантовую механику»

Когда в 2016 году вы выиграли премию Breakthrough Prize, вы говорили о текущих попытках исследования мозга: «Если у нас все получится, то мы сможем ответить на такие вопросы, как «Кто я? Что есть моя личность? Что мне надо делать? Почему я здесь?». Как исследование поможет нам ответить на вопрос «Кто я?»

Я приведу пример. Когда в 2008 году наступил экономический кризис, я разговаривал со многими на тему того, почему люди поступают так, как поступают. Почему многие наши решения - не лучшие решения, которые мы могли бы принять? Конечно, существует целая область науки - поведенческая экономика, которая пытается объяснить наши поступки на психологическом и когнитивном уровне. Например, если вы зададите человеку много вопросов, а потом он будет проходить мимо вазы с конфетами, то он, вероятно, возьмет несколько, потому что утомлен ответами и не может устоять.

Поведенческая экономика может объяснить некоторые вещи, но не может объяснить процессы, которые лежат в основе принятия решений, и в еще меньшей степени - кое-какие подсознательные моменты, которые мы вообще никак не контролируем. Заметьте, когда мы что-то осознаем, это часто результат бессознательных процессов, случившихся прямо перед этим. Так что если бы мы понимали, каким образом клетки мозга организованы в схему (практически компьютерную схему, если хотите), и видели, как информация протекает по этим сетям и изменяется, у нас было бы гораздо более четкое представление о том, почему наш мозг принимает определенные решения. Если мы разберемся в этом, может быть, мы сможем преодолеть некоторые ограничения и по меньшей мере понять, почему мы делаем то, что делаем.

Можете вообразить, что в очень отдаленном будущем (вероятно, на это уйдет много десятилетий) мы сможем задавать действительно сложные вопросы о том, почему мы относимся к определенным вещам так или иначе или почему мы думаем о себе определенным образом, - вопросы, которые находятся в поле зрения психологии, философии, но на которые так сложно получить ответ с помощью законов физики.

Как исследование мозга поможет ответить на вопрос «Почему я здесь?»

Одной из причин, по которой я переключился с физики на изучение мозга, стал вопрос «Почему мы так много знаем о мире?». Довольно странно, что мы можем понять закон всемирного тяготения или что мы понимаем квантовую механику - по крайней мере, до такой степени, чтобы делать компьютеры. Удивительно, что мир в некотором роде понятен.

И я задался вопросом: если наш мозг понимает какую-то часть устройства Вселенной, но не понимает всего остального, и все понятное ему доступно благодаря законам физики, на которых также базируется и работа нашего мозга, то получается нечто вроде замкнутого круга, так? И я пытаюсь разобраться: как его разорвать? Как сделать Вселенную понятной? Предположим, кое-чего о Вселенной мы не понимаем, но если мы знаем, как работает человеческий разум и каких мыслительных возможностей нам не хватает, может быть, мы можем создать более развитый искусственный интеллект, который поможет усилить нашу способность думать.

Эту концепцию я временами называю «мозговой сопроцессор» - нечто, работающее с мозгом и расширяющее наше понимание.

У нас по-прежнему много вопросов к Вселенной, так? Эйнштейн пытался найти связь между квантовой механикой и гравитацией, но так и не преуспел в этом вопросе, и до сегодняшнего дня до конца не понятно, как решить эту дилемму. Возможно, чтобы понять некоторые вещи, нам нужно увеличить свои интеллектуальные способности. Что будет, если мы их расширим? Конечно, нет никаких гарантий. Но, может быть, мы узнаем больше о происхождении Вселенной, о том, какие силы влияли на нее в начале существования и какие влияют сейчас.

Последний вопрос на эту тему. Как исследования мозга помогут ответить на вопрос «Что есть моя личность?»

Прямо сейчас мы пытаемся составить карту структуры мозга. В нем довольно сложно что-то разглядеть. Сам мозг достаточно большой - человеческий весит несколько фунтов, - но соединения между нейронами, известные как синапсы, совсем крошечные. Тут речь идет о наноразмерах. Поэтому, если вы хотите увидеть, как клетки мозга соединены в сеть, вам нужно рассматривать именно синапсы. Каким образом это сделать? Мы разработали специальную методику. Берем участок мозговой ткани и вводим в нее химикат, точнее полимер, который в некотором роде очень похож на вещество в детских подгузниках. Это полимер, который разбухает при добавлении жидкости.

Если мы разместим его внутри мозга и добавим воды, то у нас появится возможность отодвигать друг от друга молекулы, из которых состоит мозг, и тогда мы сможем рассмотреть крошечные соединения между клетками. Итак, мы рассуждаем: если взять очень маленький мозг, например рыбы или червя, сможем ли мы изучить его целиком? Сможем ли изобразить целую нервную систему с точностью до отдельных перемычек? Сейчас это на уровне идеи, для реализации пока нет нужных технологий, но если бы нам удалось усовершенствовать техническую часть, можно было бы составить достаточно детальную карту соединений в мозге, по которой реально воспроизвести его работу с помощью компьютера. И будет ли эта копия функционировать так же, как мозг организма, который стал первоисточником?

Представьте, что у нас был червь с 302 нейронами и мы отметили примерно 6 тысяч связей между ними, а также молекулы в местах соединения. Можно ли смоделировать действия этого червяка? Потом, возможно, удастся проделать то же с рыбой, потом - с мышью, а потом и с человеческим мозгом - каждый из этих мозгов примерно в тысячу раз больше предыдущего. Если бы получилось составить карту человеческого мозга, сразу бы возник вопрос: если бы вы воспроизвели его деятельность на компьютере, это все еще были бы вы? Как уже отмечалось раньше, у нас нет точного или хотя бы рабочего определения сознания, поэтому пока мы не можем судить об этом качестве, просто глядя на что-либо, мы не можем пока дать ответ, я бы сказал. Но это поднимает интересный вопрос природы личности.

«Если бы мы понимали, каким образом клетки мозга организованы в схему, и видели, как информация протекает по этим сетям, может быть, мы смогли бы понять, почему мы делаем то, что делаем»

Около десятилетия назад вы написали эссе «Как думать». С тех пор появились ли у вас какие-нибудь поправки или дополнения к тем правилам?

Я написал это эссе довольно быстро, когда мы только запускали исследовательскую группу в Массачусетском технологическом институте и большую часть времени я проводил в пустой комнате, ожидая прибытия оборудования. С тех пор благодаря опыту я узнал, как эффективнее всего следовать этим правилам.  Например, правило № 3 гласит: «Работай в обратном направлении, отталкиваясь от своей цели».

С того момента я понял, что если ты работаешь, отталкиваясь от проблемы, которую нужно решить, и встречаешь людей, у которых есть какие-то навыки и которые исходят из своих возможностей, то работать вместе вам будет очень просто, потому что все стороны в этом заинтересованы. Обладатели навыков хотят иметь большее влияние и решать проблемы, а люди, которые ставят цели, хотят получить новые инструменты для решения этих проблем. Поэтому правило № 3 «Работай в обратном направлении, отталкиваясь от своей цели» естественно ведет к правилу № 6 - «Сотрудничай». Также я научился анализировать природу проблем. В этом году я прочитал небольшую лекцию на Всемирном экономическом форуме в Давосе. Она называлась «Готовим революции», в ней рассказывалось о том, как научиться глубже вникать в проблемы и делать возможным их решение. Это было нечто вроде «Как думать 2.0», но в форме видео.

Какие книги сильнее всего повлияли на ваше интеллектуальное развитие?

Одна из них - это «Время, любовь, память» Джонатана Вайнера. Она рассказывает о тех временах, когда люди начали связывать гены с оcобенностями поведения. Автор начинает с зари эпохи генетики - когда люди установили, что рентгеновские лучи изменяют гены - и заканчивает современностью, когда ученые выясняют, какие гены отвечают, например, за наше чувство времени или способность запоминать. Мне нравится эта книга, потому что она показывает науку в движении - не как учебник, «перед вами факты с седьмого по сорок восьмой, запомните их», - она показывает страдающих от неопределенности людей, которые преодолевают всевозможные трудности, и это очень увлекательно. Раньше я перечитывал ее каждый год, она сильно на меня повлияла.

Вторая книга называется «Размышляя о науке». Она рассказывает о Максе Дельбрюке, физике, который тоже сменил свое поле деятельности на биологию. Он внес большой вклад в открытие структуры генов и содействовал началу новой эпохи молекулярной биологии. В книге много рассказывается о его взглядах, о том, как он раздумывал над своим переходом от физики к биологии. Эта книга также сильно повлияла на мою жизнь, потому что я часто размышляю о том, как исследовать сложные системы вроде мозга, как разобраться в реальном положении дел, как избавиться от приблизительности и не останавливаться на полпути.

Вы упоминали, что постоянно делаете заметки. Что это за система?

Когда я с кем-нибудь разговариваю, то кладу на стол бумагу и делаю конспект беседы. В конце я фотографирую записи на телефон и отдаю своему собеседнику листок. Ежемесячно я просматриваю все эти конспекты и маркирую их с помощью ключевых слов. На это есть две причины. Во-первых, так как я повторно переварил разговор, это помогает мне его запомнить. Во-вторых, поскольку я подобрал ключевые слова, его легко найти. К настоящему моменту я сделал уже десятки тысяч таких конспектов.

Ваша работа предполагает, что вы много времени тратите на размышления. Как добиться максимального результата?

Есть три пункта, от прагматичного до абстрактного. Уже долгое время я очень рано встаю. Стараюсь подниматься в 4–5 часов утра, намного раньше, чем другие сотрудники лаборатории. Благодаря этому у меня есть несколько часов тишины, чтобы подумать и ни на что не отвлекаться. Мне кажется, это важно. Во-вторых, многие хорошие идеи на самом деле плохие, потому что раз они сразу звучат так хорошо, то о них уже все подумали и стремятся воплотить в жизнь. Поэтому я часто думаю о вещах, которые на первый взгляд кажутся плохими идеями, но вдруг, если посмотреть на них с нужного ракурса, они окажутся хорошими? Я трачу очень много времени на то, чтобы подходить к идеям с разных сторон.

Десятилетия назад астроном Фриц Цвикки создал множество теорий, которые сегодня являются одними из самых животрепещущих в астрофизике. Актуальнейшие из актуальных идей, вроде темной материи, он выдвинул в 1930-х. Каким образом Цвикки это сделал? Он просто рассматривал все возможные варианты. Цвикки называл свой метод «морфологическим анализом», но мне кажется, что такое и не выговорить, поэтому я называю его «мозаично-древовидной схемой».

И наконец - и этот пункт еще более абстрактный, - я верю в случайные открытия. Я трачу много времени на просмотр конспектов старых разговоров. Во многих из них речь идет об идеях, которые провалились, проекты не удались. Но знаете что? Это было пять лет назад, а сейчас компьютеры работают быстрее, появилась новая информация, мир изменился. Поэтому мы можем перезапустить проект. Многие из наших начинаний становятся вполне успешными только со второй или третьей попытки. Важная часть моей работы - это помнить неудачи и перезапускать неудавшиеся проекты, когда придет время.

Вы получили свои основные награды за разработки в оптогенетике. Почему она стала таким важным достижением?

Когда говоришь об оптогенетике, надо помнить, что «опто» значит «свет», а «генетика» - что мы используем гены, которые выполняют всю работу. Вы вводите ген, который по принципу действия напоминает маленькую солнечную батарею - по сути, это молекула, которая превращает свет в электричество. Поэтому если вы внедрите ее в нейрон и направите на нее свет, то сможете управлять деятельностью нейрона.

Почему это важно? За последние сто лет изучения неврологии многие люди пытались контролировать нейроны, используя все возможные технологии: фармакологию (медикаменты), электрические импульсы и так далее. Но ни одна из них не гарантирует точности. С оптогенетикой мы можем направлять свет на отдельную клетку или несколько клеток и «включать» либо «выключать» именно эти клетки. Так почему же это важно? Если вы можете активировать клетки, то вы можете разобраться, за что они отвечают. Возможно, за ощущение, или решение, или движение. «Выключая» их, вы понимаете, в чем их функция: может, вы «выключите» определенные клетки, и у человека пропадет какое-то воспоминание.

Оптогенетика сегодня используется для исследования мозга в лабораториях по всему миру. Какие наиболее многообещающие направления, связанные с ней, вы выделяете?

Некоторые исследователи проводят довольно вызывающие с философской точки зрения эксперименты. Например, группа ученых в Калифорнийском технологическом институте обнаружила небольшое объединение клеток глубоко-глубоко в недрах мозга. Если вы активируете их с помощью света, например, у мышей (многие работают именно с ними), то животные станут агрессивными, даже жестокими. Они будут атаковать любое существо или предмет в непосредственной близости, даже какие-то случайные вещи вроде перчатки. Это очень интересно, потому что теперь можно задаваться вопросами из серии «Что происходит, когда вы раздражаете эти клетки? Посылает ли это моторную команду мускулам? Другими словами, мышь движется, чтобы атаковать? Или дело в сенсорной команде?

То есть мышь боится и атакует в целях самозащиты?». Вы можете задавать действительно важные вопросы о значении эксперимента, когда участок мозга вызывает такую сложную реакцию, как агрессия или жестокость.

Есть целый ряд исследователей, которые работают над активацией или заглушением нервной деятельности в разных частях мозга для достижения медицинских целей. Например, группа ученых, которая показала на мышах, страдающих эпилепсией, что можно «выключать» судороги, воздействуя на определенные клетки. Есть другие группы, которые изучали мышей с болезнью Паркинсона и смогли избавить животных от симптомов этого заболевания.

Ученые много интересного открывают и в фундаментальных науках. Мой коллега по MIT Судзуми Тонегава и его группа исследователей сделали кое-что очень хитрое: они так «запрограммировали» мышей, что нейроны, которые отвечают за память, стали активироваться с помощью света. Они выяснили, что если реактивировать эти нейроны с помощью светового импульса, то мышь будет вести себя так, как будто заново переживает какое-то воспоминание. Таким образом, можно определить группы клеток, которые заставляют воспоминание всплыть в памяти. С тех пор исследователи проводят всевозможные эксперименты - например, они могут активировать счастливое воспоминание, и мышь почувствует себя лучше, даже если она больна. И список можно продолжать и продолжать.

«Многие из наших начинаний становятся вполне успешными только со второй или третьей попытки»

Есть ли у вас какие-то новые мысли по поводу того, как сделать жизнь лучше?

Я понял, что если я правда хочу, чтобы технологии работы с мозгом применялись по всему миру, то я должен этому содействовать как предприниматель, то есть основать бизнес и помочь этим изобретениям выйти за рамки академических кругов. Моя лаборатория и раньше сотрудничала с различными компаниями, но в этом году я сам участвую в запуске трех. Надеюсь, мы сможем разобраться, каким образом эти технологии могут помочь людям. Я понял, что не хочу просто публиковать научные работы; я хочу, чтобы эти технологии использовались в реальной жизни.

Одна из этих компаний занимается технологией расширения возможностей мозга, не так ли?

Именно. Мы основали небольшую компанию под названием Expansion Technologies, ее цель - рассказать миру об этих теориях расширения возможностей. Конечно, люди могут самостоятельно изучить наши публикации на эту тему, но если мы сможем нести свои идеи в массы, то многие научные и медицинские проблемы будет гораздо проще решить.

Сразу скажу, что все данные по исследованиям можно найти онлайн, мы открыто делимся всей информацией. Мы обучили, наверное, более сотни групп исследователей. При желании каждый может сам провести аналогичное микроскопическое изыскание. Но в отличие от оптогенетики, где всегда можно обратиться в какую-нибудь некоммерческую организацию, чтобы получить ДНК бесплатно или за деньги, эти исследования требуют наличия химикатов, поэтому компания, которая изготавливает наборы необходимых реактивов, доступных любому, экономит время.