Теория раздвоенного мозга гибнет

Теория начала разваливаться, когда мы приступили к исследованию когнитивных способностей правого полушария и осознали, что две половины мозга неравнозначны. Мы поняли, что левое полушарие — это такой вундеркинд, способный говорить и понимать речь, тогда как правое не говорит и очень ограниченно понимает речь. Итак, мы начали давать простые, уровня первого класса, понятийные задания правому полушарию, используя картинки и простые слова, которые оно сумело бы понять. Например, когда мы предъявили ему слово “кастрюля”, левая рука смогла указать на нарисованную кастрюлю. Затем мы высветили слово “вода”, и левая рука показала на картинку с водой. Пока все шло неплохо: правое полушарие читало слова и соотносило их с рисунками. Однако, когда мы показали два слова вместе, оно не смогло связать их в единый образ наполненной водой кастрюли — и левая рука указала на изображение пустой. Это же задание с кастрюлей и водой левое полушарие выполнило верно. Получается, правое полушарие плохо умеет делать выводы. Мы пробовали представить для него задачу только с помощью картинок: посылали изображение спички, затем дров, а потом предлагали выбрать одну из шести картинок, которая отражала бы причинно-следственную связь. Оно не могло выбрать изображение горящих дров. И даже когда мы использовали зрительно-пространственные стимулы, например показывали фигуру в виде буквы U и спрашивали, какая последовательность форм превратит ее в квадрат, правое полушарие было удручено такой задачей. Левое же ее с легкостью решало. Это различие сохранялось, даже когда некоторые наши пациенты фактически начали говорить с помощью правого полушария и наработали довольно обширный словарный запас, — правая половина мозга по-прежнему была не в силах устанавливать логические связи.

Это подтолкнуло нас к очевидному выводу — сознательный опыт у двух полушарий совершенно разный. Помимо прочего, одно из них живет в мире, где может делать умозаключения, а другое — нет. Правое полушарие живет буквальной жизнью. Когда его просят решить, какие из представленных предметов ему уже показывали, оно способно безошибочно определить уже виденные вещи и отбросить новые. “Да, пластмассовая ложка, карандаш, ластик и яблоко уже были”. В то же время левое полушарие склонно ошибочно узнавать новые предметы, когда они похожи на показанные ранее, возможно, потому что они укладываются в созданную им схему20. “Ага, они все здесь: ложка [однако мы заменили серебряную на пластмассовую] , карандаш [хотя этот механический, а предыдущий — нет], ластик [а ведь он уже не розовый, а серый] и яблоко”. Из-за своей неспособности делать выводы правое полушарие ограничено тем, о чем оно может иметь чувства. Коробка конфет, представленная правому полушарию, — просто коробка конфет. Левое же в состоянии вывести всевозможные заключения из факта такого подарка.

Если бы тогда в нашей лаборатории оказался Марцелло[15], вероятно, он сказал бы: “Прогнило что-то в теории раздвоенного мозга!” — и мы вынуждены были бы согласиться. Наши результаты постепенно показывали, что обе половины мозга имеют свою специализацию, но они не в одинаковой мере сознательны, то есть осознают разное и отличаются по способности выполнять задачи. Это довольно тухло для теории раздвоенного мозга, а уж для сложившегося представления о единстве сознания — и вовсе мерзко. Опять начинаем с самого начала: откуда берется сознательный опыт? Информация обрабатывается и затем передается в какой-то центр активации сознания, где создается совместимый с человеком субъективный опыт, или все организовано иначе? Чаша весов склонялась ко второму варианту, а именно к модульной организации с множеством подсистем. Мы стали сомневаться, что существует единственный механизм возникновения осознанных переживаний, а, скорее, думали о том, что сознательный опыт есть ощущение, порождаемое множеством модулей, каждый из которых обладает специальными способностями. Поскольку мы находили такие способности во всех областях мозга и видели, что осознанные переживания тесно связаны с участками коры, отвечающими за соответствующую активность, мы поняли, что сознание распределено по всему мозгу. Эта идея прямо противоречила гипотезе Джона Экклса, согласно которой сознание помещается в левом полушарии.

Важнейшее наблюдение, которое позволяет мне настаивать на своей точке зрения, состоит в следующем. Если сразу после операции по рассечению мозга вы спрашиваете пациента, как он себя чувствует, он отвечает, что прекрасно. Тогда вы спрашиваете, замечает ли он какие-то изменения, и слышите, что нет, не замечает. Как такое возможно? Вы, должно быть, помните, что, когда пациент смотрит на вас, он не может описать ничего из левой части своего поля зрения. Левое полушарие, которое говорит вам, что все прекрасно, не может видеть половину того, что у пациента перед глазами, и нисколько этим не обеспокоено. Чтобы компенсировать это неудобство, дать возможность зрительной информации попасть в оба полушария, пациенты с расщепленным мозгом, когда находятся не на обследовании, бессознательно мотают головой. Если бы вы очнулись после большинства других операций и ничего не видели в левом поле зрения, вы бы точно пожаловались: “Ой, доктор, я ничего не вижу слева — что это значит?” Однако пациенты с расщепленным мозгом никогда не высказываются по этому поводу. Даже если на протяжении нескольких лет они регулярно проходят обследование, когда их спрашивают, знают ли они, почему их обследуют, они отвечают отрицательно. Пациенты с расщепленным мозгом не чувствуют, что они какие-то особенные, что в чем-то изменились они сами или их мозг. Их левый мозг не замечает отсутствия правого или каких-то его функций. В результате мы поняли, что для осознавания определенной части пространства требуется участие области коры, которая обрабатывает от нее информацию. Если же эта область коры не функционирует, то соответствующей части пространства больше не существует для мозга и человека. Если пациент с расщепленным мозгом говорит левым полушарием, а я спрашиваю о его восприятии предметов, находящихся в левом поле зрения, то обработка соответствующей визуальной информации заканчивается в отсоединенном правом полушарии, так что оно эту информацию осознает, но левая половина мозга — нет. Этой зоны просто-напросто не существует для левого полушария. Оно не чувствует нехватки того, чем не занимается, как вы не почувствуете, что вам недостает случайного человека, о котором не имеете понятия.

Так что мы предположили, что сознание — на самом деле локальный феномен и обусловлено локальными процессами, связанными с определенным сенсорным событием в левой или правой части пространства. Эта идея позволила понять поведение неврологических пациентов, которое ранее казалось необъяснимым.

Почему одни люди, внезапно перестав видеть значительную часть поля зрения, жалуются, то есть осознают это (“Эй, я не вижу ничего слева от меня, что происходит?”), а другие не говорят ни слова об их резком ухудшении зрения, то есть его не осознают? Повреждение у того, кто жалуется, возникло где-то вдоль зрительного нерва, передающего визуальную информацию зрительной коре — той части мозга, которая ее обрабатывает. Если никакой информации в участок зрительной коры не поступает, человек остается со слепым пятном и возмущается. У того же, кто не жалуется, поражение находится не в зрительном нерве, а в самой зрительной ассоциативной зоне коры (той области коры, которая связана с дополнительными стадиями обработки зрительной информации, порождающими зрительный опыт). При этом возникает точно такое же слепое пятно, но пациент обычно не выражает недовольства. Совсем как наши пациенты с расщепленным мозгом, которые тоже не жалуются. Почему? Зрительная кора — это часть мозга, которая отображает видимый мир, собирает его проекции. Каждому сегменту поля зрения соответствует свой участок зрительной коры. Так, например, существует зона, которая обычно задается вопросом: “Что происходит слева от центра поля зрения?” Если поврежден зрительный нерв, эта часть мозга функционирует. Не получая от нерва никакой информации, она поднимает громкий крик: “Что-то не в порядке, я не получаю никаких данных!” А когда поражена сама эта область зрительной ассоциативной зоны коры, у мозга пациента больше нет части, ответственной за обработку того, что происходит в соответствующем сегменте поля зрения, — она перестала существовать для сознания пациента, а потому нет никакого крика. У пациента с поражением центральной нервной системы нет жалоб, потому что та часть мозга, которая могла бы пожаловаться, выведена из строя, и никакая другая область ее не сменяет. Логический вывод из этих наблюдений состоит в том, что феноменальное сознание — то чувство, которое у вас есть об осознавании некоторого ощущения, — порождается локальными процессами, однозначно связанными со специфической активностью.

Я думаю, что мозг обладает разнообразнейшими локальными системами сознания, комбинация которых и обеспечивает привычное нам сознание. Хотя ощущение сознания кажется вам чем-то единым, ему придают форму эти крайне обособленные системы. Какое бы понятие вам ни случилось сознавать в данный момент, оно то самое, которое всплывает на поверхность, становится доминирующим. В вашем мозге идет жесткая конкуренция между разными системами, которые соревнуются за право выйти на поверхность, чтобы завоевать приз — стать осознаваемой.

Через несколько лет после операции одна из наших пациенток с расщепленным мозгом научилась произносить простые слова с помощью правого полушария. Это интересная ситуация, потому что трудно узнать, какое полушарие разговаривает, когда пациентка произносит слова. На одном обследовании она рассматривала изображения, которые высвечивались на экране в разных местах ее поля зрения, а затем описала свои ощущения. “С этой стороны, — сказала она, показывая на картинку в левой части экрана, которую приняло правое полушарие, — я вижу изображение и вообще все яснее; справа я вижу картинки, о которых почему-то могу говорить увереннее”. Благодаря предыдущим тестированиям мы знали, что правое полушарие лучше воспринимает все виды ощущений, поэтому поняли, что утверждение о более ясном видении исходило от правого полушария, а уверенный в себе центр речи в левом полушарии произнес другую часть фразы. Пациентка сложила обе истории вместе — по одной от каждого полушария, но для слушателя это звучало как совершенно цельное высказывание, порожденное единой системой. Однако умом мы все же поняли, что эта информация исходила от двух отдельных систем, а собрал ее воедино наш разум, слушавший пациентку.

Как это работает?

Как мы стали такими децентрализованными, зачем обрели все эти параллельные системы? Ответ возвращает нас к тому, что мы затронули в прошлой главе, обсуждая изменения в топологии соединений нейронов в мозге большого размера. По мере увеличения мозга, числа нейронов и размера их сети относительная связность уменьшается. Количество нейронов, с которыми связан каждый из них, остается примерно одинаковым: нервная клетка не подключается к бóльшему числу нейронов, когда их общая численность растет, по нескольким практическим и нейроэкономическим причинам. Во-первых, если бы всякий нейрон связывался с каждым другим, мозг был бы гигантским. Кстати, специалисты по вычислительной нейробиологии Марк Нельсон и Джеймс Бауэр подсчитали21: если бы наш мозг был полносвязным (все нейроны соединялись бы друг с другом) и имел форму сферы, его диаметр равнялся бы 20 километрам! Вот что значит по-настоящему большая голова. Во-вторых, энергетические затраты были бы тоже слишком большими, ведь мозг все время орал бы: “Покорми меня!” Мозг современного человека расходует 20% всей энергии, потребляемой телом22. Представьте, сколько энергии уходило бы на обслуживание мозга 20 километров в поперечнике! (По крайней мере, проблема ожирения точно была бы решена.) В-третьих, из-за необъятной длины аксонов, которые соединяли бы нейроны в отдаленных друг от друга частях мозга, скорость обработки информации снизилась бы, затрудняя работу синхронизирующих механизмов. Кроме того, для увеличения числа синапсов понадобились бы более крупные дендриты, что изменило бы электрические свойства нейрона, поскольку ветвление дендритов влияет на то, как он суммирует электрические сигналы от других нервных клеток. Нет, наши нейроны не могут физически осуществимым образом каждый соединяться со всеми прочими. В процессе эволюции мозга реализовалось иное решение.

Нейробиолог Георг Штридтер, учитывая современные знания в области сравнительной нейроанатомии и связности мозга млекопитающих, предполагает, что к эволюционному развитию большого человеческого мозга применимы определенные “законы” соединения нейронов23.

☛ Уменьшение связности с увеличением размера сети . Сохраняя абсолютную, а не относительную связность, большой мозг, по сути, становился более разреженным по внутренним связям, но у него в запасе были следующие две хитрости.

☛ Минимизация длины связей . Мозг сохранял локальную связность, используя наикратчайшие соединения24. Так аксоны, которые протягивались во все стороны, занимали меньше места, на поддержание связей уходило меньше энергии, а сигналы передавались быстрее, поскольку распространялись на короткие расстояния. Это заложило основу для разделения и специализации локальных сетей, формирующих многочисленные кластеры модулей для обработки информации. Несмотря на такое разделение функций, разным частям мозга все-таки нужно было обмениваться информацией, а потому...

☛ Не все соединения минимизировались — некоторые весьма длинные связи между удаленными зонами сохранялись . Мозг приматов развил так называемую архитектуру тесного мира: множество коротких и быстродействующих локальных связей (высокая локальная связность) с небольшим числом дальнодействующих связей для обмена обработанной информацией (так что для связи между любыми двумя зонами мозга требуется небольшое количество шагов)25. Такая структура обеспечивает и высокоэффективную локальную обработку информации (модульность), и одновременно — быстрое сообщение с глобальной сетью. Так устроены многие сложные системы, в том числе человеческие общественные отношения26.

Итак, наша децентрализация — результат обретения большого мозга и действия принципов “нейроэкономии”, позволивших ему работать: уменьшение плотности связей заставило мозг специализироваться, создавать локальные сети, автоматизироваться. В итоге наш мозг имеет тысячи модулей, каждый из которых выполняет свою собственную задачу.

Наше сознательное понимание — всего лишь верхушка айсберга бессознательной обработки данных. Ниже нашего уровня осознания находится очень активный, напряженно работающий бессознательный мозг. Нетрудно представить себе действия по ведению “домашнего хозяйства”, которые мозг постоянно выполняет для поддержания механизмов гомеостаза в рабочем состоянии, чтобы, например, сердце билось, легкие дышали, а температура сохранялась нужной. Сложнее вообразить (хотя за последние пятьдесят лет они обнаружились повсюду) мириады бессознательных процессов, которые незаметно и бесперебойно в нас протекают. Вы только подумайте! В первую очередь, это вся автоматическая обработка зрительной и другой сенсорной информации, о которой мы говорили. Кроме того, на наш разум постоянно оказывают влияние бессознательные процессы прайминга[16], позитивного и негативного, и выделения категорий. В нашем социальном мире такие процессы, как формирование коалиций, выявление обмана и даже вынесение моральных суждений (и это только несколько примеров), совершаются без участия сознательных механизмов. По мере создания все более изощренных методов исследования количество и разнообразие установленных неосознаваемых процессов будут только расти.