"Парадоксы мозга" - читать интересную книгу автора (Сергеев Борис)

Статус творца

Наука о человеке постепенно, хотя и медленно, развивалась. Лишь учение о мозге не могло похвастаться успехами. И это понятно. Функции мозга намного сложнее, чем функции других органов нашего тела. Деятельность мышц, сердца, некоторых желез, даже желудка и кишечника сразу бросается в глаза, а деятельность мозга непосредственно ничем себя не обнаруживает. Неудивительно, что представления Галена и Везалия о механизмах работы мозга, или, вернее, «души», оказались настолько живучи, что сохранились без больших изменений практически до начала XVIII века.

Более материалистически эти явления понимал французский философ и естествоиспытатель Рене Декарт (1596–1650). Он предложил разработанную им «физиологию анимального (жизненного) духа». Декарт писал, что «животные духи, похожие на весьма тонкую жидкость, или, скорее, на очень чистое и подвижное пламя, все время возникают в сердце и поднимаются в мозг, как в резервуар особого рода. Отсюда они вступают в нервы и распределяются по мышцам, обуславливая их сокращение или расслабление».

Некоторых ученых эти объяснения не удовлетворяли. Они хотели знать, каким же образом «животный дух», добравшись до мышцы, заставляет ее сокращаться. Решить эту загадку пытались многие выдающиеся умы, в том числе и Ньютон. Он высказал предположение, что в основе мышечного сокращения лежит распространение по нерву упругой волны. Однако самые тщательные наблюдения не обнаружили ничего похожего.

Когда перед наукой возникает неразрешимая загадка, к ее решению в первую очередь пытаются привлечь наиболее разработанные человеком области знаний. Казалось, что в данном случае ответ на мучивший физиологов вопрос могла дать гидродинамика. Недавно появившийся в лабораториях микроскоп был еще далек от совершенства и не позволял окончательно решить вопрос, является ли нерв сплошным или представляет собою скопление тончайших трубок. Авторитет древних ученых свидетельствовал в пользу трубок, и следовательно привлечение гидродинамики было вполне оправданно. Использование ее принципов, казалось, прекрасно объясняло весь круг событий, разыгрывающихся при нервном возбуждении. Согласно этой концепции, чтобы произвести движение, из мозга по полой нервной трубке накачивалась жидкость. Она поступала в мышцу, наполняя ее, делая упругой, раздувала мышцу, при этом длина ее уменьшалась, что и вызывало движение конечности.

Все тот же примитивный микроскоп, отсутствие четких представлений о том, как им пользоваться при изучении тканей организма, и постоянные опасения разойтись в мнениях с древними авторами не позволили ученым XVIII века отказаться от представлений о мозге как о железе, вырабатывающей особый «драгоценный флюид», или «нервный сок».

Теория «нервного флюида» вполне могла удовлетворить даже самого взыскательного ученого той эпохи. У нее был один недостаток – ее не удалось подтвердить экспериментально. Ученые самых различных направлений верили в существование флюидов: теплового, электрического, светового. Оно не вызывало ни у кого сомнений. Органы чувств человека прекрасно воспринимали эти флюиды, но «нервный» оказался столь «тонок», что его нельзя было просто ощутить или обнаружить иным способом.

Пролить свет на сущность «нервного флюида» удалось итальянскому ученому, профессору анатомии, акушерства и гинекологии в Болонье Луиджи Гальвани (1737–1798). Он открыл животное электричество, то есть обнаружил электрические явления в живых тканях, в первую очередь в нервах, а значит, определил природу «нервного флюида».

Об опытах Гальвани рассказывают множество легенд и небылиц. По одной из версий, «виновницей» его открытий была жена. Толчком к открытию послужил ее визит в мясную лавку. Итальянцы слывут завзятыми гурманами. От соловьиных язычков до лягушачьих окорочков – все приемлет итальянская кухня, лишь бы на ее утонченный вкус это казалось достойным употребления, а потому ассортимент товаров мясной лавки может быть необыкновенно широк.

Легенда гласит, что, выбирая у мясника деликатесный продукт, синьора Гальвани с ужасом увидела, как лягушачьи окорочка ни с того ни с сего дергались как живые. Естественно, она подумала, что дело тут не обошлось без нечистой силы. Ее супруг не верил ни в какую чертовщину. Он был осведомлен о том, что разряд лейденской банки, то есть электричество, способен вызывать сокращение мышц. Гальвани решил, что в лавке мясника атмосферное электричество заставляло лапки лягушек дергаться, и, чтобы успокоить жену, решил вместе с ней провести в ближайшую грозу соответствующий опыт.

Гальвани продемонстрировал жене, что не только в лавке мясника, но и у них на балконе лягушачьи лапки, подвешенные на медных крючьях к чугунной решетке, всякий раз дергаются как только ее касаются. Однако постепенно он убедился в том, что в сокращении лапок атмосферное электричество не повинно. Гальвани предположил, что они дергались потому, что электричество возникало непосредственно в нерве и мышце, а медный крючок и чугун балконной решетки выполняли роль простого проводника электричества. В то время ученым было известно всего два источника его получения. Оно возникало от трения таких веществ, как янтарь, и при разрядах электрических рыб. Поскольку при трении металлов электричество не возникает, естественно было предположить, что оно зарождалось в самом организме. Таким образом, Гальвани считал, что «нервный флюид» является в то же время и «электрическим флюидом».

Нужно сказать, что в данном случае Гальвани был не прав. Электричество возникало в цепи двух разнородных металлов: чугуна и меди. Это сумел доказать Александр Вольт (1775–1827), создавший по этой аналогии гальванические элементы. И все же животное электричество существовало. Гальвани продемонстрировал, что оно способно возникать без помощи металлов. Для этого он брал кусочек нерва и, изогнув его в виде латинской буквы U, клал на стол. Когда поверх него накладывался другой нерв, соединенный с мышцей так, чтобы в одной точке он касался неповрежденной оболочки первого, а в другой – места, где этот нерв был перерезан, то в момент их соприкосновения мышца вздрагивала. Хотя «электрический флюид» обеспечивал ученым широкий простор для всевозможных фантазий, мистический туман, окутывавший деятельность нервной системы, начинал понемножку рассеиваться.

Сущность опытов Гальвани вряд ли была понятна или интересна обывателям, для них был важен лишь факт существования животного электричества, способного якобы оживить мертвого человека. В таком искаженном виде сведения об опытах Гальвани быстро распространились по всей Европе, что несомненно способствовало развитию интереса к электричеству.

Открытие животного электричества не снимало с повестки дня вопрос о душе. Ученые упорно искали ее апартаменты, то есть тот участок мозга, где находится наша психика. Декарт считал, что за психические процессы отвечает шишковидная железа – особый вырост, скрытый между большими полушариями, фактически находящийся в центре нашего мозга, а потому, на его взгляд, являющийся наиболее подходящим местом для выполнения душой своих функций. В качестве резиденции психики называли такие структуры, как полосатое и мозолистое тела мозга, или отводили ей двухкомнатные апартаменты в белом веществе больших полушарий.

В XVIII веке получила развитие психология. Теперь ученые не рассматривали психику как нечто целое и неделимое, а выделяли ее отдельные свойства или способности, и это наталкивало на мысль о необходимости рассматривать мозг как завод с несколькими специализированными цехами.

Немецкий анатом И.-Х. Майер высказал предположение, что кора головного мозга заведует памятью, белое вещество полушарий – воображением и суждениями, а в базальных областях мозга находится воля и новые восприятия сравниваются с предшествующим опытом. Майер назвал и командные пункты мозга. Он считал, что за организацию совместной деятельности различных мозговых цехов отвечает мозолистое тело и мозжечок.

Смутные предположения Майера не привлеки особого внимания и не получили большой известности, может быть, в силу того, что он не очень настойчиво их пропагандировал. Зато домыслы Галля не остались незамеченными. Они снискали себе немало поклонников, но еще больше врагов и критиков и вызвали серию яростных дискуссий.

Австрийский врач и анатом Франц Галль (1758–1828) очень тщательно изучил строение человеческого мозга. Будучи врачом и имея дело с заболеваниями мозга, он заметил, что характер болезни зависит от того, какой участок мозгового вещества оказался поврежденным. Это укрепило его в мысли, что каждой психической функцией заведует особый участок мозгового вещества. Пожалуй, он имел достаточно оснований для подобных выводов, но ход его дальнейших рассуждений, мягко сказать, был цепью сплошных умозрительных домыслов. У Галля для них не было никаких оснований, и они не опирались на проверенные факты.

Галль предположил, что, если у человека особенно сильно развита какая-то черта характера или психическая функция, это не может произойти без того, чтобы соответствующий участок коры больших полушарий не разросся по сравнению с соседними областями мозга. Под давлением «мозговой шишки» кости черепа должны выгибаться дугой, образовав в этом месте настоящую шишку, которую можно увидеть или нащупать, если она скрыта волосами. А если какая-то психическая функция недоразвита, то в этом месте кора больших полушарий становится тонкой, на поверхности мозга возникает ямка и в соответствии с ней провал костей, что снаружи должно выглядеть как углубление на поверхности черепа. Ученый самым активным образом пропагандировал свое учение, а затем совместно с Г. Шпурцгеймом опубликовал обширное пятитомное сочинение, которое можно рассматривать как руководство по френологии – науки о душе. Сами авторы дали своему сочинению не менее нескромное название «Анатомия и физиология нервной системы».

Галль и его последователи выделили 37 психических способностей и соответствующее количество шишек. В их числе, кроме шишек, выполняющих физиологические функции, были такие, как зрительная или слуховая память, ориентировка в пространстве, чувство времени или инстинкт продолжения рода, были шишки смелости, честолюбия, остроумия, скрытности, осторожности, самооценки, утонченности, надежды, любознательности, податливости воспитанию, самолюбия, независимости, исполнительности, агрессивности, верности, любви к жизни и даже любви к животным.

Галль не сам выдумал эти психические способности, свойства и влечения, а позаимствовал из тогдашней психологии. Он только указал, где они якобы находятся в мозгу человека. Галль и его сторонники составили подробные топографические карты поверхности головного мозга человека с точным указанием, где и что у нас имеется, и такие же подробные карты человеческой головы, чтобы знать, где искать подходящие шишки и ямки. Выходило, что, изучив и обмерив череп (метод Галля требовал точности), можно было дать объективное и исчерпывающее описание характера, психических свойств и способностей обследуемого субъекта и выяснить, насколько он исполнителен, честолюбив, будет ли преданным слугой и можно ли доверяться его дружбе.

Трудно понять, как в эту галиматью верил сам Галль, но, по всей вероятности, верил, хотя некоторые современники в этом сомневались и, видимо, имели на то основания. Один из видных ученых того времени заявил, что «френология – это учение, изобретенное глупцами для глупцов». Многие современники Галля приняли его учение в штыки, и не только из-за его умозрительного характера, но просто потому, что не могли представить себе, каким образом внешне однородное мозговое вещество может иметь столь узкую специализацию.

На Галля рьяно ополчилась церковь. Она не могла поддержать френологию. Приняв ее, неизбежно пришлось бы распрощаться с мифом о непознаваемости божественной души. Нам трудно сейчас представить себе, насколько острой и непримиримой была дискуссия. Родись Галль немного раньше, гореть бы ему на костре, но начинался XIX век. Инквизиции больше не существовало.

Благодаря церкви дискуссия о душе вышла за пределы «академических» кругов и втянула в свою орбиту сильных мира всего. Сам Наполеон Бонапарт вмешался в нее и потребовал от австрийского императора выслать Галля из Вены. В 1802 году главе френологической школы пришлось покинуть родной город. Позже, потеряв трон и сам оказавшись в пожизненной ссылке, Наполеон захотел оправдаться перед потомством и, перечисляя свои заслуги перед человечеством, не забыл напомнить, что именно он способствовал прекращению пропагандистской деятельности Галля.

Несмотря на гонения церкви и участие в этом глав крупнейших европейских государств, френология нашла своего потребителя в лице реакционных представителей правящего класса. Она одинаково годилась как для подтверждения их исключительности, так и для увековечения своей власти над беднейшими и «неполноценными» представителями трудящихся.

В эпоху становления капитализма в Европе френология дала толчок к использованию в криминалистике внешних признаков людей для подтверждения или отклонения врожденных преступных наклонностей. Основатель учения о врожденной преступности итальянский антрополог и криминалист Чезаре Ломброзо утверждал, что вырождение мозга, с одной стороны, приводит к психическим аномалиям, а с другой – проявляется в ряде внешних признаков, таких, как уродство в строении ушей, зубов, половых органов, неправильность черепа, выпячивание нижней челюсти, возникновение «заячьей губы», чрезмерная волосатость, и других нарушениях и диспропорциях телесных форм. Совокупность внешних уродств и психических аномалий якобы создает тип «прирожденного преступника», самой природой предназначенного совершать злодейские поступки, а потому и неисправимого. От людей такого типа Ломброзо требовал социальной защиты, которая должна была применяться задолго до совершения ими преступления, чтобы уберечь общество от нанесения ему вреда. Он считал, что внешние признаки дают основание применять к их обладателям такие меры, как высылка на необитаемые острова, пожизненное заключение или смертная казнь, а также кастрация, чтобы избежать появления новых потенциальных преступников.

Теория Ломброзо не получила признания. Ее несостоятельность давно доказана. Тем не менее в некоторых штатах США был в свое время принят закон о принудительной стерилизации людей, совершивших тяжелые преступления.

Несмотря на фантастический донаучный характер представлений Галля о функциях мозга, они сыграли и некоторую положительную роль, привив анатомам любовь к точным измерениям при изучении и описании органов и частей тела. Идеи о «мозговых центрах» выдержали гонения, обрушившиеся на их автора и, надолго пережив френологию, в измененном виде частично используются и современной наукой.

Активная пропагандистская деятельность Галля привлекла внимание к функциям мозга. Вскоре после опубликования им своих френологических домыслов стали известны исследования французского физиолога и врача М. Флуранса. Большую часть экспериментов он осуществил на голубях и курах, удаляя у них отдельные участки мозга и наблюдая за изменением поведения. Флуранс смог убедиться, что через некоторое время после операции поведение птиц восстанавливалось, независимо от того, какие районы поверхности мозга были у них повреждены. Проведя большую серию экспериментов, он пришел к выводу, что серое вещество поверхности полушарий (сам Флуранс считал его корой больших полушарий) является местом обитания души, или «управляющего духа».

Результаты экспериментов на голубях, казалось бы, полностью перечеркивали домыслы Галля. Флуранс считал, что если мозг и является сложным органом, состоящим из многих самостоятельных блоков, то кора больших полушарий действует как единое целое и вся ее масса «однородна и равноценна, как масса любой железы, например печени».

Чтобы окончательно убедиться в своей правоте, Флуранс провел на петухах еще одну серию удивительных опытов. Он перерезал у них на одном крыле два нерва: один – идущий к мышцам-разгибателям, а другой – к мышцам-сгибателям, а затем вшивал их, но намеренно перепутав концы. В результате идущий от мозга нерв-разгибатель оказался сшит с обрывком нерва-сгибателя, а нерв-сгибатель – с обрывком разгибателя. Нервы легко срастаются, и по прошествии определенного времени функция крыла восстановилась. Эти наблюдения, казалось бы, должны были свидетельствовать о том, что тот участок мозга, который дает команды мышцам-сгибателям, с таким же успехом может командовать и разгибателями.

Флуранс был серьезным ученым и каждый свой вывод подтверждал данным собственноручно проведенных экспериментов и наблюдений. Однако сделанные им выводы в дальнейшем не подтвердились. Мозг птиц во многом отличается даже от мозга низших млекопитающих, тем более от человеческого. То, что он принимал за кору больших полушарий, являлось совершенно другой мозговой структурой. Она действительно работает как единое целое, тогда как кора больших полушарий высших млекопитающих, и особенно человека, состоит из отделов, выполняющих присущие только им функции.

Спор между сторонниками Галля и Флуранса был весьма плодотворным. Он толкал на проведение все новых и новых исследований и способствовал дальнейшему развитию физиологии, изучению функций отдельных структур мозга. Ученые конца XVIII – начала XIX века подорвали веру в существование непознаваемой души и поставили на очередь вопрос об изучении деятельности мозга, который уже нельзя было рассматривать как седалище нашей психики, каким его до того считали, – он получил статус ее творца.