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

Драконы-мыслители

В мифологии любых народов встречаются многоголовые монстры и чудовища. Трехголовый Змей Горыныч – обычный персонаж русских народных сказок. Чаще всего он фигурирует в качестве верного стража при замке Кощея Бессмертного. Китайцы просто заполонили свои сказки многоголовыми крылатыми драконами. Они здесь встречаются почти так же часто, как воробьи на улицах Москвы. А римляне даже выдумали себе двуликого бога Януса с одной головой, но с двумя лицами – одним молодым, смотрящим вперед, в будущее, а другим старым, обращенным назад, в прошлое.

Мы с детства привыкаем обходиться одной головой, хотя порою на это и ропщем. Кажется, что владеть двумя-тремя головами значительно лучше, несомненно с ними каждый чувствовал бы себя увереннее. Однако если обратиться к сказкам, многоголовые чудовища чаще всего злые и не очень умные существа. Наличие нескольких голов не делает их сообразительнее.

Змей Горыныч в интерпретации старинных сказок совершенно не выглядит мыслителем. Видимо, сказители интуитивно чувствовали, что многоголовая конструкция далека от совершенства. Недаром на нашей планете обитают создания, обладающие десятками глаз, ног, сотнями зубов, но многоголовые существа отсутствуют. Впрочем, нужно быть справедливыми, и многохвостые тоже почему-то не встречаются.

Ученые, философы, писатели часто отмечают двойственность человеческой личности. Эта проблема обсуждалась уже на заре возникновения наук и постепенно обрастала и случайными наблюдениями, и точными, тщательно проверенными фактами. Почти каждый из нас, объективно проанализировав свои чувства, намерения и поступки, невольно почувствует себя Янусом, как бы имеющим два лица, объединяющим под одной черепной крышей две различные человеческие личности.

В нашей двойственности нет ничего удивительного. Скорее может показаться странным, что мы ее не ощущаем ежеминутно, что она не часто дает себя знать в совершенно отчетливой, неприкрытой форме. Самая важная часть нашего мозга, обеспечивающая мыслительные процессы, – большие полушария, достаточно обособленные друг от друга мозговые образования. Правда, они соединены между собой мозолистым телом, состоящим из 200–350 миллионов проводов – отростков нервных клеток. Это позволяет мозговым полушариям осуществлять всеобъемлющий обмен информацией и обсуждать любые проблемы. И все-таки кажется странным, что они умеют между собой договориться и не доставляют нам неприятностей беспрерывной дискуссией.

В том, что полушария способны обмениваться информацией, нетрудно убедиться. Представьте себе, что кошка смотрит на мышь одним глазом. Оба ли полушария ее мозга при этом информированы, что под столом находится мышь? Безусловно, оба. Тут обмен информацией не нужен. Каждый глаз связан с обоими полушариями мозга и снабжает их примерно одинаковыми сведениями. Однако небольшая операция может лишить полушария мозга этой возможности.

Зрительные нервы встречаются на нижней поверхности мозга и частично перекрещиваются, образуя фигуру, напоминающую букву «x». Если рассечь вертикальным разрезом этот перекрест, у каждого глаза сохранятся связи только со своим полушарием. Теперь каждый глаз будет поставлять новости лишь в одно полушарие, расположенное на той же стороне тела. Но это ничего не изменит. Оба полушария по-прежнему будут располагать сведениями о любой зрительной информации, независимо от того, с помощью какого глаза она получена. В этом легко убедиться. Наложим повязку на левый глаз нашей кошки, а ее правому глазу покажем, где спрятан кусок колбасы. Теперь перенесем повязку на правый глаз и пустим кошку бродить по комнате. Она, конечно, сразу же отправится за колбасой. Значит, большие полушария действительно обмениваются информацией через свои системы связи.

Полушариям мозга можно помешать общаться, перерезав кроме зрительно перекреста еще и мозолистое тело. Если теперь повторить предыдущий опыт, выявится удивительная особенность. Кошка, видевшая правым глазом, куда положили колбасу, не найдет ее с помощью левого. Мало того, как только ей закроют повязкой правый глаз, она полностью теряет интерес к колбасе. Можно подумать, что она забыла о ее существовании. Но нет, не забыла. О колбасе помнит правое полушарие, а левое, которое сейчас смотрит на мир через левый глаз, просто ничего о ней не знает. После перерезки мозолистого тела полушария не имеют возможности обмениваться новостями. Не подлежит сомнению, что эта операция превращает кошачий мозг в два самостоятельных мозга.

Только что вылупившиеся из яйца цыплята не кажутся беспомощными существами. Они отлично бегают, умеют клевать корм, знают, что необходимо держаться поближе к матери, всюду следовать вслед за нею. Учиться этому им не приходится. Эти умения они получают в готовом виде. Отличное образование, полученное в наследство, имеет лишь один небольшой дефект – цыплята не знают, как выглядит их мать. Это им предстоит узнать самим.

У цыплят принято считать матерью первый движущийся предмет, который им доведется увидеть в жизни. Когда курица сама насиживает яйца, малыши знают только родную мать. Но если они появились на свет в инкубаторе, над ними можно сыграть злую шутку. У цыплят первые 8–12 дней жизни мозолистое тело мозга еще не функционирует. Поэтому в их маленьких головках в это время существует как бы два самостоятельных мозга. Если в первый день жизни малышам заклеить правый глаз и выпустить к ним курицу, одна половина их мозга очень быстро привыкнет считать ее матерью. На второй день жизни цыплятам можно заклеить левый глаз и оставить в обществе утки. Теперь другая часть их мозга станет считать матерью крякуху. В результате малыши, в зависимости от того, каким глазом смотрят на мир, будут считать своей матерью то курицу, то утку. Даже в крохотном мозгу цыпленка могут умещаться две цыплячьи личности.

Кошка, собака или обезьяна после разобщения полушарий головного мозга и рассечения перекрестка зрительных нервов кажутся более прилежными учениками, чем они были до проведения операции. Перенося повязку с одного глаза на другой, их можно одновременно обучить двум различным программам. Такое животное, смотрящее на мир левым глазом, можно научить открывать ту кормушку, на крышке которой нарисован кружок, радостно мяукать, когда зажигается свет, и нажимать на педаль левой лапой, когда свет начнет мигать, чтобы открыть кормушку с пищей. То же животное, смотрящее на мир правым глазом, можно научить выбирать кормушку, на крышке которой нарисован треугольник, яростно ощериваться при зажигании света и выключать правой лапой ток, чтобы избежать его удара, когда свет начнет мигать. Посмотришь на подобные метаморфозы и не верится, что их вызывает перенос повязки с одного глаза на другой. Легче допустить, что просто подменили животное.

Четвероногих невозможно научить на один и тот же раздражитель осуществлять разные реакции в зависимости от того, каким глазом они его воспринимают. Даже после многих недель тренировки такие ученики будут постоянно путать задания. Оперированной обезьяне путать нечего. Ее правое полушарие ничего не знает о том, что видит левый глаз, а левое – на что смотрит правый. Вот почему она ведет себя как две разные обезьяны. Хирург способен превратить один мозг в два достаточно полноценных и совершенно независимых друг от друга мозга. Тогда в одном кошачьем теле оказываются две разные кошки, в одной обезьяньей шкуре – две разные обезьяны.

Почти полвека назад нейрохирурги США стали разрабатывать операцию перерезки мозолистого тела у человека. Ее предполагали использовать для помощи больным, страдающим тяжелыми формами эпилепсии, не поддающейся другим способам лечения. Обычно у таких больных в мозгу существует болезненный очаг повышенной эпилептической активности. Когда возбуждение в нем возрастает до предела, оно распространяется сначала на одно полушарие, а затем через мозолистое тело переходит на противоположную сторону мозга, захватывая другое. В результате развивается тяжелейший эпилептический приступ.

Хирурги рассчитывали, что, перерезав мозолистое тело, они прервут пути распространения эпилептической активности, ограничат ее одним полушарием и тем серьезно смягчат течение болезни. Надежды врачей оправдались в гораздо большей степени, чем они ожидали. И все же к этой тяжелой и опасной операции прибегают очень редко. Психологи не могли обойти своим вниманием случаи столь радикального изменения конструкции мозга. Большинство людей, подвергшихся перерезке мозолистого тела, были подвергнуты тщательному всестороннему обследованию. Оно позволило узнать много нового об особенностях взаимодействия больших полушарий человеческого мозга.

Безусловно, прежде чем рискнуть погрузить нож в мозг человека, операцию промоделировали на разных животных – кошках, собаках, обезьянах. Больше всего ученых удивило то, что после такой существенной переделки мозга поведение животных не менялось. Наблюдая за ними, абсолютно невозможно решить, у какой из трех кошек или обезьян рассечено мозолистое тело. Пока органы чувств – глаза, уши, тактильные рецепторы кожи – сохраняют способность снабжать оба полушария примерно одинаковой информацией, животное ведет себя как вполне нормальное.

До сих пор не совсем ясно, почему разобщение полушарий не приводит ни к нарушению поведения, ни даже к заметному затруднению в его организации. Непонятно, как две кошачьи натуры, втиснутые в один общий череп, или две обезьяны, одетые в одну шкуру, мирно уживаются между собою. То же самое можно сказать и о людях, подвергшихся операции рассечения мозолистого тела. Поражает, как мало эта серьезная реконструкция мозга отражается на личности больного. Внешнее поведение таких людей, пока им не дают специальных заданий, совершенно нормальное. У них хорошая координация движений, походка не меняется. Если до операции больные умели плавать или ездить на велосипеде, они прекрасно это делают и с расщепленным мозгом. Перенесенная операция не мешает играть в теннис, волейбол, другие подвижные игры, и качество игры серьезно не снижается.

Ни характер, ни интеллект, ни темперамент тоже не претерпевают заметных изменений. Правда, в первые дни и недели после операции у части больных возникает синдром разъединения – нарушается речь, возникают затруднения в управлении левой стороной тела, левые конечности кажутся не своими. Именно в этот период, пока движения еще не вполне наладились, между руками, а следовательно между разобщенными полушариями, иногда возникают серьезные конфликты. Одного больного жена застала на кухне в то время, когда он правой рукой чиркал зажигалкой, чтобы зажечь газ, а левой закрывал кран на газовой плите, предварительно открытый правой рукой, совершенно не подозревая о ее намерениях. Нет ничего удивительного, что двойной мозг по каждому вопросу способен вынести два прямо противоположных решения и настойчиво добиваться выполнения каждого из них. Менее понятно, почему острые конфликты происходят крайне редко, главным образом вскоре после операции, а позже полушария умудряются каким-то образом находить общий язык и избегать серьезных разногласий.

В более поздний период отмечались признаки ухудшения памяти. Может быть, просто старались найти какие-нибудь отклонения в работе мозга? Во всяком случае достоверных подтверждений этому не обнаружили. Сами больные иногда жалуются на то, что им становится трудно узнавать человека в лицо. Нет, они не забывали своих знакомых, знают, что их связывает с ними, помнят их имена, но кому принадлежит какое имя, разобраться трудно. Некоторые больные жаловались, что перестали видеть сны. Так ли это, сказать трудно. Может быть, правое полушарие продолжает ими развлекаться, а левое ничего не знает и потому предъявляет свои жалобы. Электрофизиологические исследования не обнаружили нарушений течения сна.

Острый симптом разъединения проходит быстро. Пациенты с расщепленным мозгом – нормальные, работоспособные люди. Они позволили ученым еще раз проверить, какое из полушарий является у нас мыслителем, а какое художником. Для таких исследований очень важно было придумать способ посылать зрительную информацию одному из полушарий. Человеческий глаз устроен таким образом, что, когда мы смотрим прямо перед собой, все, что находится от нас слева, поступает для анализа в правое полушарие, а то, что находится справа, отправляется в левое. Это происходит потому, что правые части сетчатки обоих глаз посылают информацию правому полушарию, а левые – левому…

Во время эксперимента испытуемого усаживают против небольшого экрана, в центре которого находится точка, и предлагают внимательно двумя глазами смотреть на нее. Убедившись, что он правильно выполняет задание, с помощью специального прибора всего на 0,1–0,2 секунды проецируют на экран справа или слева от точки какое-нибудь простое изобаржение. Если эксперимент проводится безукоризненно, изображения, появляющиеся справа от точки, поступают для анализа в левое полушарие, а появляющиеся слева – в правое. Таким образом, этот метод позволяет подвергать испытанию по отдельности зрительные способности каждого полушария. Правда, он не совсем удобен, так как изображение можно демонстрировать лишь в течение очень коротких отрезков времени, чтобы испытуемый не успел переместить взор со средней линии и не создал условий для участия в зрительном анализе второй половины мозга.

Чтобы избежать этого неудобства, был сконструирован специальный приборчик. За рубежом он получил название «Z»-линзы. Прибор состоит из двух частей: обратного телескопа, уменьшающего любое изображение до размера, занимающего не больше половины сетчатки глаза, и контактной линзы, по желанию экспериментаторов посылающей изображение в наружную или во внутреннюю половину сетчатки. Контактной линза называется потому, что крепится непосредственно к глазу испытуемого. Он может сколько угодно вертеть своим глазом, при этом изображение, создаваемое телескопом, или вообще не будет падать на котактную линзу, или будет проецироваться все в ту же заданную экспериментатором половину сетчатки.

Во время эксперимента на второй глаз испытуемого надевают повязку, а контактная линза не позволяет видеть ничего, кроме изображения, проецируемого обратным телескопом. Поэтому предметы, лежащие на столе, испытуемый может только ощупывать правой или левой рукой. Это приспособление позволяет зрительные и тактильные стимулы направлять для анализа в любое из полушарий испытуемого.

Изучение людей с расщепленным мозгом подтвердило, что лингвистом у нас действительно является левое полушарие. Вот как протекают такие эксперименты. Левому полушарию испытуемого показывают расческу. Он уверенно сообщает о том, что видел. Затем правому полушарию демонстрируют очки. Человек молчит, он ничего не видел. И действительно, левое полушарие испытуемого, отвечающее на вопросы ученых, ничего не видело, а правое лишено возможности поделиться с ним необходимой информацией или ответить самостоятельно. Не следует, однако, думать, что правое полушарие не способно опознать предъявленный предмет. Если нашему молчаливому полушарию предоставить возможность сформулировать ответ в доступной и привычной форме, станет очевидно, что его познавательные способности велики. Испытуемого просят левой рукой (мы помним, что ею командует правое полушарие) найти тот предмет, который ему показывали и который он якобы не видел. Вопрос, заданный в такой форме, не вызывает затруднений, и очки будут немедленно предъявлены. Правое полушарие прекрасно понимает, что должны представлять собой на ощупь предметы, которые оно рассматривало.

Испытуемые с расщепленным мозгом подтвердили, что левое полушарие более склонно к логическому мышлению, а правое обнаруживает большие успехи в анализе пространственных отношений. Обрабатывая зрительную информацию, левое полушарие старается вникнуть в смысл увиденного, а правое больше интересует сам характер изображения, индивидуальные особенности предметов, их внешнее сходство или различия. Испытуемому показывают широко раскрытые ножницы и просят подобрать к этому изображению пару из двух рисунков. На одном из них катушки с нитками, наперсток и иголки, на другом нарисованы нож и вилка, положенные крест-накрест, так что внешне они явно напоминают раскрытые ножницы. Левое полушарие к ножницам выберет иголку с ниткам, а правое – нож и вилку.

Сопоставив решения наших двойняшек, немудрено прийти к выводу, что правое полушарие работает более примитивно, но по другим тестам оно явно превосходит своего левого собрата. Человека с расщепленным мозгом просят сначала левой, а затем правой рукой нарисовать объемно любой простой предмет, например куб. Мы хорошо знаем, как трудно правше выполнить левой рукой столь квалифицированную работу, а операция расщепления мозга не делает ее более ловкой. Испытуемый трудится с большим напряжением и все же рисунок, созданный левой рукой, выглядит весьма коряво, хотя в принципе выполняется правильно. Зато изображение, сделанное правой рукой, совершенно беспомощно. Правда, линии рисунка могут быть более четкими, но понять, что старался изобразить художник, – невозможно. Левое полушарие не способно разобраться в пространственных взаимоотношениях, и кубик в его исполнении скорее всего окажется похож на звезду, паука или детские каракули, но никак не на объемное тело.

Удивительные результаты дали эксперименты по опознаванию фотографий-химер. Их составляют из фотоснимков двух знакомых испытуемому людей, снятых в одинаковом мастшабе и строго анфас. Их разрезают по средней линии (по оси носа) и составляют химерное изобаржение из правой половины одного и левой половины другого фотоснимка, так чтобы линии лба, бровей, глаз и рта совпали. Во время эксперимента человек смотрит на точку в центре экрана, на которую накладывается средняя линия химерной фотографии, появляющейся всего на 0,2 секунды. Благодаря этому каждая половина изображеия анализируется лишь одним из мозговых полушарий.

Как воспринимается составное изображение? На вопрос, кого он видел, испытуемый называет человека, чье изображение анализировало левое полушарие. Очень интересно, что никто из участвующих в эксперименте людей не заметил, что рассматривал всего лишь половину лица, а не целую фотографию. Вторую половину дорисовало его воображение. Эффект «завершения», как назвали этот феномен психологи, – весьма характерная особенность работы мозга, во всяком случае работы человеческого мозга.

Такие же результаты дают люди с расщепленным мозгом при анализе химерных изображений знакомых предметов, что наглядно подтвердило двойственность человеческой натуры. Один и тот же испытуемый на вопрос, что он видел, называет предмет или человека, которых рассматривало его левое полушарие, а на просьбу найти такой же рисунок или фотографию выбирает то, что видело его правое полушарие. И опять удивляешься, что человека не мучает двойственность. Он ее совершенно не ощущает.

Самые различные тесты показали, что большие полушария людей с расщепленным мозгом абсолютно не информированы о деятельности друг друга, а потом о взаимопомощи, казалось бы, и речи быть не может. Особенно наглядно отсутствие взаимодействия между ними проявляется в пробах, раздельно выполняемых правой и левой руками. Пальцам одной руки испытуемого придают определенное положение, например складывают их в кулак, и просят, не глядя на них, воспроизвести это положение пальцев на другой руке. Элементарнейшее задание для здорового человека, но расщепленный мозг справиться с ним не может.

Прошло несколько десятилетий изучения расщепленного мозга, прежде чем ученые заметили, что полушария, лишенные традиционных линий связи, стараются найти обходные пути для общения и взаимодействия. Было замечено, что, поставленные в такие необычные условия, полушария все же способны помогать друг другу при выполнении трудных заданий. Наиболее простой и в то же время типичный случай такой взаимопомощи был обнаружен у совсем молоденькой испытуемой из Калифорнии. Как и другие люди с расщепленным мозгом, девушка не могла назвать предметы, которые ощупывала левой рукой, но уверенно находила их на картинке. После многих недель ежедневных исследований в лаборатории результаты выполнения ею различных заданий значительно улучшились. В том числе она стала называть некоторые предметы, информация о которых направлялась в правое полушарие и, казалось бы, не могла стать доступной для левого.

Между учеными разгорелся жаркий спор. Одни, учитывая молодость испытуемой, высказали предположение, что ее правое полушарие оказалось способным обучиться речи. Другие склонялись к мысли, что полушария нашли способ общаться, используя каналы связи правой и левой половин других частей мозга. Ни то ни другое предположение не подтвердилось. Оказалось, что, когда в левую руку испытуемой попадал такой предмет, как расческа или зубная щетка, она проводила пальцами по зубьям или ворсинкам, заставляя их производить тихий, но весьма характерный звук, который слышала двумя ушами, и следовательно для анализа он направлялся обоим полушариям мозга. Если левое полушарие узнавало его, испытуемая могла назвать предмет. Она называла и другие предметы, если при их поглаживании и постукивании можно было что-нибудь услышать. Самое интересное, что звуки возникали отнюдь не случайно. Этой работой руководило правое полушарие, отлично знавшее, из каких предметов и как можно извлечь звук, необходимый для их опознания. Левое полушарие, успешно пользовавшееся подсказкой своего собрата, даже не подозревало, что звуки специально производит левая рука, чтобы помочь речевому полушарию узнать ощупываемый предмет.

Правому полушарию другого испытуемого во время опытов показывали цифры 0 и 1. Как и полагалось, в первые дни испытуемый был в полной растерянности и говорил, что ничего не видит. Однако вскоре дело наладилось, и левое полушарие стало безукоризненно правильно называть цифры, хотя видеть их не могло. Тогда эксперимент усложнили, дополнительно введя для опознания цифры 2, 3, 5 и 8. Снова у испытуемого возникли затруднения, но после некоторой тренировки он справился и с этой задачей. Здесь способ обмена информацией предложило левое полушарие. В момент предъявления задания оно считало про себя: 0, 1, 2, 3… и каждую цифру сопровождало чуть заметным кивком головы. Правое полушарие считало эти кивки и, как только доходило до нужной цифры, прекращало движения головы. Левое полушарие было начеку. Оно точно фиксировало, на какой цифре прерывали его счет, и правильно называло число.

Правому полушарию еще одного обследуемого показывали красные и зеленые вспышки света и просили назвать цвет. Так как отвечать приходилось левому полушарию, а оно вспышек света не видело, то, естественно, постоянно ошибалось. Тогда испытуемому разрешили угадывать с двух попыток, и он перестал ошибаться, хотя наблюдатели первый ответ никак не комментировали. Когда он оказывался правильным, испытуемый уже не отступал от него. А если при первой попытке ошибался, то недовольно морщил лоб и тотчас вносил в свой ответ поправку. Механизм взаимодействия прост. Когда левое полушарие угадывало неправильно, правое с досады давало команду соответствующим мышцам наморщить лоб. Эту мимическую реакцию неодобрения немедленно улавливало левое полушарие и, догадавшись, что была сделана ошибка, вносило коррективы в свой ответ.

Меня в этих экспериментах удивляет то, что две человеческие личности, оказавшиеся запертыми в тесном помещении нашего черепа, не конфликтуют между собой, а настойчиво ищут способы для установления взаимопонимания. Если полушария лишаются внутренних связей, то развитый мозг человека, не терпящий разобщенности, быстро находит для общения внешние каналы. Соскучившись в одиночестве, двойняшки изыскивают способы установить контакт и опять начинают активно общаться.