Текст книги "Парадоксы мозга"

Одноголовый Янус

Если приглядеться к скульптурному изображению бога Януса, какие его ваяли древние римляне, то становится очевидным, что хотя он и двуликий, но голова-то у него одна. Это нечто принципиально отличное от Змея Горыныча, драконов и прочих многоголовых чудовищ и чем-то напоминает обычных людей, являющихся целостными человеческими личностями, но проявляющими порой двойственность в поведении.

Опыты над животными и наблюдения за больными, перенесшими операцию разобщения мозговых полушарий, выполненные в первые десятилетия настоящего столетия, натолкнули исследователей на мысль, что у каждого из нас два самостоятельных, хотя и не разобщенных мозга, каждый из которых занят своим делом и функционирует независимо от другого. Эта идея показалась особенно привлекательной значительно позже, когда быстрыми темпами стали появляться сведения о специализации функций больших полушарий головного мозга. Поначалу казалось неоспоримым, что каждое из них действует в достаточной степени независимо, выполняя строго свои, присущие ему функции.

В настоящее время совершенно очевидно, что подобное предложение весьма далеко от действительности. У здоровых людей над каждой проблемой всегда трудятся оба полушария, совместными усилиями решая задачи. У нас не два, а один целый и неделимый мозг, правда, состоящий из многих отдельных блоков, участие которых совершенно необходимо для сбора, анализа и хранения различных видов информации и для принятия решений по всем возникающим перед нами вопросам. Мы уже познакомились со специфическими чертами деятельности каждого мозгового полушария. Теперь попробуем представить, как строится деятельность целого, нерасчлененного мозга.

Одна из главных, чисто человеческих функций мозга – речь. Она важна не только потому, что служит средством коммуникации. Человеческая речь в первую очередь является новым способом обработки информации, который дал нам огромное превосходство над животными и по существу сделал людьми.

В речевой коммуникации на паритетных началах участвуют оба мозговых полушария. Анализ речевых звуков, а также их синтез, формирование из них отдельных слов и целых предложений сосредоточены в левом полушарии. Анализируя и синтезируя речь, оно опирается на грамматические правила и на грамматическую информацию. Таким образом, в конечном счете оно является устройством для абстрактного логического мышления. В нем хранятся логические программы, используемые нашим мышлением. Однако без участия правого полушария невозможны ни анализ, ни оформление эмоционально-интонационной окраски речи, которая придает ей однозначный смысл, соответствующий данной ситуации. Интонационная окраска ограничивает излишнюю избыточность нашей речи, придавая ей конкретный смысл, и тем самым исключает неправильную интерпретацию содержащейся в ней информации.

Правое полушарие, напротив, полностью обслуживает мыслительные функции и обеспечивает возможность коммуникации на доречевом уровне. Жесты, которыми ребенок овладевает в раннем детстве, и жестовая речь глухонемых находятся в ведении правого полушария, точно так же как иероглифическая или пиктографическая письменность. В общем, любая форма общения, основанная на обозначении отдельных понятий определенными знаками, использование которых не требует выработки сколько-нибудь сложных грамматических правил, будет осуществляться правым полушарием. Эти способности у правшей не нарушаются даже при самых обширных поражениях левого полушария.

Помощь правого полушария имеет огромное значение не только для овладения речью, но и для развития математических способностей. Счетные навыки, которым мы обучаемся в раннем детстве, связаны с умением оперировать во внешнем пространстве, где находятся те предметы, пересчет которых ведет ребенок. Позже счет, как и все абстрактные операции, переходит в ведение левого полушария. Именно здесь хранится «смысл» цифр, и, если он пострадает, устный счет нарушится. Больной может считать на бумаге с карандашом в руке, но, правильно выполнив задание, назвать результат не сможет.

Нет таких форм речевой деятельности, которые не требовали бы участия правого полушария. На что уж поэзия выглядит чисто речевой, левополушарной функцией, но при обширных поражениях правого полушария она нарушается. Никто не поставляет сочинителю достойных поэтических образов, не помогает придать рифмованным строчкам музыкальное звучание.

И так в любом деле на паритетных началах участвуют оба полушария, но у каждого собственный подход к решаемой проблеме. Левое полушарие не интересует вся информация, которую оно могло бы иметь. Из потока поступающей в мозг информации оно выхватывает лишь то, что считает наиболее важным. А правое полушарие не успокоится, пока по интересующему его вопросу не будет располагать исчерпывающими сведениями, иначе оно работать не может, оказывается беспомощным.

У наших двойняшек разный принцип обработки поступающей к ним информации. Правое полушарие склонно осуществлять одновременную обработку сложного сигнала, левое, напротив, особенно интересуется последовательностью сигналов. Неудивительно, что именно оно оказалось способным не только овладеть анализом речевых звуков, но и извлекать из них смысловую информацию, рассматривая их сквозь призму грамматических правил.

Обрабатывая зрительную информацию, левое полушарие интересуется формой рассматриваемого предмета. Большой он или маленький, где находится и как расположен – не имеет для него специального значения и не мешает узнать рассматриваемый предмет. Соседнее полушарие обращает пристальное внимание на все особенности предмета, место его нахождения и особенности расположения. В общем, оно заботится о самом подробном, конкретном описании рассматриваемого изображения. Вникнуть в смысл письма – обязанность левого полушария, узнать по почерку писавшего – правого.

Особенности восприятия внешнего мира накладывают определенный отпечаток на многие функции полушарий, который на первый взгляд никак с восприятием не связаны. Например, память в правом полушарии организована по принципу «все или ничего». Если из образа, хранимого в правом полушарии, выпадают какие-то детали, то он теряет свою конкретность, разваливается. В левом полушарии хранится обобщенная абстрагированная информация. Любая абстракция, приближая нас к познанию абсолютной истины, в то же время отдаляет от конкретной действительности. Некоторое обеднение информацией лишь изменит степень абстракции, но не разрушит ее. Поэтому при расстройстве функций левого полушария возникают нарушения памяти самой различной глубины, от легких до достаточно тяжелых.

По этой же причине правое полушарие у нас является строгим поборником правды. Любая маленькая ложь полностью искажает действительность. Левое полушарие – лгунишка. И как же ему им не быть? Ведь истина не бывает абсолютной. Она всегда относительна.

В каждый образ как отдельный компонент входит и время его формирования. Без этого образ потерял бы свою конкретность. Очевидно, поэтому правое полушарие обращено в прошлое, к тем отрезкам времени, когда формировались образы, и оперирует настоящим и прошлым временами. Другое дело – понятия. Не имеет значения, когда они сформировались, и вполне естественно, что левое полушарие обращено в будущее и занято планированием помимо текущей еще и предполагаемой в последующем деятельности.

Способы хранения собранной информации в правом и левом полушариях мозга, по-видимому, тоже имеют существенные различия. Многие функции левого полушария, отдельные кладовые его памяти очень четко связаны с определенными, хорошо обособленными друг от друга районами полушария. В правом полушарии локализация выражена менее отчетливо. Здесь нет узкоспециализированных хранилищ памяти, а информация равномерно распределяется по всему объему полушария. В выполнении любой деятельности принимают участие обширные районы правого мозга. Нейроны, привлеченные к осуществлению вполне определенной работы, распределены здесь довольно диффузно и перемешаны с другими, занятыми иной деятельностью. Поэтому повреждение сравнительно небольших участков левого полушария обычно приводит к серьезной патологии, а повреждение таких же по объему районов правого чаще всего не вызывает заметных нарушений мозговых функций.

У полушарий-двойняшек различный подход к решению сложных задач. Левое, обдумывая любую проблему, использует логический аппарат мыслительной деятельности. Однако, чтобы творчески ее осмыслить, этого явно недостаточно. Необходима интуиция, а это важнейшая функция правого полушария. Левый двойняшка в каждой проблеме выделяет важнейшие, ключевые моменты и, опираясь на них, пытается решить проблему. Но, если этого оказывается недостаточно, он бессилен. Правое полушарие охватывает проблему в целом. Оно легко образует различные ассоциации и с большой скоростью перебирает варианты, что помогает ему разобраться в ситуации и высказать гипотезу, сформулировать идею, пусть даже бредовую, но обычно нестандартную, а нередко и правильную.

Правое полушарие – сфера бессознательного. Мыслительные операции осуществляются в правом полушарии скрытно, независимо от левого, и оно имеет возможность знакомиться лишь с окончательным результатом этой работы. Поэтому левое полушарие, командующее всем и вся, не в состоянии вмешиваться в эту потаенную деятельность и не может погубить на корню зачинающую зарождаться идею, показавшуюся ему неожиданной и парадоксальной. Творческая деятельность правого полушария, полностью защищенного от вмешательства скептически настроенного соседа с его словесным мышлением и логикой традиционного здравого смысла, позволяет ему создавать смелые научные гипотезы, проникать в тайны микро– и макромира.

Левое полушарие постоянно проявляет барственность. Оно привыкло, чтобы ему всё было подчинено, все были у него на побегушках. Когда левое полушарие занято какой-то проблемой, над ней трудится, по-видимому, весь мозг. Одновременно с этой творческой работой логически мыслящего полушария могут осуществляться только достаточно автоматизированные процессы: неторопливая ходьба, управление автомобилем где-нибудь на тихом загородном шоссе, насвистывание несложной мелодии, игра на музыкальных инструментах. Автоматизированный труд, создавая условия для сосредоточенности, в какой-то степени даже помогает мыслительной деятельности. Правое полушарие, напротив, помехоустойчиво. Оно способно работать в любой обстановке и действительно трудится не покладая рук и когда его левый собрат занят весьма квалифицированной работой, и когда он отдыхает, и даже во время нашего сна. Работа правого полушария ничему не мешает, не отвлекает наш мозг от других важных и неотложных дел.

Озарение, которое может к нам прийти и когда мы спим, и когда наш мозг занят совершенно другой работой, – результат творчества правого полушария. Может быть, мы зря назвали мыслителем его собрата? Нет, ошибки не произошло. Само по себе правое полушарие – не творец. Чтобы добиться чего-нибудь путного, ему необходим внешний стимул. Это обязанность левого полушария. Именно оно формулирует задачу, над которой предстоит работать правому собрату. Кроме того, беспечное, неунывающее, восторженное левое полушарие время от времени снабжает своего помощника должным запасом энергии, хорошего настроения, необоснованной, но так необходимой уверенности в конечном успехе, а когда задача будет выполнена, привлекает весь свой логический аппарат, чтобы проанализировать предположение молчаливого труженика. Но тут опять вмешивается правое полушарие. Оно, со своим мрачным, скептическим подходом, с постоянными опасениями, заставляет левое полушарие не забываться от радости, не дает ему парить в облаках, не позволяет принять впопыхах осколок бутылочного стекла за бриллиант, а заставляет самым скрупулезным образом осмыслить возникшую идею и дать окончательное заключение о ее пригодности. Таким образом, вклад правого полушария в мыслительную деятельность, в разработку научных проблем может быть ничуть не меньше, чем левого.

И все-таки в одном вопросе наши полушария не равноправны. Работа правого осуществляется автоматически, по заранее заданным программам, а левое произвольно управляет психическими процессами, принимает решения по любым вопросам, и правое подчиняется ему беспрекословно. Командующим для мозга, несомненно, является левое полушарие, и с этим нужно считаться.

Принцип единоначалия – необходимое условие работы мозга. Когда срочно требуется принять решение, дискуссии недопустимы. Малейшие разногласия сводили бы на нет совместные усилия больших полушарий мозга по выполнению важнейших психических функций. Ведь на судне – один капитан, распоряжения которого обязательны для всей команды. Автомашиной единолично управляет один водитель. Если бы их было двое, число аварий на транспорте возросло бы в десятки раз. Вот почему между большими полушариями головного мозга так четко разграничены обязанности, и, действуя одновременно, они никогда друг другу не мешают, зато на взаимопомощь не скупятся.

И совсем неудивительно, что на нашей планете нет многоголовых существ. Они просто не выдержали бы конкуренции с одноголовыми. Хотя человеческий мозг имеет два полушария, психические процессы формируются у нас иначе, чем у животных, подвергшихся перерезке мозолистого тела, и тем более не так, как у Змея Горыныча. Стиль и принципы работы человеческого мозга заимствованы у одноголового, но двуликого Януса. И в этом наше счастье. Даже для решения наших обычных повседневных дел единый мозг, один ум определенно значительно лучше, чем несколько.

Итак, специализация больших полушарий человеческого мозга – это не случайная ошибка природы, не забавный парадокс, а насущная необходимость, столбовой путь развития нашего мозга.

Вынужденный шаг
Вместо эпилога

Успехи в изучении мозга, достигнутые за последние пятьдесят лет, позволили узнать о нем значительно больше, чем удалось выяснить за весь предшествующий период развития науки. Особенно заметны успехи в изучении деятельности самой маленькой структурной единицы мозга – нейрона. Открытия, сделанные на нейрональном и молекулярном уровнях изучения мозга, позволили понять самые общие, основные механизмы его функционирования и перейти к расшифровке механизмов элементарных психических реакций у животных с наиболее просто устроенной нервной системой.

Сейчас уже не приходится сомневаться в том, что мы сумеем разобраться в тонкостях работы просто устроенного нервного ганглия моллюска, но мозг человека имеет массу своих специфических тайн и секретов. Окажутся ли они доступны нашему пониманию? Давайте сделаем последний экскурс в прошлое, чтобы на примере выдающегося представителя науки, шведского естествоиспытателя XVIII века Карла Линнея еще раз прикоснуться к логике развития науки.

Первой любовью Линнея была ботаника. Еще будучи совсем молодым человеком, он принял участие в экспедициях на острова Балтийского моря и по Лапландии, во время которых основательно изучил растительный мир этих регионов нашей планеты. К его удивлению, собрать образцы местной флоры оказалось проще, чем потом в связном и систематизированном виде рассказать о своих сборах. Сделать это не позволяла существовавшая в то время неуклюжая система классификации живых организмов. Поэтому он ограничился публикацией краткого рассказа о своих коллекциях, на пять лет отложив выпуск полного издания «Флора Лапландии».

Прежде чем приступить к подробному описанию всего собранного материала, Линней ни много ни мало засел за создание фундаментального произведения «Система природы», однозначно определившего последующий подход биологов к описанию живых объектов. В своем труде он сформулировал новый принцип классификации «трех царств природы» – минералов, растений и животных. В его системе каждый минерал, каждый растительный или животный организм заняли отведенное им место.

Классификация Линнея вобрала в себя все элементы живой и мертвой природы Земли. Ею оставался не охваченным лишь человек. Хотел Линней этого или нет, но человека тоже необходимо было куда-то «приткнуть». Но куда?

Логика научного подхода к любой проблеме такова, что не оставляет нам места для произвольного выбора. Это в полной мере относится и к систематике животных, созданной Линнеем. Она позволила каждому животному дать точное научное описание, указать вполне определенное место среди родственных видов живых существ и сформулировать его научное название. Применив к человеку сформулированные критерии, Линней получил такой результат, что не рискнул познакомить с ним научную общественность. Только двадцать лет спустя, подготавливая к выпуску уже десятое издание своей «Системы», он пошел на включение в нее человека. Линней был великим ученым и, конечно, не мог покривить душой. Человек он отвел место там, где ему и полагается быть, – среди прочих живых организмов нашей планеты, хотя и на фланге класса млекопитающих животных, но все же среди них, отнеся его к приматам, то есть поместив в один отряд с обезьянами.

Десятое издание «Системы природы» вызвало бурю в научном мире, да и не только в научном. Систематика Линнея наносила жестокий удар по одному из основных догматов христианской религии – о божественном происхождении человека, о его создании по образу и подобию божьему. Однако официально придраться к ученому было трудно. Линней нигде и не говорил, что человек произошел от обезьяны. Он и сам еще не созрел для подобного вывода. А то, что человек имеет общие черты с обезьяной, на то воля его «создателя», и не Линнею отвечать за деятельность творца.

Систематика выдержала проверку временем. Безусловно, за прошедшие 250 лет она подверглась многочисленным изменениям. Биологи всего мира уточняли, дополняли и исправляли ее. Ничего неожиданного в этом нет. Ведь Линнею было известно всего 4208 животных, а современный перечень описанных наукой видов приближается к 2 миллионам. Однако место человека осталось прежним. В наши дни справедливость отнесения человека к млекопитающим уже никем не оспаривается. Наше кровное родство с ними гарантирует не только сходство в строении тела человека и наших четвероногих братьев, но предполагает и общность основных элементов психики. Это уже давно не догадка, а твердо установленная истина. Она позволила нам исподволь, со стороны наших более примитивных «родственников», подобраться к тайнам многих основополагающих процессов высшей нервной деятельности.

Если сопоставить высшие психические функции человеческого мозга и мозга животных, даже таких высокоразвитых, как человекообразные обезьяны, несомненно будут бросаться в глаза серьезные различия. Однако, если сравнивать все стороны мозговой деятельности, разница окажется не столь велика, а во многих случаях ее даже трудно будет обнаружить. Человеческая психика – это деятельность нервных клеток нашего мозга, устроенных практически так же, как у кошки и обезьяны, а разница в уровне психического развития связана отчасти и с разницей в количестве нейронов, образующих мозг, и, главным образом, с разницей в организации их деятельности. Только одно это обстоятельство должно вселить в нас уверенность в доступность изучения функций нашего мозга.

Тема мозга неисчерпаема. Рассказать обо всех аспектах его деятельности невозможно. Мне хотелось познакомить читателя с основными вехами истории изучения мозга, упомянуть о некоторых принципах его устройства, рассказать об основной рабочей единице – нейроне, о разных способах и разных уровнях изучения мозга, о некоторых результатах этих исследований, показать, что дал сравнительный подход к исследованию высшей нервной деятельности животных для понимания механизмов человеческой психики.

Хотя подавляющее число исследований, упомянутых на страницах этой книги, выполнено на животных, главным героем настоящего повествования, несомненно, является человеческий мозг. Маленькая книжка не может дать всеобъемлющего представления об особенностях функций человеческого мозга. Ее задача значительно скромнее – опираясь на современные достижения в изучении мозга, ответить на основные вопросы философии об отношении сознания к материи и о познаваемости мира.

С позиций марксистско-ленинской философии сознание, мышление, разум есть продукты деятельности вполне материального мозга, и, как мы видели, вся многовековая история его изучения является ярким подтверждением этого положения. Хочется подчеркнуть, что сомневающихся в этом вопросе с каждым годом становится все меньше. Да и среди них трудно отыскать последовательного идеалиста. Даже самые убежденные из них, какие бы доктрины они не провозглашали, сталкиваясь с неполадками в психической деятельности, не отказываются от помощи врачей, медикаментов и лечебных процедур, в том числе и от операций на мозге, в надежде восстановить его деятельность и тем самым привести чисто материалистический подход к проблемам психики.

Рассказ о способах и подходах к изучению мозга, об успехах в этой области должен убедить читателя в том, что человек способен проникать в самые сокровенные тайны деятельности собственного мозга. Ничего, что мы знаем о нем пока маловато. Исследование мозга идет сейчас столь впечатляющими темпами, что буквально каждый день приносит новые открытия. То, чего сегодня мы не знаем, завтра будет уже известно. То, что утром вызывало недоумение, к вечеру может стать понятным. Человеческая пытливая любознательность – характернейшая черта нашей психики, и в этом залог дальнейших успехов в изучении человеческого мозга.