Текст книги "Креативный мозг. Как рождаются идеи, меняющие мир"

Составление Карты Мира мозга

Мы можем рассматривать распознавание образов как нечто само собой разумеющееся, но этот процесс может нарушаться при определенных видах повреждений мозга. Эти повреждения являются следствием заболеваний, относящихся к классу так называемых «ассоциативных агнозий» – когда пациент утрачивает способность распознавать значимые объекты, понимать, что они означают, или «апраксий» – когда пациент теряет двигательный навык и не может совершать ранее привычные движения. Таким образом, эти пациенты превращаются в людей, которые ранее никогда не сталкивались с обычными предметами или ситуациями. Покажите древнему египтянину или римлянину сотовый телефон, и он, вероятно, сможет описать свойства предмета – плоский, прямоугольный, с гладкой поверхностью, того или иного цвета, – но у него не будет ни малейшего представления о том, что это такое. И не потому, что у него поврежден мозг, просто соответствующее мысленное представление, образ, еще не сформировалось у него в голове. И древний египтянин или римлянин не будет знать, как завести наручные часы, как крутить руль или кататься на велосипеде, – по тем же причинам.

Интересно отметить, что существует несколько форм ассоциативной агнозии и апраксии. Они могут быть вызваны различными заболеваниями – инсультом, деменцией или травмой мозга, – но для всех форм характерно одно и то же нейроанатомическое свойство: чтобы утратилась способность распознавать уникальные вещи как принадлежащие к определенной категории, должно быть затронуто левое полушарие². Последнее наблюдение приводит к заключению, что левое полушарие должно играть особенно важную роль в сохранении образов, представляющих классы знакомых объектов или действий. Очевидно, что существование таких образов необходимо для того, чтобы мы могли ориентироваться в своем окружении и управлять им. Если бы эти образы стирались из нашего мозга или становились нечеткими, то нам приходилось бы заново учиться значению каждого отдельного объекта, а также движениям, необходимым для манипуляции этим объектом. Жизнь была бы исключительно трудной или вообще невозможной. Но именно так происходит с некоторыми пациентами, левое полушарие которых затронуто заболеванием.

Предположим, я показываю такому пациенту ручку (оригинальный пример в эру смс-сообщений!) и прошу его описать предмет. «Это тонкая длинная вещь с заостренным концом. Она округлая и блестящая», – следует ответ, и пациент точно называет цвет ручки. До сих пор все в порядке, но, когда я прошу пациента назвать этот объект, он отвечает: «Это нож». Возможно ли, чтобы пациент забыл значения слов? Нет, когда я прошу пациента описать функцию объекта и изобразить, как его использовать, он говорит: «Чтобы резать пищу» – и делает режущие движения. Кажется, что пациент действительно видит ручку как нож, несмотря на то что визуальные признаки объекта были определены правильно.

Мы только что наблюдали зрительную предметную агнозию – одну из форм агнозии. Это расстройство относительно редко встречается в чистом виде, но оно было изучено многими нейрофизиологами и нейропсихологами. Описанный Александром Лурием пациент смотрел на изображение очков и пытался догадаться: «…кружок, еще кружок, какая-то перекладина… это может быть велосипед». Генри Хекэн и Мартин Альберт описали пациента, который воспринимал ручку и сигару как «цилиндрические объекты или какие-то палочки», а велосипед – как «шест с двумя колесами, одно впереди, другое сзади» и был не способен идентифицировать их³. Что особенно характерно для зрительной предметной агнозии, пациент может точно определить визуальные свойства объекта или рисунка и даже может нарисовать объект правильно, но он не знает, что это такое. И это не дефицит наименований, потому что тот способ, которым пациент называет объект, совпадает с тем, как он описывает или изображает его функцию. Этот пациент ведет себя как человек, который никогда раньше не сталкивался с данным объектом, несмотря на то что он, скорее всего, был знаком с ним. Словно мысленное представление о категориях вещей, которое в норме позволяет нам распознавать отдельные объекты как принадлежащие к той или иной категории (ручку как ручку, а велосипед как велосипед), стерлось из мозга пациента или, по крайней мере, сильно поблекло. На самом деле именно это и произошло. Ганс-Лукас Тойбер писал, что восприятие такого пациента «отделено от значения объекта».

Но теперь наступает момент откровения. Я прошу пациента взять объект в руки и исследовать его при помощи осязания. Пациент немедленно распознает объект как ручку. Или же я открываю и демонстрирую пишущий кончик ручки, несколько раз нажимая на кнопку: раздается характерный щелкающий звук, и пациент так же моментально распознает предмет как ручку. Теперь мы знаем, что мысленное представление о категории «ручки» не полностью стерлось. Стал неявным только его визуальный аспект, ведь сразу же, как только включаются другие чувства – проприорецепция и слух, – пациент легко распознает объект. Повреждение, которое вызывает это своеобразное расстройство, называемое зрительной предметной агнозией, обнаруживается в левом полушарии; точнее, в затылочно-височной области левого полушария.

Если мы будем двигаться по коре головного мозга чуть вверх и вперед – в пределах левого полушария, – то нам встретится область теменной доли, повреждение которой может вызвать подобное расстройство, но затрагивающее способность распознавать объекты на ощупь, через тактильные и проприорецептивные каналы. Это расстройство называется астереогнозия. Предположим, мы дали ручку в руки пациенту и попросили его закрыть глаза. Пациент может так описать предмет: «Это продолговатая тонкая вещь цилиндрической формы, с гладкой поверхностью… какая-то палочка». Но в тот момент, когда пациент откроет глаза, он узнает, что представляет собой объект, и скажет: «Ручка». Как и в предыдущем примере, пациент может правильно описать форму и поверхность ручки, но он не способен интегрировать эти сенсорные ощущения в связное восприятие, как будто он никогда не встречался с таким объектом. В этом случае дефицит связан и ограничивается только тактильными и проприорецептивными ощущениями.

Повреждение еще одной области левого полушария в височной доле вызывает подобное расстройство, но связанное со слухом. В таком состоянии, известном как ассоциативная слуховая агнозия, пациенту будет сложно идентифицировать источники различных звуков окружающей среды. Он может слышать щелкающий звук, который издает ручка, но не понимать, что это. Он может слышать звук сильного ливня на улице, но выйдет из дома без зонтика, если только не увидит дождь через окно. Или, наоборот, он может услышать звуки барабанов марширующего оркестра и выйдет на улицу с зонтиком, посчитав, что идет дождь. В тесте на определение ассоциативной слуховой агнозии пациент слушает запись различных звуков окружающей среды, а потом его просят показать на картинке объекты или живых существ, которые издают эти звуки. Такое задание будет для пациента чрезвычайно запутанным: он покажет на картинку с машиной, услышав лай собаки, или на картинку с собакой при звуке ревущего двигателя.

И еще существует апраксия, расстройство планирования и выполнения выученных до автоматизма движений. Апраксия может принимать различные формы, известные под разными названиями. При идеаторной апраксии пациент неспособен выполнять движения, соответствующие почти автоматическим моторным навыкам (например, держит ручку как зубную щетку, и наоборот). При идеомоторной апраксии пациент может выполнять автоматические движения, но не может показать эти движения, если соответствующий объект отсутствует (например, не может показать, как причесываться, без расчески, или чистить зубы, если в руках нет зубной щетки). При кинетической апраксии нарушен плавный переход между компонентами сложного выученного движения, например при завязывании шнурков.

Любое из этих странных расстройств может наблюдаться при двустороннем повреждении мозга, но, если повреждение одностороннее, оно, скорее всего, локализуется в левом полушарии⁴. Это подтверждает тот факт, что образы, позволяющие нам распознавать новые экземпляры и манипулировать ими так, как будто они нам знакомы, и избавляющие нас от кошмара изучения функций каждого объекта заново, имеют «резиденцию» в основном в левом полушарии.

Как же такие образы отображаются в левом полушарии? Представьте себя конструктором (мы не можем сказать «творцом», это вызовет слишком много невольных ассоциаций) искусственного мозга. Вы пытаетесь решить, как отобразить внешний мир. Вы можете рассмотреть два очень разных конструкторских принципа. В соответствии с первым все свойства объекта – его размер, форма, цвет, испускаемые им звуки и запахи – «завязаны в узел» в одной ограниченной области мозга. Согласно второму принципу, представление рассеяно, различные свойства объекта населяют разные части мозга. Поскольку настоящий мозг является результатом эволюции и не вдохновлен «интеллектуальным проектированием», а «мудрость эволюции» – довольно неопределенное понятие, мы не будем обсуждать сильные и слабые стороны этих альтернативных проектов.

Нейроанатомия ассоциативных агнозий позволяет понять, как физический мир отображается в здоровом мозге, и кажется, что второй принцип преобладает. Почему? Потому что ни при каком виде агнозии не стирается и не исчезает совокупность информации об объекте, но утрачивается только часть ее – та часть, которая связана с определенным чувством: со зрением, осязанием или слухом. Области, связанные с различными видами ассоциативных агнозий, рассеяны в коре левого полушария. Следовательно, можно сделать вывод, что нормальные процессы, нарушение которых ведет к агнозии, также сильно распределены в мозге (см. рис. 3.1).

Рис. 3.1. Участки коры головного мозга, связанные с ассоциативными агнозиями, апраксиями и аномиями.

(А) Агнозия зрительного объекта; (В) Чистая астереогнозия;

(С) Апраксия; (D) Ассоциативная слуховая агнозия.

(а) Аномия для названия и цвета объекта; (b) Аномия для родственных терминов; (с) Аномия для слов-действий

Большинство вещей обладает многими свойствами – зрительными, слуховыми, тактильными, – и эти свойства закодированы в разных частях левого полушария, что приводит к сильно распределенным репрезентациям представлений.

Таким образом, на основании изучения последствий повреждения мозга мы можем сказать, что левое полушарие в основном служит хранилищем нашего ранее собранного опыта восприятия мира. Левое полушарие захватывает этот опыт в обобщенном виде, в виде образов или закономерностей, посредством которых мы интерпретируем поступающую новую информацию.

Результаты повреждения мозга также позволяют получить некоторое представление о функциях правого полушария, и возникает совершенно иная картина. Повреждение правого полушария может привести к апперцептивной агнозии, при которой пациент утрачивает способность распознавать вещь или живой объект как самостоятельный в постоянно меняющемся окружении⁴. Просто подумайте об этом. Вы видите некую вещь – столовую посуду или предмет одежды – в различных ситуациях, и у вас не возникает никаких сомнений в том, что это тот же самый объект. И это несмотря на тот факт, что сенсорный входной сигнал никогда не бывает одним и тем же: вы никогда не смотрите на один и тот же предмет с одного и того же расстояния, под тем же самым углом и при одинаковом освещении. И вы не прикасаетесь к предметам всегда с одной и той же силой и не берете в руки одним и тем же способом (не говоря уже о весьма неприятном факте, что в некоторых случаях у вас могут вспотеть руки, но хочется надеяться, что это происходит не всегда). Кроме того, сенсорный входной сигнал, лицо или голос одного и того же человека никогда не будут одинаковыми по ряду причин. Каким-то образом мозг обладает способностью отсекать сенсорный «шум» и распознавать вещи сами по себе, несмотря на то что их сенсорное восприятие вашим мозгом никогда не бывает одним и тем же. Эта способность, которая называется константностью восприятия, представляется особенно тесно связанной с правым полушарием, поскольку повреждение правого полушария чаще всего нарушает ее.

Апперцептивная агнозия может принимать различные формы. Для такого социального вида, как наш, способность распознавать уникальный объект в постоянно меняющихся сенсорных условиях особенно важна, когда дело доходит до восприятия человеческих лиц: мы понимаем, что Анна – это Анна, а не Мэри, и не просто лицо женщины кавказской национальности. Когда утрачивается способность к распознаванию лиц, наступает особенно характерная форма апперцептивной агнозии, называемая прозопагнозией (примерный перевод с греческого означает «неузнавание лиц»). Это состояние обычно наступает в результате повреждения веретеновидной извилины коры головного мозга в правой затылочно-височной области. Пациенту показывают фотографии нескольких человек, сделанные в разной проекции, и он не видит, на каких фотографиях один и тот же человек, на каких – разные люди. В более тяжелых случаях нарушается способность распознавать лица людей в жизни. Представьте, что вы входите в кабинет или в класс и обнаруживаете, что вас окружают знакомые люди, но вы не можете распознать их и не понимаете, кто есть кто. Мягко говоря, неудобно! Покойный невропатолог и писатель Оливер Сакс, который сам у себя диагностировал это расстройство в легкой форме, описал его в своей знаменитой книге «Человек, который принял жену за шляпу»⁵.

Своеобразное, но родственное расстройство известно под названием синдрома Капгра (по имени описавшего его французского психиатра Джозефа Капгра), или «синдрома раздвоения»⁶. Пациент с синдромом Капгра узнает знакомое лицо, но не может воспринять его, так сказать, значение. Он посмотрит на знакомого человека и скажет: «Да, ты определенно выглядишь как мой сосед Джон, но ты на самом деле не Джон, а его двойник». Синдром Капгра часто объясняют нарушением связи между восприятием человека и аффективным впечатлением, связанным с его лицом. Такое объяснение может быть достаточно точным, но проще объяснить синдром Капгра нарушением константности восприятия. Если быть точным, то, с точки зрения наблюдателя, ни один человек никогда не выглядит одинаково, и если нарушены механизмы константности восприятия, то усиливается впечатление, что кто-то «не выглядит тем же самым». В зависимости от вашей точки зрения, вы можете подумать, что синдром Капгра является формой прозопагнозии, или дефицита распознавания лиц; или, наоборот, происходит усиление распознавания малейшей разницы между лицами. В любом случае распознавание лиц, очевидно, нарушено, и опять-таки, чтобы возникло такое расстройство, должно быть повреждено правое полушарие мозга.

Все вместе эти клинические признаки указывают на поразительное разделение труда между двумя полушариями. Левое полушарие по большей части отвечает за идентификацию предметов как членов уже знакомой многочисленной категории (или распознавание объектов). Напротив, правое полушарие в основном отвечает за идентификацию уникальных особенностей предметов (таких, как человеческие лица). Оба когнитивных навыка являются чрезвычайно важными для ориентирования в сложном и постоянно меняющемся мире, который нас окружает, и нарушение любого из них погружает этот мир в хаос, но совершенно разными способами.

Как язык находит свой дом

Если вы читаете внимательно, а вы, безусловно, читаете именно так, то вас удивит, как мало в этой главе, в отличие от других книг и статей, упоминается о «доминанте» левого полушария. Где языковые навыки? Каковы отношения между распознаванием закономерностей и распознаванием и воспроизведением речи в левом полушарии? Какая связь между этими двумя функциями? Не волнуйтесь, язык остается в фокусе внимания, и вполне возможно, что речь обязана своей принадлежностью к левому полушарию, даже самим своим существованием, распознаванию закономерностей, описанному ранее в этой главе. Но каким образом?

Некоторые свойства речи делают ее тонким и мощным когнитивным инструментом. Это инструмент коммуникации. Это инструмент для создания практически бесконечного количества выражений (подробнее об этом в Главе 4). И речь также представляет собой инструмент отображения окружающего мира. Это фундаментальное свойство речи, без которого было бы невозможно общаться и невозможно было бы генерировать содержание. Да, я согласен с Ноамом Хомским, решительно и безоговорочно, что созидательная способность и грамматическая структура могут быть единственными, самыми отличительными особенностями речи (подробнее об этом тоже в Главе 4). Но без репрезентативного содержания созидательная способность превращается в простой набор бессодержательных формализмов⁷.

Мы отображаем мир вокруг себя, равно как и свои намерения, планы и предположения, при помощи слов, которые обозначают различные объекты, действия и взаимоотношения, а также абстрактные понятия. Обычно принято делать различие между конкретными словами (стол, стул, сидеть, гулять) и абстрактными понятиями (независимость, мудрость, лгать, делать вывод). Каждое слово является не просто высказыванием, оно обозначает концепцию, и даже самые конкретные слова представляют собой абстракции высшего порядка. Мы не придумываем отдельного слова для каждого стула и каждого стола, для каждого конкретного акта действия. Простой факт, что мы используем то же самое слово «стул» для обозначения огромного количества отдельных объектов, каждый из которых является отдельным стулом, отражает высокий уровень абстракции, присущей этому простому и смиренному слову. Даже если мы используем такие слова для обозначения конкретных объектов, они на самом деле обозначают абстракции. Словарь, это собрание строительных блоков, необходимых для развития любого языка, составлялся на ранних стадиях развития речи, на заре нашего вида. Уже тогда наши отдаленные предки должны были уметь отмечать закономерности в постоянно меняющемся, поражающем своим разнообразием окружающем мире, чтобы то же самое слово могло соотноситься с некоторым количеством отдельных объектов. Без способности отмечать закономерности в окружающей среде в качестве предпосылки первый словарь не мог сформироваться как эффективный когнитивный инструмент, поскольку каждый отдельный объект должен был бы называться отдельным словом, и это породило бы хаос, а не порядок в мире, и без того ошеломлявшим наших далеких предков.

Действительно, способность к абстракции как необходимая предпосылка к самым первым словам «протоязыка» отмечалась многими специалистами по эволюционной психологии. Способность отмечать закономерности, улавливая общие свойства большого количества отдельных объектов окружающей среды, в различной степени представлена у любых существ, способных к обучению, и у человекообразных обезьян достигает высокого уровня. По мнению эволюционного психолога Ричарда Бирна, совершенствование этой способности произошло примерно 16 миллионов лет назад у общих предков человекообразных обезьян и человека, и она была «необходимым предшественником последующего развития языка в семействе гоминид»⁸. (Любопытно, что в процессе развития любого ребенка в современном мире взаимоотношения предшественника и речи часто становятся обратными; по мере овладения речью ребенок учится организовывать и распознавать закономерности в окружающем физическом мире, тем самым сокращая процесс индивидуального когнитивного развития и усваивая ранее приобретенные знания о категориях, закодированных в языке.)

Каким же образом речь попала в левое полушарие? Для начала рассмотрим такой парадокс. Речь является фундаментально новым когнитивным средством, которое отличает нас от других видов, даже от таких самых близких, как шимпанзе или бонобо. Но возникновение речи не сопровождалось появлением отдельной, совершенно новой нервной структуры; такого не было, чтобы в человеческом мозге образовалась новая доля, отсутствующая у приматов. Действительно, мозг человека отличается от мозга других приматов во многих отношениях, но основная макроархитектура очень похожа. Речь каким-то образом привязалась к уже существующей полезной площади нервной системы, которая есть и у других приматов. Но как?

Существуют многочисленные теории, предназначенные для объяснения связи между речью и левым полушарием. Одно из возможных объяснений было предложено Норманом Джешвиндом, вероятно наиболее выдающимся специалистом своего времени в области поведенческой неврологии. Джешвинд и его коллеги обнаружили, что область мозга, называемая височной площадкой, крупнее в левом полушарии, чем в правом. Вскоре после этого выяснилось, что другая область, оперкулярная часть нижней лобной извилины (также называемая покрышковой), крупнее в левом, чем в правом полушарии, и эта же закономерность прослеживалась для смежной треугольной части нижней лобной извилины⁹.

Эти области участвуют в распознавании и выработке речи, и, предполагая, что «чем больше, тем лучше», можно было бы объяснить, почему левое полушарие в большей степени участвует в «техническом обеспечении» языка. Но эти же области крупнее в левом полушарии человекообразных обезьян, которые, несмотря на высокие когнитивные способности, не обладают речью, по крайней мере речью или языком в обычном, узком понимании. Это, в свою очередь, означает, что любая возможная связь между речью и более крупными левыми височной площадкой, оперкулярной и треугольной частями нижней лобной извилины является результатом функционального «перепрофилирования» определенных свойств структуры мозга, изначальное развитие которых было ответом на совершенно иное эволюционное давление, или, возможно, даже результатом случайного процесса. Появление новых функций в процессе эволюции не является ни упорядоченным, ни целенаправленным. Часто это компот из множества отдельных адаптаций, при помощи которых многие старые структуры «поглощаются» для поддержки новых функций таким способом, который любой «конструктор интеллекта» посчитал бы довольно странным. Это, в свою очередь, означает, что многие эволюционные адаптации являются результатом многих процессов, протекающих одновременно. Можно обоснованно ожидать целенаправленную деятельность «конструктора интеллекта», нанятого Гуглом для разработки искусственного мозга, но совершенно неуместно пытаться разглядеть неравномерное движение эволюции. Вместе с другими факторами (такими, как асимметрия височной площадки и оперкулярной части нижней лобной извилины) структура коры, связанная с распознаванием закономерностей, должна играть роль в формировании отображения речи в коре. Так же как существование способности к распознаванию закономерностей, вероятнее всего, играет роль в возможности развития языка, нейроанатомия распознавания закономерностей должна играть роль в формировании нейроанатомии речи.