Текст книги "Будущее мозга. Как мы изменимся в ближайшие несколько лет"

Нейроэтика, или Ограничения будущего

Большие научные достижения позволили (и, как мы увидим дальше в этой книге, будут только продолжать расширять наши возможности) разработать более эффективные стратегии лечения заболеваний мозга и тем самым обеспечить лучшее качество жизни миллионам пациентов и их семьям. За последние десятилетия область нейробиологии, в частности, пережила серьезные преобразования благодаря новым инструментам и технологиям (таким как нейровизуализация и генетика), а также совместной работе исследователей, представляющих разные дисциплины. Этот прогресс носит поистине революционный характер.

Подобные достижения в нейробиологии оказывают влияние на все сферы медицины и науки (поскольку все, что мы делаем в жизни, не представляется возможным без участия в этом мозга) и, несомненно, порождают немало сложных вопросов, связанных с проблемами конфиденциальности, морали, самоопределения, безопасности, духовности, свободны и личности. Это относится, например, к достижениям в области нейротехнологий, направленным на диагностику и лечение нарушений головного мозга, поскольку они могут или могли бы взломать, прочитать и изменить его основные функции.

Как мы уже говорили, впервые в истории благодаря современным методам нейровизуализации мы получили возможность последовательно извлекать информацию из человеческого мозга in vivo. Вот почему эти новые знания параллельно дают в руки людям инструменты для укрепления, манипулирования или подрыва функций головного мозга, порождая тем самым крайне важные этические, правовые и социальные споры. (Существуют доказательства того, что путем изменения уровня гормона под названием окситоцин мы можем изменять наше социальное поведение и то, как мы взаимодействуем с окружающим миром.)

Фактически, было высказано опасение, что некоторые из этих научных достижений могут быть применены в военных целях. Управление перспективных исследовательских проектов (DARPA) Министерства обороны США, отвечающее за разработку новых технологий для военного использования, вложило значительные средства в программы по развитию именно нейротехнологий. Пентагон выделяет на эти цели миллиарды долларов. Что, если кто-нибудь когда-нибудь попытается вложить в голову солдат желания или намерения определенного рода? Или повысить уровень их агрессии? Как использование препаратов и лекарств, стимулирующих когнитивные функции или моделирующих наши эмоции, способно повлиять на наш человеческий опыт?

Невролог Майкл Теннисон и философ, специализирующийся на биотехнологии и медицинской этике, Джонатан Морено предупреждают о двойных стандартах использования достижений и знаний в области нейробиологии, которые столь же важны для жизни людей, сколь интересны и привлекательны для военного назначения. К примеру, один из проектов касается разработки портативных биноклей, которые могут анализировать мозговые волны солдат и преобразовывать неврологические реакции на опасность (до того, как они будут обработаны на уровне сознания) в информацию, пригодную для более быстрого определения источника риска. Сталкиваясь с подобными примерами, эти исследователи считают, что научное сообщество должно проявлять бдительность и всегда в первую очередь оценивать этическую сторону использования подобных разработок.

Такие исследователи, как Джеймс Джиордано и Рэйчел Вурцман, используют термин «нейрооружие», чтобы определить разработки в сфере нейробиологии, направленные на изменение (как усиление, так и ослабление) функций нервной системы с целью воздействия на когнитивные, эмоциональные и/или двигательные процессы и способности, включая восприятие, суждение, мораль или терпимость к боли.

Использование нейротехнологий, способных повлиять на работу и процессы нервной системы, не является чем-то новым. К ним уже прибегали при создании нервно-паралитических газов, таких как зарин, или различных препаратов, таких как амфетамин. Хотя работа над проектами по созданию более мощных и целенаправленных токсичных веществ и наркотиков не прекращается до сих пор, в последние годы все чаще появляются технологии, ориентированные на понимание мозга и моделирование его основных функций. Знания о том, как выстраиваются нейронные цепи страха, агрессии, принятия решений, лжи и обмана, которые несет с собой нейронаука, а также возможности имплантации ложных воспоминаний или стирания травматических воспоминаний, могут также представлять огромный интерес для военной промышленности. Со своей стороны, вычислительная нейробиология может способствовать развитию искусственного интеллекта, который делает автономным и более безопасным управление беспилотными транспортными средствами. Кроме того, нейрокомпьютерный интерфейс может быть использован для повышения эффективности армии в боевых условиях или для управления бионическими солдатами. Американский писатель Филип Дик поднял подобные вопросы в своем научно-фантастическом романе «Мечтают ли андроиды об электроовцах?», по мотивам которого позднее был снят фильм «Бегущий по лезвию». В нем люди, оставшиеся на Земле, получили возможность программировать свои эмоции и тем самым избавляться от мыслей и раздумий относительно этичности своих дальнейших действий и поступков. Именно это помогает главному герою модулировать свое состояние, чтобы сражаться с андроидами-повстанцами, чей искусственный интеллект превосходит разум обычного человека.

Стоит отметить, что различные науки постоянно сталкиваются с собственными вызовами в том, что касается проведения исследований в той или иной отрасли развития, а также анализа воздействия подобных исследований на общество и его последствий (этому посвящаются отдельные научные разделы, к примеру, биоэтика). Однако масштабы и влияние новых достижений в нейробиологии оценивались до сих пор в гораздо меньшей степени.

Можно считать, что некоторые проблемы данной научной области также относятся к биоэтике и могут быть решены, исходя из нее. И все же последние передовые достижения и открытия породили потребность в возникновении совершенно нового явления – нейроэтики. Хотя часть ученых полагают, что речь по-прежнему идет о биоэтике мозга, нейроэтика включает в себя ту область философии, которая оценивает преимущества и опасности, сопряженные с исследованием человеческого мозга. И, исходя из этого, задает этические нормы для технологических достижений.

В соответствии с этой идеей в 2002 году более 150 нейробилогов, биоэтиков, психиатров, психологов, философов, экспертов в области права и государственной политики собрались вместе, чтобы обсудить проблемы этики в области нейробиологии. Прошедшая в Сан-Франциско конференция под названием «Нейроэтика: дорожная карта» стала отправной точкой для развития нейроэтики как области знаний. Затем, по мере роста интереса к данной сфере, было создано Международное общество нейроэтики, появились новые научные журналы, такие как Neuroethics и AJOB Neuroscience, посвященные данной тематике, в самых престижных медицинских журналах стали публиковаться специальные статьи, и на свет появилась книга «Этический мозг» известнейшего профессора Майкла Газзаниги.

В 2013 году было запущено два амбициозных проекта, объединивших в себе немало ресурсов: Human Brain Project (HBP) и BRAIN Initiative в Европе и США соответственно. Основная цель проекта НВР заключается в создании передовой научно-исследовательской инфраструктуры, которая вбирала бы в себя все, что связано с изучением мозга, когнитивными нейронауками, нейроинформатикой и нейророботизацией. Иными словами, все научные достижения, которые позволили бы технологически воспроизвести характеристики нашего мозга. Проект BRAIN Initiative, в свою очередь, направлен на разработку и применение инновационных технологий для воссоздания динамической картины того, как функционирует наш мозг. Хотя эти проекты различаются по своему научному подходу и структуре, они оба дополняют друг друга в своем стремлении расширить и революционизировать наши знания о мозге. И, принимая во внимание то влияние, которое их открытия могут оказать на жизнь людей, тот и другой проекты ставят нейроэтику во главе всех своих исследований.

В том, что касается проекта BRAIN Initiative, этические проблемы проводимых исследований по просьбе бывшего президента Барака Обамы были взяты под особый контроль со стороны Президентской комиссии по изучению вопросов биоэтики. По результатам ее работы было опубликовано два доклада, рекомендовавших сделать нейроэтику неотъемлемой частью любой деятельности в сфере нейробиологии. Это привело к тому, что в рамках рабочих групп, задействованных в проекте BRAIN Initiative, были созданы комитеты по нейроэтике, чья задача заключалась в разработке рекомендаций по решению возникающих этических вопросов и проблем. Таким образом, проект в целом получил возможность разрабатывать протоколы и анализировать этические последствия финансируемых исследований.

С этой точки зрения проект НВР был на шаг впереди, поскольку к вопросам этики он обратился еще на этапе своего создания. Специальный проект под названием SP12 Ethics and Society стал неотъемлемой частью исследовательской базы и включил в себя не только философские и нейроэтические аспекты, но и анализ потенциального влияния результатов исследований на сферу промышленности, экономики и социальной жизни. Кроме того, в задачи данной группы ученых входило изучение общественной реакции на подобные исследования, а также распространение информации посредством проведения конференций и семинаров. Что касается темы «нейрооружия», с самого начала было определено, что проект НВР занимает четкую позицию в отношении запрещения применения своих исследовательских программ и разработок в военных целях, а также отказывается от их финансирования со стороны военных ведомств и организаций.

Сегодня мы стоим на пороге открытий, которые дарят возможность революционного развития нейротехнологий, способных помочь нам преодолеть ограничения собственного организма. Безусловно, это вызывает немало проблем юридического и этического характера. И мы хотим еще раз подчеркнуть, что использование любых научных исследований и достижений в этой сфере должно идти исключительно во благо жизни людей и всего сообщества в целом.

Кроме того, важно открыто признать тот интерес, который проявляется сегодня во всем мире к многообещающим результатам исследований мозга. Современное общество неизбежно станет свидетелем и участником происходящих событий. И именно по этой причине крайне важно привлечь его внимание к этическим нормам достижений в сфере нейробиологии. Понимание нейроэтики и решение связанных с ней проблем не должны становиться прерогативой научных экспертов. Это процесс, в который должно быть вовлечено все общество.

Безусловно, ключевая роль здесь отводится распространению научной информации. Все те, кто имеет возможность обнародовать данные исследований, должны не только предвосхищать сопряженные с ними ожидания и страхи, но и не оставлять места для ложных надежд и недопонимания, которые может повлечь за собой слишком упрощенный взгляд на научные факты.

Развитие нейробиологии обещает нам более глубокое понимание принципов работы мозга и бесконечные возможности для применения подобных знаний. И этот исследовательский бум требует постоянных размышлений и взвешенной оценки его последствий, если мы хотим, чтобы он и дальше был направлен на уважение, защиту и развитие того, что будет идти во благо человечеству.

* * *

Здесь были запахи и цветы, мертвые листья и каштаны, благодаря которым можно было различить времена года, и в каждом из нас жили бесчисленные ассоциации и сила, способная наводнить ими мозг за одну секунду. Были долгие летние вечера с белыми бабочками, порхающими на улице, и залитые светом зимние вечера, во время которых можно наколоть дров.

Вирджиния Вулф, «Моменты бытия»

Мир ощущений

Каждую минуту мы получаем уведомления о присланных сообщениях, видеороликах, которыми делятся друзья. Нас буквально ослепляет яркий свет электронных рекламных плакатов, обволакивает облако смешавшихся запахов выхлопных труб и духов проходящих мимо людей. Мы слышим музыку из громкоговорителей в торговых центрах, рингтоны собственных чужих мобильных телефонов, до нас доносятся гудки, звуки автомобильных тормозов или пролетающих над головой самолетов. Бесконечные внешние стимулы атакуют нас, и их неизбежно улавливают наши органы чувств. Именно так мы познаем окружающий мир. Для начала обратим внимание на некоторые отличительные черты, возможности и ограничения наших чувств.

Хотя за распознавание окружающей среды отвечают в первую очередь пять органов чувств человека, в этот процесс могут быть также вовлечены другие когнитивные функции, такие как, например, память. Наглядным доказательством тому является обоняние, которое зачастую рассматривается как «скрытое чувство», поскольку в отличие от зрения, осязания и вкуса оно работает без участия сознания. Обоняние обладает настолько мощной силой, что одно только ощущение того или иного аромата способно за секунды перенести наше сознание в прошлое: напомнить нам о лесе, где мы когда-то гуляли, о разговоре с другом или о доме наших бабушек и дедушек, затерявшемся среди воспоминаний детства. Это объясняется тем, как запахи и ароматы обрабатываются мозгом. Когда мы ощущаем запах, молекулы, попадающие на обонятельные рецепторы, посылают сигналы нейронам обонятельной луковицы, располагающейся в нижней части мозга, сразу за переносицей. Оттуда сигналы передаются дальше, попадая в зоны обонятельной коры. Обонятельная луковица тем самым получает прямую связь с двумя другими областями мозга, отвечающими за эмоции и память: миндалевидным телом и гиппокампом. Эта анатомическая особенность может объяснить, почему некоторые запахи вызывают у нас яркие воспоминания и эмоции. Более того, целый ряд научных исследований пришел к предположениям о существовании своего рода языка ароматов, то есть формы общения, выстраиваемой посредством обоняния, которая, помимо выполнения других функций, способна помочь нам в понимании механизма возникновения эмоций и социального взаимодействия.

Исследования с использованием нейровизуализации показывают, что при попытке человека отличить запахи собственного тела от запаха близких или незнакомых ему людей, даже если эта попытка оказывается неудачной, мозг активизирует работу не обонятельной коры, а областей, связанных с обработкой эмоций, таких как задняя поясная кора и орбитофронтальная кора, а также угловая извилина, отвечающая за то, как человек видит самого себя. Именно обоняние во многом помогает нам идентифицировать собственную принадлежность к той или иной социальной группе или семье. Вот почему младенцы, находящиеся на грудном вскармливании, предпочитают запах кожи собственной матери. В свою очередь, матери также способны легко узнавать своего малыша по запаху.

Стоит отметить, что по сравнению с другими биологическими видами человек способен воспринимать лишь ограниченную часть окружающей среды. Наше обоняние в миллионы раз слабее обоняния собак! И если угол обзора наших глаз составляет всего 125 градусов, некоторые животные и насекомые, такие как хамелеоны и стрекозы, обладают углом обзора, достигающим 360 градусов. Мы также неспособны различать ультрафиолетовую цветовую гамму, как это делают пчелы во время поиска пыльцы. Наши органы чувств просто не развились до такой степени, чтобы получать абсолютно всю информацию, передаваемую окружающим миром, который кажется нам практически непостижимым.

Итак, мы точно знаем, что наше восприятие мира не соответствует тому, каков он есть в действительности. Как тогда мозг дополняет ту информацию, которая поступает к нему через органы чувств? Все, что попадает в него через рецепторы наших органов, преобразуется в электрохимические сигналы, которые мозг впоследствии расшифровывает и интерпретирует. Другими словами, мозг читает сигналы, извлекает шаблоны и придает смысл информации, которая к нам поступает, создавая наш собственный субъективный мир, полный связанных форм, цветов и звуков. Мозг восстанавливает данные окружающей среды в соответствии с уже имеющимся опытом. То есть он не отображает реальность как сканер, а скорее придает смысл тому, что мы воспринимаем. Это связано с тем, что мозг не может использовать только сенсорную информацию, приходящую из окружающей среды, поскольку тщательный анализ всего, что мы видим, слышим и чего касаемся, может оказаться крайне неэффективным и чрезвычайно медленным. И это прежде всего касается неоднозначных ситуаций, когда у нас нет времени, чтобы остановиться и подумать, является ли, к примеру, вытянутый предмет, на который мы натолкнулись в лесу, просто веткой или опасной змеей. Пауза, обусловленная нашими сомнениями, может поставить под угрозу нашу жизнь. Вот почему эволюция отдавала приоритет функциям, которые не зацикливались на детальном анализе внешних факторов, помогали принимать молниеносные решения и действия на основе жизненного опыта. Подобную функцию быстрого реагирования принято считать наиболее правильной. Тем не менее иногда она таковой не является.

В качестве примера сбоя в работе данной функции можно назвать так называемые «оптические иллюзии», по сути, представляющие собой искажение нашего восприятия, обусловленное поступлением в мозг неполной или пока неизвестной для него информации из внешнего мира, в ответ на которое он стремится заполнить имеющиеся у него пробелы многочисленными предположениями и догадками. Исследователи Джейсон Танген, Шон Мерфи и Мэтью Томпсон из Университета Квинсленда (Австралия) стали свидетелями любопытного явления, связанного с оптическими иллюзиями. Готовя подборку изображений для исследования, они обратили внимание на странный эффект. Исследователи заметили, что при выстраивании пары фотографий на уровне глаз и последующей смене их в быстром, но устойчивом темпе восприятие лиц искажалось, зачастую превращаясь в карикатуры на самих себя. Таким образом, черты лица, которые обычно не привлекли бы никакого внимания, при сравнении с другими лицами выглядели более подчеркнутыми и преувеличенными.

Удивительно то, что когда перелистывание снимков останавливалось и глаза сосредотачивались только на одном из лиц, то оно воспринималось совершенно нормальным и реальным образом. Эффект искажения проявлялся лишь при сравнении двух лиц одновременно, когда взгляд не мог зафиксироваться ни на одном из снимков и человек использовал исключительно периферическое зрение. Сначала исследователи решили, что подобное явление обусловлено исключительно анатомическим строением лиц, поскольку для своего исследования они использовали фотографии людей славянского происхождения. Однако, когда снимки были заменены другими фотографиями, были получены точно такие же результаты. Затем этот же эксперимент был проведен с использованием снимков знаменитых актеров, и в результате он занял второе место на VIII Ежегодном конкурсе лучших оптических иллюзий. Причина, по которой возникает подобный эффект, точно неизвестна. Танген предполагает, что это может быть результатом попытки нашего мозга провести быстрое сравнение между двумя новыми лицами, которые мы только что увидели. Тот факт, что изображения лиц появляются попарно на одном и том же уровне (на уровне глаз), заставляет наш мозг автоматически сравнивать их, выделяя при этом отдельные черты, которые в противном случае могли бы остаться без внимания. Как объясняют сами ученые, для более точного определения отличительных черт мозг сначала пытается найти некую схожесть между лицами. Подобное открытие дает ученым много новых возможностей для исследований, связанных, например, с тем, как мы воспринимаем лица окружающих людей и почему одни лица кажутся нам более привлекательными, чем другие.

Еще одним ограничением наших чувств можно назвать эффект дежавю, что в переводе с французского языка означает «уже виденное». Это странное ощущение, когда нам кажется, что мы уже были в подобной ситуации, хотя и уверены, что такое попросту невозможно. Несмотря на то что ученые потратили уже немало времени на изучение подобного феномена, они по-прежнему дают ему совершенно разные объяснения. Одно из них гласит, что подобное ощущение возникает в тот момент, когда входящий сигнал, поступающий от органов чувств, передается сразу несколькими путями, которые не сходятся внутри головного мозга в одном и том же месте и в одно и то же время. Таким образом, мозг путается и обрабатывает опыт, как если бы это были две различные ситуации, из-за чего у нас и возникает ощущение, что мы уже переживали нечто подобное.

Другая теория гласит, что эффект дежавю является неотъемлемой частью процесса запоминания, в частности, связанного с распознаванием ранее полученной информации. Согласно этому объяснению мозг активирует процесс распознавания, исходя из сопоставления уже имеющихся у него данных. Именно это происходит в тот момент, когда, к примеру, мы встречаем на улице человека, чье лицо кажется нам знакомым, но мы никак не можем понять, откуда мы его знаем.

Считается также, что это чувство уже пережитого ощущения или события является обычной реакцией организма на усталость и стресс. Как можно увидеть, клиническая картина проявления эффекта дежавю крайне разнообразна. В научном докладе, опубликованном в престижном журнале Cortex, отмечается, что группе ученых из Чехии и Великобритании, похоже, удалось установить связь между феноменом дежавю и определенными структурами головного мозга. Они обнаружили, что парагиппокампальная извилина, расположенная в височной доле и окружающая гиппокамп – структуру, участвующую среди прочего в процессе обучения и запоминания информации, – меньше по размеру у тех людей, кто испытывает дежавю, по сравнению с теми, кто не сталкивается с подобными ощущениями. Данная группа исследователей предполагает, что дежавю может быть одним из проявлений сбоя в работе головного мозга, который приводит к чрезмерной стимуляции парагиппокампальных извилин.

Подобные сбои в обработке или осмыслении воспринимаемой информации идут только на руку художникам при создании их шедевров. Но они не единственные, кто стремится получить выгоду от игры с чувствами и ощущениями. Это стало также одной из тех хитростей, к которым нередко прибегают сегодня авангардные повара. Речь идет о высокой кухне, которая взяла на вооружение искусство поиска ошибок в сенсорном восприятии человека.

Каталонский шеф-повар Ферран Адриа является одним из ярчайших представителей кулинарных инноваций и экспериментов. Его творческий подход позволил создать кухню будущего, нарушающую рамки всех существующих методов не только науки, но и искусства. В качестве примера можно взять блюдо, ставшее классическим в El Bulli – одном из лучших ресторанов мира, шеф-поваром и владельцем которого был он сам, – жидкая оливка. Блюдо представляло собой жидкость, изготовленную из отборных оливок и преобразованную при помощи сложного процесса в сферическую форму. Внешне эта сфера была похожа на оливку, хотя, по сути, представляла собой маленький съедобный воздушный шар, наполненный жидкостью. Результатом данного творения был настоящий взрыв вкусов во рту. При этом посетители ресторана не задавались вопросом, было ли то, что они видели, настоящей оливкой или просто сферой, заполненной зеленой водой. За миллисекунды их мозг делал вывод, что это была именно оливка, поскольку предыдущий опыт подсказывал им, что любая сочная сфера оливково-зеленого цвета в гастрономическом контексте является оливкой. Иными словами, как только мы входим в ресторан, мозг тут же активизирует тысячи уже имеющихся в памяти шаблонов, связанных с понятием «ресторан» и «еда». Этот феномен больше известен как «упрощение» восприятия и позволяет обрабатывать поступающую информацию с большей скоростью. Такого рода несоответствия между сознанием человека и реальным миром являются основой авангардной кухни, стремящейся создать максимально приближенную к действительности иллюзию, чтобы усилить последующее ощущение от столкновения с ней.

Подобно тому, как различные дисциплины использовали подобные знания о человеческом восприятии мира, на протяжении многих лет нейробиологи задавались вопросами о возможности привлечения технологий для расширения человеческих возможностей. Благодаря этим усилиям, как мы увидим в последующих главах, на свет появились невероятные разработки, такие как кохлеарный имплантат – устройство, преобразующее звуки в электрические сигналы, которые, воздействуя непосредственно на слуховой нерв, позволяют компенсировать потерю слуха человека.

В настоящее время ведутся разработки неинвазивных инструментов «сенсорного замещения», которые могли бы передавать информацию в мозг посредством необычных сенсорных каналов. Данный метод позволит компенсировать потерю одного чувства (например, слуха) посредством передачи слуховой информации в мозг другим сохранившимся каналом (например, через осязание).

Команда во главе с нейробиологом Дэвидом Иглменом уже разработала устройство, которое работает по данному принципу. Речь идет о сенсорном жилете, который преобразует звук в вибрационный рисунок, передаваемый в мозг через кожу. Микрофон компьютерного приложения улавливает звук (например, голос человека) и через Bluetooth воспроизводит его на жилете, носимом под обычной одеждой и снабженном рядом вибрационных преобразователей. Таким образом звук преобразуется в динамические модели вибраций, которые человек ощущает на коже. При наличии достаточного количества времени мозг учится автоматически декодировать вибрации и воспринимать информацию, и человек может чувствовать звук через прикосновение.

Подобные открытия помогают нам лучше понять, как сенсорные системы могут использоваться в качестве нетипичных, запасных каналов передачи данных. Вполне вероятно, что в будущем мы научимся точно определять огромное количество невидимых сигналов, подаваемых нашим телом, таких как кровяное давление или уровень сахара в крови, и, таким образом, автоматически контролировать собственное здоровье. Или, возможно, пилот самолета будет по-иному воспринимать информацию о полете, представленную перед ним на панели управления, которая будет компенсировать ограниченность его зрения, способного обрабатывать лишь несколько стимулов за один раз.

Современные развивающиеся технологии, наряду с нейропластичностью мозга, открывают перед нами небывалые горизонты для дальнейшего расширения сенсорных способностей и, возможно, влияния на нашу эволюцию как вида в будущем. С теоретической точки зрения для этого нет никаких препятствий и ограничений.

* * *

Отсюда я заключаю, что мы, несомненно, получаем большие преимущества от совместного действия наших чувств и органов. Но еще лучше было бы, если бы мы пользовались ими отдельно и никогда не прибегали к помощи двух, если достаточно одного. Прибавлять осязание к зрению, когда достаточно воспользоваться своими глазами, – это все равно что запрягать рядом с двумя и без того уже очень резвыми лошадьми третью упряжную лошадь, которая тянет в одну сторону, в то время как остальные тянут в другую.

Дени Дидро, «Письмо о слепых в назидание зрячим»