Текст книги "Ближе к воде. Удивительные факты о том, как вода может изменить вашу жизнь"

Истоки голубого разума

В 2011 году я наконец собрал в Сан-Франциско – городе, с трех сторон окруженном водой, – группу нейробиологов, когнитивных психологов, морских биологов, художников, экологов, врачей, экономистов, спортсменов, градостроителей, агентов по недвижимости и поваров, для того чтобы общими усилиями определить, как вода влияет на мозг, тело и психику человека. К тому времени я уже понял, что достаточно много мыслителей-новаторов в мире пытаются соединить воедино все, что нам известно о сильном влиянии воды на человека. Но до того момента почти все они действовали изолированно друг от друга. С тех пор собрания сторонников концепции Голубого разума переросли в ежегодную конференцию, на которой постоянно выдвигаются новые идеи о том, как человечество взаимодействует с голубой планетой. Базой для этого служит постоянно растущее число исследований по взаимосвязи между разумом, телом и окружающей средой.

И мозг, и океан – глубокие, сложные и тонкие сферы, пока мало изученные и едва понятные человеку. Однако сегодня они все чаще делятся своими секретами с наиболее преданными и целеустремленными из нас. Многие ученые-исследователи из самых разных областей знания, отталкиваясь от накопленных ранее данных, изучают влияние воды на человека. Выводы, сделанные благодаря их сотрудничеству, проливают свет на биологические, нейрофизиологические и социологические дары Голубого разума.

Каждый год все больше специалистов из самых разных областей знания находят взаимосвязи между высшей нервной деятельностью и водным миром. И речь идет не о таких сентиментальных идеях вроде «Сохраним дельфинов», а о знаниях функционирования префронтальной коры головного мозга и миндалевидного тела, об открытиях в эволюционной биологии, нейровизуализационных методах исследования и изучении работы нервных клеток – иными словами, обо всем том, что позволяет научно объяснить, почему люди высоко ценят любое соприкосновение с водной стихией.

Уже сегодня это новое направление в науке находит практическое применение в образовании, государственной политике, здравоохранении, планировании разбивки прибрежных полос, туризме, торговле недвижимостью и бизнесе, не говоря уже о личном счастье и самочувствии человека. У этой науки лицо человека, ведь ею занимаются обычные люди со своими мнениями, предубеждениями, прозрениями и новаторскими идеями. На конференциях, посвященных Голубому разуму, которые проводятся на побережьях Атлантического и Тихого океанов, ученые, практики и студенты делятся результатами своих исследований и экспериментов. Собираясь вместе, они дискутируют, творят, размышляют. В рамках этого мероприятия были разработаны специальные документы, где описано то, «что, по нашему мнению, нам известно» (факты), «что мы намерены исследовать» (гипотезы) и «чем мы хотим поделиться с миром» (выводы и теории). Например, на конференции, посвященной проекту «Голубой разум», 2013 года, проводившейся на острове Блок, обсуждались такие сложные темы, как дофаминергические пути[14]14
  Дофаминергические пути – совокупность взаимосвязанных нейронов центральной нервной системы, вырабатывающих нейромедиатор дофамин, который, в частности, участвует в формировании условных рефлексов. Прим. ред.


[Закрыть], микропластики и стойкие органические загрязнители, физиология слуховой коры головного мозга и окисление океана. Для тех из нас, кто очарован волнами, любые обсуждения, касающиеся воды, несут радость и ощущение праздника. По утрам мы хором распевали песни, любуясь сверкающими водами Атлантики, а по вечерам пили вино – темную и не менее сверкающую жидкость – и слушали стихи знаменитой род-айлендской поэтессы Лизы Старр.

 
«Послушай, дорогой», – он шепчет.
Лишь кажется тебе,
что ты забыл невозможное.
 
 
Пойди к тому болоту за Свежим прудом
и посмотри, как красный превращается
в пурпурный; пойди и посмотри, как он опять
готовится к сегодняшнему дню.
 

Наука и поэзия здесь неразделимы. Подобно океанам и морям, рекам и прудам, плавательным бассейнам и горячим минеральным источникам, вряд ли когда-нибудь будет слишком много поэзии в нашей жизни. Но мы могли бы привнести в жизнь и не немного, а много больше – а в иных случаях, наоборот, и значительно меньше. Сегодня многие люди ведут очень напряженную жизнь, сгибаясь под тяжестью работы, личных конфликтов, повсеместного вторжения технологий и СМИ в нашу жизнь. Пытаясь сделать все сразу, мы по любому поводу подвергаем себя стрессу. Мы проверяем голосовую почту в полночь, электронную – на рассвете, а все остальное время прыгаем с сайта на сайт, с рекламного ролика на рекламный ролик. Постоянно измученные, мы принимаем неправильные решения на работе, дома, на игровом поле и за рулем, становясь при этом слабыми и безвольными, потому что решили, что у нас нет времени на заботу о себе. А любая свободная минута немедленно оказывается занятой все той же электронной почтой, подготовкой отчетов, участием в собраниях и заседаниях, обновлением систем, позволяющих всегда оставаться в курсе дел и вовремя исправлять ошибки.

Мы пытаемся избавиться от одной привычки только для того, чтобы приобрести другую. Говорим не то, что надо, людям, которых любим. И любим не то, что стоило бы, потому что довольствоваться тем, что у нас под носом, гораздо проще, а иногда, кажется, и более целесообразно. Мы извиняемся за свои оправдания, но никак не можем остановить эту лавину. И все это сопряжено с немалыми затратами, ведь, как известно, «во всем мире к инвалидности в значительной степени приводит стресс и вызываемые им заболевания» [9].

Впрочем, это необязательно должно быть так. Серферы, ученые-исследователи, ветераны войн, рыбаки, поэты, художники и дети, чьи многочисленные рассказы включены в эту книгу, знают, что, соприкасаясь тем или иным образом с водой, человек чувствует себя счастливее. И они с нетерпением ждут, что и вы тоже «включите» наконец свой Голубой разум.

Итак, пора нырять.

Глава 2
Вода и мозг: нейробиология и голубой разум

Мозг и океан – чрезвычайно тонкие и сложные для исследования миры. Мы изо всех сил ищем способы, которые позволят нам лучше понять их. Нас невероятно притягивают их тайны – и природные ритмы, присущие обоим, – и мы очень стараемся найти язык для их описания.

– Дэвид Пеппл, профессор психологии и нейробиологии Нью-Йоркского университета

Серфер Жоао де Маседо лежит на своей доске примерно в 90 метрах от пляжа. Он ждет, расслабленный, но бдительный. Жоао внимательно следит за водой в ожидании следующей волны, и, как только замечает на глади легкую зыбь, свидетельствующую о возможном ее приближении, все его тело и мозг захлестывает другая волна – волна нейрохимических веществ. Вода вздымается перед ним горбом, и благодаря усвоенному опыту катания на тысячах волн он инстинктивно встает на доску. И только после этого начинает искать идеальную точку входа. Он входит в «карман», и дофамин бурно выбрасывается в клетки мозга. Оказавшись в водяном туннеле потрясающего сине-зеленого света, в окружении запахов и звуков волны, Жоао чувствует, как воздух свистит в ушах, пока он балансирует своим телом, чтобы как можно дольше удержаться на доске. Позитивные нейромедиаторы – адреналин, дофамин, эндорфины – волнами разливаются внутри его мозга и тела. Жоао выскакивает из «кармана», слыша, как гребень волны за его спиной с грохотом разбивается о гладь океана. Он улыбается, возможно, даже смеется. Затем разворачивает доску, ложится на нее и, шлепая ладонями по воде, ждет следующей волны – и следующего выброса дофамина.

Улыбка Жоао без слов выдает только что пережитые им восторг и удовольствие. С такими же эмоциями на лицах в стихах, прозе и с помощью других выразительных средств люди рассказывают друг другу о том, как вода влияет на их ум и тело.

Только в последние два десятилетия ученые получили возможность исследовать, что происходит в человеческом мозге, когда мы сталкиваемся с разными сторонами окружающего мира и самих себя [1]. Сегодня нейробиологи проводят много удивительных исследований, которые бесконечно подробно позволяют отслеживать, что происходит с нашим мозгом, когда мы едим, пьем, спим, работаем, пишем, целуемся, занимаемся спортом, созидаем, решаем проблемы, играем… И это правильно, ведь если все люди на земле занимаются этим, кто-то должен изучить мозговые процессы и выяснить, какие именно механизмы активируются в мозге, какие нейромедиаторы выделяются при выполнении определенных видов деятельности.

Некоторые считают наше время «золотым веком нейробиологии». Однако, несмотря на все проводимые исследования, о которых так любят писать и говорить наши СМИ (подкрепляя свои слова разноцветными томограммами мозга для большей убедительности) [2], любой ученый, который не зря тратит деньги, выделяемые на проведение экспериментов, скажет, что человечество сегодня стоит лишь у порога понимания того, что происходит в человеческом мозге. В 2011 году выдающийся нейрофизиолог Вилейанур Рамачандран заявил, что наши нынешние знания о мозге «равнозначны тому, что мы знали о химии в XIX веке – короче говоря, нам известно немногое» [3]. И надо признать, пока эта ситуация существенно не изменилась.

Впрочем, и это «немногое» – гораздо больше, чем то, что люди знали о своем мозге на протяжении двух тысяч лет. Конечно, многие выводы и исследования, сделанные и проведенные сегодня, и через десять, двадцать, а то и пятьдесят лет будут считаться не полностью доказанными и неточными. Такова уж наука о мозге: внимательно наблюдая за окружающим миром, ученый высказывает гипотезу, проводит эксперименты, чтобы доказать или опровергнуть ее, используя доступные на данный момент технологии, – и на основании полученных результатов приходит к определенным выводам. Особенно интересно на этом заключительном этапе то, что во время него исследователь пытается выявить, какие физиологические, химические и структурные процессы лежат в основе в высшей степени субъективного опыта человечества, связанного с окружающим миром. Что происходит в вашем мозге, когда вы видите лицо любимого человека или любуетесь морским пейзажем, стоя на палубе корабля? Какие нейронные цепи активируются, когда художник достигает пика вдохновения, а наркоман делает инъекцию? Действительно ли среда формирует наш мозг, а мозг ежесекундно фильтрует, конфигурирует и интерпретирует воспринимаемые сенсорные сигналы? И нельзя ли применить понимание принципов работы мозга для того, чтобы помочь людям стать более счастливыми, творческими, любящими и менее подверженными стрессу существами?

Как я говорил ранее, нейробиология изучает невероятно большое количество моделей человеческого поведения и эмоций практически в любых условиях и обстоятельствах, но взаимодействие с водой по какой-то причине до сих пор не удостаивалось ее внимания. (Попробуйте-ка просмотреть в ближайшем книжном магазине или библиотеке предлагаемые научно-популярные книги по нейробиологии, психологии или саморазвитию. Как вы думаете, во многих ли из них рассказывается о воде?) Итак, эту главу мы начнем с обсуждения некоторых важных особенностей головного мозга человека. Но прежде предлагаю поговорить об основополагающих принципах изучения мозга.

Как мы изучаем мозг

Все наши действия и мысли, когда-либо возникавшие в голове, есть результат работы человеческого мозга. Но как именно он работает, остается одной из самых больших неразгаданных тайн; и создается впечатление, что чем глубже мы проникаем в секреты мозга, тем больше сюрпризов получаем.

– Нил де Грасс Тайсон, астрофизик

Людей всегда интересовало, что происходит в их головах. В конце XIX – начале XX века некоторые психологи, в частности Зигмунд Фрейд и Уильям Джеймс, описывали, что думает и чувствует человек, основываясь на субъективных переживаниях пациентов, а также клинических наблюдениях за поведением людей. (Самоотчеты[15]15
  Самоотчет – психологический метод исследования, направленный на анализ собственной деятельности и ее результатов. Прим. ред.


[Закрыть] и сегодня играют важнейшую роль в изучении работы человеческого мозга.) Врачебная практика тоже всегда была богатым источником информации. До начала XX века почти все известные людям факты о деятельности мозга выявлялись благодаря изучению процессов, происходящих в нем вследствие болезни или травмы. Но одно дело – предполагать, как функционирует мозг в нормальном состоянии, наблюдая за больным человеком, и совсем другое – понимать, как работает мозг здорового человека во время обычных занятий, когда он думает, спит, переживает, творит или вообще любым образом взаимодействует с внешним миром.

Благодаря разработке неинвазивных методов исследования[16]16
  Неинвазивные методы исследования – методы, во время которых на кожу не оказывается никакого воздействия с помощью любых хирургических инструментов. Прим. ред.


[Закрыть] и новой сложнейшей аппаратуры современные ученые получили возможность изучать работу человеческого мозга здорового человека. Самым первым из таких устройств был электроэнцефалограф, или аппарат ЭЭГ. Его действие основывается на том, что ткань живого организма обладает определенными электрическими свойствами, которые можно измерить. Впервые аппарат ЭЭГ испытали на человеке в 1924 году, и на протяжении XX века он использовался как в качестве диагностического инструмента, так и для научных исследований.

Возбуждаясь, нейроны генерируют небольшие электрические заряды, а при одновременной активизации группы нейронов создается своего рода электрическая волна, которую можно обнаружить и записать. Данные собираются путем наложения электродов ЭЭГ (обычно они встроены в специальную шапочку, сетку или повязку) на голову испытуемого и записи пиков и спадов биоэлектрической активности его мозга. (Для удобства анализа сигнал искусственно усиливается.) ЭЭГ позволяет отслеживать и расположение мозговой активности, так как определяет, какая именно зона мозга участвует в «когнитивном событии». ЭЭГ определяет тип мозговых волн (альфа, бета, тета и дельта) – каждая из них соответствует своему диапазону частот и определенному уровню активности, что делает ЭЭГ чрезвычайно важным инструментом для исследований мозга в состоянии сна, – а также аномальную активность (например, при приступах эпилепсии, когда в мозге наблюдаются резкие всплески электрической активности). Новейшие аппараты ЭЭГ позволяют получать данные по шестидесяти восьми каналам неинвазивным методом каждые четыре миллисекунды и даже чаще и регистрировать изменения электрических волн буквально по миллисекундам [4].

Когнитивные нейробиологи считают, что ЭЭГ представляет собой чрезвычайно полезный инструмент для изучения таких функций мозга, как внимание, эмоциональные реакции, хранение информации и прочие [5]. И, что особенно важно для тех, кто проводит исследования за пределами лабораторий, современные аппараты ЭЭГ становятся все компактнее и портативнее. Некоторые даже напоминают головную гарнитуру, используемую любителями компьютерных игр.

Правда, показания ЭЭГ отображают электрическую активность только на поверхностно расположенных участках мозга, а многие его важнейшие функции осуществляются в более глубоких структурах. Для их изучения нужна другая аппаратура. В последние пятьдесят лет для визуализации активности в глубинных участках головного мозга и отслеживания изменения кровотока или процессов метаболизма применяются такие технологии, как МРТ (старая добрая магнитно-резонансная томография), позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) и однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ) [6]. Но если работа аппарата МРТ основывается исключительно на магнитных полях и радиоволнах, то в сканерах ПЭТ и ОФЭКТ используются инъекции радиоактивных изотопов, что серьезно ограничивает их практическое применение. Ситуацию существенно улучшило появление в 1990-х годах метода функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ).

Принцип действия аппаратов фМРТ основывается на взаимодействии магнитного поля и радиоволн. Под воздействием магнитного поля протоны в атомах водорода в крови выстраиваются параллельно магнитному полю (в обычных условиях они расположены в хаотичном порядке), по окончании воздействия электромагнитного импульса они возвращаются в исходное положение. Во время этих процессов протоны водорода испускают сигналы, которые регистрируются специальными датчиками. Вся собранная информация обрабатывается мощным компьютером, который ищет различия в поступающих сигналах и благодаря этому разграничивает разные типы крови. Дело в том, что в ходе перестраивания протоны посылают разные сигналы от оксигенированной (артериализованной) и диоксигенированной (бедной кислородом) крови – именно эти сигналы и считывают специальные датчики аппарата фМРТ. Когда испытуемый совершает какое-нибудь действие – скажем, сжимает кулак или смотрит на изображение, – в этот момент сканер измеряет соотношение разных типов крови, то есть BOLD-контрастность (blood-oxygenation-level-dependent contrast), зависящую от степени насыщения крови кислородом, в разных участках мозга. Далее встроенный в аппарат компьютер с помощью сложного алгоритма интерпретирует полученные данные и представляет контрастность в виде бесконечно малых трехмерных единиц, которые называются вокселами. Интенсивность активности в конкретной области мозга обозначается разными цветами: красный указывает на наибольшую интенсивность, фиолетовый или черный свидетельствуют о низкой или нулевой активности. Чем ярче цвет на отсканированном изображении, тем выше активность в конкретном участке мозга. Отсюда возник термин «подсвеченный», который употребляют врачи и ученые, говоря о возбужденных зонах мозга.

За последние двадцать лет фМРТ стала излюбленным методом измерения функций мозга. Ее используют когнитивные психологи, неврологи, нейроэкономисты, нейробиологи и многие другие специалисты [7]. Однако хотя фМРТ и считается одним из лучших инструментов для достижения данных целей сегодня (и одним из немногих инструментов для изучения мозговых структур, расположенных в глубине черепа), следует отметить и его недостатки и ограничения. Во-первых, работа аппарата фМРТ основывается на косвенных показателях мозговых функций. Функционирование мозга по своей природе носит электро-химический характер: нейроны испускают электрические сигналы, передавая их друг другу либо через непосредственный контакт от синапса к синапсу, либо посредством химических нейромедиаторов. Эта деятельность требует кислорода, который обеспечивается кровотоком в активных зонах мозга, и сканеры фМРТ измеряют этот кровоток, а не фактическую активность нейронов. Следовательно, хотя фМРТ и может показать нам, какие участки мозга активны, определить, что именно их активирует, с ее помощью нельзя. Во-вторых, изображения фМРТ, конечно, отличаются превосходным пространственным разрешением (методика позволяет отображать расположение зоны активности мозга с точностью до двух-трех миллиметров), но из-за того, что кровоток существенно отстает от нейронов (между активацией нейронов и ускорением кровотока к активированной зоне мозга проходит 1–2 секунды и продолжается эта реакция обычно около пяти секунд), временное разрешение сканирования фМРТ значительно дольше, чем необходимое для регистрации большинства типов восприятий или других когнитивных процессов. (А вот аппараты ЭЭГ, хоть и не могут похвастаться хорошим пространственным разрешением, зато, как я уже говорил, способны отслеживать электрические заряды каждую миллисекунду.) Стоит также упомянуть о проблемах неполной совместимости фМРТ-аппаратов и сложных алгоритмов обработки отсканированных с их помощью данных, а также о размерах вокселов (они хоть и крошечные, но все равно намного больше нейронов, которые они изображают).

Самый существенный недостаток фМРТ с точки зрения ее использования для исследований мозга сегодня состоит в том, что метод позволяет отслеживать реакции испытуемых только в лаборатории, но не в условиях протекания когнитивной деятельности, интересующей ученого. Представьте себя одним из студентов, добровольно согласившихся принять участие в исследовании с применением фМРТ [8]. Вам предлагают явиться в лабораторию, но просят оставить дома все металлические предметы, поскольку в аппарат встроены мощные магниты. Друг, который раньше проходил фМРТ-сканирование, советует вам одеться теплее, поскольку для нормальной работы оборудования температура в помещении должна быть довольно низкой.

Итак, вы приходите в лабораторию, регистрируетесь, и вас проводят в комнату, где стоит сканер – огромная туннелеобразная машина с пространством внутри, куда помещается человеческое тело. (Если вы страдаете клаустрофобией, малый размер «трубы» наверняка вызовет у вас приступ паники.) Оператор предлагает вам лечь на выдвижной пластиковый «язык» головой ко входу в туннель и сообщает, что потом его задвинут внутрь так, что ваши голова и плечи окажутся в сканере. Там же установлено зеркало, в котором вы увидите экран компьютера с необходимыми инструкциями. Вы будете их выполнять, а сканер – регистрировать показатели активности вашего мозга. Оператор дает вам затычки для ушей, объясняя, что сканер работает очень шумно, и показывает кнопку, на которую вы сможете нажать, если почувствуете сильный дискомфорт и захотите прервать процедуру. Чтобы голова лежала неподвижно, под нее и еще с двух сторон кладут подушки. «Во время сканирования старайтесь не шевелиться», – просит оператор, и ваши голова и плечи отправляются в сканер.

До сих пор все идет так же, как при МРТ-сканировании. Но теперь вы не просто лежите в трубе, а смотрите в зеркало, слышите звуки сканера и видите, как загорается экран компьютера над вами. Следуя инструкциям, в ответ на изображения, возникающие перед глазами, вы нажимаете на клавиши вспомогательной панели, которую держите в руке. (В будущем благодаря новой технологии айтрекинга[17]17
  Айтрекинг (окулография, отслеживание глаз) – метод изучения движений глаз путем регистрации изменений электрического потенциала сетчатки и глазных мышц. Прим. ред.


[Закрыть], или определению координат взгляда, пальцы, скорее всего, смогут отдыхать.) Занятие занимает вас настолько, что вы не очень-то обращаете внимание на то, в каком тесном пространстве находитесь (и это хорошо, поскольку в первый момент вы готовы были сразу нажать «тревожную» кнопку, чтобы вас поскорее вытащили из туннеля). Наконец тест заканчивается, экран компьютера гаснет. Нажатием кнопки оператор достает вас из аппарата, благодарит за потраченное время и просит запланировать очередной сеанс на следующую неделю. Вы продрогли, мочевой пузырь вот-вот лопнет, от шума сканера болит голова – но ведь все это ради науки, не так ли? И вы соглашаетесь прийти еще раз.

ФМРТ позволяет нам узнать довольно много о функционировании человеческого мозга, но совсем мало – о его взаимодействии с реальным миром. Аппарат может сканировать наш мозг во время просмотра фотографий людей – счастливых или грустных, испуганных или злых, – но не способен отслеживать его реакции во время реальных контактов на улице. Он позволяет выявить зоны активности мозга во время решения математических задач или выбора еды или напитка, но не может просканировать мозг в то время, когда вы наслаждаетесь вкусом только что сорванного хрустящего красного яблока или бокалом Шардоне перед горящим камином, не говоря уже о подводном плавании в окружении коралловых рифов. Как отмечает когнитивный нейробиолог и специалист в области изучения когнитивной деятельности посредством слуха, восприятия речи и понимания языка Дэвид Пеппл: «Начиная с 1990 года большинство изображений мозга были получены с помощью фМРТ, и цель их получения заключалась в том, чтобы составить своего рода карту мозга. Это, конечно, весьма похвально, но иметь карту еще не значит объяснить, как работает мозг. Составить ее – вот задача, которую нам еще только предстоит решить».

Сегодня ЭЭГ и фМРТ, возможно, лучшие инструменты для изучения мозга, а их совместное применение действительно позволяет оптимально использовать преимущества «обоих миров». Но, несмотря на это, ученые вроде меня – то есть те, чьи интересы лежат в областях знания, которые невозможно исследовать с помощью статичного оборудования, в стерильных лабораторных условиях, – с нетерпением ждут окончательной доработки новейших методик. Речь идет о диффузной тензорной томографии (ДТТ), позволяющей оценить диффузию молекул воды вдоль миелиновой оболочки аксонов нервных клеток головного мозга (это своего рода «кабели», соединяющие отдельные участки мозга) и таким образом получить информацию об интеграции структур белого вещества и связях между ними [9], а также об оптогенетике – методике, согласно которой светочувствительные гены внедряются в нейроны и мгновенно активируют либо «отключают» их, что позволяет исследователям определить функцию конкретной нервной клетки [10]. Кроме того, речь идет о головной гарнитуре на основе технологии под названием функциональная инфракрасная спектроскопия [11], позволяющей ученым снимать показания об электрической активности мозга в реальных условиях.

Впрочем, чтобы лучше понять, как и почему вода влияет на человеческий мозг, в нашем распоряжении уже сегодня имеется несколько источников ценной информации. Во-первых, это самоотчеты: как чувствует себя человек, находясь у воды? Как, с его точки зрения, она на него влияет? Во-вторых, мы можем использовать результаты ранее проведенных исследований, изучавших, какие эффекты оказывает взаимодействие с природой на познавательную деятельность человека, и поинтересоваться, отличается ли реакция на воду от этих общих реакций. В-третьих, мы можем воспользоваться многочисленными открытиями в области когнитивной нейрологии, нейрохимии, психологии влияния факторов окружающей среды на человека и поразмыслить над тем, применимы ли эти результаты и выводы к реакции мозга на воду.

Но мы с вами начнем с простого вопроса, который на самом деле не так уж и прост: как работает наш мозг?