Человек 2.0. Перезагрузка. Реальные истории о невероятных возможностях науки и человеческого организма

Десятилетиями среди ученых шли бурные дискуссии о способности взрослого человеческого мозга меняться. Мало кто сомневался, что на ранних стадиях развития мозг может кардинальным образом менять свою «схему подключения». Однако большинство специалистов полагали, что этот промежуток времени не так уж велик и что после краткого «критического периода» (когда люди и животные еще не достигли зрелости) связи в мозгу «затвердевают», подобно глине в печи для обжига, и затем остаются неизменными.

Однако Паскаль-Леоне принадлежал к небольшой группе ученых-бунтарей, которые полагали, что это представление — чересчур упрощенное. И хотя случай Пэт Флетчер казался довольно-таки экстремальным, нейрофизиолог уже успел немало повидать в своей практике, чтобы не отметать его с порога. Он рассуждал так: если Мейер прав, перед нами яркий и убедительный пример того, что даже взрослый мозг в состоянии менять свою «схему подключения». Этот пример решительным образом изменит научные представления.

Однажды днем в доме Пэт Флетчер (она по-прежнему жила в Баффало) раздался телефонный звонок. С тех пор она постоянно рассказывает об этом всем знакомым с огромным удовольствием. «В Гарвардском университете захотели, чтобы я к ним приехала! — восклицает она. — Не верится, правда?»

* * *

Чтобы разобраться, почему утверждения Пэт показались ученым такими необычными, полезно сначала попробовать понять те работы, которые убедили многих нейрофизиологов, что подобные вещи невозможны.

Главные свидетельства в пользу такого мнения дала серия экспериментов, которые Дэвид Хьюбел и Торстен Визель в 60-е-70-е годы проводили на зрительной коре головного мозга кошек и обезьян. Эти опыты стали настоящим прорывом в науке и чрезвычайно расширили наше понимание того, каким именно образом мозг позволяет нам воспринимать окружающий мир (в конце концов экспериментаторов наградят за них Нобелевской премией). Если вы внимательно изучали эти работы (как, несомненно, делал Паскаль-Леоне и все нейрофизиологи его поколения), вы вряд ли сумели бы с легкостью объяснить необычайные способности Пэт Флетчер.

Канадский ученый Дэвид Хьюбел познакомился со шведом Торстеном Визелем в конце 50-х в Университете Джонса Хопкинса. Два молодых исследователя были всего на десяток лет старше, чем Пэт Флетчер в момент потери зрения. Эти постдоки находились на старте своей карьеры. И у них имелись немалые амбиции.

Вместе они обосновались в тесной грязноватой комнатушке без окон, расположенной в подвале знаменитого глазного института при университете. Они решили разгадать тайну, которая так долго терзала ученых. Что, собственно, происходит в мозгу, когда мы «видим» предметы, формы и очертания? Тогда как раз настало очень благоприятное время для того, чтобы задаться таким вопросом. Специалисты по изучению головного мозга как раз начали использовать новую методику под названием «регистрация отдельных единиц», которая породила настоящую революцию в науке. Да и сам Хьюбел, упражняясь на токарном станке с различными материалами, успел придумать новый способ изготовления вольфрамовых электродов, оказавшихся настолько эффективными для записи мозговых сигналов, что многие другие ученые с готовностью переняли его методику. Именно магия «регистрации отдельных единиц» позволила ученым впервые в истории получить возможность в реальном времени отслеживать деятельность наиболее фундаментальной единицы мозга — индивидуальных нервных клеток (нейронов).

У каждого из нас около 100 млрд нейронов. Они отделены друг от друга миниатюрными структурами, которые называются синапсами. Нейроны общаются друг с другом, передавая по синапсам электрохимические сигналы. Ответвления нейрона, которые идут от ядра этой клетки к синапсу и передают эти сигналы, называются аксонами. Те отростки, которые принимают сигналы от синапса и доставляют их в тело нервной клетки, называются дендритами. Если сигналы, передаваемые аксонами одного нейрона дендритам второго нейрона, окажутся достаточно сильными, они заставят второй нейрон давать электрические импульсы. При этом второй нейрон по собственным аксонам передает собственные электрохимические послания — тем нейронам, с которыми он соединен. А это, в свою очередь, повышает вероятность того, что эти нейроны тоже будут активизироваться. Но есть и другие типы синапсов, которые выступают в роли «ингибиторов», мешая связанным с ним нейронам посылать импульсы.

Такая активизация нейронов, одновременная или последовательная, часто именуется «симфонией»: замечательно согласованная игра множества инструментов создает целое, которое гораздо значительнее, чем просто сумма частей. (Впервые я встретил эту метафору в книге Мигеля Николелиса, работающего в Университете Дьюка.) Именно эта симфония позволяет нам думать, ощущать, двигаться.