Истории от разных полушарий мозга. Жизнь в нейронауке

Итак, загадка заключалась вот в чем: почему, когда дело доходило до осуществления целенаправленных действий, животные с расщепленным мозгом (и иногда с гораздо более сильным нарушением связей, чем у любого человека-пациента) всегда демонстрировали такое поведение, словно никакого расщепления нет? Как, к примеру, левое полушарие макака-резуса с глубоко расщепленным мозгом – связи между полушариями были разрушены вплоть до моста[57] – способно контролировать левую, ипсилатеральную, руку? Частично наша проблема заключалась в том, что мы заранее сделали предположение, в котором были убеждены. Оно заключалось в том, что сознательный контроль движений исходит из центрального командного пункта, который должен быть напрямую связан с конкретными периферическими мышцами. Из-за этого предположения то, что мы наблюдали, поначалу казалось нам бессмыслицей. Нас подвела собственная неверная идея, и когда мы отбросили все предположения, механизмы работы мозга стали выглядеть совсем иначе, чем мы их себе представляли. Идея о том, что существует некое “я” или командный пункт в мозге, оказалась иллюзией.

Я знаю, такую правду сложно принять – именно поэтому нам потребовалось так много времени, чтобы понять: в мозге нет никакого начальника. Никакого гомункулуса, раздающего указания. Десятки исследований наконец выявили истину: животные занимались самоподсказыванием[58]. Командного пункта не было. Одно полушарие использовало подсказки, данные другим, чтобы выработать единый и эффективный поведенческий ответ. Внезапно вся выстроенная нами картина того, как мозг координирует работу своих частей, пришла в движение, по масштабам сходное со сменой парадигмы.

Чтобы прояснить механизмы этой стратегии, мы сняли высокоскоростной камерой, как обезьяны с расщепленным мозгом, у каждой из которых один глаз был закрыт, пытались схватить различные объекты вроде виноградин. У этих животных зрительный перекрест тоже был рассечен, а это значит, что информация, предъявленная одному глазу, попадала только в ипсилатеральное полушарие. Поэтому, если мы закрывали правый глаз (я делал это различными способами, в том числе с помощью специально спроектированной контактной линзы), видеть могло только левое полушарие. Мы снимали, насколько хорошо две руки хватали виноградины, протягиваемые животному на конце палки. Поскольку поступление зрительной информации было ограничено левым полушарием, правая рука, которую оно контролировало, быстро и ловко доставала желанные виноградины. По мере того как рука двигалась, чтобы схватить виноградину, конечность принимала верное положение в ожидании захвата лакомства (илл. 3).

Однако, когда животное, у которого зрительная информация по-прежнему поступала только в левое полушарие, пыталось использовать левую руку, срабатывала другая стратегия. На разных уровнях происходило самоподсказывание. В первую очередь обезьяна располагала тело в направлении нужного объекта. Левое, видящее полушарие контролировало общее положение и ориентацию тела. Оно могло с легкостью правильно ориентировать тело по отношению к интересующей точке пространства, где находился виноград. Как следствие, с помощью механизмов проприоцепции, дающих обратную связь о движениях и положении тела и его частей от сухожилий и суставов, правое полушарие теперь получало общее представление о положении объекта. Затем левая рука начинала двигаться в сторону объекта. Левое полушарие было способно инициировать движения левой руки, подавая движениями тела сигнал правому полушарию “двигаться”. В итоге правое полушарие давало команду левой руке начать движение в нужном направлении, которое оно теперь знало благодаря проприоцептивной обратной связи от руки. Одним словом, правое полушарие примерно понимало, где находится объект. Но вот что поразительно: левая кисть оставалась вялой и не проявляла готовности схватить объект, поскольку контролирующее ее полушарие понятия не имело, где тот расположен. Правое полушарие не могло непосредственно видеть объект, а левое не могло контролировать пальцы левой кисти. В итоге та все время находилась в положении, казалось бы, очень неудобном для взятия виноградины – до самого финала: в конечном счете кисть натыкалась на виноградину! В этот момент соматосенсорная и двигательная системы правого полушария получали подсказку и понимали, что надо делать. Левая кисть вытягивалась, принимала правильное положение и хватала виноградину. Это очень похоже на то, как мы шарим в потемках рукой в ящике, чтобы что-то оттуда достать: как только мы наткнемся на нужный предмет, мы поймем, как его взять.

Илл. 3. Схематическая реконструкция видео в режиме замедленной съемки, использованного для изучения работы расщепленного мозга у обезьян. Запись помогла нам определить, как обезьяна с расщепленным мозгом может контролировать руку и кисть, располагающиеся с той же стороны тела, что и полушарие, позволяющее животному видеть объект, который оно хочет схватить.