Куда летит время. Увлекательное исследование о природе времени

Первые сто лет исследования восприятия времени сосредоточивались преимущественно на когнитивных аспектах. Ученых интересовало, какова реакция различных индивидуумов – людей и животных – на предъявление раздражителя (яркой вспышки, разгневанных лиц или скульптур Дега) и при каких обстоятельствах реакция может измениться (употребление кокаина, падение с тридцатиметровой высоты или езда на велосипеде в резервуаре с водой). При этом все больше исследователей заботит, каким образом и в каких участках мозга осуществляются вышеупомянутые реакции. Путем введения микротаргетных препаратов можно отключить или активировать отдельные кластеры нейронов, выясняя, какую роль они играют в восприятии времени. Средства визуализации мозговых структур показывают, какие группы нейронов задействованы при выполнении задач, требующих расчета времени. Психология восприятия времени дала импульс развитию нейронауки о времени. Предпринимая дерзкие попытки забраться в наши головы, Мэтелл и другие исследователи покушаются на главную загадку человеческой природы: как трехфунтовая масса нервных клеток ухитряется генерировать воспоминания, мысли и чувства, которые мы ассоциируем с собственной личностью? Как из плоти создается программное обеспечение? Один исследователь сказал мне, что каждый из нас в некотором отношении нейробиолог, так как нам всем почти ничего не известно о том, как человеческий мозг порождает человеческое сознание.

«Мозг функционирует подобно корпорации, – сообщил Мэтелл. – Множество звеньев одной цепи выполняют определенные задачи в рамках своей компетенции; возможно, присутствует некоторая доля директивного управления. Каждая ячейка занята своим делом; в ее состав входят отдельные единицы, – ученый говорил о нейронах, – и для каждой из них находится работа. Я часто провожу аналогии между нейронами и людьми. И те и другие представляют собой сборные агрегаты по обработке информации в миниатюре. В каком-то смысле нейроны функционируют как автоматы. Главный вопрос состоит в том, как физиологические системы, такие как мозги, состоящие из нейронов, создают психологические феномены, например сознание? Нам приятно думать, будто мы наделены свободной волей, но я не думаю, что можно всерьез верить в это и оставаться нейробиологом, иначе получается, будто наше поведение определяется не мозгом, а какими-то сторонними факторами».

Человеческий мозг представляет собой сложное устройство, вмещающее сотни миллиардов нейронов. Нейрон напоминает провод под напряжением: он передает информацию в виде электрохимических импульсов от одного конца отростка к другому, причем, как правило, только в одном направлении. Некоторые нейроны довольно крупные – взять, к примеру, седалищный нерв, который проходит от основания позвоночника к большим пальцам ног и достигает 90 сантиметров в длину. Большинство нервных клеток имеют микроскопические размеры и вдобавок исключительно тонки и тесно примыкают друг к другу; в отрезке, равном по длине заключительному фрагменту этого предложения, может разместиться от десяти до пятидесяти нейронов. В структуре нейрона выделяют конец, предназначенный для приема импульсов и состоящий из ветвящихся дендритов, которые выглядят как корни дерева под микроскопом; продолговатое тело нервной клетки, или аксон, вдоль которого распространяется сигнал; и разветвленное нервное окончание, передающее нервный импульс следующему нейрону. Типовой нейрон принимает входящие данные от десятка тысяч нервных клеток восходящего направления, передавая их меньшему количеству нейронов нисходящих нервных путей. Обычно нейроны не соприкасаются друг с другом напрямую; сообщение нервных клеток осуществляется через крошечные щели, которые называются синапсами. Возбуждение нервных окончаний входящим сигналом инициирует выработку нейромедиаторов, которые пересекают синаптическую щель и прикрепляются к дендритам близлежащих нейронов подобно тому, как ключи подходят к замочным скважинам из одного набора. Прием одиночного импульса исключительной силы побуждает нейрон к генерации собственного сигнала, который также передается в нисходящем направлении. Нейрон может находиться в двух состояниях – возбужденном и невозбужденном. Потенциал действия возбужденного нейрона всегда остается неизменным; изменяется только частота передачи. Сильные раздражители, к примеру яркая световая вспышка, индуцируют более высокую скорость передачи импульсов, чем слабые раздражители, следовательно, нейроны, приведенные в возбужденное состояние сильными раздражителями, чаще выступают в роли источников возбуждения для нисходящих нейронов. Так что даже в масштабе клеток время, измеряемое количеством импульсов, принятых за единицу времени, по-прежнему играет важную роль.