Мозг: биография. Извилистый путь к пониманию того, как работает наш разум, где хранится память и формируются мысли

В книге Хебба исследовались все аспекты изучения человеческого мозга, которые с тех пор доминировали в исследованиях, включая обучение, восприятие и психические заболевания. Одним из ключевых прозрений стала концепция обучения на клеточном уровне. Выступая против своего бывшего учителя, Карла Лешли, Хебб настаивал на том, что «память должна быть структурной» [16]. По его мнению, ее структура должна включать два уровня – сложный «трехмерный решетчатый ансамбль нейронов» (менее поэтично – сеть) и способ соединения этих клеток. Хебб описал свой нейрофизиологический постулат обучения так: «Когда аксон клетки А находится достаточно близко, чтобы возбудить клетку В, и неоднократно или настойчиво принимает участие в ее возбуждении, в одной или обеих клетках происходит некоторый процесс роста или метаболические изменения, так что эффективность А, как одной из клеток, возбуждающих В, увеличивается».

Хебб говорил, что синапсы могут развиваться и становиться сильнее, когда нейроны активируются вместе (это часто обобщается меткой фразой cells that fire together wire together[213]). Согласно Хеббу, тонкая структура нервной системы – сеть связей между клетками – формируется через опыт. Эта концепция была, как признал ученый, старой – фундаментальная идея восходит, по крайней мере, к ассоцианистам XVIII века, таким как Дэвид Гартли. Но Хебб переработал ее в свете современной нейроанатомии и нейрофизиологии, придав гораздо более точную форму.

Он утверждал, что из-за сложности многих клеточных ансамблей «в каждом синапсе должен быть значительный разброс во времени поступления импульсов, а в каждом отдельном волокне – постоянное изменение чувствительности». Это означало, что один и тот же ансамбль нейронов может функционировать по-разному в зависимости от обстоятельств и что паттерны активации, соответствующие разным стимулам или воспоминаниям, формируются не только в пространстве, но и во времени. Решетчатое скопление клеток, составлявшее версию энграммы Хебба, было четырехмерным.

Ученый Хебб отверг широко распространенное мнение, что поведение, которому научили, и инстинктивное поведение фундаментально различаются.

Ученый также подчеркнул, что реальные нейронные ансамбли проявляют спонтанную активность в отсутствие какого-либо стимула, из-за чего мозг должен постоянно отличать сигнал от фонового шума. Для этого, по его словам, они организованы со сложными, нелинейными и условными связями, которые позволяют нервной системе выполнять необходимые вычисления. Это был менее абстрактный взгляд на то, что делают нейроны, чем предполагали Мак-Каллок и Питтс, – и было больше похоже на инженерное дело, чем на логику.

Наконец, несмотря на то что он сосредоточился в своих исследованиях на обучении, Хебб отверг широко распространенное мнение, что наученное и инстинктивное поведение фундаментально различаются. Он утверждал: «В конечном счете цель должна состоять в том, чтобы выяснить, как одни и те же фундаментальные нейронные принципы определяют все поведение». Для некоторых исследователей это все еще является целью; другие считают это несбыточной мечтой, потому что таких принципов не существует.

* * *

Через десять лет после публикации книги Хебба драматические события пролили свет на то, как фундаментальные процессы в мозге, связанные с памятью, могут быть соотнесены с определенными структурами. Это произошло благодаря совершенно случайному и трагическому происшествию с человеком, который был известен научному сообществу просто по инициалам «Г. М.». В 2008 году он умер, личность мужчны была раскрыта, и теперь выянилась его полная история. Его звали Генри Молисон, и он был самым знаменитым пациентом в истории науки о мозге.

В 1935 году девятилетнего Генри сбил велосипед. Вскоре, возможно, в результате несчастного случая, у него начались тяжелые эпилептические припадки. К тому времени, когда он стал молодым человеком, состояние Генри настолько обострилось, что ему пришлось бросить работу на машиностроительном заводе. Лекарства не помогали, и казалось, что операция была единственным вариантом. В руках такого кропотливого человека, как Пенфилд, психохирургия могла бы иметь некоторый успех в облегчении эпилепсии после очень точного удаления ограниченного участка мозга. Но многие хирурги использовали более грубые методы, и в случаях тяжелых психических заболеваний, таких как шизофрения, часто удаляли целые доли мозга (название «лоботомия» происходит от греч. Λοβός – доля и греч. τομή – разрез).