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

Опытный электрофизиолог Гитциг объединился с Фричем, чтобы выяснить, можно ли стимулировать открытую кору головного мозга собаки и получить специфическую реакцию. В эксперименте, который проводился на туалетном столике, принадлежащем фрау Гитциг, использовались очень тонкие электроды, разработанные Дюбуа-Реймоном. Этот опыт стал частью целой волны инвазивных физиологических исследований, которые стали возможными с 1846 года, в связи с широким внедрением анестетиков и заявлением Джозефа Листера[87] в 1867 году, что простые антисептические процедуры могут снизить риск развития послеоперационных инфекций. Фрич и Гитциг использовали очень слабые токи, которые были «едва ощутимы, когда электроды прикладывали к кончику языка», чтобы стимулировать тонкий наружный слой фронтальной части коры подопытного животного, находившегося под анестезией [47]. В ходе эксперимента они обнаружили, что на противоположной стороне тела собаки сокращались различные мышцы. Наблюдаемый эффект был сильно локализован – при стимуляции одного участка мозга двигались передние лапы, другой заставлял дергаться морду и еще один – мышцы задних лап [48].

Известно, что такие реакции, как коленный рефлекс, происходят без участия мозга.

Совершенное Фричем и Гитцигом открытие шло вразрез с научной базой, просуществовавшей больше века, и предполагало, что функциональная локализация производства поведения в мозге выходит далеко за рамки зоны порождения речи, обнаруженной Брока. Известно, что стереотипные (безусловные) реакции, такие как коленный рефлекс[88], происходят без участия мозга. Но движения, вызванные прямой электрической стимуляцией мозга, были больше похожи на нормальное поведение, чем на мелкие повторяющиеся рефлекторные движения. Учитывая, что кора головного мозга часто рассматривалась как местопребывание мысли и воли, открытие Фрича и Гитцига заключалось в том, что они определили место произвольного движения, хотя исследователи воздержались от столь громких заявлений.

Оба молодых человека осознали важность этого прорыва и быстро опубликовали статью, описывающую полученные результаты. Большая ее часть была посвящена сопоставлению их находок с предыдущими неудачами в получении ответа на стимул от коры головного мозга, восходящими к Галлеру в XVIII веке. Они также предоставили точные сведения о проведенном эксперименте – в конце концов, ученые объявили, что именно использованная техника объясняет, почему их результаты радикально отличаются от тех, что были получены ранее. Фрич и Гитциг были уверены, что показали, как «индивидуальные психические функции» рождаются «в ограниченных центрах коры головного мозга» [49].

Сенсационное открытие Фрича и Гитцига сразу побудило двадцатисемилетнего Дэвида Ферриера провести собственные эксперименты [50]. Он, как и большинство ученых, считал мозг «местонахождением памяти и восприятия». Но оставался нерешенным вопрос, располагались ли эти таинственные способности в конкретной области или же, напротив, были разбросаны по всей поверхности мозга [51]. Как выразился сам Ферриер, это оставалось невыясненным:

«Содержит ли головной мозг в целом и в каждой своей части неким таинственным образом (и к тому же необъяснимым с помощью научного эксперимента) всякого рода умственные возможности, или же, наоборот, определенные части мозга отвечают за отдельные функции».

Ферриер решил исследовать данную загадку с помощью серии довольно печальных экспериментов, в ходе которых удалял мозговые полушария у лягушек, рыб, птиц и кроликов, как делал это Флуранс четыре десятилетия назад. У каждого вида происходило одно и то же.

Если животному посчастливилось пережить операцию, оно сидело неподвижно, реагируя только на такие раздражители, как щипки: «Если животное было предоставлено самому себе, не потревоженное никакими внешними раздражителями, то оставалось неподвижным на том же самом месте и, если его не кормили искусственно, умирало от голода».

Ферриер пришел к выводу, что «абляция[89] полушарий упраздняет некоторые фундаментальные силы разума», которые, как он предположил, включали волю, или стремление к движению.

Более точные исследования поражений выявили интригующие противоречия. Млекопитающие, моторное поведение которых, по-видимому, было во многом приобретенным, с большей вероятностью страдали от паралича в результате разрушения «корковых моторных центров», чем те животные, что полагались на инстинктивное поведение. Это наводило на мысль о том, что у высших млекопитающих воля играет более важную роль, и укрепляло подозрение, что определенные области коры головного мозга участвуют в произвольных движениях отдельных частей тела.