Мозг: Ваша личная история. Беспрецендентное путешествие, демонстрирующее, как жизнь формирует ваш мозг, а мозг формирует вашу жизнь

На операционном столе лежит пациент по имени Джим, которому делают операцию на мозге, чтобы избавить от дрожания рук. Нейрохирург внедрил в мозг Джима тонкие длинные проволочки, которые называются электродами. Пропуская через электроды слабые электрические импульсы, можно изменить рисунок возбуждения нейронов и таким образом уменьшить дрожание рук.

Электроды дают уникальную возможность увидеть активность отдельных нейронов. Нейроны сообщаются друг с другом посредством электрических импульсов, получивших название биоэлектрических потенциалов, но эти сигналы настолько слабы, что хирурги и исследователи часто регистрируют их с помощью воспроизводящего звук динамика. Так крошечные выбросы напряжения (величиной в одну десятую вольта и длительностью одну тысячную секунды) превращаются в слышимые ухом щелчки.

Электрод вводится в разные зоны мозга, и тренированное ухо может распознать рисунок активности каждой зоны. Одни участки характеризуются простыми последовательностями, другие рисунки имеют сложную структуру. Представьте, что вы слышите разговоры нескольких людей из разных стран: поскольку эти случайно выбранные люди живут в разных культурах и имеют разные профессии, их речь будет существенно отличаться.

На мониторе показаны крошечные всплески электрических сигналов, которые получили название биоэлектрических потенциалов. Любая мысль, возникающая у Джима, любое его воспоминание, любой выбор, который он обдумывает, – все они записаны этими маленькими таинственными иероглифами.

Что происходит в вашем мозгу, когда вы видите старуху? Что изменяется при виде молодой женщины?

Я тоже присутствую в операционной, но в качестве исследователя: мой коллега оперирует пациента, а у меня другая цель – лучше понять, как мозг принимает решение. Я прошу Джима выполнять разные задания – разговаривать, читать, смотреть, делать выбор – и пытаюсь определить, как они коррелируют с активностью нейронов. У мозга нет болевых рецепторов, и поэтому во время операции пациент может находиться в сознании. Я прошу Джима взглянуть на простую картинку и выключаю запись сигналов его мозга.

На рисунке вы можете видеть молодую женщину в шляпке, которая отвернулась от вас. Теперь попробуйте взглянуть на этот рисунок иначе: старуха, смотрящая вниз и влево. Эта картинка допускает две интерпретации (эффект получил название бистабильности восприятия). Когда вы смотрите на рисунок, то видите один вариант, а со временем обнаруживаете другой, затем опять первый и т. д. Очень важный аспект: физически на странице ничего не меняется. Когда Джим сообщает о переключении изображения, это происходит в результате неких изменений в его мозгу.

В тот момент, когда он видит молодую женщину или старуху, его мозг делает выбор. Выбор не обязан быть сознательным; в данном случае это выбор восприятия зрительной системой Джима и механизм переключения полностью скрыт от сознания. Теоретически мозг должен иметь возможность одновременно видеть молодую женщину и старуху, но в реальности этого не происходит. Сталкиваясь с двусмысленностью, мозг рефлекторно делает выбор. Потом он меняет свое мнение, и такое переключение может повторяться снова и снова. В любом случае наш мозг справляется с двусмысленностью посредством выбора.

Таким образом, когда мозг Джима делает выбор в пользу молодой женщины или старухи, мы можем слышать реакцию небольшого числа нейронов. Активность одних усиливается (бип…бип… бип… бип), тогда как другие замедляются (бип… бип… бип… бип). Однако дело не ограничивается ускорением или замедлением сигналов: иногда рисунок возбуждения нейронов меняется не так явно, просто синхронизируясь или рассинхронизируясь с активностью других нейронов при сохранении первоначального ритма.

Нейроны, которые мы подслушивали, сами по себе не отвечали за изменение восприятия – они работали совместно с миллиардами других нейронов, так что изменения, которые мы регистрировали, лишь отражали изменение рисунка возбуждения в большой зоне мозга. Когда рисунок возбуждения меняется, это свидетельствует о принятии решения.

Мозг ежедневно принимает тысячи решений, определяя ваше взаимодействие с окружающим миром. Решения – что надеть, кому позвонить, как воспринять грубое замечание, ответить ли на письмо, когда уходить – лежат в основе любой нашей мысли, любого действия. Ваша личность является результатом сражений за власть, которые не утихают в вашем мозгу каждую секунду на протяжении всей жизни.

Слушая звук активности нейронов мозга Джима – бип-бип-бип, – невольно испытываешь восхищение. Ведь именно так звучало каждое решение в истории человечества. Каждое предложение руки и сердца, каждое объявление войны, каждый взлет воображения, каждый шаг в неизвестное, каждый добрый поступок, каждая ложь, каждая радость, каждый поворотный момент. Все это происходило прямо здесь, в темноте черепа, являясь результатом активности в сетях биологических клеток.

Мозг – машина, выросшая из конфликта