Один день из жизни мозга. Нейробиология сознания от рассвета до заката

Существенный и основной факт, который мы до сих пор игнорировали, заключается в том, что мозг существует внутри тела – он не плавает свободно в каком-то сюрреалистическом пространстве, как иногда представляют себе философы.[334] Нервная система постоянно взаимодействует с иммунной и эндокринной системами, в противном случае не существовало бы эффекта плацебо, влияния гормонов одновременно на физическое и психическое состояние. Любая реалистическая теория сознания, основанная на физиологических предпосылках, должна учитывать это взаимодействие.

Следующая сложность заключается в том, как мозг осуществляет тонкое и многостороннее управление огромным количеством различных процессов, протекающих в теле.

Какой бы сигнал он ни посылал в ту или иную часть тела, этот сигнал должен отражать не только размер нейронного ансамбля, но и характер его внутренней активности, продолжительность временного окна и информацию о месте его возникновения. Эта проблема решается путем учета различных и сильно изменяющихся факторов. Их соотношения всегда уникальны: это означает, что, в отличие от тех или иных анатомических областей мозга и их электрической сигнатуры, каждый ансамбль будет уникальным, что дает ему неоспоримое преимущество по сравнению с другими претендентами на роль нейронального коррелята сознания (см. главу 1). Но если это так, теперь необходимо доставить этот комбинированный пакет качественной и количественной информации таким образом, чтобы он мог оказывать влияние на участок периферической нервной системы, соответствующий тому или иному органу – скажем, кишечнику, – а также на другие крупные системы (автономную нервную, эндокринную и иммунную). Должно существовать некое системное сопряжение, обеспечивающее прямую и обратную связь между периферическими органами и мозгом.[335]

К счастью, существуют идеальные посредники: молекулы пептидов. Пептиды состоят из тех же строительных блоков (аминокислот), что и белки, но отличаются от них по размеру – они могут быть намного меньше. Сам термин происходит от греческого слова peptós – «питательный», поскольку эти молекулы уже давно ассоциируются с кишечником, хотя, как выяснилось, могут также функционировать в качестве эффективных передатчиков в мозге. Фактически кишечники мозг, кажется, находятся в тесном диалоге, что невольно отражается во фразе «чувствовать нутром».[336] Клетки кишечника способны выделять пептиды, которые в интересующем нас случае действуют как гормоны, которые влияют не только на местное пищеварение, но и на периферические нервы, посылая сигналы в спинной мозг. Поразительно, что они могут оказывать значительное влияние на мозговые процессы, лежащие в основе памяти и эмоций, воздействуя на широкий спектр областей мозга.[337] Но, разумеется, не только кишечник способен общаться с мозгом при помощи этих услужливых и универсальных лазутчиков: например, пептид, вызывающий повышение артериального давления, – ангиотензин – продуцируется почками, но также может оказывать влияние на сложные функции мозга, такие как обучаемость.

Пожалуй, самым известным случаем интимного взаимодействия между различными системами организма является процесс, сопряженный со стрессом. Он начинается с выделения специализированного гормона (кортикотропин-высвобождающего гормона) и передатчика (норадреналина), который, помимо прочего, борется с воспалениями, вызванными повреждением ткани. Этот процесс может быть замешан в более продолжительных психологических состояниях: например, долгосрочная активация этой системы иногда приводит к депрессии. Широкий спектр нарушений, от воспалительных заболеваний вроде ревматоидного артрита до менее очевидных психических проблем, возникает, когда в трехстороннем союзе эндокринной, иммунной и нервной систем происходит сбой.

Хотя мы еще не имеем представления, как она устроена, но точно знаем, что такая трехсторонняя связь существует. Например, депрессия увеличивает риск различных заболеваний вследствие нарушений работы иммунной системы. В исследовании, длившемся более двадцати лет с участием двух тысяч американцев средней возрастной категории, было выявлено, что депрессия в два раза увеличивает риск развития раковых заболеваний независимо от других факторов, таких как курение или семейный анамнез.[338]

В еще одном эксперименте, уже на крысах, сладкий вкус сам по себе стал оказывать тот же эффект, что и иммуносупрессант, изначально добавляемый в сладкую пищу. Сформировался парадоксальный пищевой стимул: иммунная система крыс подавлялась не самим препаратом, а простой ассоциацией эффектов препарата со сладким вкусом.[339]

Совершенно очевидно, что определенная выученная ассоциация, например сладкий вкус, может спровоцировать каскад таких веществ, как пептиды, которые влияют и на мозг, и на иммунную систему. Но остается загвоздка: как происходит такое взаимодействие? Маловероятно, что локальные выбросы определенных веществ возникали беспорядочно без учета состояния организма в целом. Такой сценарий породил бы настоящий хаос…