Прежде чем двигаться дальше, я должен указать на то, что «серое» и «белое» вещество – это неправильные термины. Серое вещество в живом мозге имеет розовато-коричневый оттенок, а белое вещество, составляющее основную массу мозга, кажется бледно-розовым. Серый и белый цвет появляется лишь после того, как вымочить мозг в консервирующих жидкостях. Эти жидкости также приводят к отвердению мозга, который в обычном состоянии имеет консистенцию вязкого крахмала. Это объясняет, почему разрезы головного мозга, которые делают на практических занятиях по биологии, не приводят к распаду тканей.
Сигнал, передаваемый по нейронному «кабелю» белого вещества, может либо пробудить к жизни другие нейроны (Внимание!), либо анестезировать их (Не обращать внимания!). Но с учетом громадного количества нейронов и триллионов связей между различными нейронными узлами, один из главных вопросов неврологии заключается в том, откуда первоначальный сигнал «знает», по какому пути он должен следовать, какие нейроны нужно возбуждать или анестезировать. Ответ довольно прост: как и повозка Джеймса Холмана в Сибири, сигнал идет по наезженным колеям.
Начнем с двух нейронов. Если один нейрон раз за разом активирует другой в быстрой последовательности, синапс между ними начинает изменяться. Оконечность аксона первого нейрона становится крупнее и выделяет больше пузырьков с нейротрансмиттерами, заполняющими синаптическую щель; могут даже вырасти новые аксонные ветви. Второй нейрон может сделать связь с первым нейроном приоритетной, протягивая больше дендритовых рецепторов в его направлении. Это позволяет второму нейрону реагировать даже на слабые сигналы. В целом, как колеса фургона проделывают колеи на дороге после многократных поездок, так и повторная активация нейронов прокладывает в мозге «колеи», по которыми сигналы движутся с большей вероятностью, чем по другим маршрутам.
Ученые пользуются другой метафорой для объяснения того, как нейронные связи становятся крепче со временем: нейроны, срабатывающие вместе, соединяются друг с другом. И обычно это не два или три нейрона, которые срабатывают вместе. Когда «колея» установлена, создаются цепи из многих тысяч нейронов, срабатывающих в быстрой последовательности (17).
Благодаря аксонным «кабелям» в белом веществе эти цепи могут соединять даже отдаленные участки серого вещества, позволяя мозгу автоматически выполнять сложные действия. К примеру, все мы рождаемся с готовыми нейронными цепями в нижних отделах мозга, которые контролируют такие рефлексы, как чихание, глотание и зевание: как только первые нейроны срабатывают, остальные следуют за ними, как костяшки домино от малейшего толчка. Поэтому рефлекторные реакции у всех людей в целом одинаковы.
Вы можете представлять серое вещество как мозаику из компьютерных чипов, анализирующих разные виды информации.
Нейронные контуры в высших отделах мозга работают по такому же принципу. После долгой тренировки мы учимся связывать буквы в слове «собака» с образом пушистого четвероногого зверя и с речевыми слогами со-ба-ка. Любой элемент этой триады автоматически подключает остальные. Негативный опыт тоже может устанавливать нейронные связи. Войдите в аллею, где вы однажды сильно испугались, и ее запахи и тени вернут ощущение страха.
Человеческий мозг имеет стандартный план коммутации нейронных соединений, гарантирующий, что определенные группы нейронов всегда могут обратиться к другим группам, и это очень хорошо. Хорошо, что ваши глаза могут активировать контуры страха, а они, в свою очередь, велят ногам убираться куда подальше, иначе бы вы долго не протянули в этом мире. Эта общая схема закладывается еще до рождения, когда аксоны начинают формироваться и вытягиваться, как ростки. Тем не менее детали этой общей схемы могут варьировать от одного человека к другому. Один из ярких примеров – это синестезия, состояние, при котором человеческие чувства смешиваются странным и непредсказуемым образом.
У большинства людей один сенсорный стимул вызывает одну чувственную реакцию. Вишни на вкус – это просто вишни, а трение наждачной бумаги по коже ощущается как почесывание. У людей с синестезией один сенсорный сигнал вызывает множественные чувственные реакции – ожидаемый вкус вишни плюс, например, некий фантомный звук.
Эти наложенные ощущения являются непроизвольными и стойкими: каждый раз, когда человек с синестезией слышит ноту соль-диез, он ощущает запах перца, щекочущий ноздри. Синестезия также строго индивидуальна: если один человек всегда видит цифру 5 как цветок фуксии, то другой может настаивать на зеленом цвете, как у пирога из лайма.
Самый распространенный тип синестезии создает цветовую симфонию, особенно когда люди слышат определенные звуки или видят определенные буквы и цифры. Ричард Фейнман видел бежевые «j», индиговые «n» и шоколадные «x» в уравнениях. Владимир Набоков однажды сказал, что для него долгий звук «ааах» имеет «оттенок старого дерева», а более короткое «ах» «похоже на полированную слоновую кость». Франц Лист укорял музыкантов своего оркестра (которые могли лишь изумленно глядеть на него в ответ) в том, что они исполняют его музыку в неправильном цвете: «Господа, прошу вас немного усилить голубой оттенок, звучание зависит от этого!» В другой раз он умолял: «Это темно-фиолетовый [пассаж]!.. Не нужно так уходить в розовое…»
Буквенно-цветовая и звуко-цветовая синестезия является наиболее распространенной из-за особенностей «географии» мозга: некоторые участки, анализирующие звуки, буквы и цвета, находятся рядом друг с другом, поэтому сигналы могут легко «просачиваться» за границу. Но теоретически синестезия может связать любые два ощущения в мозге, и нам известно около шестидесяти ее типов.
Людям с синестезией осязания и змоций апельсины кажутся шокирующими, воск-смущающим, а джинсовая ткань – мрачной.
Люди с синестезией звука и движения могут услышать сладкое пение при виде простой экранной заставки с движущимися точками. Людям с синестезией осязания и эмоций шелк кажется успокаивающим, апельсины – шокирующими, воск – смущающим, а джинсовая ткань – мрачной. Для людей с синестезией осязания и вкуса ограда из кованого железа может показаться соленой, а некоторые виды мяса «заостренными». (Один человек пожаловался за обеденным столом, что приготовленное им фрикасе из курицы получилось слишком «сферическим».) Люди с сексуальной синестезией видят цветные образы, плавающие перед ними во время полового акта. Люди с синестезией цвета и времени могут воспринимать дни недели, месяцы в году или даже жизненные этапы как мозаику цветов и оттенков. Представьте себе, что вы слышите речь Жака о «семи возрастах человека» из пьесы «Как вам это понравится» и видите радугу над сценой.
Возможно, в синестезии присутствует генетический компонент, так как она передается из поколение в поколение и проявляется в большинстве культур. Важно также отметить, что неврологи отвергли идею о том, будто люди с синестезией болтают метафорическую чепуху точно так же, как многие из нас говорят о «цельном вкусе» или «остром чеддере». Как показывают тесты, мозг этих людей действительно работает по-другому.
В одном эксперименте людям показывали листки с группами пятерок в прямоугольном начертании (где двойка выглядит как перевернутая пятерка) и несколькими двойками, разбросанными в случайном порядке. Обычным людям оказалось почти невозможно найти двойки без механического перебора цифр. Для людей с синестезией двойки мгновенно выделялись на фоне остальных цифр. (Это похоже на автоматически проявляющиеся цифры в тестах на дальтонизм.)
Вот еще один фокус. Если показать человеку с синестезией огромную четверку, составленную из рядов маленьких восьмерок, его цветовое восприятие цифры будет меняться в зависимости от фокусировки на целом (четверка) или на составных частях (маленькие восьмерки).
Другие тесты вызывают у таких людей неприятные ощущения. Обычные люди без труда могут прочитать текст практически любого цвета. У людей с синестезией цифры или буквы «неправильного» цвета могут вызвать дезориентацию или отвращение, так как цвет на странице вступает в конфликт с цветом в их сознании.
В общем и целом, неврологи знают, как должна работать синестезия: нейронные цепи, анализирующие одно ощущение, случайно активируют цепи, анализирующие другое ощущение, и оба процесса накладываются друг на друга. Но точно определить, почему это происходит, оказалось непростым делом. Появилось два возможных объяснения, анатомическое и функциональное.
Согласно анатомической теории причина заключается в недостаточном удалении избыточных нейронных связей в детском возрасте. Все маленькие дети имеют гораздо больше нейронов, чем им необходимо; их нейроны также имеют избыточное количество аксонов и дендритовых ответвлений. Вероятно, в раннем детстве люди постоянно испытывают синестезию. По мере взросления и развития формируются устойчивые нейронные цепи, и эти активные нейроны сохраняются. Тем временем неиспользуемые нейроны постепенно чахнут и отмирают. Избыточные ответвления также удаляются, как кроны деревьев, растущих у высоковольтной линии.
Такое уничтожение выглядит жестоким, это буквально естественный отбор, но он приводит к формированию более прочных и эффективных связей между выжившими нейронами. Вероятно, у людей с синестезией этот процесс остался незавершенным и в их мозге сохранились дополнительные связи между разными сенсорными зонами.
Функциональная теория подразумевает, что процесс удаления избыточных связей идет нормально, но некоторые нейроны не могут эффективно ингибировать активность своих соседей. Тесно связанные нейроны должны препятствовать прохождению сигнала по неверным путям в другие отделы мозга; они делают это, нейтрализуя определенных соседей химическими ингибиторами. Но даже если эти обходные пути находятся в спящем состоянии, они все же существуют и теоретически могут стать активными. Возможно, у людей с синестезией мозг недостаточно ингибирует эти «подземные каналы», и информация просачивается из одного отдела мозга в другой.