Далее Мэтелл вспомнил один случай, который произошел с ним на выпускном курсе. Вместе с женой он смотрел кино и поставил запись на паузу, отлучаясь на кухню. Однако нажатие кнопки не остановило трансляцию, а всего лишь замкнуло ее в краткосрочном цикле повторов – запись вначале забегала вперед на четверть секунды, после чего возвращалась в исходное положение, проигрывая один и тот же эпизод несколько раз подряд. Примерно через пять минут трансляция самопроизвольно возобновилась. С тех пор как начались неполадки, Мэтелл и его жена провели некоторое время на кухне. «Мы вдвоем вели себя, как будто пауза все еще продолжалась, не осознавая этого, – признался ученый. – Мы не смотрели на часы, так как возня с едой полностью поглотила наше внимание. Мы очень удивились, когда узнали, что действие, которое должно было произойти, на самом деле не случилось. Но на какое-то время что-то пошло не так. Наша реакция в точности совпала со схемой распознавания образа действия, когда у нас возникает чувство, что мы находимся точно в третьем такте второй части симфонии, даже не задаваясь целью подсчета».
Мэтелл поспешил подчеркнуть, что таймирование работает совсем не так, как оно, возможно, действовало бы при непосредственном ощущении времени через специализированный орган, причем совершенно не важно, какие нейронные структуры при этом задействованы. Ухо улавливает звуковые волны, а нос интерпретирует молекулы различных веществ как запахи. «Механизм восприятия времени отличается от других сенсорных анализаторов тем, что не существует материальных носителей времени, на которые были бы настроены наши рецепторы, – сообщил Мэтелл. – Очевидно, мозг действительно ощущает течение времени и контролирует наше поведение, но единицы измерения, которыми он оперирует, не имеют ничего общего с объективной реальностью. Мы ощущаем субъективное время. Выстраивая собственную панораму времени, мозг сосредоточивается на собственном функционировании». В отношении восприятия времени у человека можно сказать, что время предстает перед нами в образе мозга, который вслушивается в собственный внутренний монолог.
ТАЙМИРОВАНИЕ НАПОМИНАЕТ ОРКЕСТР, КОТОРЫЙ СООБЩАЕТ МНЕ МОИ ВРЕМЕННЫЕ КООРДИНАТЫ В РАМКАХ КОНКРЕТНОЙ ЗАДАЧИ ТАЙМИРОВАНИЯ ПОСРЕДСТВОМ СИНХРОННОЙ ИГРЫ
Модель частоты тактов полосатого тела постепенно набирает вес в нейробиологической литературе, ее все чаще цитируют другие ученые, причем многие из них рассматривают ее как основное объяснение таймирования с точки зрения нейрофизиологии. Мек готов приветствовать любого, кто продолжит его дело. Он вступал на поприще темпоральных исследований, когда понятие внутренних часов звучало как проклятие биологов-бихевиористов, а задачи науки сосредоточивались на раскрытии физиологических механизмов восприятия времени. Меку нравится, куда устремлены интересы нового поколения ученых: Дженнифер Коулл, нейробиолог из Университета Экс-Марсель в Марселе, занимается вопросами оптимизации внимания, требующей точного таймирования; также известны работы по изучению нарушений восприятия времени при болезни Паркинсона, шизофрении и аутизме таких исследователей, как Синди Люстиг из Мичиганского университета, Дебора Харрингтон из Калифорнийского университета Сан-Диего, Мелисса Эллмен из Университета штата Мичиган, а также многих других ученых.
«Раньше таймирование изучали в отрыве от всего прочего, – заметил Мек. – Мы старались максимально сузить поле задач с тем, чтобы полностью сосредоточиться на таймировании, а современные исследования склонны рассматривать его в реальном контексте. Едва ли от них можно услышать заявления об исключительности таймирования – в их представлении это всего лишь одна из задач, которые решает мозг в процессе обучения, управления вниманием или переживания эмоций».
Тем не менее книга таймирования по-прежнему остается открытой. Нередко за упоминанием модели тактовой частоты полосатого тела в научной статье следует оговорка – что-то вроде «не найдено достоверных подтверждений функционирования специфических психологических циклов в качестве внутренних часов при определении длительности временных промежутков»; также авторы могут заметить, что ученые «до сих пор не выделили базовый нейронный механизм, ответственный за обработку временных данных». Впрочем, над другими теориями попросту насмехаются. «Сейчас в ходу около десяти расчетных моделей способности к таймированию – и каждый год появляется столько же», – сказал мне Патрик Симен, нейробиолог из Оберлинского колледжа. В 2011 году Симен и его коллеги представили собственную модель таймирования – теорию медленного распространения конкурирующих процессов, которая заимствует некоторые элементы господствующей модели принятия решений и тоже апеллирует к способности базальных ганглиев к выявлению совпадений. «Нашу модель можно считать в некотором смысле инновационной, хотя в действительности мы берем стандартные модели и комбинируем их положения с некоторыми вариациями», – признался Симен. Уоррен Мек охарактеризовал свои исследования точно так же: «Мы не выдвигаем новых версий по существу, и мне это нравится, – сказал он. – Мы действовали по той же схеме, что и корпорация IBM: взяли готовые компоненты и упорядочили их более рациональным способом».
Модель тактовой частоты полосатого тела вызывает сомнения даже у самого Мэтелла. Прежде всего, как он выразился, необходимо, чтобы отдельные кортикальные нейроны демонстрировали колебания, которые им, как правило, несвойственны. «Это может оказаться проблемой, а может и не оказаться», – отметил ученый. Вероятно, нейрон возбуждается не каждый раз, а только при определенных характеристиках колебательного импульса. Возможно, возбуждение нейронов функционирует подобно разметке футбольного поля, которая лежит в основе игры, но едва ли заметна под слоем грязи, оставшейся после игры. Также модель исключительно чувствительна к шуму – незначительным, но постоянным колебаниям функциональной активности, которые присущи всем биологическим системам. «Пока все нейроны шумят вместе, все в порядке, – сказал Мэтелл. – Если ситуация складывается так, что частота колебаний одного генератора чуть выше, а у другого немного ниже, чем у других, механизм полностью расстраивается и утрачивает способность к таймированию. Так что наша модель предъявляет требования к согласованности колебаний, хотя я думаю, что в реальной жизни так не бывает».
В ОТНОШЕНИИ ВОСПРИЯТИЯ ВРЕМЕНИ У ЧЕЛОВЕКА МОЖНО СКАЗАТЬ, ЧТО ВРЕМЯ ПРЕДСТАЕТ ПЕРЕД НАМИ В ОБРАЗЕ МОЗГА, КОТОРЫЙ ВСЛУШИВАЕТСЯ В СОБСТВЕННЫЙ ВНУТРЕННИЙ МОНОЛОГ
Как и многие ученые, Мэтелл не может отделаться от видимости метрической природы восприятия времени, порождающей чувство нарастания времени и нашу способность определять свое месторасположение в пределах временных промежутков. Мы можем ощутить, что находимся, к примеру, посередине заданного интервала времени, и в точности такое же ощущение свойственно даже лабораторным крысам. Мэтелл выработал у группы крыс два условных рефлекса: выждав десять секунд после подачи звукового сигнала или двадцать секунд после включения света, животные могли рассчитывать на выдачу корма. К удивлению экспериментатора, при одновременном воздействии обоих раздражителей крысы ожидали кормления через пятнадцать секунд, что составляет среднее арифметическое от продолжительности ожидания корма после обоих раздражителей: крысы как будто выбирали усредненное значение двух интервалов.
«Я глубоко убежден, что в восприятии времени у животных есть количественные составляющие, – сказал Мэтелл. – Они не только усредняют значение временных интервалов, но и оценивают результаты по принципу подобия каждого из сигналов». Судя по поведению животных, можно предположить, что в их способности к обработке информации присутствуют аспекты, оперирующие преимущественно количественными аналоговыми данными. До сих пор я охотно следовал общему направлению, задававшему тон нашей беседе: полосатое тело несет свою вахту, выискивая ансамбли кортикальных нейронов, а когда животное получает корм, полосатое тело выделяет порцию дофамина, побуждающую стриарные нейроны запечатлеть ансамбль кортикальных нейронов, функционирующих совместно, и позже вы принимаетесь наблюдать за стриарными нейронами, ожидающими совместных действий. Однако контуры активности в коре головного мозга не склонны к расширению.
«Насколько я могу судить, главный вопрос, довлеющий над нашей сферой: какой контур активности в коре головного мозга позволяет времени течь именно так, чтобы у нас возникало субъективное ощущение увеличения количества тактов? При каких обстоятельствах было бы возможно существование модели распознавания образов, индуцирующей более упорядоченное поведение? Я твердо уверен, что такая модель может проявляться в действии, что два высказанных мною положения каким-то образом сочетаются в единое целое. Но на данный момент я не знаю, как к ней подобраться».
«Я не уверен, что у нашей проблемы вообще найдется решение. Мне не хотелось бы оставлять вас во власти убеждения, что я вообще не имею понятия о том, что происходит в процессе таймирования. Но я и вправду не могу сказать ничего конкретного, так как у меня нет четкого представления о том, как мозг определяет длительность временных отрезков прямо сейчас». Далее Мэтелл сообщил, что хотел бы побеседовать с Меком и тогда он, возможно, сподобится на более оптимистичный ответ. «Может быть, Мек продвинулся дальше, чем я, к тому же он не разделяет моих упаднических настроений и более заинтересован в продвижении нашей модели, а я всегда предпочитаю указывать на проблемы, связанные с ее практическим применением».
Через несколько дней я связался с Меком. «С точки зрения физика эти часы ужасны», – заключил ученый, уверяющий, что показания нашего внутреннего таймера непозволительно изменчивы. Ансамбли нейронов, которые входят в его состав, могут расходиться на десять, а то и двадцать процентов, не в пример циркадным часам, у которых вариация показаний составляет всего один процент, но в то же время, как заметил Мек, «циркадным часам недостает гибкости – они отмеряют только один-единственный интервал длительностью двадцать четыре часа». Часы Мека, напротив, демонстрируют потрясающую гибкость, оперируя широким спектром интервалов продолжительностью от нескольких секунд до нескольких минут, и по-прежнему проявляют инвариантность показаний, которая объясняет многие нарушения восприятия времени у лиц, страдающих шизофренией и болезнью Паркинсона. Это не выводится из теории линейного таймирования, однако основывается на ней в комплекте с модулями часов и памяти, «наделяя теорию „биологическим обоснованием“ – мы предпочитаем именно такую формулировку», – рассказал Мек.