Эрнест Резерфорд менее чем за десять лет до первого взрыва атомной бомбы сказал, что практическое применение его науки будет не ранее чем через сто лет. Франклин Рузвельт в начале сороковых созвал совещание экспертов с задачей прогнозирования путей развития науки. Ни один их прогноз не сбылся. С другой стороны, вера А.Ф. Иоффе в талант Курчатова позволила существовать его бессмысленной с прикладной точки зрения лаборатории, и уже в 1947 году в СССР появилась атомная бомба. Аналогичная история с лазерами. Лабораторию А.М. Прохорова хотели закрыть за неперспективностью. Кстати, так же, как и лабораторию его американского коллеги Ч. Таунса. Если знаешь, как делать и что приблизительно получишь, то это уже не наука. Наука – это когда задаешь вопрос, ответа на который предсказать не можешь.
Необходимо разобраться со старением мозга. Это не просто задача продления жизни – это проблема творческого долголетия. Я думаю, ее решение лежит на пути исследования функционирования механизма детектора ошибок. Огромная задача в исследовании мозга – понять механизм психических заболеваний и их причины. Я рассказал о лечении навязчивых состояний (обсессивно-компульсивных расстройств), но подавляющее число заболеваний мы не только не можем лечить, но даже не знаем механизмов, вызывающих их причины. До недавнего времени диагностика заключалась в беседе с психиатром. Вдумайтесь. Вы приходите к неврологу, и вас тут же посылают на дюжину инструментальных обследований, на основании которых врач ставит диагноз. Кардиолог только обследование проводит в течение недели. А психиатр – на основании разговора!
Почему? Психиатры не оперируют объективными показателями. В последнее время появились работы, показывающие зависимость некоторых показателей активности мозга и психических отклонений. Эти исследования – дело будущего.
Я вспоминаю, как в семидесятые годы мы мерили межимпульсные интервалы нейронов, выведенные на самописец, линейкой, и тогда были открыты некоторые закономерности. Сейчас мы легко, за минуты, обрабатываем гигабайты информации. У нас было несколько электродов на скальпе – сейчас мы видим активность практически всего мозга. Как же хочется узнать, что мы сможем завтра!
Но на самом деле мы очень многое можем уже сегодня. Пожалуй, в этом основная привлекательность в исследовании мозга. Мы не уточняем значимые цифры после запятой, мы не закапываемся в исследование частных случаев. Мы делаем шаг вперед или в сторону и снова оказываемся на целине. В науке о мозге сейчас немыслимы слова лорда Кельвина о том, что исследование области науки практически завершено. Это стимулирует исследователя, позволяя ему оставаться молодым и дерзким.
Можно использовать следующую аналогию. Представим себе, что в античные времена исследователи мозга высадились на берег, построили несколько деревень и жили в них до XIX века, когда понемногу начали разведку территории. Постепенно продвигались в глубь континента, прокладывали дороги, осваивали земли, строили мосты, обходили горы. В итоге создали достаточно большое государство со своими законами. Но у нас, исследователей мозга, выражаясь фигурально, до сих пор нет ни спутников, ни самолетов, и мы даже не знаем, насколько велик наш материк. Мы видим «просеки», где легко проложить дороги, и мы видим колючие непроходимые заросли, которые кажутся непривлекательными, но, возможно, за ними – Эльдорадо?
Вместо послесловия. Развернутое посвящение Н.П. Бехтеревой
Я знаю, как опасно двинуться в это «Зазеркалье». Я знаю, как спокойно оставаться на широкой дороге науки, как повышается в этом случае «индекс цитирования» и как снижается опасность неприятностей – в виде разгромной, уничтожающей критики…
Но кажется мне, что на земле каждый в меру своих сил должен выполнить свой долг. И события, которые произошли со мной уже после осознания «стены» в науке, не оставляют мне выбора.
Эта книга написана в год столетнего юбилея академика Натальи Петровны Бехтеревой, великого исследователя мозга, моей матери (рис. 53). О ее месте в науке, ее открытиях и достижениях уже написано много и в научной, и в научно-популярной литературе. Многократно, и в том числе мной, описаны ее важнейшие открытия: детектор ошибок, устойчивое патологическое состояние, системы с жесткими и гибкими звеньями и многое другое, о чем, в частности, написано и на страницах этой книги. Символично было первое название ее отдела в Институте экспериментальной медицины – Отдел прикладной нейрофизиологии человека. В то время это было ересью, и это, пожалуй, первый ее «еретический» поступок. Почему? В то время нейрофизиология была исключительно фундаментальной дисциплиной, и тут – «прикладная».
Рис. 53. Наталья Петровна Бехтерева (1924–2008) – академик, исследователь мозга человека
А она одна из немногих в мире использовала ее в практических целях – лечении тяжелейших заболеваний. С самого начала НП (так ее называли сотрудники) строила свой отдел не как медицинский, а именно как исследовательский, но с упором на медицину. И с самого начала ее критиковали. За имплантацию электродов в мозг человека. А иначе помочь было невозможно, сейчас это рядовая операция. За вторжение в святая святых – мысли и эмоции, и т. п. Почему же она не сломалась и прошла через эти испытания? Да потому, что ее отдел был во многом эталонным, даже с сегодняшней точки зрения. Она первая применила для проведения операции ЭВМ, выпросив ее у академика Акселя Берга, в 1965 году это было непросто. В медико-биологическом институте, каким был ИЭМ, в ее отделе было больше математиков, инженеров и физиков, чем врачей и биологов. Помню, в 1963-м она частным образом прослушала курс матанализа, чтобы говорить с этими сотрудниками на их уровне.
Это, в частности, привело к тому, что ее отдел одним из первых в физиологическом мире перешел к использованию строгих статистических и математических методов обработки. Наши работы были образцом строгости анализа, исследования были проведены на высочайшем методическом уровне, и все результаты подтверждены строгой статистикой и повторяемостью. Без этого она не завоевала бы таких позиций в научном мире.
Однако это только одна из ее ипостасей.
Ее, как и ее знаменитого деда, Владимира Михайловича Бехтерева (рис. 54), отличали тонкое понимание глубинных процессов, происходящих в мозге человека при обеспечении мышления, эмоций и других психических функций и состояний.
Рис. 54. Владимир Михайлович Бехтерев
Она, как и он, была неудовлетворена существующими теориями, объясняющими работу мозга. Она понимала, что наши знания о мозге категорически не согласуются с теми показателями, которые мы наблюдаем.
Действительно, прежде всего непонятно, как может обеспечиваться все богатство возможностей мозга при чудовищно малой скорости передачи информации от нейрона к нейрону.
Более того, мозг во много раз эффективнее любого известного компьютера. Компьютер просто быстрее считает. Современная мощная ЭВМ потребляет невообразимое количество энергии, а мозг – не больше лампочки. Создано много приборов, которые во много раз эффективнее человека в конкретных действиях. Быстрее, выше, сильнее. Но когда возникают серьезные проблемы – нужен человеческий мозг.
Непонятно, как вообще появился в эволюции мозг, зачем он такой мощный нужен? Ведь крыса, кошка, собака и обезьяна прекрасно приспособлены к выживанию. Да, человек может выживать в таких условиях, в которых животное не выдержит. Эволюционная теория прекрасно объясняет, как развивались различные виды. Для каждого животного можно найти, из кого он развился. А вот между обезьяной, из которой, как нас учили в школе, появился человек, и человеком – ничем не заполненный разрыв.
На данный момент у нас есть только феноменологическая теория мозга, в основном мы исследуем некоторые проявления его работы, его конкретные решения. Довольно хорошо исследованы нейроны, но еще не все там понятно. А вот как из них построить систему – непонятно. Причем затруднения возникают, уже когда мы переходим к исследованию высших функций мозга. Можно сказать, что мозг закодировал информацию из внешнего мира в удобной для себя форме. А что дальше? А дальше есть только отдельные соображения. Нет общей концепции.
Именно поэтому такие ученые, как Бехтерев, Бехтерева, Грей Уолтер, Пенфилд и некоторые другие, получившие очень важные и интересные данные о конкретных особенностях работы мозга, не могли смириться с непонятностью его функционирования в целом.
А вдруг мы столкнулись с каким-то ограничением – «пороком» – в нашей науке, который не пускает нас дальше? Может быть, мы что-то не учитываем? Похоже на то. Мы впервые исследуем систему такой сложности. Причем исследуем ее прибором такой же сложности (мозг против мозга). Ведь даже непринципиальное изменение, просто увеличение числа частиц, описывается уже несколько другой наукой – статистической физикой. И многократное увеличение сложности системы может потребовать другого подхода.
Кстати, одно принципиальное отличие психофизиологии от других естественных наук существует. О нем стыдливо стараются не говорить, но оно существует. Базовый принцип – воспроизводимость – не выполняется. Мы не можем войти дважды в одну реку. Почему? Да потому, что не можем подготовить два раза одинаковые начальные условия. Вы скажете: а как же статистическая физика газов. Нельзя же говорить, что молекулы всегда находятся в том же порядке. Нельзя. Но есть огромное различие – молекулы неотличимы. Нельзя «пометить» определенный атом и следить за ним. Поэтому в статистическом смысле мы приготовляем одно и то же состояние.
В отличие от молекул, нейроны имеют свое «лицо». Имеется строго индивидуальная система связей каждого нейрона с другими. Как вы понимаете, не то что проследить, но и описать количество и качество связей мы не можем. Они описываются числом с таким количеством нулей, что и подумать страшно.