Рассмотрим еще один интересный парадокс. Нервные волокна сообщаются друг с другом, пересылая электрические сигналы по аксонам, что приводит к выделению нейромедиаторов, которые переносят информацию от одного нейрона к другому. Электрические сигналы передаются благодаря активации ионных каналов, в частности тех, которые пропускают в нейрон ионы натрия, что и приводит к продвижению электрического сигнала. Когда зубной врач применяет местную анестезию, обезболивающий препарат блокирует все натриевые каналы, предотвращая передачу сигналов от ротовой полости и зуба в головной мозг. В результате пациент не чувствует боли. Фактически при этом блокируются и прочие ощущения, потому что местный анестетик неизбирательно влияет на проводимость всех типов нервных волокон, в том числе тех, которые реагируют на прикосновения и деформацию, а не только ноцицепторов.
Конечно, идеальный местный анестетик блокировал бы только натриевые каналы в ноцицепторах. Рассмотрим, например, натриевый канал Nav1.7. Недавно генетический анализ представителей нескольких семей из Пакистана, которые никогда не испытывали боли, позволил выявить у них мутацию гена, кодирующего канал Nav1.7; эта мутация выводит канал из строя[179]. Такие люди обладают врожденной нечувствительностью к боли. Дальнейшие исследования показали, что в ноцицепторах имеется большое число каналов Nav1.7, а значит, именно этот канал может быть связан с формированием боли. Неудивительно, что многие фармацевтические компании занимаются разработкой препаратов, которые могли бы прицельно воздействовать на Nav1.7: ведь такое обезболивающее не будет иметь побочных эффектов, как многие другие препараты, например опиоиды.
Каналы Nav1.7 имеют прямое отношение к вопросу, поставленному в этом эссе. В недавнем эксперименте ученые сравнивали активность мозга в ответ на интенсивный механический стимул (обычно вызывающий боль) у двух пациентов с врожденной нечувствительностью к боли и четырех здоровых людей. Результат удивил исследователей. Картина мозговой активности у двух пациентов с нечувствительностью не отличалась от картины активности мозга у контрольной группы, когда они подвергались одинаковому болезненному воздействию[180]. Другими словами, схожие модели мозговой активности наблюдаются, когда человек испытывает боль в ответ на выраженный болевой стимул; когда иллюзия боли создается не болевым стимулом (как в случае с тепловым грилем); и даже когда болевой стимул применяется к человеку, который никогда не испытывал боли. Похоже, для формирования болевых ощущений недостаточно вызвать активность в так называемой матрице боли мозга, в которую входят области, отвечающие за сенсорно-дискриминативный и эмоциональный аспекты восприятия боли.
Проведем мысленный эксперимент, в котором человек с мутацией гена, управляющего работой Nav1.7, кладет руку на тепловой гриль. Вспомним, что натриевые каналы в волокнах периферийных нервов, которые активируются теплом и холодом, у этих людей работают нормально — как и нервные волокна, передающие сигналы тепла и холода в спинной мозг. Когда включены только теплые стержни, мы ждем, что испытуемый сообщит об ощущении тепла. Если выключить теплые стержни и включить холодные, испытуемый ощутит холод. Но что произойдет, если одновременно включить теплые и холодные стержни?
Если мозг человека с врожденной нечувствительностью к боли ничем не отличается от мозга прочих людей, то он должен обрабатывать информацию и генерировать нейронную активность, которая создает иллюзию боли. Но будет ли эта активность похожа на ту, что возникает при настоящей боли? И пожалуй, еще более интересный вопрос: будет ли этот человек впервые в жизни испытывать боль или, по крайней мере, иллюзию боли? Конечно, он может описывать свое ощущение другими словами, но будет ли в его опыте присутствовать эмоциональный компонент — один из самых важных аспектов восприятия боли? Повысится ли у него пульс? Отдернет ли он руку, как это делает большинство людей, кладущих ладонь на тепловой гриль?
Несмотря на явные нестыковки между картиной активности мозга и восприятием боли, недавние исследования дают основания предположить, что методы визуализации активности мозговых нейронов могут дать нам ценную информацию. При помощи функциональной МРТ Тор Вейджер и его коллеги выявили значимые паттерны мозговой активности, по которым можно определить интенсивность острой боли, которую испытывает человек под воздействием высокотемпературного стимула[181]. Этот «график» острой боли, у которого много общего с матрицей боли, отличается от такового при обычном тепловом воздействии; более того, амплитуда болевых ощущений уменьшалась под действием ремифентанила — опиоидного анальгетика, который применяется при острой боли. Эти открытия стали большим шагом вперед, но, как отмечалось выше, больше всего нам нужна объективная шкала хронической боли. С этой целью Ваня Апкарян с коллегами наблюдали за мозговой активностью 30 пациентов с подострой болью в спине (она сохранялась не меньше шести недель, но не более трех месяцев), у которых в итоге боль либо прошла, либо обрела хроническую форму[182]. Наблюдая за этими пациентами на протяжении трех лет, исследователи пришли к выводу, что сложившиеся анатомические и функциональные связи между определенными отделами мозга — в частности, медиальной префронтальной корой, мозжечковой миндалиной и прилежащим ядром — позволяют надежно спрогнозировать, пройдет ли у пациента подострая боль. Авторы выдвинули любопытную гипотезу: избавление от подострой боли — это вознаграждающий опыт, который может быть недоступен пациентам, у которых эти связи атипичны. В этих исследованиях не были выявлены области мозга, в которых формируются болевые ощущения, но была показана сложность нейронных связей, определяющих развитие хронической боли[183]. Результаты также указывают на то, что за хроническую боль отвечает не одна область мозга, а, возможно, целая группа участков, которые перестают обмениваться информацией так, как делали это раньше.
Так где же все-таки зарождается боль? Безусловно, восприятие боли формируется в мозге — и я не устаю повторять это студентам. Но мы по-прежнему не знаем, где именно. Интересно, что нейрохирурги на протяжении многих лет делали попытки иссекать отдельные участки мозга, чтобы избавлять пациентов от хронической боли, — увы, почти безуспешно. Более того, после иссечения некоторых отделов мозга пациентов ради избавления их от неконтролируемых судорог электрическая стимуляция вызывала у этих пациентов разнообразные ощущения (цвета, звуки, щекотка и даже воспоминания), однако спровоцировать боль оказалось очень трудно[184]. Пока мы не выявим те участки мозга, которые кодируют болевые ощущения, нам придется по-прежнему полагаться на слова пациента. В данный момент, я думаю, боль где-то в пальце ноги.
У мозга странные отношения со временем — и это хорошоМаршалл Хусейн Шулер, Виджай Намбудири
МОЗГ СТРАННО ВОСПРИНИМАЕТ ВРЕМЯ. Оно пролетает незаметно, когда нам весело, и бесконечно тянется, когда мы сидим в очереди на регистрацию автомобиля. Логично было бы предположить, что мы должны воспринимать время в точности таким, каково оно в реальности, но жизненный опыт говорит об обратном. Время зачастую определяет наши решения; когда людям предлагают получить 100 долларов через год или 110 долларов через год и одну неделю, они, как правило, выбирают второй вариант — но по прошествии года большинство меняют точку зрения и предпочитают получить 100 долларов немедленно, а не ждать еще неделю ради дополнительных десяти. Таким образом, наша способность осознавать, помнить, определять и учитывать время при принятии решений показывает, что нашему сознанию, по всей видимости, не так уж необходимо точное соответствие реальности. Но почему? Ведь с точки зрения эволюции полезно воспринимать время как оно есть. Или нет? До сих пор попытки объяснить искажения в нашем восприятии времени были основаны на том, что эта странность — всего лишь ошибка природы. Но что, если наше восприятие времени подчиняется какой-то важной цели? Возможно, наше чувство времени и его явные странности следует считать не недостатком, а важной особенностью, которая помогает принимать правильные решения.
Субъективное восприятие времени было предметом тщательных научных исследований[185]. Четкое ощущение, что с нашим восприятием времени что-то не так, ученые изучали разными способами, чтобы выяснить, как именно мы, люди (а также животные), неправильно представляем время. Мы пришли к пониманию того, что наше чувство времени характеризуется не просто случайными ошибками, а систематическими отклонениями от объективного времени. Например, когда нас просят указать середину временного интервала, мы обычно сдвигаем свою оценку к началу[186]. А когда мы оцениваем длительность временных интервалов, разброс ответов зачастую увеличивается прямо пропорционально измеряемой длительности[187]. Такие погрешности в точности (насколько наши оценки в среднем близки к реальности) и прецизионности (разброс оценок) — ключевые характеристики нашего восприятия времени. Таким образом, попытки понять наше субъективное чувство времени должны быть направлены на объяснение этих дефектов восприятия[188]. Однако остается неясным, почему это субъективное чувство принимает такую форму, результатом которой становятся именно эти погрешности. Какова цель этого?
Прежде чем ответить на главный вопрос, мы должны уяснить, что ощущение времени не приходит к нам из внешнего мира — его должен создать для нас мозг. Мы узнаем о происходящем вокруг с помощью органов чувств, однако без возможности запоминать разделенные во времени события и соотносить их между собой наше восприятие мира было бы ненадежным. Но дело не только в способности запоминать последовательность событий. Понимание времени требует, чтобы в мозге кодировались