А электричество используется, чтобы влиять на мозг при болезни Паркинсона?
Да, при болезни Паркинсона гибнут нейроны, которые вырабатывают дофамин, и снижается количество дофамина в мозге. Дофамин нужен не только для хорошего настроения, как мы знаем про него из попсовых психологических статей, он нужен еще и для контроля за движениями. Если дофамина мало, то у человека нарушается координация движений, начинается тремор, сильно дрожат руки, когда он пытается что-то взять, он все роняет. Но можно с помощью вживления электродов в мозг «подстегнуть» работу тех нейронов, которые еще остались и работают на дофамине. Тех, что еще умеют его вырабатывать и передавать соседям. Понятно, что это не панацея, а замедление развития болезни. Вы берете у мозга «в долг» те дофаминовые запасы, которые он еще способен вырабатывать. Если нейроны продолжают гибнуть, состояние будет ухудшаться, но, по крайней мере, вы на несколько лет можете отсрочить появление тяжелых симптомов и повысить качество жизни. У пациента появляется больше часов в день, когда он нормально координирует свои движения, и это большой терапевтический успех.
А как мозг влияет на то, какой мир мы видим?
Мозг устроен иерархически. Помните, как выглядит нейрон из школьного учебника? У него есть много коротких отросточков и один длинный, много дендритов, которые собирают информацию, и один, как правило, аксон – он передает информацию дальше. Обычно каждый нейрон собирает информацию от многих «подчиненных» и передает куда-то одним путем одному начальству. Этот процесс хорошо изучен применительно к зрительной системе, чтобы понять, как именно и какую картинку мы видим. На уровне сетчатки картинка еще более-менее пиксельная, каждая конкретная палочка или колбочка активируется или не активируется в зависимости от того, попадают или нет на нее фотоны, отраженный свет. Но дальше, еще на уровне сетчатки, картинка уже перестает быть пиксельной, дальше информация сразу от многих колбочек сходится на ганглиозные клетки сетчатки. Эти клетки выделяют паттерны в этой информации. Например, есть ганглиозные клетки с он-центром и офф-центром, они реагируют на контраст, на светлое пятно на темном фоне или на темное пятно на светлом. Получается, что уже на уровне сетчатки зрительная система устроена таким образом, чтобы мы замечали контрасты гораздо лучше, чем мы замечаем однородное светлое или темное поле. Это полезно для выживания, потому что что-то контрастное может оказаться, например, тараканом или еще чем-то ужасно опасным. У лягушечек, например, уже на уровне сетчатки есть нейроны, которые так и называются – «детектор жуков». Они реагируют на движущийся объект определенного размера и на определенном расстоянии от лягушки. И оттуда идет по прямой дороге сигнал к мышцам, выбрасывающим язык. Поэтому она не может не выбросить язык, если она видит что-то похожее на насекомое, – так у нее сплетены нейронные сети.
Вернемся к людям. Информация переходит в зрительный нерв от ганглиозных клеток, дальше есть промежуточная станция обработки в таламусе, которая сейчас нас не интересует. Потом сведения уходят на первичную зрительную кору. Там продолжается обобщение информации. Отдельные точки складываются в линии. В следующих отделах зрительной коры информация разделяется на два потока: один отвечает за распознавание образов, другой – за пространственные отношения. Один отвечает на вопрос «что?», а другой – на вопрос «где?». В этот момент мы начинаем воспринимать простейшие геометрические формы. То есть вы вживляете электрод в нейрон, нейрон реагирует, когда вы показываете круги, и не реагирует, когда вы показываете квадраты, например, и не реагирует, когда вы показываете треугольники. И наконец, все это поступает в височную кору, которая тесно взаимодействует с памятью, с гиппокампом, и она уже отвечает за распознавание образов, то есть за понимание того, что вот эта комбинация прямоугольников, овалов и всего остального означает, например, вас, с которым мы разговариваем.
Можно ли изменить воспоминания человека, воздействуя на его мозг?
Формирование нового воспоминания требует синтеза белков. Каждый раз, когда мы записываем какую-то новую информацию (или даже обращаемся заново к уже записанной), она некоторое время остается нестабильной. В этот момент, если каким-то образом вмешаться в работу мозга, воспоминание может не записаться. Это происходит, если у вас когда-то было сильное сотрясение мозга, настолько сильное, что вы попали к врачу, и он вас спрашивал, был ли у вас провал в памяти. Скажем, забыли ли вы события, которые непосредственно предшествовали тому, что было перед тем, как вы упали и ударились головой? Если да, то это дополнительный признак того, что сотрясение мозга оказалось серьезным. То же самое можно делать с помощью фармакологических воздействий. Понятно, что в основном это делают на животных, на животных в нейробиологии вообще можно делать много сложных и удивительных вещей. Например, можно научить мышку, что в этот угол клетки ходить нельзя, потому что там бьют током. Мышка в этот угол клетки ходить не будет. А когда она попадает в тот угол клетки, вы ее стукнули током и одновременно ввели ей в мозг анизомицин – вещество, которое блокирует синтез белка. Если вы это сделали в тот момент, когда у мышки были активированы воспоминания о том, что это место представляет угрозу, то на следующий день она как ни в чем не бывало спокойно туда пойдет, потому что у нее нарушилось «записывание воспоминаний». Людям анизомицин не дают, во-первых, потому что его так просто в виде таблетки не дать, мышкам делают инъекции, причем в мозг. Во-вторых, это не самая безопасная вещь – нарушать у человека синтез белка.
Даже если бы было вещество, которое надежно выборочно нарушает синтез белка в нейронах, то возникают этические вопросы. Вы, например, пережили теракт или стали свидетелем жутких событий. Должна ли «скорая помощь» дать вам вещество, чтобы у вас не было посттравматического расстройства и чтобы вы не запомнили ничего из того, что с вами произошло? Наверное, нет. Потому что всякий опыт важен для формирования нашей личности. Кем мы будем, если забудем какие-то важные вещи из пережитого нами? И скорее всего, воспоминания не удастся уничтожить полностью, то есть вам будет, например, всю жизнь страшно на станции «Парк культуры», но вы не будете понимать почему, и ничего хорошего в этом, я полагаю, тоже нет.
Тем не менее существуют способы фармакологического воздействия и на память людей – нейромедиаторы. Можно, как и с мышкой, нарушить цепь воспоминаний, например, о боязни пауков. И человек как-то неожиданно для себя не чувствует страха и соглашается дотронуться до паука рукой, взять его, переместить из банки в тазик. Очень сам себе удивляется, пытается как-то объяснить это, говорит: «Ну, вообще-то, я пауков боюсь, но этот ваш какой-то миленький».
Что такое гипноз с точки зрения нейробиологии? Почему человек способен совершать какие-то действия, к которым он в принципе не был способен?
А вы уверены, что существуют задокументированные случаи того, что человек выполняет действия, на которые он не был раньше способен? Вобщем и целом гипноз как таковой нейробиология признает и по возможности изучает. У нас есть состояние бодрствования и состояние сна, причем даже не одно, а как минимум, разные – медленноволновой и быстроволновой сон.
Есть и разного рода состояния спокойного бодрствования на грани со сном. Не забываем и о том, что то, что люди называют трансом, – это, по сути, тоже гипноз. Это состояние, когда человек вроде бы и уснул, но еще не совсем.
Разные отделы мозга уснули в большей или меньшей степени, и, видимо, подавлена активность лобной коры, с помощью которой мы находимся в сознании. Но при этом сохраняется способность слушать то, что тебе говорят, даже давать какие-то ответы, может быть, совершать определенные действия. Но при этом гипноз – это такая штука, которой люди подвержены в очень разной степени. Я не думаю, что вы реалистично можете добиться от человека того, чего он не мог делать. Но вы можете добиться от человека, например, того, что он на словах говорил, будто не может, а на самом деле может. Пройти по узкому бревну, скажем. Потому что в нормальной ситуации его активная лобная кора предупреждает: «Ты с ума сошел, это очень опасно». Еще одно состояние на границе между сном и бодрствованием, которое признает нейробиология, – это осознанные сны. В осознанных снах мы что-то осознаем, но при этом какие-то другие отделы мозга продолжают спать. Человека можно научить видеть осознанные сны.
Что такое сны, в особенности вещие?
Сон нужен, по современным представлениям, для «сортировки» пережитой за день информации. Во сне мы решаем, что из этого мы будем запоминать, а что – забывать. Понятно, что если мы работали над какой-то задачей днями напролет, напряженно над ней думали, то велика вероятность, что нам приснится решение этой задачи. Например, в истории с Менделеевым важно понимать, что таблица «приснилась» именно ему. Почему? Да потому что ученый до этого много месяцев ходил и размышлял о свойствах элементов, желая увидеть определенную закономерность. И таблица Менделеева, в общем-то, не была первой, а просто стала наиболее универсальной, то есть до этого какие-то отдельные паттерны, сходства в свойствах химических элементов замечали и раньше, объединяли их в триады, в семерки, но не было настолько универсальной таблицы. И вот Менделеев ее «увидел во сне», потому что долго работал в этом направлении.
Кроме того, какая-то часть обрабатываемой нами за день информации толком не осознается. Что-то уловили боковым зрением, боковым слухом, чем-то еще, но при этом не обдумали словами, а в мозг, тем не менее, оно куда-то попало, отложилось и может потом присниться. И если, например, это были предвестники будущей неприятности, которая с нами случится, а потом эта неприятность происходит-таки в реальной жизни, мы резюмируем: это был вещий сон.