Майкл Хорост от рождения страдал тугоухостью, но в молодые годы вполне обходился слуховым аппаратом. До тех пор, пока в один не очень прекрасный полдень не обнаружил, что батарейка в его аппарате совсем иссякла. Так он, во всяком случае, подумал. Батарейку Майкл заменил, однако звуки внешнего мира все равно не достигали мира внутреннего. Он тотчас же поехал в ближайший пункт скорой помощи, где и обнаружилось, что остатки его слуха — тоненькая звуковая ниточка, всю жизнь связывавшая его с окружающим миром, — почили в бозе, окончательно и безвозвратно1.
Это означало, что слуховые аппараты ему больше не помогут: подобные устройства улавливают акустические сигналы и усиливают их громкость при передаче недужной слуховой системе. Для некоторых типов тугоухости такая стратегия действенна, но при условии, что остальные звенья системы, следующие за барабанной перепонкой, работают нормально. Если внутреннее ухо поражено и не выполняет свои функции, никакое усиление звука не поможет. Именно это произошло с Майклом. Все указывало на то, что он навеки распростился со способностью воспринимать звуковую картину мира.
Однако позже Майкл все же нашел еще одну возможность восстановить слух. Взвесив все за и против, в 2001 году он решился на операцию по вживлению кохлеарного имплантата. Это крошечное устройство обходит поврежденную часть внутреннего уха, чтобы напрямую передавать сигнал функционирующему нерву (представьте его как кабель передачи данных). По сути, это мини-компьютер, устанавливаемый во внутреннее ухо; звуковая информация из внешнего мира поступает на микрофон, а от него посредством крошечных электродов передается слуховому нерву.
Таким образом удается обойти поврежденное внутреннее ухо, но это вовсе не значит, что опыт акустического восприятия приобретается без труда. Майклу после имплантации пришлось учиться распознавать незнакомый язык электрических сигналов, поступающих в его слуховую систему:
«Когда через месяц после операции впервые включили имплантат, первые обращенные ко мне слова для меня звучали так: “Ззззззззз cзз сзвиззз тр звфзззззззз?” Мой мозг постепенно учился истолковывать эти чуждые моему пониманию звуки. Прошло немного времени, и прежняя абракадабра “Ззззззззз cзз сзвиззз тр звзззззззз?” превратилась в “Что ты ел на завтрак?” и стала понятна мне. Несколько месяцев практики, и я снова мог пользоваться телефоном и даже поддерживать разговор посреди гомона в баре или кафетерии».
Хотя на первый взгляд идея вживить в тело мини-компьютер кажется немного фантастической, кохлеарные имплантаты представлены на рынке с 1982 года, и более полумиллиона людей уже носят в своих головах эту бионику, радуясь звукам голосов, скрипу дверей, смеху и мелодиям из музыкальных автоматов. Программное обеспечение кохлеарного имплантата поддается как взлому, так и обновлению, поэтому Майкл потратил годы, чтобы получать с его помощью информацию и обходиться без нового хирургического вмешательства. Почти через год после активации имплантата Майклу удалось разработать программу с вдвое большим разрешением. Как он выразился, «если у моих друзей слух с годами неизбежно снизится, то мой только улучшится».
* * *
Терри Биланд живет неподалеку от Лос-Анджелеса. Ему диагностировали пигментный ретинит — дегенеративное заболевание сетчатки (это тонкий слой фоторецепторов на дне глаза). Вот как он отреагировал на страшную новость: «Самое последнее, что бы ты хотел узнать о себе в свои 37 лет, — это что ты слепнешь, а медицина в твоем случае бессильна»2.
Но потом Терри выяснил, что выход у него все-таки есть, если только ему достанет смелости воспользоваться им. И в 2004 году он стал одним из первых пациентов, которым провели экспериментальную процедуру по имплантации ретинального бионического чипа (это крошечное устройство с электронной схемой устанавливается по центру сетчатки с внутренней стороны глаза). К чипу по беспроводной связи поступает сигнал от встроенной в специальные очки видеокамеры. Электроды передают слабые электрические разряды неповрежденным клеткам сетчатки, благодаря чему в прежде пустынном канале зрительного нерва генерируются сигналы. Зрительный нерв Терри не был поврежден, и пускай фоторецепторы в его сетчатке погибли, сам нерв по-прежнему жаждал сигналов, которые мог бы передавать в мозг.
Операцию по пересадке миниатюрного чипа провела команда специалистов из Южнокалифорнийского университета. Сама операция прошла без сучка и задоринки, главное испытание началось позже. Исследователи не без внутреннего трепета включали электроды один за другим. Позже Терри рассказывал: «Так здорово было увидеть хоть что-то. Они по очереди проверяли электроды, и вроде как световые пятнышки вспыхивали — маленькие такие, даже меньше, чем десятицентовик[18]».
В первые дни глаза Терри улавливали только крошечные пятна света — нельзя сказать, чтобы такой успех окрылял. Однако постепенно зрительная кора приспособилась извлекать из поступающих к ней сигналов более понятную информацию. Через какое-то время Терри уже мог определить, что рядом с ним его восемнадцатилетний сын: «Сын шел рядом, мы гуляли… Я-то помнил его еще пятилетним мальчонкой и вот в первый раз с тех пор снова его видел. И не постыжусь признаться, что кое-кто в тот день даже немножко пустил слезу».
Четкая визуальная картинка у Терри не возникала; скорее он видел просто сетку из световых точек. Но, и это самое важное, теперь перед ним широко распахнулись заточавшие его во тьме двери. Со временем мозг научился лучше распознавать поступающие в зрительную кору сигналы. Мужчина не мог разглядеть отдельные черты лица человека, но общее впечатление о его внешности, пускай и смутное, все же складывалось. Хотя у ретинального чипа Терри степень разрешения невысока, ее хватает, чтобы дотронуться до расставленных в случайном порядке предметов в помещении, а на улице разглядеть белые полосы пешеходной зебры и самостоятельно перейти дорогу3. Терри с гордостью рассказывает: «У себя дома или в гостях я могу войти в любую комнату и включить люстру или различить проникающий через окно свет. А идя по улице, не натыкаюсь на низко свисающие ветви: я вижу их края, вот и обхожу» (рис. 4.1).
Рис. 4.1. Эти цифровые устройства отправляют мозгу информацию на языке, несколько не совпадающем с естественно биологическим, к которому привычен мозг. Тем не менее мозг ухитряется сообразить, как воспользоваться этой информацией
Javier Fadul, Kara Gray, and Culture Pilot
Идея протезирования слуха и зрения десятилетиями всерьез обсуждалась в научном сообществе. Однако никто всерьез не рассчитывал, что подобного рода технологии могут дать желаемый эффект. В самом деле, внутреннее ухо и сетчатка глаза обрабатывают входные сенсорные сигналы поразительно сложными и изощренными способами. Сумеет ли остальная часть мозга расшифровать и понять сигналы, поступающие от микроскопического электронного чипа, который изъясняется на диалекте Кремниевой долины вместо родного для наших органов чувств языка биологии? Или, наоборот, нижележащие нейронные сети воспримут посылаемые чипами паттерны слабых электрических вспышек как полнейшую тарабарщину? Так недалекий умом чужестранец упорно выкрикивает что-то на своем языке в глупой надежде, что окружающие в конце концов поймут его вопли.
Как ни удивительно, в случае с мозгом такая топорная стратегия срабатывает: обитатели этой страны научаются понимать язык незнакомца.
Но как?
Ключ к пониманию данного феномена упрятан в мозге уровнем ниже: ваши полтора килограмма мозговой ткани не в прямом смысле слышат и видят звуки и образы внешнего мира. Напомню, эти полтора килограмма навеки заключены в безмолвных потемках черепа и умеют распознавать лишь электрохимические сигналы, потоками притекающие через различные каналы передачи данных. Ни с чем другим, кроме этих сигналов, мозг дела не имеет.
Нам еще предстоит изучить, как это происходит и почему, но мозг наделен уникальным даром принимать такие сигналы и искусно извлекать из них паттерны. И приписывать им смыслы. Из этих смыслов выстраивается ваш субъективный опыт. Мозг — это орган, который в своей кромешной тьме преобразует электрохимические разряды в красочное шоу на подмостках вашего мира. Буйство красок и переливы ароматов, эмоции и ощущения — все кодируют триллионы деловито снующих в кромешной тьме сигналов, точно так же, как вереницы скучных нулей и единиц кодируют в мозге компьютера роскошную картинку-заставку.
Представьте, что вы попали на остров, все обитатели которого слепы от рождения и не знают, что такое видеть. Зато все умеют читать по Брайлю и считывать кончиками пальцев входные сигналы в виде крохотных символов из выпуклых точек. Касаясь этих малюсеньких бугорков, они разражаются смехом или заливаются слезами. Но разве возможно вместить всю эту гамму эмоций в кончики пальцев? И вот вы пытаетесь растолковать островитянам, что при чтении хорошей книги вы направляете пару сферических органов, которые размещаются у вас на лице, на ряды символов из палочек и закорючек. Эти органы, говорите вы, изнутри выстланы клетками, которые фиксируют столкновения с фотонами, благодаря чему вы распознаете форму подобных символов. А до этого вы заучили набор правил, какими условными символами обозначаются те или иные звуки. При виде каждого символа вы мысленно произносите короткий звук, представляя, что услышите именно его, если кто-то произнесет этот звук вслух. Возникший таким образом паттерн нейрохимической сигнализации и определяет, развеселитесь вы или загрустите. И вы будете не вправе винить этих людей за то, что им трудно понять ваши разъяснения.
Логика в конце концов приведет вас с островитянами к пониманию простой истины: кончик пальца, как и глазное яблоко, представляет собой периферическое устройство, которое преобразует поступающую из окружающего мира информацию в электрические импульсы в нервах. А мозг берется за нелегкий труд их интерпретации. И вы придете к общему согласию, что все в конечном счете упирается в эти самые импульсы, триллионами снующие туда-сюда по мозгу, и что сам способ подачи входных сигналов не имеет значения.