Книга Кто за главного? Свобода воли с точки зрения нейробиологии - Майкл Газзанига

Через несколько лет после операции одна из наших пациенток с расщепленным мозгом научилась произносить простые слова с помощью правого полушария. Это интересная ситуация, потому что трудно узнать, какое полушарие разговаривает, когда пациентка произносит слова. На одном обследовании она рассматривала изображения, которые высвечивались на экране в разных местах ее поля зрения, а затем описала свои ощущения. “С этой стороны, — сказала она, показывая на картинку в левой части экрана, которую приняло правое полушарие, — я вижу изображение и вообще все яснее; справа я вижу картинки, о которых почему-то могу говорить увереннее”. Благодаря предыдущим тестированиям мы знали, что правое полушарие лучше воспринимает все виды ощущений, поэтому поняли, что утверждение о более ясном видении исходило от правого полушария, а уверенный в себе центр речи в левом полушарии произнес другую часть фразы. Пациентка сложила обе истории вместе — по одной от каждого полушария, но для слушателя это звучало как совершенно цельное высказывание, порожденное единой системой. Однако умом мы все же поняли, что эта информация исходила от двух отдельных систем, а собрал ее воедино наш разум, слушавший пациентку.

Как это работает?

Как мы стали такими децентрализованными, зачем обрели все эти параллельные системы? Ответ возвращает нас к тому, что мы затронули в прошлой главе, обсуждая изменения в топологии соединений нейронов в мозге большого размера. По мере увеличения мозга, числа нейронов и размера их сети относительная связность уменьшается. Количество нейронов, с которыми связан каждый из них, остается примерно одинаковым: нервная клетка не подключается к бóльшему числу нейронов, когда их общая численность растет, по нескольким практическим и нейроэкономическим причинам. Во-первых, если бы всякий нейрон связывался с каждым другим, мозг был бы гигантским. Кстати, специалисты по вычислительной нейробиологии Марк Нельсон и Джеймс Бауэр подсчитали21: если бы наш мозг был полносвязным (все нейроны соединялись бы друг с другом) и имел форму сферы, его диаметр равнялся бы 20 километрам! Вот что значит по-настоящему большая голова. Во-вторых, энергетические затраты были бы тоже слишком большими, ведь мозг все время орал бы: “Покорми меня!” Мозг современного человека расходует 20% всей энергии, потребляемой телом22. Представьте, сколько энергии уходило бы на обслуживание мозга 20 километров в поперечнике! (По крайней мере, проблема ожирения точно была бы решена.) В-третьих, из-за необъятной длины аксонов, которые соединяли бы нейроны в отдаленных друг от друга частях мозга, скорость обработки информации снизилась бы, затрудняя работу синхронизирующих механизмов. Кроме того, для увеличения числа синапсов понадобились бы более крупные дендриты, что изменило бы электрические свойства нейрона, поскольку ветвление дендритов влияет на то, как он суммирует электрические сигналы от других нервных клеток. Нет, наши нейроны не могут физически осуществимым образом каждый соединяться со всеми прочими. В процессе эволюции мозга реализовалось иное решение.

Нейробиолог Георг Штридтер, учитывая современные знания в области сравнительной нейроанатомии и связности мозга млекопитающих, предполагает, что к эволюционному развитию большого человеческого мозга применимы определенные “законы” соединения нейронов23.

☛ Уменьшение связности с увеличением размера сети. Сохраняя абсолютную, а не относительную связность, большой мозг, по сути, становился более разреженным по внутренним связям, но у него в запасе были следующие две хитрости.

☛ Минимизация длины связей. Мозг сохранял локальную связность, используя наикратчайшие соединения24. Так аксоны, которые протягивались во все стороны, занимали меньше места, на поддержание связей уходило меньше энергии, а сигналы передавались быстрее, поскольку распространялись на короткие расстояния. Это заложило основу для разделения и специализации локальных сетей, формирующих многочисленные кластеры модулей для обработки информации. Несмотря на такое разделение функций, разным частям мозга все-таки нужно было обмениваться информацией, а потому...

☛ Не все соединения минимизировались — некоторые весьма длинные связи между удаленными зонами сохранялись. Мозг приматов развил так называемую архитектуру тесного мира: множество коротких и быстродействующих локальных связей (высокая локальная связность) с небольшим числом дальнодействующих связей для обмена обработанной информацией (так что для связи между любыми двумя зонами мозга требуется небольшое количество шагов)25. Такая структура обеспечивает и высокоэффективную локальную обработку информации (модульность), и одновременно — быстрое сообщение с глобальной сетью. Так устроены многие сложные системы, в том числе человеческие общественные отношения26.

Итак, наша децентрализация — результат обретения большого мозга и действия принципов “нейроэкономии”, позволивших ему работать: уменьшение плотности связей заставило мозг специализироваться, создавать локальные сети, автоматизироваться. В итоге наш мозг имеет тысячи модулей, каждый из которых выполняет свою собственную задачу.

Наше сознательное понимание — всего лишь верхушка айсберга бессознательной обработки данных. Ниже нашего уровня осознания находится очень активный, напряженно работающий бессознательный мозг. Нетрудно представить себе действия по ведению “домашнего хозяйства”, которые мозг постоянно выполняет для поддержания механизмов гомеостаза в рабочем состоянии, чтобы, например, сердце билось, легкие дышали, а температура сохранялась нужной. Сложнее вообразить (хотя за последние пятьдесят лет они обнаружились повсюду) мириады бессознательных процессов, которые незаметно и бесперебойно в нас протекают. Вы только подумайте! В первую очередь, это вся автоматическая обработка зрительной и другой сенсорной информации, о которой мы говорили. Кроме того, на наш разум постоянно оказывают влияние бессознательные процессы прайминга[16], позитивного и негативного, и выделения категорий. В нашем социальном мире такие процессы, как формирование коалиций, выявление обмана и даже вынесение моральных суждений (и это только несколько примеров), совершаются без участия сознательных механизмов. По мере создания все более изощренных методов исследования количество и разнообразие установленных неосознаваемых процессов будут только расти.

Должностные обязанности нашего мозга

Мы не должны забывать о том, что эволюция вылепила наш мозг, со всеми протекающими в нем процессами, чтобы позволить нам принимать оптимальные решения, повышающие репродуктивный успех. Должностные обязанности нашего мозга — передать наши гены следующему поколению. Годы изучения расщепленного мозга ясно дали понять, что этот орган — не универсальная вычислительная машина, а устройство, состоящее из неимоверного количества последовательно соединенных узкоспециализированных электросхем, которые работают параллельно и распределены по всему мозгу27. Такая структура позволяет различным бессознательным процессам протекать одновременно28, а вам — осуществлять такие действия, как, например, вождение машины. Вы единовременно держите в уме свой маршрут, оцениваете расстояние между своей машиной и соседними, а также скорость движения, когда тормозить, когда разгоняться, когда переключить передачу, и при этом помните правила дорожного движения, следуете им и подпеваете Бобу Дилану, чья песня звучит по радио. Весьма впечатляюще!