Как мы ориентируемся. Пространство и время без карт и GPS

«Стало так темно, что мы заблудились, – рассказывал Майерс. (Льюис предположил, что свет фар также ослаблял ночное зрение и не позволял разглядеть местность.) – Мы ехали до тех пор, пока не вернулись к тому месту, откуда начинался наш путь. Наши проводники разволновались, полагая, что это духи возвращали нас обратно. За руль сел Джеффри, но все повторилось, и тогда аборигены по-настоящему испугались». Наконец их белый механик, Дэвид Бонд, привез их к месту предыдущего лагеря – он ехал на восток, так чтобы Южный Крест был виден в окне справа. Из этого происшествия Льюис предположил, что пинтупи, несмотря на все свое искусство навигации, не умели ориентироваться по звездам. Однако, по мнению Майерса, проблема была не в звездах, а в скорости, с которой двигались автомобили. «Когда вы идете пешком, вы не теряете чувства направления. Они знали, где находятся звезды, знали, где звезды восходят, но им это было не нужно, – объяснял он мне. – Направление при ходьбе они определяли по положению тела. Они не останавливались, чтобы найти север. Это не вычисления и не решение простой когнитивной задачи. По большей части это непрерывное слежение».

К концу своей работы в Австралии Льюис пришел к убеждению, что навигационные способности его спутников сводились к «своего рода динамическому образу, или мысленной “карте”, которая постоянно дополнялась в зависимости от времени, расстояния и направления движения и радикально перестраивалась при каждой смене направления, так что охотники всегда знали точное направление на свой лагерь и/или цель»[163]. Льюис не знал, что в то же самое время, когда он странствовал по пустыне вместе с жителями Папаньи, за 15 тысяч километров от Австралии, в Лондоне, двое нейробиологов разрабатывали очень похожую теорию навигации человека, основанную на ментальной карте в его мозге.

Пространство и время в мозге

В начале 1970-х гг. Джон О’Киф, молодой американский ученый, занялся поиском ответа на один вопрос, но заблудился и сделал открытие в другой области. Произошло примерно то же, что и со многими другими научными открытиями: любопытство, мастерство и удача – а в данном случае еще случайность – сошлись вместе и принесли исследователю Нобелевскую премию. О’Киф занимался регистрацией активности отдельных нейронов в мозжечковой миндалине – области мозга, отвечающий за эмоциональное обучение. Однажды в своей лаборатории в Университетском колледже Лондона он попытался вживить микроэлектрод в вентробазальный комплекс таламуса крысы, место, где обрабатываются сенсорные сигналы. Однако О’Киф ошибся с координатами и вживил электрод в гиппокамп животного, а когда регистрировал сигналы возбуждавшейся клетки, сразу же увидел их необычный характер. Создавалось впечатление, что активность нейрона коррелирует с движением крысы. Заинтересовавшись, О’Киф забросил свое исследование мозжечковой миндалины и стал записывать сигналы отдельных клеток гиппокампа крыс, когда они ели, умывались или исследовали окружающее пространство.

О’Киф был не первым, кто зарегистрировал сигналы этих клеток: русский нейробиолог Ольга Виноградова зафиксировала их у кроликов в 1970 году, но решила, что это, скорее всего, реакция на стимулы. О’Киф высказал другое предположение. «Через несколько месяцев, – писал он о клетках, – я начал подозревать, что их активность зависит не от того, что делает животное или почему оно это делает, а имеет отношение к тому, где это происходит. Затем меня вдруг осенило, и я понял, что клетки реагировали на положение или место животного в пространстве»[164].

О’Киф начал менять разные аспекты окружающей среды и наблюдал, как это влияет на активность нейронов гиппокампа. Даже когда он выключал свет в знакомом лабиринте, нейроны крысы все равно возбуждались, причем независимо как от того, в каком направлении смотрела крыса, так и от устранения награды или ее замены. Похоже, единственным стимулом, возбуждавшим нейроны, было местоположение крысы. Нервные клетки реагировали не на изменение стимулов, а на абстрактную концепцию пространства. О’Киф назвал их нейронами места.