Мозг: биография. Извилистый путь к пониманию того, как работает наш разум, где хранится память и формируются мысли

Еще один факт, особенно заинтересовавший Гельмгольца, раскрывает общий принцип того, как мозг обрабатывает стимулы. «Мы привыкли игнорировать все те части ощущений, которые не имеют решающего значения для внешних объектов», – писал исследователь [33]. Мозг просто игнорирует недостающий стимул и самостоятельно «дорисовывает» картинку, воссоздавая весьма размытое пространство, приблизительно основанное на окружающих формах и цветах, которое мы не замечаем. Гельмгольц предположил, что даже при работе с относительно простыми раздражителями мозг постоянно делает бессознательные выводы о природе объектов, которые воздействуют на нервную систему. Подразумевалось, что сложные структуры мозга каким-то образом способны выполнять логические операции не только без участия сознательной мысли, но и, по-видимому, делать это в качестве необходимого предварительного условия для ее появления [34]. Взгляд Гельмгольца на мозг как на активный орган и на восприятие как на несовершенный и избирательный процесс, формирующий картину мира, представлял собой крупный прорыв в понимании работы мозга, который до сих пор имеет определяющее значение. Это озарение было чистым продуктом научного открытия, без применения метафоры из сферы технологий.

Правда, в некотором отношении философия завоевала здесь первенство. Философы XVIII века, изучавшие восприятие, такие как Дэвид Юм[123] и Иммануил Кант[124], спорили о том, пришли ли идеи из мира (Юм) или в восприятии мы оперируем врожденными понятиями (Кант). Философы и историки размышляли о том, действительно ли Гельмгольц был кантианцем, но его взгляд на восприятие и функцию мозга соответствовал одному аспекту философии Канта, который находит отклик вплоть до наших дней [35]. Во втором издании «Критики чистого разума», опубликованном в 1787 году, Кант указывал, что некоторые особенности нашего восприятия даны априори, то есть не зависят от опыта[125]. Хотя Канта в первую очередь интересовали такие понятия, как пространство, время и мораль, он отметил ключевую особенность взаимодействия человека с окружающей средой. Наши органы чувств не являются открытыми «клапанами», механически пропускающими в мозг все раздражители без разбора. Напротив, мы лишь частично воспринимаем окружающий мир. Тривиальный пример: человек лишен возможности видеть в ультрафиолетовом спектре. Другие животные (насекомые и птицы) обладают такой способностью. Но стоит сказать, в человеческом мозге «предустановлены» и более сложные фильтры.

Мы лишь частично воспринимаем окружающий мир.

Многие ученые впоследствии ссылались на то, что в философской терминологии называют «кантовскими априорными синтетическими суждениями». Наша нервная система включает врожденную когнитивную и нейробиологическую структуру, которая фильтрует и обрабатывает «сырые» сенсорные данные, превращая их в целостную картину мира [36]. Для Гельмгольца мозг не просто регистрирует впечатления, он изменяет и интерпретирует их, строя бессознательные предположения [37].

* * *

Учитывая трудности понимания мозга в целом, многие физиологи предпочли исследовать новые идеи контроля и торможения, сосредоточившись на элементарных компонентах нервной системы. Такого подхода придерживался Чарльз Скотт Шеррингтон[126] из Ливерпульского университета, который хотел понять, как взаимодействуют нервы и мышцы, или рефлекторные дуги, в процессе порождения рефлекторного поведения [38]. Он рассматривал рефлекторную дугу как основную единицу нервной системы, а все сложные формы поведения представлялись ему комбинацией рефлексов. Комбинации могли объяснить, например, почему лягушка заметила движение мухи, прыгнула на нее, поймала и затем проглотила [39].

Согласно Шеррингтону, порог, необходимый для осуществления рефлекторного поведения, понижается активностью предшествовавшего ему рефлекторного действия. Таким образом, в общей цепи обеспечивается быстрый переход от одного рефлекса к другому и формируется единая согласованная сложная поведенческая реакция. Как и Стенсен 250 лет назад, он рассматривал животное как сложный механизм, который можно понять, исследуя его составные части. В «Интегративной деятельности нервной системы», знаковой монографии 1906 года (она переиздается до сих пор), обобщающей его идеи, он писал:

«Рассматривая животное как машину в действии, можно выделить из его общего поведения отдельные составляющие элементы, которые, соответственно, можно, хотя и искусственно, объяснить каждый в отдельности, а среди них и те рефлексы, которые мы пытались разбирать»[127] [40].