Свободу мозгу! Что сковывает наш мозг и как вырвать его из тисков, в которых он оказался

Недавний 2016 год был отмечен грандиозным открытием в области картографии головного мозга, значительно улучшившим понимание зон коры. Если усреднить силуэты двухсот десяти человек, можно найти более точные пропорции человеческого тела. Международная группа исследователей проделала почти то же самое с мозгом, совместив двести десять его изображений с целью изучения архитектуры путей общения (белого вещества). В результате этого выдающегося исследования построили более подробную карту, на которой четко проявились сто восемьдесят различных зон мозга. По словам первого автора публикации Мэтью Глассера[99], «каждая зона похожа на саму себя и отличается от остальных»[100].

Под выражением «отличается от остальных» нужно понимать, что у каждой зоны свои анатомия, функции, способности образовывать связи, точно так же, как индустриальные районы города отличаются по своей архитектуре, функциям и дорожной сети от застроенного особняками пригорода.

Важность этого открытия образно пояснил исследователь Грег Фарбер: «Вы видите разницу между географической картой 1500 и 1950 годов? По разрешению и качеству изображения мы только что перешли от 1500 к 1950 году»[101]. Метафора очень точна по своей сути, поскольку кора мозга напоминает скомканный лист бумаги (а сжатие, как известно, это лучший метод вместить максимум пространства в минимум объема). Досконально разработанная, эта карта не превышает размера пиццы, и на ней 180 государств. А мозг — это целый мир, и хочется надеяться, что однажды наш мир будет функционировать так же эффективно, как и наш мозг.

Церебральные реки

Ретикулярная (сеточная) теория

В мозге существуют «торговые пути», расположенные в стратегически важных местах: зона распознавания слов находится на перекрестке зрительной и слуховой зон. А зона Вернике находится между височной и теменной долями коры и путем, ведущим к фронтальной зоне (почти как Базель, находящийся между Швейцарией, Францией и Германией).

Если мозг — это целый мир, то его должны пересекать большие водные артерии — пучки белого вещества, соединяющие нейроны между собой. Метод изучения мозга — диффузионная МРТ или трактография — позволяет найти потоки соленой воды, проходящие через мозг, с помощью которых общаются нейроны. Мозг пересекают реки, текущие сразу после рождения, но русла большинства из них часто меняются, образуя новую гидрографическую сеть.

Два отца-основателя современной нейробиологии, Сантьяго Рамон-и-Кахаль и Камилло Гольджи, в 1906 году разделили Нобелевскую премию в области физиологии и медицины за проведенные ими работы по гистологии мозга[102]. Однако точки зрения на его организацию у них не совпадали. Рамон-и-Кахаль защищал свою так называемую «клеточную теорию», в соответствии с которой мозг состоит из замкнутых и не зависящих друг от друга клеток, которые мы сегодня называем нейронами, и глиальных клеток. Эти клетки образуют химические и электрические контакты — «синапсы». А Гольджи защищал свою «ретикулярную» теорию, согласно которой мозг был сформирован из текучего вещества, не разделяемого непроходимыми мембранами — «синцития». Такая структура представлялась ему возможной, потому что так устроена скелетная мышечная ткань.

Сегодня всем известно, что Гольджи ошибался, но его теория остается прекрасным примером понимания работы мозга, который действительно можно рассматривать как мир, по которому текут реки. Каждому нашему навыку, идет ли речь об игре на пианино, прыжках с трамплина, вождении машины, пении, решении дифференциального уравнения в частных производных, общении на китайском языке или рисовании, соответствуют свои церебральные реки, которые близки у всех людей. Например, река чтения использует рукав, который называется «дугообразный пучок». Он соединяется с зоной Вернике на границе раздела теменной и височной долей и с зоной Брока, расположенной в префронтальной доле.

Стигмергия

Чем лучше мы закрепляем наши умения или навыки, тем мощнее становятся соответствующие им реки. Например, обучение чтению замено укрепляет дугообразный пучок. Но если река чтения прокладывает русло одинаковым образом у всех людей, то некоторые другие навыки могут стать источником совершенно разных церебральных (мозговых) рек. В этом заключается одно из многих применений нейроэргономики.

Когда нужно прыгнуть как можно выше, человек может применить два совсем разных способа: «ножницы» или технику Фосбери-флоп, которая оказалась гораздо эффективнее. На Олимпийских играх 1968 года Дик Фосбери убедительно доказал, что способ его конкурентов далек от совершенства. Церебральные реки, лежащие в основе наших навыков и способностей, тоже не всегда оптимальны. Гении вроде Рудигера Гамма (в устном счете) или Нельсона Деллиса (в запоминании) постоянно демонстрируют это.