Мозг во сне. Что происходит с мозгом, пока мы спим - Рок Андреа
Еще одной важной характеристикой зрительного восприятия является то, что оно по большей части происходит за пределами нашего осознания, как и почти вся наша мозговая деятельность. И все же тот факт, что мы осознаем только малую часть собственных сновидений, нисколько не преуменьшает их ценность и значимость для нашего существования, особенно если учитывать, что мы, похоже, осознаем не более пяти процентов всей нашей ментальной активности. Как считает нейробиолог из Дартмута Майкл Газзанига, 98 процентов всей деятельности мозга происходит за пределами нашего сознательного понимания (обзор научных данных по этому вопросу, опубликованный в 1999 году, говорит о 95 процентах).
Кох, говоря об этом преобладании нейронной системы, управляющей нашими действиями независимо от нашего понимания или контроля, называет ее «зомби-фактором». «Мне трудно объяснить родителям, чем я занимаюсь, потому что для них в зрении нет ничего сложного: вы просто открываете глаза и смотрите, — говорит Кох. — Когда, например, говоришь людям, что пишешь компьютерную программу для игры в шахматы, они понимают, что это дело сложное. Но когда говоришь им о зрении, им кажется, что это очень просто, потому что они видят лишь результат. Большинство людей ничего не знают о хитрых и мудрых невидимых факторах в мозгу, которые позволяют нам двигаться, говорить, думать». Любой, кто занят робототехникой, говорит Кох, понимает, насколько трудно запрограммировать даже самое простое на первый взгляд движение: «Когда я протягиваю руку, чтобы взять чашку, я понятия не имею, каким образом я это делаю, так же как не понимаю, почему моя рука именно таким образом цепляется за скалу, или берет яйцо, или поднимает перо птицы».
При этом мозг, даже в период бодрствования, подправляет наше сенсорное восприятие, чем объясняются иллюзорные представления о вполне реальных вещах. В 1960–1970-х годах когнитивный нейробиолог Бенджамин Либет провел серию экспериментов, показавших, что, прежде чем любое ощущение достигает нашего сознания, оно примерно полсекунды обрабатывается в соответствующем центре мозга. Когда кто-то дотрагивается до вашей руки, вы чувствуете это только через половину секунды, но не осознаете задержки. Мозг автоматически вводит поправки на время обработки, чтобы вам казалось, будто ощущение прикосновения возникло одновременно с тем мгновением, когда чьи-то пальцы коснулись вашей руки. Либет также использовал записи мозговых волн, чтобы показать, что мозг посылает сигнал мышцам поднять руку за 350 миллисекунд до того, как ваше сознание решит, что вам следует сделать именно это. То есть нас, можно сказать, постоянно ставят перед свершившимся фактом.
Но знание обо всех этих задержках и закулисных махинациях нисколько не принижает эффективности наших действий. Тогда зачем сознанию — как бодрствующему, так и во время сновидений — пускаться в подобные игры? «Возможно, потому, что сознание таким образом дает возможность системе планировать будущие действия, делая доступным потенциально бесконечный поведенческий репертуар и обращение к декларативной памяти, — считает Кох. — Сознание способно включать синхронизированное возбуждение нейронов на уровне миллисекунд, в то время как некоррелированное возбуждение может влиять на поведение без того особого зуда в голове, который создает наше субъективное понимание».
Мнение Коха о том, что зрительное восприятие — это прекрасная модель для понимания природы всего сознания, разделяет гарвардский исследователь сновидений Аллан Хобсон: зрительное восприятие предлагает четкие доказательства того, что любое состояние ума суть отражение физиологических процессов, то есть нейронной активности. Как считает Хобсон, это решает проблему, которую когнитивная наука называет «проблемой связи между душой и телом», психофизиологической проблемой, сводя ее к объяснению того, как возникает осознание собственной уникальности в этом мире в этот самый момент. В основе этой проблемы лежит вопрос о том, как мозг — который в конечном счете есть не что иное, как комок клеточной ткани, — становится думающим и чувствующим. «И как только вы понимаете, что видимый мир — это всего лишь набор последовательно создающих образы активированных нейронных паттернов, как все становится на свои места», — говорит Хобсон.
Наше ощущение сознания также включает в себя и тщательно разработанный процесс создания внутренних карт в виде нейронных сетей.
Мозг «видит» путем создания внутренних карт, которые представляют и тело, и внешний мир, в котором оно действует. Например, наше осознание собственного тела неразрывно связано со скелетно-мышечной системой, которая позволяет нам двигаться. Эта система мышц и костей, в свою очередь, представлена в виде карты в той части коры, которая управляет движениями тела. Даже когда мы не двигаемся, не используем свои мышцы, эта ранее отпечатавшаяся карта пребывает в рабочем состоянии, как продемонстрировали удивительные тесты с участием актера Кристофера Рива [40], который после падения с лошади в 1995 году был почти полностью парализован. Хотя травма повредила большинство нервов в том узле, который передавал сигналы от мозга к телу, Рив, надеясь снова встать на ноги, регулярно занимался с физиотерапевтами, а его мозг оставался удивительно восприимчивым к сигналам, которые посылало ему парализованное тело.
Спустя семь лет после происшествия врачи из медицинской школы при Вашингтонском университете в Сент-Луисе использовали магнитно-резонансную томографию, чтобы отслеживать модели мозговой активности Рива. Они попросили его наблюдать за видеоизображением теннисного мячика и показывать направление его перемещений либо языком, либо с помощью левого указательного пальца, которым он мог частично двигать, а на МРТ было видно, какие части мозга были при этом задействованы. Как объяснял Маурицио Корбетта, один из участвовавших в исследовании врачей, «в мозг вмонтировано изображение тела и разные части мозга управляют разными частями тела».
В случае с Ривом эта карта тела демонстрировала, что те участки мозга, которые обычно контролируют движения руки, были частично перекрыты теми участками, которые контролируют лицо, но в целом результаты, показанные Ривом, были сравнимы с результатами здорового двадцатитрехлетнего молодого человека, прошедшего тот же тест.
Важность таких внутренних карт продемонстрировал необычный юноша по имени Тито Мукхопадхьяй, который страдает настолько серьезной формой аутизма, что не может говорить, но способен общаться с помощью ноутбука со встроенным голосовым синтезатором. Тито хорошо выражает свои мысли и потому представляет огромный интерес для ученых, занимающихся проблемой аутизма. Нейрофизиологи изучали изображения его мозга. И они обнаружили отсутствие у него такой внутренней карты, которая обычно развивается у детей в первые годы жизни в тех отделах мозга, которые связаны с прикосновениями и движением.
«В четыре-пять лет я едва понимал, что у меня есть тело, кроме тех моментов, когда чувствовал голод или когда стоял под душем и становился мокрым», — писал Тито. Он объяснил, что крутится на месте и машет руками — как делают многие аутисты, — потому что ему необходимо постоянно двигаться только для того, чтобы чувствовать, что у него есть тело. Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего обнаружили, что у многих аутистов мозговые карты спутаны, они не могут определить в зеркале части собственного тела, что создает сложности в строительстве других типов ментальных моделей мира, необходимых для интеграции восприятий, таких как вид, звук, осязание и вкус.
Аллан Хобсон полагает, что сновидения играют решающую роль в формировании этих жизненно необходимых внутренних карт тел и мира, в котором мы перемещаем наши тела. Но если представление в мозгу не максимально точно отражает внешнюю реальность, тогда оно совершенно бесполезно. «Мозг стремится как можно скорее создать копию мира, которую он использует во всей своей сравнительной работе, чтобы вы могли предсказать, что именно увидите, и чтобы не надо было заново изобретать мир при каждом визуальном опыте», — говорит Хобсон. Он предполагает, что огромный объем быстрого сна, который характерен для детей, еще пребывающих в утробе матери, и для новорожденных, является частью этого процесса создания карт. Эти модели модернизируются и совершенствуются по мере взросления, и ревизия происходит во сне, в автономном режиме: «Я полагаю, что все это случается во сне. Сложившееся в мозгу подобие мира, которое позволяет нам видеть во сне фиктивную реальность, сопровождает нас и наяву, даже когда мы этого не осознаем. А потом, по ночам, мозг берет эти кусочки дневного опыта, приклеивает их к чему-то хранящемуся в памяти — при этом вы и не знаете, что одно, оказывается, ассоциируется с другим, — и возникает сновидение».
