Питер Уайброу - Мозг Тонкая настройка. Наша жизнь с точки зрения нейронауки
Увы, как я ни мечтал, талант во мне так и не проснулся. Но теперь, став нейрофизиологом, я размышляю о том моменте, который в моем воображении не менее реален, чем декорации театральной пьесы, и, соединяя этот опыт с теми данными, которые были получены наукой в последнее время, оказываюсь чуть ближе к пониманию структур, создающих «мастерскую воображения» в нашем мозге.
Как каждый из нас знает на личном опыте, музыкальные звуки могут порождать целый спектр эмоций, в том числе явный дискомфорт, когда мы слышим диссонанс. Стефан Кёльш из Института нейробиологии и когнитивных наук общества Макса Планка в Лейпциге (Германия) воспользовался этим явлением. Он набрал для своего эксперимента людей без музыкального образования и измерял с помощью технологии фМРТ, как изменяется кровоснабжение в различных областях головного мозга при разных эмоциональных реакциях на приятную и неприятную музыку. Вполне ожидаемо оказалось, что миндалина — мозговой «страж эмоций» — возбуждается при прослушивании как приятной, так и неприятной для слуха музыки. Увеличивается и кровоснабжение гиппокампа, играющего важнейшую роль в обработке информации и вспоминании, а также связанных с ним и миндалиной соседних областей коры. Кроме того, было показано, что в отслеживании музыкального ритма принимают участие базальные ганглии, которые, как вы помните, участвуют в приобретении интуитивных привычек.
Однако для получения удовольствия от музыки, помимо этой базовой активности, требуется включение других нейронных сетей, в частности медиальной префронтальной зоны, которая осуществляет надзор за центрами наслаждения, исполнения и планирования фронтальной коры. Исходя из того, что кровоток в этих областях усиливается при прослушивании и оценивании приятной музыки, можно заключить, что они тесно связаны с обработкой структуры и последовательности прослушиваемой мелодии. Согласитесь, в головном мозге при стимулировании воображения музыкой происходит много разных событий. Подобные эксперименты показывают, что во время прослушивания музыки мозг становится очень оживленным местом — как в те моменты, когда И.-С. Бах переносит меня в прошлое, к моим юношеским романтическим отношениям с виолончелью. Примерно то же самое происходит при чтении романа: у ребенка (или взрослого), увлеченного приключениями Гарри Поттера, возникновение мысленных образов предполагает высокую активность разных участков коры. Таким образом, можно заключить, что для работы воображения нужно включение и соединение нейронных сетей, охватывающих практически весь мозг.
Но пробуждение силы воображения при прослушивании музыки или чтении книги значительно отличается от процессов, происходящих в мозге человека, придумывающего новую мелодию, пишущего рассказ или создающего полотно в стиле кубизма на основе образа виолончели. Здесь мы оказываемся на территории творчества, закадычного друга воображения. Конечно, составление любой уникальной фразы, чем мы занимаемся на протяжении всего дня, — это тоже творческий процесс, но я сейчас говорю о том, что происходит, «когда мы от созерцания человека в одно время и лошади в другое время создаем в уме образ кентавра»28, как замечал в своей книге «Левиафан», вышедшей в 1651 г., Томас Гоббс. Как мы создаем подобные новые визуальные образы из знакомых или абстрактных форм? Какие нейронные сети мозга поддерживают его способность к такому изобретательству?
Профессор Питер Ульрик Це и его коллеги с кафедры психологии и нейробиологии Дартмутского колледжа в Хановере (штат Нью-Хэмпшир) изучали эти вопросы в серии экспериментов с целью лучше определить то, что они назвали «ментальным рабочим пространством» мозга. Технологию фМРТ ученые сочетали с нейропсихологическим тестированием и сетевым анализом. Вначале для лабораторного изучения мозговых структур, участвующих в творческом процессе, команда разработала 100 абстрактных изображений. Они служили визуальными стимулами (испытуемые могли использовать их для воображаемых манипуляций), одновременно измерялся уровень кровоснабжения различных зон головного мозга с помощью фМРТ.
В ходе эксперимента 15 участников попросили мысленно соединить данные им абстрактные стимулы, чтобы получить новые сложные изображения. Затем, на втором этапе, испытуемые должны были в зависимости от инструкций либо мысленно разбирать получившиеся образы обратно на составные части, либо продолжать представлять их как целое. Ученые предположили, что для обработки абстрактных визуальных стимулов и осуществления мыслительных упражнений в сфере воображения необходима координация распределенных по всему мозгу нейронных сетей. Их эксперименты доказали справедливость гипотезы. С помощью мультивариантного анализа мозгового кровоснабжения профессор Це и его коллеги подтвердили наличие «разветвленной и комплексной сети обработки информации… поддерживающей мысленные действия с визуальными образами», в которой координирующую роль выполняют дорсолатеральная префронтальная кора исполнительного мозга и задняя теменная область.
Если объединить данные, полученные профессором Це, с исследованиями восприятия музыки, можно предположить, что «рабочее пространство» мозга, задействованное в воображении и творчестве, обширно и разнообразно: оно включает в себя сеть динамических взаимосвязанных систем, поддерживающих эмоции, рабочую память, рациональную обработку информации и выбор. Эти идентифицированные сети сходны с «когнитами» Хоакина Фустера, объединяющими рефлекторное, интуитивное мышление с сознательным, рефлексивным в функциональной гармонии цикла «восприятие — действие». Воображение отражает этот непрерывный обмен, но вместе с тем выходит за пределы непосредственного опыта, создавая истории прошлого и представления о будущем, преломляя их через цветные линзы субъективного смысла. Творчество, требующее эффективной и дисциплинированной памяти, а также смелости для разрушения устоявшихся привычек мышления, расширяет образные манипуляции с абстрактными идеями, преобразуя их в идеи и действия, воспринимаемые и оцениваемые окружающими. Это вершина интеллектуальных достижений человека, особая мудрость, закрепленная в биологии человеческого мозга и уникальным образом выражающаяся в наиболее зрелом способе действия.
* * *
Воображение — это умственная способность, отличающая нас от всех остальных видов, причем не только на уровне биологии. Воображение также является мощным стимулом для многих социальных и культурных достижений человечества. Просвещение мы сейчас считаем эрой разума, когда впервые приобрели известность работы Исаака Ньютона и научная революция позволила людям размышлять о материальном мире, не ссылаясь на Божественные силы. Но на самом деле это упрощение. В XVIII в. Дэвид Юм и Адам Смит признавали, что воображение необходимо, чтобы думать о вещах, недоступных для непосредственного восприятия, к чему бы они ни относились — к повседневной жизни, науке или искусству. Этот «воображения узывный глас», как назвал его Сэмюэл Кольридж в 1802 г., заполняет пробелы восприятия и придает опыту связность. С самого детства воображение служит человеку своего рода клеем, скрепляющим его воедино, делающим личностью и социальным существом.
Образное мышление отличает нас от животных, так как позволяет заниматься не только тем, что непосредственно присутствует рядом с нами. Например, собака может воспринимать лошадь на слух и по запаху и аналогичным образом воспринимать человека, но в собачьем сознании это будут два раздельных информационных «файла». Мозг собаки не способен объединить эти два образа и создать образ гоббсовского кентавра: такое смешение никак не будет способствовать ее выживанию. Собаке свойственно унимодулярное внимание. Напротив, в человеческом мозге выработалась в ходе эволюции способность к перекрестному, или кросс-модулярному, вниманию, которое позволяет не только перекрестно обрабатывать разные информационные файлы с помощью разных нейронных сетей, но и интегрировать их для создания новых символических форм, что мы впервые начинаем делать в ходе наших детских игр. По словам профессора Питера Це, по сравнению с мозгом животных «в человеческом мозге не просто больше нейронных связей, но они еще и качественно иные».
Когда же у Homo sapiens появились эти особенности мышления, отличающие нас от наших ближайших предков и родственников — Homo erectus и Homo neanderthalensis? Ричард Клейн, профессор антропологии и биологии Стэнфордского университета и ведущий специалист по инструментам и артефактам древних людей, считает, что это произошло примерно 40 000–50 000 лет назад, то есть в верхнем палеолите, также называемом древним каменным веком. Именно этим периодом, отмечает профессор Клейн, датируются значительные изменения в ископаемых остатках: кроме широко распространенных примитивных каменных орудий, появляются «бесспорно относящиеся к искусству предметы и личные украшения», что позволяет предположить развитие у древнего человека «способности к абстрактному, или "символическому", мышлению».
