Каждый раз, когда мы пытались вбить направляющий канал в мертвый высохший череп, кончик этого канала ломался в кости. Однако при работе на живом влажном черепе ничего подобного не наблюдалось; направляющий канал плавно входил в кость, раздвигая ткань, а не проталкивая ее вперед.
Первый дельфин, которому мы вбили направляющие каналы, был зарегистрирован под № 6.
Мы решили вести полную регистрацию, нумеруя всех животных, участ вовавших в этой серии опытов. Наш дельфин, хотя и был шестым в серии, первый подвергся нелегкой операции.
Первый направляющий канал (длиной около 30 миллиметров) удалось ввести удивительно легко и быстро. Мы моментально провели электроды через кожу, сало, мышцы и отверстие канала в мозг, а затем приступили к долгому и кропотливому изучению этого гигантского мозга при помощи электрического раздражения.
Каждый оборот манипулятора продвигал кончик электрода на 1 миллиметр в глубину мозга.
В каждой зоне мозга мы наносили очень слабые электрические раздражения различной интенсивности и пытались про следить, что же при этом происходит с животным. Я подчеркиваю «пытались» потому, что, так же как и у человека, в мозге дельфина есть много областей, дающих при раздражении эффекты, которые мы еще не понимаем. При раздражении обширных, так называемых «молчащих» зон мозга человека не возникает непосред ственно наблюдаемого эффекта. Но некоторые зоны исключаются из числа «молчащих», по мере того как мы открываем новые присущие им функции.
Обычно мы пытаемся выявить вызванные раздражением движения определенных групп мышц. И прежде всего мы ищем у животного какое-либо движение, возникающее при раздражении. Ну а уж если такое движение выявлено, то его легко продемонстрировать и другим людям. Например, во время опыта на дельфине мы обнаружили в глубине коры двигательную зону, которую в человеческом мозге мы назвали бы супраорбитальной (надглазничной). При раздражении этой специфической области один глаз животного поворачивался в определенном направлении и удерживался в таком положении, пока длилось раздражение. Раздражение мозга в одной точке вызывало поворот глаза вверх, раздражение в другой точке — поворот его вниз, в третьей — вперед, в четвертой — назад. Эффект такого раздражения очевиден. Можно обнаружить области мозга, которые регулируют Движение грудного плавника, глаза, языка, мышц спины, хвоста и даже эрекцию пениса. Пользуясь нейрофизиологическими терминами, можно сказать, что все это "двигательные влияния": раздражаемая область мозга непосредственно активирует определенные мышцы.
Однако "мотивационные"[8] влияния не столь очевидны, как двигательные. Для того чтобы знать, попали ли вы в активные области мозга, т. е. в те области, которые вызывают мотивацию, надо обучить животное. Однако при составлении карты мозга обычно имеют дело с необученным животным, с которым трудно работать. Правда, если вы нашли одну такую точку и обучили животное, то затем уже совсем не трудно бывает «нащупать» и другие активные точки. Но пока вы не нашли первой зоны, вызывающей мотивацию, опыты ваши подобны выстрелам в темноте. Наши первые открытия на дельфине были сделаны, когда мы натолкнулись в мозге животного № 6 на точку, относящуюся к системе поощрения.
Целый вечер мы занимались исследованием мозга этого животного, продвигая каждый раз электрод на 1 миллиметр в глубь обширной области коры верхней части мозга. Такими миллиметровыми шагами мы продвинулись примерно на 60 миллиметров вглубь; мы останавливались то на 15 минут, то на 1 час в каждой точке, пытаясь выяснить, можно ли в этой точке вызвать какую-либо реакцию, мотивационную или двигательную. Очевидно, мы натолкнулись на одну из больших «молчащих» зон; у человека такие зоны расположены в передней лобной области (как раз над глазами). Мы работали допоздна. Разочарование было полное. Ну а что если весь этот мозг «молчащий»? Что если что-то не в порядке с электродами? А может быть, мы вообще все делаем не так, как надо. Наше время истекало, нас одолевало нетерпение, но в конце концов мы были вынуждены уйти из лаборатории.
На следующее утро мне так нетерпелось начать работу, что я пришел в лабораторию совсем рано, продвинул электрод вглубь на очередной миллиметр и начал раздражение. Сразу же стало очевидным, что раздражение вызывает эффект, который мы не наблюдали прежде ни на дельфинах, ни на других животных.
При довольно сильном токе животное реагировало каждый раз сразу же после раздражения.
Его одолевало беспокойство, оно начинало дергаться, пытаясь вырваться из креплений, и издавало «дельфиньи» звуки. Ток был очень сильный, и я подозревал, что электрод только приблизился к чувствительной зоне, но не вошел в нее и что лучше продвинуть его глубже, чтобы понизить порог и избежать коагуляции ткани мозга сильным током. Продвинув электрод еще на один или два миллиметра, я тут же обнаружил, что пороговое значение тока для двигательной и голосовой реакции понизилось. Дельфин стал издавать так много звуков, как никогда раньше, Раздался свист, жужжание, скрежет, лай, звуки, напоминающие крики толпы на стадионе. (Надо сказать, что многие новые и волнующие факты оставались неосознанными, пока мы позднее не воспроизвели эту магнитофонную запись.)
Я подумал, что пора бы попробовать установить, не достигли ли мы системы поощрения.
Научится ли животное нажимать на выключатель, чтобы вызвать раздражение собственного мозга?
Я наспех соорудил выключатель, на который дельфин мог нажимать мордой. Если бы он толкал его вверх, контакт замыкался бы, и это привело бы к возникновению серии раздражений. Собирая выключатель, я за метил, что дельфин пристально следит за мной.
Едва я окончил сборку и приладил стержни, необходимые для работы выключателя (который располагался вне воды над животным), дельфин принялся нажимать на стержни. К тому времени, когда я подсоединил выключатель к остальной аппаратуре, он выучился надлежащим образом нажимать на него и включал ток, чтобы вызвать раздражение.
Мне стало несколько не по себе: в поведении животного явно ощущалось гораздо больше целенаправленности, чем у обезьян. У меня всегда создавалось впечатление, что, прежде чем обезьяна освоит работу с выключателем, она не раз замыкает контакты чисто случайно.
Выучившись, обезьяна тут же забывала, что ей надо делать. Но таких «случайных» замыканий бывало множество, прежде чем до животного доходил смысл операции.
У дельфина я вообще не замечал таких случайных действий. Внешне все выглядело так, будто он знал, что моя деятельность может каким-то образом вознаградить его. Казалось, он именно знал, что этот стержень можно будет в дальнейшем использовать для каких-то целей, связанных с раздражением. Ведь он уже был знаком с раздражением, видел, как я нажимал на выключатель; когда выключатель был готов, он нажал на него, при первой же пробе усвоил его действие и понял, как надо нажимать на выключатель, чтобы вызвать электрическое раздражение.
Первой удачной попытки было до статочно, чтобы он обучился этому приему.
Столь же быстро и непосредственно прошло обучение у одной маленькой самки. Стоило мне показать ей, как надо обращаться с выключателем, раза два приподняв стержень ее мордой, и она тут же усвоила этот прием. В этом случае выключатель прерывал раздражение, которое было ей неприятно. Так мы обнаружили первое различие между обезьянами с их маленьким мозгом и дельфинами, обладающими крупным мозгом. Дельфин обучается куда быстрее обезьяны. Скорость обучения у него так велика, что мы сейчас даже не можем ее точно измерить, но, по-видимому, обучение проходит в столь же быстром темпе, как и у человека.
Дельфину можно помочь, показав нужный прием, а при обучении обезьяны демонстрации бесполезны.
Дельфин-самец издавал звуки всякий раз, когда ему не удавалось вызвать раздражение. При раздражении он сразу же умолкал. Однажды в наспех собранном приборе заело стержни, ведущие к выключателю, и дельфин уже не мог сам раздражать мозг. Тут из его дыхала вырвалась целая серия звуков. Микрофон был расположен непосредственно над дыхалом и соединен с усилителем и громкоговорителем, поэтому даже слабые звуки были хорошо слышны по всей комнате. Я использовал стереофоническую магнитофонную запись, один канал которой служил для записи звуков дельфина, а другой-для регистрации моих замечаний (впоследствии отметки эти обрабатывались секретарем). В репродукторе слышались звуки, напоминающие гул толпы, и некоторые лоцирующие звуки дельфина (быстрое щелканье, звуки, похожие на скрип двери), а затем внезапно раздались очень странные звуки, которых мы раньше не отмечали.
Некоторые из этих странных звуков отдаленно напоминали смех, по крайней мере характер звука, «взрывчатый» и пульсирующий, напоминал смех человека. (Перед этим в лаборатории кто-то смеялся.) Затем мы услышали очень своеобразные звуки, и при этом столь быстрые, что я смог разобрать их лишь позже, когда мы воспроизвели магнитофонную запись.
Я пытался управлять голосовой реакцией дельфина весьма «формальным» способом, т. е. заставлял его для получения вознаграждения издавать свист определенной высоты, длительности и громкости. Оказалось, что эта задача выполнима. Однако, внимательно изучая магнитофонные записи после первого часа опытов, мы выявили нечто совершенно неожиданное. Когда мы воспроизвели первую серию магнитофонных записей, то обнаружилось, что наш дельфин в очень сжатом «стенографическом» виде повторял некоторые слова, которые я произносил по ходу опыта, диктуя технические данные для записи на магнитофонную ленту. Конечно, это была копия, далекая от оригинала, — дельфин не «говорил», а крякал. Мы не могли обнаружить никакой закономерности в том, что дельфин выбирал для подражания из всего нашего разговора. Приведу наиболее яркие примеры.
Я говорю: "The TRR (Train repetition rate), — причем произношу слова очень-отчетливо: ведь мой секретарь должен их переписать, — is now ten per second".[9] Животное крякнуло «TRR», и казалось, что это был высокий голос утенка Дональда.[10] Когда я сказал: "Three hundred and twenty-three feet on the tape",[11] дельфин повторил: "Three hundred and twenty-three". Конечно, воспроизвел он эти слова весьма примитивно, но вполне отчетливо. Кроме того, он чрезвычайно точно воспроизводил наш смех.
Мы сталкивались со многими такими случаями во время опытов. В общем поведение дельфина зависит от различных условий. При первом раздражении системы поощрения дельфин издает громкие звуки. Позднее, научившись нажимать на выключатель самораздражения, он уже не издает звуков. И после этого он вновь прибегает к голосовым реакциям лишь в тех случаях, когда ему не удается вызвать раздражение. Если животное специально вознаграждать за голосовую реакцию путем раздражения его мозга, после того как оно издаст звук, то можно заставить его издавать звуки и даже подра жать человеческому голосу.
Затем мы прослушивали записанные звуки, пропуская магнитофонные ленты со скоростью, вдвое или вчетверо меньшей, чем при записи, и выявили еще одно неожиданное обстоятельство. Дельфины, по-видимому, вполне способны перенимать звуки, издаваемые человеком, но они произносят их быстрее. Мы обнаружили, что большая часть звуков, воспроизводимых дельфином, лучше воспринимается и их легче разобрать, если увеличить их продолжительность и уменьшить высоту, замедляя движение магнитофонной ленты.
Конечно, это затрудняет установление контакта с дельфинами. Они вполне способны воспринимать звуковые колебания частотой по крайней мере до 200 кило герц [45] и могут издавать звуки (щелчки и свисты) в диапазоне от 100 герц до 200 килогерц, что гораздо выше нашего верхнего предела слышимости (15–20 ки логерц). Воспроизводят или копируют нашу речь дельфины не свистом. Создается впечатление, что для этой цели они используют пульсирующие звуки (как в системе сонара) или даже комбинацию свистов и пульсирующих звуков.
Их сонарная передача состоит из серии звуковых импульсов, испускаемых очень быстро с различной частотой. Доказано, что эта локационная система состоит из отдельных коротких звуковых волн, испускаемых с разной частотой в зависимости от расстояния до предмета [16, 42, 43, 46]. Очевидно, она может быть использована для определения не только местонахождения предмета, но и его формы. При помощи собственного сонара дельфины могут находить рыбу и отличать ее от других пред метов. Когда они заняты этими поисками, издаваемые ими звуки напоминают скрип двери со ржавыми петлями или скрежет напильника. Всякий раз, когда мы кормили дельфина рыбой, он издавал такие звуки, приближаясь к рыбе, которую мы держали в руке.
По-видимому, дельфины используют эти свои возможности для воспроизведения «человекообразных» звуков. У нас есть магнитофонные записи звуков отдельных животных, содержавшихся в изоляции, которые могли издавать кряканье и свист одновременно. Таким образом, два механизма, связанных с издаванием этих звуков, очевидно, могут действовать независимо друг от друга. Однако, когда мы впервые услышали эти звуки, напоминающие скрежет и скрип, они показались нам сильно отличающимися от звуков, издаваемых человеком. Мы можем производить губами непристойные звуки, которые приближаются к дельфиньим, но они не так резки и четки, как звуки, издаваемые этими животными, Тот факт, что они могут модулировать свои пульсирующие звуки, подражая нашему голосу, показывает, что они очень хорошо регулируют деятельность соответствующих групп мышц.
Один из механизмов, ответственных за образование этих звуков, используется для испускания звуков в воздушной среде. Он расположен в начальной части воздухоносных путей, под дыхалом. В дыхале есть своеобразный клапан, напоминающий язык ("пробка"), которым дельфин может манипулировать с большой ловкостью. В этой же части воздухоносных путей имеется несколько воздушных мешков и «губообразных» структур (складок). Другой механизм расположен далеко от дыхала, в глубине воздухоносных путей — в глотке. Каждый из этих механизмов может быть использован для производства звуков под водой. (Мышцы, окружающие дыхало, также очень подвижны, в чем можно убедиться, наблюдая за областью дыхала при содержании животного в маленьком аквариуме. Эти мышцы напрягаются, когда животному больно, и расслабляются, когда оно явно испытывает удовольствие.)
Наблюдая за областью дыхала, можно заметить, как оно двигается всякий раз, когда животное издает звук. Можно видеть также, как оно двигается в тот момент, когда животное, по всей вероятности, издает звуки, лежащие вне нашего диапазона слышимости.
Я проводил опыт с дельфином № 6, который нажимал на рычаг, чтобы вызвать самораздражение. После нескольких часов дельфин внезапно стал нажимать на рычаг все чаще и чаще. У него начался эпилептический припадок (grand mal), и волны мышечных сокращений пробегали по всему телу. Вдруг, так же неожиданно, все движения прекратились и животное совершенно затихло. В этот момент я внезапно понял, что у него был эпилеп тический припадок, вызванный слишком сильным раздражением участка мозга, расположенного вблизи двигательной коры. Припадки, подобные этим, весьма обычны при чрезмерном раздражении коры мозга у обезьян и людей.
К этому времени животное мощными хлопающими движениями грудных плавников разбрызгало воду из аквариума по всей лаборатории. Пришлось прикрыть электронную аппаратуру пластмассовыми чехлами. Между тем животное совершенно не дышало. По всей ве роятности, оно находилось без сознания, в глубокой коме, такой, какая бывает у обезьян и людей, только что перенесших эпилептический припадок.
Внезапно возобновились сокращения мышц всего тела и появились чрезвычайно быстрые плавательные движения, в которых я узнал "аноксическое беспокойство" (по терминологии, принятой в Маринлэнде), предвещающее смерть. Затем дельфин затих навсегда.
Эта смерть очень опечалила нас, и довольно долго мы оплакивали наше замечательное животное. Даже спустя три года воспроизведение магнитофонной записи всех обстоятельств этой смерти все еще вызывает у меня чувство горечи по поводу утраты такого превосходного дельфина. Еще раз из-за нашего невежества смерть ворвалась в наши опыты. Медленно, но верно постигали мы разницу между нами и этими животными и то, какими непоправимыми могут быть наши ошибки. (В 1960 году я наконец почувствовал, что мы научились в течение длительного времени работать с дельфинами, не нанося им вреда. Но можно ли быть в этом вполне уверенным?)