Аппарат воздействует на определенные зоны головного мозга – именно в этом его ценность. Однако с его помощью можно не только лечить, но и определять связанные с восприятием времени области мозга, – электрические импульсы способны временно выводить из строя определенную зону головного мозга без серьезных побочных эффектов. На сегодняшний день именно этот метод убедительнее всего доказывает участие мозжечка в восприятии времени. Когда с помощью ТМС функцию мозжечка испытуемого на время подавляли, ему труднее было определять время. То есть, при транскраниальной магнитной стимуляции человек показывал более низкие результаты в экспериментах, где счет шел на миллисекунды, и обычные результаты в экспериментах, где счет шел на секунды. А вот в оценке результатов нам поможет другая зона мозга.
Человек, который думал, что рабочий день уже кончился
На окраине Рима находится научно-исследовательский институт "Санта-Лючия". В здание института вошел пациент и, пройдя в кабинет врача Джакомо Коха, сел в ожидании приема. В шестидесятые годы этот институт был госпиталем для ветеранов войны, а теперь в нем лечат больных с неврологическими нарушениями. Пришедший пациент – человек сравнительно молодой, сорока девяти лет, – очень надеялся на помощь специалистов. Ему вдруг стало трудно концентрироваться, в течение нескольких дней он испытывал некоторое недомогание.
Случай оказался не из рядовых. Пациент уверял, что серьезно болен, однако врачи не могли поставить какой-либо диагноз. Они проводили обследование за обследованием, но все было напрасно. Память проверяли с помощью теста на запоминание цифр, теста для измерения объема зрительно-пространственной памяти, теста сложной фигуры Рея-Остеррица (оценивает зрительно-конструктивную способность и зрительную память), теста на заучивание вербальных стимулов, превышающих объем непосредственного запоминания, и теста на воспроизведение последовательности в прямом и обратном порядке. Зрительно-пространственные навыки проверяли с помощью прогрессивных матриц Равена. Для оценки концентрации внимания применялся тест слежения, для языка – тест на беглость речи и тест построения предложений. Умение принимать решения проверяли с помощью конструктивного теста-головоломки "Лондонская башня" и Висконсинского теста сортировки карточек. Затем врачи тщательно изучили результаты – все показатели были в пределах нормы. Пациенту давали задание скопировать рисунки, заучить столбцы слов, окончить известные фразы… По-прежнему никаких нарушений.
Однако у пациента была еще одна жалоба – время его "внутренних часов" сильно отличалось от времени часов внешних. Он приходил в контору, работал, как ему казалось, целый день, а когда собирался домой, вдруг выяснялось, что еще даже обеденный перерыв не начался. Иногда ему казалось, что мероприятие длилось гораздо меньше, чем на самом деле; его минута укладывалась всего в тридцать секунд.
Тогда врачи решили провести ряд тестов, направленных на определение нарушений в оценке времени пациентом. Чтобы выяснить нормальные показатели, они пригласили восьмерых добровольцев, которым также было за сорок и прошедших те же тесты. Каждый испытуемый сидел перед монитором компьютера, на котором появлялись одна за другой случайно генерируемые цифры. Задача испытуемого была проста – называть вслух появляющиеся цифры. Выполняя эту задачу, он не мог одновременно подсчитывать время в уме. По завершении теста испытуемый должен был сказать, как долго тест продолжался. Поскольку однократный эксперимент мог показать случайный результат, для верности его провели двадцать раз, причем цифры не повторялись. У пациента результаты каждый раз оказывались хуже, чем у остальных, – ему никак не удавалось верно оценить течение времени.
В результате сканирования мозга обнаружились нарушения в правой лобной доле. Так мы узнаем о следующей зоне мозга, связанной с восприятием времени, – обычно ее соотносят со способностью держать что-либо в уме, точнее, в рабочей памяти. Благодаря этой способности вы, прочитав рецепт, запоминаете список необходимых ингредиентов и направляетесь за ними к буфету. Расположенная прямо за лбом передняя часть лобной доли, она же префронтальная область коры головного мозга, для нас особенно важна.
Связь этой части мозга с оценкой длительности времени подтвердилась в результате недавно сделанного открытия – дети с синдромом Туретта определяют временны'е отрезки длительностью чуть больше секунды лучше, чем их здоровые сверстники. При подавлении тика у такого ребенка задействуется префронтальная область коры головного мозга; исследователи обнаружили, что те дети с синдромом, у которых тик подавляется особенно успешно, выполняют задания, связанные с оценкой длительности времени, лучше всех. Можно предположить, что необходимость задействовать для подавления тика эту область коры мозга дает дополнительные преимущества в плане восприятия времени.
Итак, мы рассмотрели две зоны мозга, связанные с восприятием времени, – мозжечок в нижней задней части мозга, участвующий в оценке очень коротких, миллисекундных, отрезков времени, и переднюю лобную долю, участвующую в оценке секундных отрезков времени. Что же происходит, когда мы оцениваем более крупные отрезки – часы и даже дни, не имея ни часов, ни каких-либо еще подсказок о времени суток?
Самый здоровый сон
Ледник, двигаясь высоко в горах, прокладывает себе путь через горную породу. Интересно, а под землей он действует так же? Таким вопросом задался французский спелеолог Мишель Сифр, задумав в 1962 году экспедицию под землю. Однако в процессе подготовки он заинтересовался другим вопросом, который привел к революционному открытию в совершенно иной области исследований.
Готовясь к экспедиции, спелеолог планировал взять с собой под землю все, что полагается, – палатку, тросы, фонари, запас провизии, – но один предмет решил оставить на поверхности – наручные часы. Вместо того, чтобы делать замеры ледника, он намеревался исследовать свое восприятие проходящего времени. Сифр хотел изучить естественные ритмы человека в отсутствие ориентиров из внешнего мира. До сих пор такие исследования длились всего семь дней: в эпоху холодной войны американские и советские космонавты в условиях изоляции проводили эксперименты, выясняя, смогут ли люди выжить в противорадиационных убежищах после ядерного взрыва. Мишель участвовал в подобном эксперименте – добровольцем он неделю провел на территории авиационной базы в штате Огайо, находясь в тихом темном помещении. Теперь ему хотелось провести испытания гораздо более длительные и в более суровых условиях.
Принимая во внимание юный возраст Мишеля – всего двадцать три года, – власти не хотели давать согласия на столь рискованную экспедицию. Однако молодой спелеолог не сдавался, к тому же, он явно умел убеждать – в пятнадцать лет добился от профессора Французской академии наук разрешения ходить к нему на лекции по геологии. Однако на этот раз Мишель подвергал риску свою жизнь.
Местом своего эксперимента Мишель определил пещеру в пропасти Скарассон. Выбранный им грот находился на большой глубине и не имел прямого выхода на поверхность. Мишелю предстояло спуститься по сорокаметровому S-образному тоннелю – если бы исследователь вдруг пострадал, то эвакуация была бы практически невозможна. Даже самый легкий перелом мог стать для него смертельным. Исследователь намеревался провести в гроте целых два месяца в полнейшем одиночестве. Чтобы освободить чиновников от юридической ответственности за свою жизнь, он был готов подписать любые документы, однако те возразили: моральная ответственность все равно остается на них. Сказали, что он слишком молод, неопытен и к тому же чересчур самонадеян. Несмотря на всю важность экспедиции и тщательные и длительные приготовления Мишеля к ней, некоторые по-прежнему полагали ее не более чем пустой забавой. Мнение о затее Сифра переменилось, когда в клубе "Мартель" он выступил перед группой спелеологов с докладом по своим предыдущим экспедициям. Коллеги убедились в серьезности его намерений и обещали поддержать начинание Мишеля. Однако исследователь также нуждался в финансовой помощи и письменном разрешении. Мишель продолжал обивать пороги высокопоставленных лиц, часами сидел в приемных, и все только для того, чтобы в конце концов услышать, что нужный ему чиновник слишком занят и не может его принять. Казалось, что бюрократические мытарства – куда большее испытание, чем сама экспедиция.
Преодолевая бюрократические препоны, Мишель продолжал обдумывать эксперимент, который собирался поставить на самом себе. По его представлениям, время существует на трех уровнях: биологическом, где время длится в течение многих лет; субъективном, где время порождается мозгом и обусловлено светом и темнотой; объективном, где время определяется формально, при помощи часового механизма. Мишеля интересовали последние два уровня. В условиях довольно жесткого эксперимента на самом себе он собирался проверить, есть ли у человека "внутренние часы", которые, даже при отсутствии подсказок извне, каким-то образом синхронизируются с "внешними". Кроме того, ему хотелось узнать, каким оно будет, это ощущение времени. В свои предыдущие спус ки под землю молодой ученый обнаружил, что время искривляется. Подземный мир был настолько увлекательным, что, поднявшись на поверхность, Мишель всегда удивлялся тому, как много времени прошло.
В конце концов спелеологу удалось собрать нужную сумму и добиться разрешения на спуск. И хотя предполагалось, что в самой пещере Мишель будет совершенно один, в подготовке к экспедиции ему помогала целая команда. За несколько недель до спуска друзья Мишеля из клуба спелеологов поселились вместе с ним в доме его родителей: днем они собирали оборудование и припасы, ночью спали в коридоре. Мишелю тем временем велели отдыхать, набираться сил. Команда погрузила вещи и перевезла их как можно ближе ко входу в пещеру. Когда дорогу занесло снегом, и грузовики уже не могли пройти, друзья соорудили простейший подъемник с тормозной системой – перевозить самый тяжелый груз. Они часами брели по снегу, перетаскивая все необходимое. Сами преодолели непростой спуск и позаботились о том, чтобы у Мишеля, когда он станет спускаться, было все необходимое. Как только подземный лагерь был обустроен, два спелеолога попробовали провести в палатке несколько суток.
Мишель попрощался с матерью. Она в который раз сказала ему, что очень за него переживает. Он в который раз сказал, что ничего плохого не случится. Ночь перед спуском Мишель провел в лагере у пещеры, думая отдохнуть напоследок. Но из-за волнения не сомкнул глаз, задремал лишь под утро и проснулся разбитым. Когда Мишель уже начал подъем ко входу в пещеру, его вдруг скрутил приступ амебной дизентерии. Ничего хорошего такое начало не сулило. И все-таки Мишель настоял на том, чтобы группа все два месяца эксперимента оставалась снаружи. Перед самым спуском он даже взял с них расписку, что в течение первого месяца никто и ни при каких обстоятельствах не попытается к нему спуститься. Наконец Мишель передал друзьям свои наручные часы и вместе с командой начал спуск. Помощники проверили, все ли в порядке с палаткой, кроватью, показали, как менять аккумуляторы, от которых работали лампочка и телефон, взяли пробы льда с ледника и поднялись на поверхность. В пещере эхом отозвалось их прощальное "Au revoir". Мишель слышал, как они втянули за собой лестницу. Два месяца он провел в совершенном одиночестве. Подтвердилась ли его гипотеза о том, что у человека в мозгу или где-то еще отсчитывают время его "внутренние часы"? Удалось ли ему и под землей определять длительность минуты так же точно, как и на поверхности?
Прежде, чем мы вернемся к Мишелю уже в конце его двухмесячного одиночного заточения, хочу рассказать вам о том, как мы определяем длительность небольших отрезков времени, от нескольких секунд и больше, – временны'х промежутков, которые для Мишеля окажутся такими незначительными, а в исследованиях восприятия времени играют на удивление большую роль. Уоррен Мек, нейробиолог из Дюкского университета в США, изучает поведение людей с искаженным восприятием времени. Изучая когнитивные процессы, сопровождающие восприятие временны'х отрезков – от нескольких секунд до часов, – он обнаружил: в восприятии отрезков длительностью более двух-трех секунд участвуют базальные ганглии в центральной части мозга. До 2001 года никто и не представлял, что этот комплекс подкорковых нейронных узлов отвечает за восприятие времени. Базальные ганглии, расположенные на границе между лобными долями, находятся прямо в середине головного мозга; своей несколько изогнутой формой они напоминают первые слуховые аппараты. Базальные ганглии регулируют двигательную функцию, используя дофамин, передающий нервный импульс в синапсах, они "тормозят" мышцы. Если вы хотите сесть, нужно прекратить всякую мышечную деятельность кроме той, которая позволит вам сесть. Если вы хотите встать, базальные ганглии "отпускают тормоз", и вы плавно, без рывков поднимаетесь. Одновременно "тормозятся" те мышцы, которые удерживали вас в сидячем положении. При нехватке дофамина возникает тремор и резкость, "рваность" движений – как при болезни Паркинсона. Трудно начать двигаться – вы как будто пытаетесь ехать, нажимая одновременно на ручной тормоз. Однако базальные ганглии связаны также и с восприятием временны'х отрезков дольше двух секунд. При болезни Паркинсона клетки, производящие дофамин, разрушаются; чем поражение сильнее, тем больному сложнее оценивать время.
Важную роль в восприятии времени играет вся дофаминергическая система. Если давать человеку галоперидол, часто прописываемый при шизофрении, дофаминовые рецепторы блокируются – человек оценивает проходящее время как меньшее. Если давать стимулирующий метамфетамин, происходит обратное – уровень дофамина в мозгу повышается, и "внутренние часы" начинают спешить – человек определяет отрезки времени как большие. Как бы удивительно это ни звучало, но данный процесс очень похож на тот, что предположительно протекает в моменты, когда человек испытывает страх за свою жизнь.
Эмоциональные моменты
Пока что мы рассмотрели три зоны головного мозга: базальные ганглии, мозжечок и переднюю часть лобной доли. Судя по некоторым их функциям, ясно, что эти три зоны имеют отношение к восприятию времени. Однако существует еще одна зона головного мозга, чью связь со временем иначе как таинственной не назовешь. Психолог Бад Крейг заметил: когда во время сканирования мозга испытуемые выполняют задачи, связанные с подсчетом времени, активизируется еще одна зона, до сих пор остававшаяся без внимания. Она отвечает за ощущения во всем теле. Крейг предположил, что в процессе восприятия времени может участвовать не только мозг, но и другие части тела.
Вот вы лежите ночью в кровати. В комнате так тихо, что вы слышите удары собственного сердца, не прикладывая руку к груди. Десять процентов людей чувствуют биение собственного сердца всегда и при любых условиях, особенно худощавые юноши и стройные девушки – чем человек дороднее, тем сигнал слабее. Способность ощущать физиологические процессы, происходящие в нашем теле, называется осознанием интероцептивных ощущений. Когда я готовила передачу на эту тему, то опросила множество людей, но никто из них такой способностью не обладал. И вот поднимаюсь я как-то по лестнице к себе и прохожу мимо двери соседа снизу – субтильного молодого человека по имени Хэдли. Он уже привык к тому, что когда я готовлю очередную передачу, задаю странные вопросы. Поэтому когда я постучалась к нему и спросила, чувствует ли он биение собственного сердца, Хэдли тут же выдал ритм, пробарабанив его по крышке стола. Сейчас от теории о том, будто мы осознаем течение времени, подсчитывая его по биению собственного сердца, уже отказались, заинтересовавшись в этой связи осознанием интероцептивных ощущений.
Зона мозга, привлекшая внимание Крейга – передняя часть островковой доли. Она дает представление о том, как наше тело себя чувствует, отвечает за наши бессознательные психические реакции, например, отвращение или вызванное влюбленностью волнение, – то есть состояния человека, которые хоть и являются порождениями психики, тесно связаны с физиологией. Все это находит подтверждение в исследованиях осознанной включенности: во время осознанной медитации активизируется зона островковой доли. Мы знаем, что для людей, лишенных способности воспринимать информацию посредством органов чувств, время течет медленно. Может ли интенсивность сигналов, поступающих от разных органов чувств, в том числе осознание интероцептивных ощущений, влиять на возникновение ощущения времени?
Предложенная Крейгом модель интероцептивных ощущений объясняет эксперимент Хогланда с его больной женой, у которой при повышении температуры менялось восприятие времени. Такие ощущения как тепло, зуд, боль, жажда, голод осознаются при участии островковой доли. Крейг предположил, что эта зона головного мозга время от времени сообщает нам об эмоциональном состоянии в определенный момент – представьте себе гирлянду вырезанных из бумаги фигурок, каждая из которых представляет собой то, что Крейг называет эмоциональным моментом. Эта "гирлянда" состоит из множества ваших "я", которые из прошлого двигаются в настоящее и дальше – в будущее. Систему, обозначающую последовательность эмоциональных моментов, можно использовать при подсчете времени. Она же объясняет сильное эмоциональное воздействие на человека музыки. А еще эта система вполне могла бы отсчитывать ритм. Крейг подал блестящую идею: она объясняет также и то, почему для человека, испытывающего страх, время замедляется. Чтобы поспеть за накалом страстей в моменты испуга, последовательность эмоциональных моментов тоже должна ускориться. Соответственно, "внутренние часы" тикают быстрее, тем самым замедляя время.
Становится ясно, что эти зоны головного мозга связаны между собой гораздо теснее, чем казалось раньше. В процессе восприятия времени участвуют целых четыре зоны – вот почему при черепно-мозговой травме нарушения в восприятии времени редко бывают серьезными. Травма одной, даже самой небольшой зоны мозга может целиком изменить человека, расстроить его память, лишить способности говорить, а то и понимать чужую речь, в то время как нарушения восприятия времени, как правило, бывают незначительными и затрагивают восприятие всего лишь одного из временны'х отрезков. А все потому, что единых "внутренних часов" не существует.
Итак, теперь нейробиологи знают, какие именно отделы головного мозга отвечают за наши отношения со временем. Однако загадкой остается то, каким образом это происходит. Может, информация поступает из базальных ганглиев и мозжечка, а потом уже обрабатывается в передней части лобной доли, давая ощущение длительности времени? Или мы ведем счет эмоциональным моментам? Обе версии выглядят правдоподобно. Но вот в чем загвоздка – несмотря на огромный прогресс в нейробиологии, ученым пока не удалось обнаружить "тиканье" этих неуловимых "часов". Существуют самые разные теории о том, как мозг отсчитывает время; расскажу вам о наиболее популярных.