На самом деле все эти не осознаваемые нами манипуляции еще куда более грандиозны. Сетчатка — тонкий слой нейронов, расположенный на внутренней оболочке глаза, — служит «эволюционной спутниковой тарелкой» для фотонов, энергетических частиц, которые бомбардируют глаз и включают электрические сигналы, а они, в свою очередь, запускают процесс зрения. Так объясняет этот феномен Томас Чернер, профессор офтальмологии Калифорнийского университета в Сан-Франциско и автор книги «Что заставляет вас действовать?» (What Makes You Tick?), яркого обзора новейших исследований в области нейробиологии. Но поступивший от сетчатки электрический сигнал сам по себе не дает того четкого образа, который вы видите, выглянув в окно. Для глаза, говорит Чернер, мир — это лишенный смысла двухмерный монтаж не связанных между собой световых точек, схожий с тем, что вы увидите, подойдя слишком близко к полотну художника-пуантилиста вроде Жоржа Сёра.
Но и это еще не все: перед тем, как вы увидите то, что видите, проходит время — около одной двадцатой секунды. «И даже тогда вы видите не каждую угодившую в сетчатку световую точку, а только те, которые ваш мозг сочтет интересными и важными, — говорит Чернер. — И хотя окружающее визуальное богатство существует отдельно от вас, этот яркий ковер все же накрепко сплетен с вашим мозгом».
То, что мозг считает достаточно важным, чтобы вплести в ваш ковер, отчасти основано на том, что закодировано в вашей ДНК. Визуальный образ, который конструирует мозг летучей мыши, будет очень и очень отличаться от того, что из того же исходного материала сложит человеческий мозг. Даже два человека, наблюдающих одну и ту же уличную сцену, видят ее по-разному. Например, почти у 60 процентов мужчин имеется ген, позволяющий им воспринимать длинноволновый красный фотопигмент (один из основных строительных кирпичиков цвета), поэтому оттенок, который они видят, глядя на красную розу, отличается от того, что видят смотрящие на ту же розу 40 процентов мужчин. И, конечно же, два человека, наблюдающих одну и ту же сцену, в зависимости от их личного опыта увидят ее разные аспекты — да и то, каким образом мы фокусируем внимание, тоже влияет на то, что мы «видим».
«Механизм восприятия поступающей через сетчатку информации о расположении объектов в трехмерном пространстве глубоко укоренен в нашу нервную систему и действует автоматически», — объясняет Роджер Шепард, почетный профессор Стэнфорда. За время своей весьма успешной карьеры Шепард совершил несколько открытий в понимании того, как работает визуальное восприятие. «Этот механизм действует независимо от нашего желания или осознания, он мгновенно включается, получив какую-либо зрительную информацию, в том числе и визуальный входной сигнал от двухмерного рисунка. И в результате это не мы выбираем, как видеть рисунок, — не мы видим его таким, какой он есть: набор линий на ровной, двухмерной поверхности». Наш мозг генетически запрограммирован на то, чтобы превратить этот набор линий в трехмерное изображение, и не стоит удивляться, что нам не властно увидеть его как-то иначе. «Мы унаследовали этот механизм от тех, кто, задолго до появления живописи и рисунка, с помощью этого механизма достаточно эффективно интерпретировал все происходящее в окружающем его трехмерном мире, чтобы выжить и продолжить свой род», — говорит Шепард.
Рис. 10.1. Рисунок «Два стола» иллюстрирует мысль о том, что зрительное восприятие часто бывает обманчивым. Это одна из нескольких созданных Роджером Шепардом зрительных иллюзий: вопреки тому, что кажется на первый взгляд, столешницы обоих столов абсолютно идентичны по форме и размеру. Впервые этот рисунок, авторские права на который принадлежат Шепарду, был опубликован в его книге «Видения разума» (1990 год).
Когда мы бодрствуем, эти разрозненные точки, результат электрической активности сетчатки, проецируются на ретранслятор, расположенный в той части мозга, которая называется таламусом, а он, в свою очередь, проецирует их на первичную визуальную кору. Она передает эти сигналы различным нейронным системам, выполняющим особые задачи, такие как распознавание лиц или обработка цвета или движения. В итоге вся информация стекается к высшему уровню зрительной системы — ассоциативным внешним слоям коры, где хранится память, эти же слои управляют абстрактными аспектами обработки зрительной информации, и здесь же наконец-то собирается из всего этого тот окончательный образ, который мы видим. Но во время сновидения, когда у сетчатки и первичной зрительной коры перерыв, визуальными образами занимаются богатые памятью ассоциативные внешние слои коры.
«Визуальные образы в значительной мере формируются нашими представлениями и ощущениями по поводу того, как что-то должно выглядеть, — считает Чернер. — Глаз дает информацию о свете и тени, но не привносит ничего своего в смысл или восприятие. И наяву, и во сне за эти компоненты отвечают ассоциативная кора и — во сне даже больше, чем наяву, — лимбическая система, которая регулирует эмоционально окрашенные воспоминания».
В качестве иллюстрации Чернер приводит такой пример: когда мы видим, что в зеленой листве мелькнуло что-то синее, у нас активируются те нейроны, которые уже активировались в ответ на виденных ранее в тех же обстоятельствах голубых соек, надувных шариков или воздушных змеев. Как только мы получаем от сетчатки сигналы, содержащие достаточно существенных подробностей, сеть активированных нейронов начинает работать с большей точностью и наконец-то создает четкий образ голубой сойки. Этот же самый набор нейронов реактивируется, когда мы вспоминаем голубую сойку или видим ее во сне.
Короче говоря, масса не связанных между собою точек, которые проецирует сетчатка, безошибочно отражает конкретную реальность внешнего мира, но настоящий зрительный образ, который возникает в мозгу, создается точно так же, как создается образ во сне, — в обоих случаях ключевую роль играет память. Убедительным примером того, до какой степени ощущение зрительной реальности зависит от того, что хранится в памяти, стал следующий эксперимент: котятам от рождения и до того времени, когда зрительная кора уже в достаточной мере сформировалась, не позволяли видеть ни одной горизонтальной линии. Поэтому горизонтальные линии оказались вне их ментальной модели окружающего мира, и, когда им преградили путь горизонтально лежащим брусом, котята просто пошли на него, как будто его и не существовало. На самом деле, опираясь на то, что случалось прежде, мы видим то, что ожидаем увидеть.
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 Рива40, 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».
Каждую ночь сновидения способствуют модернизации нейронных сетей и внутренней карты мира, которая помогает управлять нашим поведением. «Бодрствование и сон — это зеркальные отражения друг друга, они взаимодействуют прежде всего ради создания сознания и ради закладки в него информации, предназначенной для приспособления к жизни», — пишет Хобсон в своей книге «Сновидения». И хотя кошки, обезьяны и птицы каждую ночь, как и мы, автономно настраивают свои нейронные программы, то, что происходит в мозге человека, все-таки чем-то отличается от происходящего в их мозге. Именно это позволяет нам порою разрабатывать во сне повествования, которые, в свою очередь, отражают уровень сознания, превосходящий простое субъективное восприятие ощущений, свойственное и нам, и многим представителям животного царства. Эксперименты с зеркалами позволяют предположить, что дельфины, шимпанзе и гориллы способны узнавать собственные образы, следовательно, обладают основами визуального самосознания. Но человека, помимо примитивного существования в каждом последующем моменте, отличает способность к формированию абстрактных понятий, созданию языка, к анализу собственного мышления, к рефлексии и к планированию будущего опыта. Поиск нейронной основы этой развитой формы сознания и является движущей силой таких нейробиологов, как Кристоф Кох. До конечной цели идти еще очень долго, но Кох говорит, что по меньшей мере одна подсказка уже обнаружена — и проявилась она в виде аномалии в одном-единственном типе клеток мозга.
«Если я положу рядом малюсенькую крупинку мозга человека и такую же крупинку мозга обезьяны, мало кто сможет их различить. Они почти одинаковые, — говорит Кох. — И хотя в самой структуре фундаментальных различий нет, имеется особый тип клетки мозга — она называется веретенообразной, — которая, как недавно выяснилось, присуща только людям, хотя с низкой плотностью она наблюдается и в других человекообразных, таких как шимпанзе. Так что это может быть чем-то эволюционно новым». Веретенообразные клетки были впервые описаны в научной литературе в 1925 году, но лишь недавно стало известно, что они имеются только у людей и крупных приматов. И расположены они исключительно в передней части поясной извилины — той области мозга, в которой, по мнению Фрэнсиса Крика, гнездится то, что мы называем свободной волей. И, конечно же, визуализация мозга показала, что именно эта область сильнее других активирована во время фазы REM. Эти открытия придали новый смысл высказыванию знатока детских сновидений Дэвида Фолкса: «Мы видим сны, потому что мы стали сознательными».
Заключение