Другим значимым открытием нейробиологии стало определение нейронной цепи удовольствия. Речь идет о так называемом механизме передачи удовольствия, включающем в себя различные области мозга, которые сообщаются между собой посредством нейромедиаторов. Главным химическим элементом, связанным с мотивацией, удовольствием, воспоминаниями и физической активностью, а также участвующим в активировании данной схемы, является дофамин. Ощущение удовольствия в мозге происходит за счет высвобождения дофамина в прилежащем ядреобласти, которую мы, нейробиологи, называем «центральной осью удовольствия мозга». Действие любых наркотических средств, вызывающих привыкание, происходит именно за счет воздействия на данную систему.
Нейронауки также обнаружили, что наш мозг является органом, обладающим высокой способностью к адаптации. И эта способность нервной системы модифицироваться или подстраиваться под любые изменения называется нейропластичностью. Данный механизм позволяет нейронам перенастраиваться, образуя новые связи и корректируя свою деятельность в ответ на новые обстоятельства или перемены в окружающей среде. Различные эксперименты показали, что нервная система способна подстраиваться и меняться даже в зрелом возрасте. До такой степени, что в отдельных участках головного мозга взрослых особей разных видов продолжает происходить рост новых нейронов.
Активность мозга не прерывается ни на секунду. И самое удивительное заключается в том, что он затрачивает ровно столько же энергии на выполнение конкретной задачи, сколько на пребывание в состоянии относительного покоя. Долгое время считалось, что работа мозга в состоянии покоя напоминает собой хаотичный шум. Сегодня доподлинно известно, что, когда мы не думаем ни о чем конкретном, наш мозг, напротив, погружается в собственную деятельность, характеризующуюся последовательностью и организованностью, не зависящей от содержания наших мыслей.
С другой стороны, было доказано, что эмоции обогащают нашу психическую жизнь и что именно они являются одной из причин, заставляющих нас искать удовольствие и избегать боли. Современные научные исследования эмоций оказались возможными только после того, как они были поставлены на один уровень с другими, взаимодополняющими когнитивными процессами. С этой точки зрения эмоции представляют собой самые простые, автоматические и быстрые маркеры, позволяющие разобраться в том, что нам нравится, и избежать опасности, боли или разочарования. По этой причине эмоции рассматриваются как главные детекторы релевантной взаимосвязи между стимулами и событиями, исходя из их значения для человека. Таким образом, мы все больше убеждаемся в том, что в вопросах психологической устойчивости ключевой концепцией становится переоценка, то есть возможность переосмысления негативных стимулов ради последующего нивелирования эмоционального отклика. Иными словами, возможность изменить наши мысли, чтобы впоследствии изменить наши чувства.
Существуют веские научные доказательства того, что процесс принятия человеком решений не является логическим или рациональным, а во многих случаях определяется его эмоциями. Как показывают нейронауки, мы принимаем решение, отталкиваясь от нашего опыта, интуиции, знаний и эмоций, интегрируя информацию в постоянно меняющийся контекст.
Исследования контекстов и их значимости для когнитивной функции человека позволили нам лучше понять секреты мозга. Сегодня мы знаем, что для анализа контекста мозг задействует мозговую сеть, которая работает на уровне автопилота, не задействуя сознание. Это позволяет, например, распознавать лица и воспринимать собеседников позитивно или с настороженностью. На первый взгляд, черты лица являются одной из наиболее отличительных характеристик человека, и, возможно, поэтому они представляют собой один из самых сложных объектов для распознавания. Наш мозг имеет целую сеть, специализирующуюся на распознавании лиц, что позволяет нам узнать человека менее чем за сто миллисекунд, то есть быстрее, чем моргнуть глазом!
Исследования опорно-двигательной системы позволили нам отследить механизмы, составляющие важнейшую часть жизнедеятельности мозга. Мы знаем, что за любое движение отвечают ключевые области коры головного мозга. Нам известно также, что с точки зрения моторики существенное различие между животными и людьми заключается именно в способности людей контролировать свои движения на более тонком уровне, следить за своей осанкой и прогнозировать последующие действия. Другой фундаментальный факт указывает на то, что внимание играет главную роль в процессе начального обучения движениям и является решающим фактором, приводящим к автоматизации двигательных функций.
До недавнего времени считалось, что сон является пассивным состоянием мозга. Сегодня мы уже знаем, что он представляет собой один из важнейших процессов, отвечающих за укрепление памяти. Другой важный аспект сна заключается в том, что он положительно влияет на работу иммунной системы, а также поддерживает эндокринные системы, то есть выработку гормонов.
Междисциплинарные исследования позволили выработать нестандартный подход к изучению ключевых функций мозга, таких как осознание и память. Человек видит мозгом, иными словами, внутренне выстраивает образы из тех немногих элементов, которые получает извне через органы чувств.
В последние десятилетия нейронауки приступили к изучению такой темы, как человеческое сознание. Достижения в этой научной сфере позволяют нам сегодня выяснять, в чем заключается принципиальная разница между состоянием бодрствования и состоянием взаимосвязанности с окружающим миром. И ключом к этому стали исследования подобных состояний, проводимые при помощи пациентов с определенными расстройствами сознания.
Кроме того, исследования мозга, направленные на лечение неврологических и психических заболеваний, а также на расширение общих знаний о человеке, предлагают нам безграничные и уникальные возможности. Был достигнут определенный прогресс в изменении состояний, которые считались недоступными для лечения. Объяснение роли мозга в развитии неврологических и психоневрологических состояний, а также новые методы реабилитации людей с черепно-мозговыми травмами позволили существенно улучшить качество жизни пациентов. Более того, когнитивные нейронауки в значительной мере помогли отыскать ответы на вопросы: как мы распознаем намерение в других людях и проявляем различные формы эмпатии, как работают критические области головного мозга, отвечающие за речь и проявление эмоций, а также как формируются нейронные сети, участвующие в наблюдении и интерпретации окружающего нас мира.
Однако эти и многие достижения не остались исключительно за закрытыми дверями лабораторий и медицинских кабинетов, но и получили свое распространение в различных областях науки и общества: речь идет о формировании эмпатического сознания, о нейробиологическом обучении и даже о том, как нейронауки могут повлиять на различные вопросы, связанные с правовыми аспектами. Иными словами, все эти достижения стали не просто результатом многочисленных усилий, но и беспрецедентной возможностью для интеграции различных научных дисциплин. Огромные надежды сегодня возлагаются на плодотворное сотрудничество нанонауки, компьютерных графических технологий, инженерии, информатики и других зарождающихся научных направлений.
Таким образом, новые передовые открытия, касающиеся функционирования мозга, имеют значение как для различных областей знаний, так и для нашей повседневной жизни. Поскольку очевидно, что понимание того, как устроен и работает наш мозг, важно не только для ученых, но и для всего мира в целом.
Все это делает распространение и обсуждение полученных знаний крайне необходимым для общества. В то же время нам весьма важно добиться устойчивого развития нейронауки как строгой, ответственной, этически и научно обоснованной дисциплинарной области. В этой связи следует прилагать усилия по недопущению и предотвращению (а также по предупреждению о возможных фактах) распространения преждевременных или недостоверных результатов нейробиологических исследований. Всегда существует риск и опасность в продвижении данных, которые не имеют под собой последовательных или серьезных доказательств. Дело в том, что нередко престиж науки неадекватным образом приносится в качестве жертвы различным маркетинговым целям. Мы должны осознавать, что научные исследования представляют собой сложные проекты, которые требуют многолетней разработки, основывают свои выводы на использовании многочисленных доказательств и учитывают ограниченность используемых ими инструментов. Более того, полученные выводы должны иметь в качестве подтверждения целую серию исследований, проводимых в одном и том же направлении, а не одно независимое или отделенное от других испытание. Если мы не будем проявлять ответственность и осторожность в представлении полученных результатов, если будем умалчивать об их ограничениях, если не будем расшифровывать и интерпретировать сделанные выводы, мы будем поощрять поверхностные знания, которые противоречат целям любого научного исследования и могут стать инструментом для манипулирования и обмана.
С другой стороны, риск расширения наших знаний о мозге связан с привлечением должного внимания к вопросу развития технологий. Вот почему так важно изначально определиться со сферой наших исследований и гипотезами, от которых мы отталкиваемся, и только потом отыскать наиболее подходящие средства для достижения поставленных целей и прояснения интересующих нас проблем. Иными словами, технологии должны следовать за научной парадигмой, а не наоборот.
Другая большая дилемма, касающаяся благородного дела развития науки, затрагивает вопрос этики. Достижения в изучении мозга бросают вызов нашему пониманию природы человека. Таким образом, задача заключается в согласовании вопросов использования нейронауки в целом, поскольку она затрагивает ключевые концепции личности, идентичности, ответственности и свободы. Именно к этому нас призывает нейроэтика, которая, как мы подробно рассмотрим на последующих страницах, заключается в систематическом и критическом осмыслении этических, правовых и социальных вопросов, связанных напрямую с научными достижениями в области изучения головного мозга. Она не только занимается практическим обсуждением того, как проводить исследования в данной области в соответствии с главными этическими принципами, но и ставит философские вопросы о том, к каким последствиям нас могут привести полученные знания.
Новые технологии дают нам множество возможностей для лечения, расширения знаний, а также более глубокого изучения мозга как в настоящем, так и в будущем. Наша обязанность заключается в том, чтобы не просто сообщать миру о достигнутом прогрессе, но и обеспечить устойчивое развитие ответственной, этичной и имеющей прочную доказательную базу научной дисциплины. В этом заключается одна из главных целей книги.
* * *
А дальше начинается то, что сводит меня с ума. Пытался ли я читать «Гамлета» или «Короля Лира»?Я совершенно не помню. Честно говоря, даже не помню, когда прочитал «Гамлета» в первый раз. Несомненно, должен был быть момент, когда я прочел его или, по крайней мере, попытался сделать это впервые. И наверняка я должен был как-то отреагировать на прочитанное. Но нет, ничего не помню. Пробел. Если попытаться перестать думать об этом, возникает еще большее количество вопросов. Когда я впервые узнал, что Земля вращается вокруг Солнца? Когда впервые услышал о динозаврах?
Возможно, я узнавал об этом и о других вещах из научно-популярных книг для детей и подростков, которые брал в библиотеке, но почему я не помню, как сказал: «О боже мой! Земля, при том что она и так огромная, еще и вращается на большой скорости вокруг Солнца! Ничего себе!» Все на свете помнят, когда услышали об этом впервые в жизни? Я один такой идиот, что ничего не помню?
С другой стороны, возможно ли, что, как только вы воспринимаете что-то как данность в детстве, в вашей голове тут же затирается прежнее состояние «незнания» или «ошибочного знания»?Функция памяти сводится к тому, чтобы просто выбросить из мозга все, что там хранилось ранее? Это было бы полезно, потому что продолжать жить, по-детски веря, что кролики разговаривают друг с другом, когда вы уже точно знаете, что они этого не делают, было бы проблематично. Буду считать данное объяснение доказательством того, что я не идиот.
Поэтому предположу, что, в конце концов, я прочитал и оценил «Гамлета» в той мере, которая позволила функции моей памяти убедить меня, что я уже был знаком с произведением. И думаю, что из всех книг я узнавал вещи, которые принимал как факты не только в момент прочтения, но и как будто задним числом.
Великие мужчины и великие женщины
В последние десятилетия мы наблюдаем настоящую революцию в сфере получения и распространения знаний. Фундаментальным фактором, послужившим данному прорыву, стала работа в междисциплинарных командах, а также технологические разработки. Каждый день средства массовой информации знакомят нас с новыми необычными достижениями в биологии и медицине, рассказывают нам о суперботах, беспилотных летательных аппаратах, все чаще появляющихся над нашими головами, машинах, управляемых при помощи компьютеров. Все это было бы невозможным и недосягаемым без упорной работы команд, которые проводят исследования, ищут доказательства, публикуют данные, подвергают себя неустанной критике. В этом и заключается главная миссия науки. Донесение новой информации до общественного сознания должно быть одним из основных элементов научной теории и практики. Диалог между обществом и наукой все чаще признается не только правом, но и обязанностью последней.
Поддержка, просвещение и предоставление обществу возможности признавать и использовать свой умственный потенциал на протяжении всего периода развития имеет решающее значение для благополучия общества в целом и каждого человека в отдельности. Мы всегда говорим, что чаще и больше всего мы используем, сохраняем и наделяем смыслом и значением то, о чем больше всего знаем. Самым простым наглядным примером является факт того, сколь важное влияние на здоровье населения оказывает распространение информации. За последние годы уровень детской смертности снизился во всех социальных группах. Даже очень бедные семьи сегодня сталкиваются с меньшим количеством детских смертей, чем семьи, переживающие аналогичны финансово-экономические условия десятилетие назад. Главными факторами стали углубление знаний, позволивших разработать новые вакцины и лекарственные препараты, улучшение системы здравоохранения в целом, а также информирование о возможных мерах и способах профилактики.
Другой ключевой момент заключается в том, чтобы пробудить интерес к задачам и развитию науки среди молодежи (равно как среди людей любых возрастов). В этом смысле знакомство с теми, кто погружен в науку и с усердием и страстью направляет на нее все свои усилия, порождает ощущение сопричастности и взаимопонимания у тех, кто только встает на путь профессионального развития. Расширение познаний о науке позволяет понять, что ее создают ученые умы и что учеными не просто рождаются, а становятся благодаря образованию, преданности делу и стремлению к своим мечтам.
Следуя этому духу, мы хотели бы в нескольких словах вспомнить три имени и три истории жизни великих мужчин и великих женщин. Как нам кажется, это позволяет связать науку с определенной долей традиции романтизма, поскольку они представляют собой целую эпоху (каждый свою собственную) и сами по себе выступают как важное связующее звено между тем самым временем и настоящим моментом.
1. Жизнь Марии Кюри является образцовым примером страсти к науке и знаниям. Сделанный ею огромный вклад в развитие науки того времениоткрытие полония (названного в честь ее любимой родины) и радиясегодня находит свое применение, в частности, в методах проведения визуальных исследований, рентгеновской диагностики, профилактики заболеваний, которые способна выявить только современная радиология. Научная деятельность стоила ей жизни, поскольку радиационное облучение, полученное во время проводимых исследований, спровоцировало серьезное заболевание, которое привело к ее смерти во Франции в 1934 году.
Она родилась в Польше в 1867 году. Ее жизнь вдохновляет той силой воли, с которой Мария Кюри преодолевала возникающие на ее пути препятствия. Начало ее карьеры в науке было непростым. Ей пришлось сначала посещать подпольный университет в Варшаве, поскольку женщинам в то время было запрещено получать высшее образование. Она была вынуждена эмигрировать в Париж, чтобы изучать физику и математические науки в университете Сорбонны. Мария работала гувернанткой, чтобы иметь возможность хоть как-то сводить концы с концами в чужой стране. Уже после окончания университета вместе со своим мужем Пьером она стала проводить исследования радиации. Именно Мария Кюри впервые использовала данный термин. Пионер во всем, она также стала первой женщиной, которой позволили преподавать в университете Парижа и которая не просто получила Нобелевскую премию, но и стала лауреатом двух Нобелевских премий по двум разным дисциплинамхимии и физике.
Ей приходилось работать в два раза больше, чтобы пробиться, ввиду гендерного неравенства. Сначала чтобы иметь возможность учиться, затем чтобы работать в лаборатории, преподавать и, конечно же, добиться признания. Тем не менее она никогда не почивала на лаврах полученных наград. Мария Кюри продолжала бороться за науку, открытую и доступную для общества. Именно по этой причине она отказалась запатентовать свои научные открытия. Женщина хотела, чтобы результатами ее исследований могло свободно пользоваться все научное сообщество. Движимая этой же цельюпродвижением знаний, она основала Институт Кюри в Париже, специализирующийся на исследованиях и лечении онкологических заболеваний.