Не знаю почему, но передо мной сразу возникает эта картина. Я переношусь во времени и пространстве. Я достиг вершины горы после трудного подъема. И вот подо мной раскинулась во всей своей северной красе шведская долина Тарфала. На другой ее стороне ледник огибает каменные склоны и тянется вниз к изумрудно-зеленой глади озера. Тут и там на солнце блестит снег. Я едва не лопаюсь от счастья. Прошло уже больше двадцати лет, но этот образ ничуть не поблек. И он исчезает так же внезапно, словно кто-то выключил проектор. Я снова в своем кабинете. Здесь тоже неплохо, но это, конечно, не Тарфала.
В какой части нашего мозга находятся такие воспоминания и мысли? Лежит ли каждый такой «комок» информации на определенном месте? Исчезнет ли это воспоминание, если тромб внезапно заблокирует один из мельчайших кровяных сосудов в моем мозге и его микроскопически малая часть отключится? Или это воспоминание и другие воспоминания и мысли распределены по разным частям мозга? Может быть, чтобы пробудить его, миллиарды и миллиарды клеток мозга на мгновение выстраиваются в определенном порядке, как публика на параде в Северной Корее? Но что заставляет их делать это? Где Ким Чен Ын нашего мозга?
Локализовано или распределено? Это один из основных, классических вопросов нейробиологии. Его обсуждают уже больше века, и ответ пока не найден. Но благодаря новым технологиям начинает проясняться ответ, который поможет нам понять, как работа нашего мозга связана со схемой его связей. Скоро мы сможем понять, как различия между индивидами могут быть связаны с тем, как работает их мозг.
Чтобы рассказать эту историю, нужно начать с Карла Спенсера Лешли. Сперва он был учеником одного из основоположников бихевиоризма[114] Берреса Фредерика Скиннера. Но потом он решил, что принципы бихевиоризма стали для него слишком тесными и догматичными. Он покинул своего известного учителя и сам стал одним из самых влиятельных ученых-психологов прошлого века. В 1935 году Лешли стал профессором Гарварда и проработал там до своей смерти в 1958-м. Он внес важный вклад в исследования в ряде областей. Но больше всего его запомнили за поиск энграммы, записи одного воспоминания в мозге.
В 1930-х годах, когда Лешли еще начинал свои исследования, память и мысли были абсолютной загадкой. Нейронаука только зарождалась и еще не встала на ноги. Британские ученые Чарльз Шеррингтон и Эдгар Эдриан в 1932 году получили Нобелевскую премию за открытие функций нервной системы, но их исследования касались простых, базовых процессов. Эдриан узнал, каким образом сигнал от нервов, потенциал действия, проходит по отдельной нити нерва, аксону, а Шеррингтон описал рефлексы спинного мозга. Именно последние заставят вас быстро и не раздумывая отдернуть руку, если вы случайно коснетесь горячей плиты.
Если физиологи того времени и думали о воспоминаниях, мыслях и чувствах, то считали их слишком сложными и недоступными для последовательного научного изучения. Бихевиоризм появился примерно в то же время, но с тем же успехом он мог возникнуть и в другой вселенной. Когда бихевиористы начали исследовать принципы обучения, они принципиально не интересовались всем, что происходило между стимулом и реакцией. Согласно Скиннеру, Уотсону и другим радикальным бихевиористам, эти процессы происходили в некоем черном ящике.
Первым его открыл Лешли. В буквальном смысле. Сегодня мы назвали бы его стратегию слишком простой, но для своего времени она была поистине революционной. Он и его коллеги проводили хирургические операции на мозге лабораторных животных. Они отключали части коры головного мозга, изучали последствия и пытались таким образом описать нейробиологические процессы, лежащие в основе поведения. Они считали, что, если в мозге есть определенное место, в котором хранятся воспоминания, его повреждение может уничтожить память. Оставалось лишь его найти.
Лешли учил крыс находить выход из лабиринта, а затем делал им операцию. Когда животные приходили в себя, он проверял, помнят ли они дорогу. Постепенно методика совершенствовалась, и Лешли мог все подробнее описывать кору головного мозга. Он последовательно искал то единственное место, где могла храниться запись правильного пути к выходу из лабиринта, но после многих лет попыток он все же не смог его найти. Мелкие повреждения вызывали мелкие дефекты в способности животного найти дорогу. Более крупные влияли на нее в большей степени. Но найти волшебную точку, повреждение которой селективно уничтожало определенное воспоминание, так и не удалось.
В конце концов Лешли пришел к выводу, что локализованных воспоминаний не существует. Функции памяти снижались пропорционально размерам отключаемых участков коры головного мозга. Ученый назвал это принципом массового действия[115].
Но научный мир не был готов капитулировать. Концепция локализации мыслей и воспоминаний никуда не ушла. Ее назвали «разреженностью» (sparseness). Попробую объяснить это понятие простыми словами, чтобы вы примерно поняли, о чем идет речь. Отдельные воспоминания и понятия лежат в нескольких ячейках хранения. Радикальная версия такой разреженности – идея о том, что отдельные нервные клетки могут быть единицами хранения информации об очень сложных понятиях. Представьте, что в вашем мозге есть отдельная клетка, которая помнит все, что вы знаете о вашей бабушке.
Концепция «клетки бабушки» возникла во время лекции в Массачусетском технологическом институте (M.I.T.) в конце 1960-х годов. Жаль, что я не был одним из присутствовавших на ней студентов. Легендарный ученый-исследователь Джерри Леттвин в юмористической форме рассказывал о том, как сложно организовано хранение информации. Он использовал персонажа романа Филипа Рота по фамилии Портной. Как и положено хорошему еврейскому мальчику, Портной одержим своей мамой. Леттвин придумывает ему троюродного брата, нейрохирурга Акакия Акакиевича, который гораздо лучше, чем книжный психоаналитик, справляется с лечением проблемы мальчика. Когда Акакий Акакиевич локализовал и выжег нужную «клетку мамы», Портной исцелен, а Акакий Акакиевич, в ожидании приглашения на вручение ему Нобелевской премии, возвращается в лабораторию, чтобы решить более сложную проблему – найти «клетку бабушки»[116].
Леттвин использовал юмор, чтобы разделаться с идеей разреженности, но она никуда не делась. Даже в 2005 году в ведущих научных журналах можно было прочесть о группе пациентов, которым делали нейрохирургические операции для лечения тяжелых случаев эпилепсии. Во время операции ученые вводили электроды в различные участки мозга пациентов. Интересная особенность нашего мозга заключается в том, что в нем самом нет болевых окончаний, и во время таких операций пациенты могут находиться в сознании, а ученые – регистрировать активность ряда клеток, когда пациенты смотрели на различные изображения.
Ученые рапортовали, что нашли у одного из пациентов клетку, которая избирательно реагировала на Дженнифер Энистон. Это могла быть как любая ее фотография, так и вовсе изображение. Достаточно было просто показать ее имя, написанное на карточке. У кого-то была такая же клетка Холли Берри. В отчете говорится и о клетке Барта Симпсона, которую обнаружили у одного из бывших пациентов[117]. Вот только никто из них не оказался бабушкой. Но нельзя всегда получать все, что хочешь.