Мозг? - Это же так просто.

Мозг? - Это же так просто."

Книга участника обсуждения Just Blue   

 

Введение.

 

                 “Талантливая ошибка несет в себе куда больше возмож-

                   ностей  развития,  чем  посредственная   правильность”

                                                                            Александр Кикнадзе

 

            Материальный и чувственный мир Человек научился описывать тремя способами: в терминах “строгой науки”, в терминах оккультных наук и в терминах теологии. Все остальные описания – это причудливая смесь из этих трех. (Такую смесь представляет собой, например, философия Роберта Антона Уилсона, на работы которого нам придется ссылаться в дальнейшем. Такова философия Вячеслава Михайловича Бронникова, к методу ''альтернативного видения'' и методологии которого нельзя не обратиться в контексте настоящего исследования. Такова философия профессора Константина Короткова, использующего в своем методе аурографии эффект Кирлиан...).

            Особенность оккультистского описания какого-либо явления (процесса, объекта) состоит в том, что в своих построениях представители этих наук активно используют как терминологию и понятийный аппарат “строгой науки”, так и теологические понятия. Теологи стараются не находить противоречий между их учениями и научными достижениями. Впрочем, патриарх Алексий II, выступая на Всемирном Русском соборе, по вопросу, касающемуся преподавания в российских школах основ православия, проговорился, заявив буквально следующее: “…а если кому-то хочется думать, что он произошел от обезьяны, тот пусть так и думает”. Если бы по этому вопросу мог высказаться протоиерей Александр Мень, биолог по образованию, то из его речи наверное были бы исключены откровенно невежественные положения. Хочется надеяться на то, что основы православия в школах будут преподаваться (если до этого дойдет) людьми, владеющими элементарными научными познаниями как в области эволюционной биологии, так и (что еще более важно) в области нейробиологии. Заметим, что верующие ученые-биологи как-то находят способ избежать противоречий между своей верой в Творца и своей верой в эволюционную теорию.

               В то же время, теологи категорически не приемлют оккультистских описаний в терминах всякого рода “информационно-энергетических полей”, “вселенского разума”, “астральных перемещений”, связи с “космосом” и прочих эзотерических конструкций. Возможно, исключение составляет архиепископ Санкт-Петербургский и Сергиево-Посадский отец Феодор, всячески пропагандирующий эзотерические учения доктора Бронникова, профессоров Короткова и Шипова, академика Акимова...    Забавным моментом и теологических и оккультных учений является то, что положения “строгой науки” и те и другие включают в свои описания в качестве частного случая. “Строгая наука” в описании исследуемых процессов и явлений предполагает возможность рационального и экспериментального анализа. Непременным условием корректного научного описания является 100% повторяемость результата эксперимента или наблюдения. Ни теологи ни оккультисты не возводят это положение в абсолют. Это говорит о том, что описания в терминах этих наук, имеют скорее психическую природу, нежели физическую. Характерно, однако, и то, что если “строгая наука” не способна в своих терминах описать какое-либо событие или факт, то зачастую она просто этот факт или это событие игнорирует, что вызывает справедливый протест ряда исследователей. Все же, пока “строгая наука” не сможет в своих терминах адекватно описать целый ряд процессов и явлений до сих пор не поддающихся такому описанию, она вынуждена будет считаться с толкованиями, предлагаемыми оккультистами и теологами. И, прежде всего, это касается психических процесссов, в частности сознания, которые официальная наука связывает исключительно с деятельностью мозга. И здесь верующие биологи находят способ описания феномена сознания в терминах (понятиях), отличных от принятых официальной биологической наукой. Физиолог У.Пенфилд (''Тайна разума'') ставит вопрос так: ''Что происходит когда исчезает разум? На этот вопрос можно дать два очевидных ответа; они связаны с альтернативами Шеррингтона: объясняется ли человеческое существование на основе одного или двух принципов. Если мы выбираем первую альтернативу, значит разум, исчезая не существует более, поскольку он всего лишь функция деятельности мозга. Каждый раз, когда высшие механизмы мозга вступают в действие разум  возникает заново...

               Если же мы выбираем дуалистическую альтернативу, тогда разум можно рассматривать как основополагающий принцип сам по себе. Тогда можно назвать его средой, сущностью, сомой. То есть, он существует континуально. На этом основании можно предположить, что хотя разум, не связанный с мозгом молчит, он существует и во время этих молчаливых интервалов и берет на себя контроль, когда высшие механизмы мозга вступают в действие. Но при любой из альтернатив, насколько позволяют нам судить наши данные, разум не обладает собственной памятью.

               Что касается моей точки зрения, то после профессиональных занятий в течение всей моей жизни, направленных на то, чтобы выяснить, как деятельность мозга объясняет существование разума, я, произведя окончательный обзор данных, с удивлением обнаруживаю, что из двух возможных объяснений более разумной представляется дуалистическая гипотеза.

               Совершенно другое дело – прямая коммуникация между разумом человека и Бога. В пользу того, что такая коммуникация происходит говорят многие свидетельства и признания, сделанные многими людьми за долгое время, состоящие в том, что во время молитвы они получали откровения и наставления от какой-то силы вне их и выше их. У меня нет оснований сомневаться в этих свидетельствах, как нет и возможности подвергнуть их научной проверке''.

               В контексте настоящего исследования все рассуждения мы будем проводить строго в рамках так называемой “центральной догмы нейробиологии”, которая предполагает, что все нормальные функции здорового мозга и все их патологические нарушения, какими бы сложными они ни были, равно как и всякого рода его, так называемые, экстрасенсорные возможности можно, в конечном счете, описать исходя из свойств основных структурных компонентов мозга.

 

***

            Можно заметить, что в настоящем контексте не используется понятие объяснить что-либо. Речь идет только об описании объекта, процесса или явления в тех или иных терминах. Причем всякое учение, или некое теоретическое построение допускает различные способы описания одних и тех же процессов (явлений). Приведем здесь высказывание профессора В.В.Налимова, который , в числе прочего, рассматривает связь семантического мира с миром физическим: ”Входя в мир философской мысли, мы со всей отчетливостью видим, что каждая серьезная философская концепция сопряжена со своим особым, только ей присущим языком. Отчетливо разными вырисовываются перед нами языки философий Канта, Гегеля, Нитше, Гуссерля, Витгенштейна, Хайдеггера. Серьезные, философски ориентированные разделы науки – квантовая механика, теория относитель-ности – это так же построения, обладающие своими собственными языками. Разные религиозные системы оказываются порожденными разными языками. Языки философий, так же, впрочем, как и всякие другие языки, непереводимы. Непереводимы взаимно оказались языки христианства и буддизма, хотя обе религиозные системы, кажется , говорят об одном и том же. Не стыкуются между собой непосредственно квантовая механика и теория относительности. Язык физики пришлось обогатить новыми представлениями при попытке создания квантовой теории гравитации, направленными на то, чтобы связать общую теорию относительности  А.Эйнштейна с квантовой механикой. Каждый философский язык имеет свою базовую систему представлений и, соответственно свою систему понятий и свою систему аргументаций. Каждый язык открывает возможность задавать свои собственные, особые, - только ему свойственные вопросы. Каждый философ высвечивает с помощью своего языка только какие-то важные для него стороны бытия”.

И все же, какой бы язык, или способ описания не избрал  исследователь, в основу всякого описания должен быть положен факт. И как заметил замечательный исследователь Клод Бернар: “Как бы не была хороша теория, она никогда так не прекрасна как истина или как факт. Я думаю, что не только в физиологии, но и в физике и в химии нет ни одной современной теории истинной, абсолютной”.

            Действительно, “строгая наука” достижения абсолютной истины не допускает. (В теологии  понятие “абсолютная истина”  сводится к понятию “Вера”. Оккультные науки так же предполагают возможность достижения “абсолютной истины”). Любая научная теория, читай – описание того или иного процесса или явления в терминах “строгой науки”, в основе своей содержит постулаты, или положения (утверждения) на данный момент не выводимые, то есть полученные эмпирически (опытным путем) или посредст-вом наблюдений. Так, например, постулируются законы механики Ньютона и закон Всемирного тяготения, законы электродинамики и законы сохранения (энергии, импульса и т.д.). Атомная физика зиждется на постулатах Бора, а квантовая механика на уравнении Шрёдингера, так же постулируемом. В биологии теория эволюции, например, прошла несколько стадий: классический дарвинизм, синтетическая теория эволюции, современная эволюционная биология. Причем на каждом этапе появлялось все большее количество постулатов, сейчас их более десятка. Как правило, если один и тот же процесс описы-вается разными теориями, то в основе этих теорий лежат разные постулаты. В свое время, для описания распространения света в вакууме был предложен постулат о наличии некой материальной субстанции – эфира, возмущение которого и представляет собой распро-странение электромагнитных волн. Этим понятием пользовались и Генрих Герц и Дж. Максвелл, однако, в последствии идея эфира была отвергнута на том основании, что имеющиеся технические средства не позволяли эту субстанцию обнаружить. Вместе с тем постулат о наличии эфира пришлось заменить целым рядом других постулатов. Принять постулат о возможности распространения электромагнитных волн в отсутствие несущей среды, c одной стороны, и отсутствие у фотона массы покоя – с другой. Допустить (постулировать) идею корпускулярно-волнового дуализма в описании природы элементарных частиц, принять принцип (постулат) Гюйгенса…, хотя все эти положения весьма трудно себе представить. Заметим, что ''запрещение'' эфира вызывало определенный дискомфорт у ряда исследователей. И сегодня, в связи с появлением новых теорий о ''темной'' энергии и ''темной'' материи, исследователи возвращаются к идее ''эфира'', или ''среды'' (по В.А.Рыкову). Признаться – отлегло от сердца.

            Особо следует остановиться на одном постулате (законе), имеющем Вселенское значение. Этим законом адекватно описывается и эволюция Звездных систем, и эволюция нашего Солнца, события, происходящие в глубинах звезд и внутри атомного ядра, эволюция экологических систем и изменения различных представителей флоры и фауны, например эволюция вида Homo sapiens, эволюция социальных систем и общества в целом. Ему подчиняются и изменения отдельных структур перечисленных объектов… Этот закон (постулат) формулируется так: Если на любую условно замкнутую систему оказывается внешнее воздействие, то система реагирует таким образом, чтобы компенсировать или ослабить это воздействие. Систему называют замкнутой, если отсутствует обмен энергией с внешней средой (термин “условно” введен в формулировку для того, чтобы не раздражать физиков, которые убеждены в том, что абсолютно замкнутых систем не существует). Разумеется, этот закон не имеет всеобъемлющего значения в случае теологического описания Мира, поскольку допускаемые теологами явления, определя-емые как “чудо”, в конечном счете, сводятся к неисполнению этого закона. И, несмотря на то, что оккультисты, или эзотерики в своих построениях используют терминологию и понятийный аппарат “строгой науки”, ряд и их толкований противоречит этому закону. Частными случаями этого закона являются, например, законы сохранения в механике, законы электро-магнитной индукции в электродинамике, принцип Ле-Шателье в химии…Вообще, в физике, как написано в курсе Ландау и Лифшица, все выводится из законов сохранения.

Среди природных явлений интересен феномен так называемого “бабьего лета”, тесно связанный с исполнением этого закона. В средней полосе это явление происходит в сентябре-октябре, когда в период общего похолодания и усиления выпадения осадков вдруг на неделю-другую наступает ясная солнечная и теплая погода. Обратный процесс происходит в феврале-марте, когда при общей тенденции к потеплению на некоторое время наступает резкое похолодание. Эти явления не календарные понятия, а чисто физический процесс, обусловленный выше приведенным законом.

В рамки этого закона безусловно должны вписываться и все живые объекты с их гомеостазом. Многим людям приходится становиться свидетелями печальному факту: человек медленно угасает на склоне лет, его состояние постоянно ухудшается. И вдруг на какое-то время наступает заметное улучшение, дающее надежду близким. Это организм, а точнее мозг, мобилизует свои последние ресурсы для поддержания гомеостаза, после чего неизбежно наступает известное печальное событие.

 В рамки этого закона должны вписываться и отделные системы живого организма, в том числе нервная система в целом и собственно мозг, как одна из структур, образующих нервную систему. Приложение этого Вселенского закона к описанию принципов работы мозга и привело к формулировке предлагаемой здесь гипотезы и постулатов, лежащих в ее основе.

            Накопление экспериментальных данных или фактов позволяет выявить закономерности “поведения” исследуемой системы. Более или менее каноническое выражение этой закономерности и есть постулат. Причины появления этих законно-мерностей до поры могут оставаться неизвестными. Они и есть предмет теории (или гипотезы), в основу которой ложится этот постулат, поскольку, как заметил Альберт Эйнштейн: “Лишь теория решает, что мы ухитряемся наблюдать”. Или, как о том же сказал Ю.И.Александров: эмпирическое явление превращается в факт, будучи интерпретированным в терминах теории. (Любим мы все же абракадабрский язык). При дальнейших исследованиях по новым методикам и наличии более совершенных технических средств положения, которые раньше постулировались могут оказаться выводимыми на основе более глубоких теоретических построений, имеющих в своей основе иные, более фундаментальные постулаты. Так, в свое время, постулатами являлись законы скрещивания (расщепления признаков) Грегора Менделя и теория происхождения видов Чарльза Дарвина. В дальнейшем, открытие хромосом, а затем структуры ДНК привело к тому, что эти законы получили строгое описание (были выведены) в рамках более фундаментальных построений, основанных на своих постулатах. Теперь в рамках эволюционной биологии постулируются, например, принципы химических связей в молекуле ДНК, механизм возникновения хиральной чистоты биосферы, механизм вли-яния генотипа на фенотип, происхождение и эволюция хромосом (генома), последова-тельность появления различных клеточных структур в процессе возникновения жизни (ДНК или РНК, АТФ или аминокислоты, ферменты или элементы мембран и т.д.). Что касается химических связей, то на сегодняшний день постулируются несколько их типов: металлическая, ионная, ковалентная и Ван-дер-Ваальса. Однако уже практически разработан математический аппарат, который позволяет свести все типы химических связей к взаимодействию диполей (В.Е.Холодовский), то есть описать материальный мир в терминах диполь-дипольного электромагнитного взаимодействия.

            Накопление новых данных, противоречащих принятой теории, может привести к тому, что вся теория окажется несостоятельной и потребуется новая теория, основанная на иных постулатах. Такова, например, революция в науке, совершенная Николаем Коперником. По мнению Клода Бернара “…разрушать теорию – это превосходная вещь. Это шаг вперед, и не надо бояться, если какой-нибудь факт разрушает теорию, даже свою собственную, а нужно отыскивать этот факт”. Такого же мнения придерживается выдающийся химик Николай Николаевич Семенов: “Для ученого наткнуться на большое или малое противоречие – дар судьбы. Его не надо упускать”. Однако, не все исследователи могли заставить себя рассуждать подобно Клоду Бернару или Николаю Семенову. В большинстве случаев события развивались в жанре “оптимистической драмы”. И многие главные действующие лица этой драмы не раз были близки к отчаянию. Знаменитый Гендрик Антон Лоренц, автор ряда основополагающих уравнений теории относительности в один из приступов меланхолии абсолютно серьезно пожалел, что не умер до крушения классической физики. Эрвин Шрёдингер однажды воскликнул: “Если эти проклятые квантовые скачки действительно сохранятся в физике, я простить себе не смогу, что вообще связался когда-то с квантовой теорией”. Вильгельм Конрад Рентген яростно боролся против электрона, который и явился первоисточником открытых им лучей. Много лет он запрещал в своей лаборатории даже упоминание этого “вредного слова”. Макс Планк – человек, установивший зависимость между энергией и длиной волны, то есть, по-существу, предсказавший наличие квантовых свойств у электромагнитного излучения, через тринадцать лет после своего открытия писал в представлении об избрании Эйнштейна в Берлинскую академию, что не следует ставить тому в упрек его гипотезу о световых квантах. С точки зрения М.Планка, теорию явно ошибочную. Да и сам Эйнштейн не мог принять главную идею квантовой физики, основу которой сам и заложил – гейзенберговское вероятностное истолкование процессов в микромире. В письме к Максу Борну он пишет: “Квантовая механика внушает большое уважение. Но внутренний голос говорит мне, что это все же не то (букв: это не настоящий Иаков). Эта теория многое дает, но к тайне Старика она едва ли нас приближает. Во всяком случае, я убежден, что Он не бросает кости”.

Наиболее драматичные моменты в истории науки случались тогда, когда драма идей тесно сплеталась с драмой людей. Даниил Данин так описывает один из таких моментов в своей книге “Вероятностный мир”: “При становлении квантовой механики в середине 20-х годов прошлого века два ведущих ее создателя Вернер Гейзенберг и Эрвин Шрёдингер в своих описаниях физики микромира шли разными путями. Гейзенберг применил матричный способ описания. Шрёдингер создал так называемое волновое уравнение. Каждый из них был убежден в своей правоте и не стеснялся в оценке оппонента. Гейзенберг писал своему другу: “Чем больше я обдумываю физическую сторону шрёдингеровской теории, тем отвратительнее представляется она мне”. Шрёдингер не оставался в долгу: “…наводящим уныние, если не отталкивающим, явился для меня этот трудный (гейзенберговский) метод…лишенный какой бы то ни было наглядности”. Но вместе с тем, Шрёдингер сразу попытался установить, а не описывают ли они оба на разных языках одно и то же? И очень скоро строго математически показал, что так оно и есть! Волновая и матричная механики переходили одна в другую, как бы дословно переводились. Гейзенберг же через сорок лет сравнил себя и Шрёдингера с двумя альпинистами, искавшими в тумане путь к вершине горы. Когда туман поредел, оба увидели заветный пик с двух разных сторон. Но открывшиеся им ландшафты были абсолютно разными. Отвесные кручи перед глазами одного (квантовые скачки) и плавно холмистые склоны перед взором другого (волны материи)”. Этот пример иллюстрирует тот факт, что различные описания материального мира присущи не только разным учениям, но неизбежны и в рамках одного, например, материалистического учения.

Не менее драматична и история открытия иммунитета. Долгие годы происходила борьба идеи клеточного иммунитета, которую отстаивал Илья Мечников и идеи гуморального иммунитета, открытого Паулем Эрлихом. Дело дошло до личной неприязни и даже публичных оскорблений. А в результате Мечников и Эрлих за разработку теории иммунитета разделили Нобелевскую премию 1908 г. по физиологии и медицине.

            В нейробиологии ситуация складывается несколько иначе, чем в физике и даже иначе, чем в других областях биологии. Френсис Крик в статье “Мысли о мозге” заметил: “…несмотря на непрерывное накопление детальных сведений то, как работает человеческий мозг по-прежнему окутано глубокой тайной… Некоторые функции человека, как мне кажется, не доступны пониманию на современном уровне наших знаний Мы чувствуем, что есть нечто трудно объяснимое, но мы почти не в состоянии ясно и четко выразить в чем состоит трудность. Это наводит на мысль, что весь наш способ мышления о таких проблемах, возможно ошибочен… Как в нейроанатомии так и в нейрофизиологии накопление новой информации идет медленно по сравнению с общим ее количеством, содержащимся в системе. Поэтому важная роль теоретической нейробиологии состоит не просто в попытках создать правильные и детальные теории нервных процессов (что может оказаться очень трудной задачей), но и в том, чтобы указать какие свойства полезнее всего изучать, а в особенности измерять, чтобы понять какого рода теория требуется”.

            Дэвид Хьюбел и Торстен Визель в статье “Центральные механизмы зрения” признают: “Понимание значения этого большого и незаменимого органа пока еще находится в жалком состоянии. Частично это объясняется тем, что он очень сложен, а частично тем, что интуитивные предположения нейробиологов относительно его функций часто оказываются неверными”.

            Флойд Блум и др. (“Мозг, разум и поведение.”) пишут, что “ В результате с таким трудом завоеванных открытий возникла столь сложная картина строения мозга даже у мелких животных, что воображение отказывается ей верить… Ни одна модель, как бы хорошо она не воспроизводила элементы мозговой деятельности, не будет признана полностью приемлемой, если она не сможет предсказать такие особенности работы мозга, которые в данный момент не очевидны. Наша цель состоит не в том, чтобы создать модель или машину, способную воспроизвести и объяснить кое-что из того, что, как нам уже известно, может делать мозг. Удачной моделью скорее будет та, которая объяснит, что же именно делает мозг и как он это делает”.

            Приведем еще одно высказывание Дэвида Хьюбела: “Весьма возможно, что человеческие существа никогда не разгадают всех тех отдельных задач, которые задает им мозг. Но можно надеяться, что по мере того, как будут рассмотрены, одна за другой, все области мозга станет все яснее и яснее, что функции мозга упорядочены и доступны уразумению в понятиях физики и химии, без привлечения непознаваемых сверх-естественных процессов. На этом пути будут отдельные главные вехи. Например, может быть раскрыт некий единый механизм, посредством которого работает память (ее синаптический компонент)… Однако, это не значит, что в будущем в какой-то момент будет сделано открытие или ряд открытий, в результате которых мозг станет совершенно понятным. Исследования мозга прогрессируют медленно. Методические усовершен-ствования нескольких последних десятилетий заметно ускорили этот процесс, но, безусловно, не привели к каким-либо внезапным переворотам, подобно тем, какие были совершены Коперником, Ньютоном, Дарвином, Эйнштейном или Уотсоном и Криком. Каждая из таких революций отличалась тем, что переводила какой-нибудь очень важный раздел проводимых человеком исследований природы в область рационального и экспериментального анализа, уводя его от сверхъестественного… В нейробиологии революция истинно коперниковских или дарвиновских масштабов во всяком случае не совершится одним ударом, возможно никогда не совершится, а если произойдет, то постепенно, в течение многих десятилетий. С каждым ее этапом человеческие существа, несомненно, будут все ближе к пониманию самих себя”. Но как заметили авторы монографии “Мозг, разум и поведение” Флойд Блум, Айрин Лейзерсон, Лаура Хофстедтер: “А если все же будут изобретены такие методы и представлены такие данные, что духовная деятельность возможна и без человеческого мозга, значит – так тому и быть”.

Для того, чтобы поставить здесь один весьма деликатный вопрос, будет уместно обратиться к Священному писанию. В “Ветхом завете” сказано, что Бог создал человека по своему подобию. Но чем человек может быть подобен Богу? Вероятно, наличием у него сознания. Однако сознание человека обусловлено деятельностью его мозга. Ведь поражение различных участков мозга ведет к определенному изменению сознания, вплоть до полной его потери. Не позволяет ли это предположить, что и “Божественное Сознание” может иметь некий материальный носитель? И поиски этого “носителя” могли бы объединить представителей различных учений. В контексте предлагаемой работы, выдержанной в рамках “центральной догмы нейробиологии”, такая постановка вопроса может показаться странной. Однако, в дальнейшем у нас появится повод обсудить проблему сознания и в таком контексте. А радетели за чистоту официальной науки пусть отнесут эти положения к области софистики.

Альберт Эйнштейн при обсуждении с Леопольдом Инфельдом плана книги об эволюции физики сказал: “это драма, драма идей”. Вся история науки это действительно драма, драма столкновения системы, построенной человеком с противоречивой сложностью мира, драма условности любых построений, драма конечности человеческого познания.

 

***

           

Почему мы вспомнили драматический период становления квантовой физики, упомянули здесь теологов и оккультистов с их своеобразным взглядом на мироздание? Любые представления о мире определяет одно свойство человеческой психики, сформулированное в высказывании выдающегося физика Льва Давидовича Ландау, вынесенное в качестве эпиграфа к 6 главе: “…человек в процессе познания природы может оторваться от своего воображения. Он может открыть и осознать даже то, что ему не под силу представить”(фильм). Можно, например, осознать значение Бога, или влияние “Космоса”, хотя совершенно невозможно представить, что же это такое. С другой стороны, если вы не можете понять (воспринять) какую-либо научную теорию, например, специальную теорию относительности А.Эйнштейна, вам можно дать совет: выучите ее положения наизусть, и через какое-то время вы будете убеждены в том, что понимаете, о чем идет речь. Этот прием широко используется в религиозном воспитании, и его эффективность определяется особенностью устройства мозга, которую мы намерены рационально объяснить в рамках предлагаемого исследования.

            Одной особенностью исследований при разработке квантовой теории являлась постановка мысленного эксперимента. К этому приему прибегали, пожалуй, все участники той работы, что не удивительно при принципиальной невозможности поставить реальный эксперимент. (Эйнштейн, например, представлял себя сидящим верхом на электроне). К этому приему необходимо прибегать и в теоретической нейробиологии, поскольку проведение прямых экспериментов, которые подтвердили бы ту или иную версию в ряде случаев невозможно принципиально. И современная теоретическая нейробиология переживает драму не меньшую той, что выпала на долю квантовой физики. Как сказал Нильс Бор: ”…в познании атома нам не миновать ограниченности обычных способов описания природы”. И Фрэнсис Крик  полагает, что для прорыва в области изучения мозга возможно придется изменить весь наш способ мышления.  Для ряда исследователей тщетность попыток рационально описать феномен сознания стала поводом оторвать психические процессы от процессов физических и биохимических в мозге, то есть перевести их в область нематериального и непознаваемого. Отметим, что ряд очень известных нейробиологов, в их числе и Наталья Петровна Бехтерева, являются глубоко верующими людьми. И, с одной стороны, по-видимому, не отрицая принципа “центральной догмы нейробиологии”, они, тем не менее, считают бессмысленным искать сознание в мозге.

Отметим далее одну общую особенность всех без исключения учений, которая несмотря на всю несхожесть этих учений в описании материального мира и психических процессов объединяет и материалистов, и теологов, и оккультистов. Все эти описания предполагают наличие у человека “свободы воли”.

В предлагаемом ниже исследовании делается попытка дать общепризнанным  положениям и общеизвестным фактам иную интерпретацию, дается ряд положений (постулатов), которые можно отнести к несколько иному способу мышления (или не совсем обычному способу описания) по проблеме исследования принципов работы мозга. И одним из главных положений является иная интерпретация понятия “свобода воли”, излагаемая в первой главе и выраженная в первом постулате. Этот постулат может иметь самостоятельное значение. В то же время неприятие идеи, сформулированной в этом постулате, с нашей точки зрения, может сделать проблему установления механизмов работы мозга и понимание феномена сознания принципиально неразрешимой.

Далее: предлагается гипотеза, имеющая в основе своей упомянутые постулаты, адекватно описывающая многие феномены мозга, объясняющая результаты наблюдений и экспериментов, а так же анатомические и физиологические особенности этой, по мнению многих исследователей, самой сложной структуры во Вселенной. Ведь описав анатоми-ческую структуру мозга и его архитектонику, идентифицировав десятки типов нейронов и выявив ряд физиологических отправлений в мозге, исследователи, тем не менее, не приблизились к пониманию смысла такой его организации.

Наконец, в оправдание автора этого исследования в части отсутствия полемики по предлагаемым идеям можно привести ряд высказываний известных ученых. Выдающийся английский философ и математик Бертран Рассел заметил: ”Без способности к умственному одиночеству культура была бы невозможна”. Известный популяризатор науки Даниил Данин (“Резерфорд”, “Нильс Бор”, “Вероятностный мир” и др.) пишет: ”…В наши дни господства громадных институтов и многолюдных лабораторий многие живут с убеждением, что в совместном научном поиске и только в нем – вся сила. Они заблуждаются: не вся! Поиски сообща – великий стимулятор,… но надо уметь разлучаться – отправляться в “умственное одиночество”. Может быть, в самый несчастливый момент тупика, это-то всего более и надобно”.

Академик Владимир Иванович Вернадский, ученый невероятной широты мышления, однажды написал своим коллегам по академии: “Вся история науки доказывает на каждом шагу, что, в конце концов, постоянно бывает прав одинокий исследователь, видящий то, что другие своевременно осознать и оценить были не в состоянии”.

Испанская народная мудрость гласит: “вдвоем привидения не увидишь”. А ведь новые идеи по своему неожиданному появлению и порой столь же внезапному исчезновению сродни привидениям. Недаром Резерфорд зачастую разгонял сотрудников своей лаборатории, которые задерживались допоздна: “Нельзя все время работать – надо же когда-нибудь и думать!” Полагая, что думать (читай: вызывать приведения) можно только в одиночестве. А уж он то знал, когда и как являются привидения.

           

 

 

Глава 1

 

“…Ведь в конце концов, прогресс заключается в том, чтобы заменять явно ошибочные теории на такие, ошибочность которых менее очевидна.”

                 Ф.Блум, А.Лейзерсон, Л.Хофстедтер

                                   “Мозг, разум и поведение.”

 

            В 1923 г. великий австриец Зигмунд Фрейд заметил, что “… для большинства философски образованных людей идея психического, которое одновременно не было бы сознательным до такой степени непонятна, что представляется им абсурдной и несовмес-тимой с простой логикой.” Сегодня учение Фрейда о психологии бессознательного обще-признанно. Более того, некоторые психологи даже утверждают, что в качестве инстру-мента дальнейшего познания психических процессов это учение уже исчерпало свои воз-можности. Однако, хочется обратить внимание на один неожиданный аспект в рас-суждениях о бессознательном, который, несмотря на свою очевидность, как и сто лет назад “для большинства философски образованных людей” окажется и непонятным, и абсурдным, и несовместимым с простой логикой. Это будет первый из пяти постулатов, которые лягут в основу предлагаемой здесь гипотезы, описывающей принципы работы мозга высших животных и человека.

 

***

 

          Человек поскользнулся на арбузной корке… Он начинает балансировать руками, изгибать тело, перемещать центр тяжести с ноги на ногу и даже что-то выкрикивать. Он впервые в жизни поскользнулся на арбузной корке и устоял на ногах. Он никогда этому не учился. Он сделал это непроизвольно… Теннисист поднимает очень сложный мяч и чув-ствует себя окрыленным. Но потом он приходит к выводу, что это была просто счастливая случайность и в следующий раз, когда мяч будет лететь к нему по сходной траектории, он может пропустить удар. Это движение было выполнено успешно, но есть ли в этом заслу-га лица, которое его выполнило?  (пример из статьи У.Науты и М.Фейртага “Организация мозга”). По утверждению теннисистов они не следят за траекторией мяча, а просто нано-сят удар в то место пространства, где должен оказаться мяч после отскока от площадки и делают это непроизвольно. О том же говорит  выдающийся хоккеист Владислав Третьяк. Он уверяет, что никогда не смотрит на шайбу, а угадывает ее траекторию по движениям противника, порой едва уловимым, и занимает правильную позицию в воротах непроиз-вольно. Баскетболист высокого класса может сто раз бросить мяч из одной точки и всю сотню положить в корзину. И все его броски будут осуществляться различными способа-ми – ни одного одинакового. То есть при каждом броске будут работать различные группы мышц в различной последовательности напрягаясь и расслабляясь. Какой будет каждая последующая комбинация напряжений и расслаблений спортсмен не представляет, то есть он делает это непроизвольно. Другими словами, каждое движение может осуществляться бесконечным числом способов. Этот факт говорит о вероятностном принципе работы мозга. (Подробнее это положение будет разбираться ниже). Действи-тельно, как можно говорить о контроле какого либо движения не контролируя сотни и тысячи мышечных волокон, обеспечивающих это движение? Попробуйте спросить у мастера русского бильярда, как он выбирает под каким углом надо направить удар, чтобы каждый из шаров попал в свою лузу. Вряд ли вы услышите от него что-нибудь вразумительное. Скорее всего он ответит, что делает это интуитивно, то есть непроизвольно. Слаломист, который попытался бы на скорости более 100 км. в час сознательно контролировать свои движения вряд ли добрался бы до финиша. Его действия осуществляются непроизвольно и ничем не отличаются от действий, скажем, парящей птицы, использующей восходящие потоки воздуха. Ряд очень сложных действий животных тоже кажутся произвольными, например, устройство  гнезда  птицами  или  строительство  плотины  бобрами.  Кажется,  будто  они предвидят конечный результат. (Бобры строят плотины для того, чтобы повысить уровень воды и сплавлять спиленные деревья. Кроме того, для строительства хатки необходим определенный уровень воды в создаваемом ими искусственном водоеме. Еще интересней тот факт, что при необходимости бобры строят плотины не ниже, а выше по течению. Это происходит в том случае, если при паводке вода грозит затопить их хатки ). Сюда же можно отнести ряд так называемых орудийных действий животных. Особого внимания заслуживают действия общественных насекомых (пчелиный или осиный рой, термитник, муравейник) и мы вернемся к этим существам в главе, посвященной организации памяти.

        Обратимся вновь к моторным действиям человека. Опытный водитель может совершать одновременно множество необходимых, скажем, для поворота автомобиля, действий: выясняет у сидящего рядом пассажира маршрут движения, выжимает сцепление, давит на тормоз, включает сигнал поворота, переключает скорость, крутит руль, сигналит зазевавшемуся прохожему… и все это производится автоматически, то есть непроизвольно. Домохозяйка в течение дня производит десятки операций, походя, не задумываясь и не планируя их: смахнет пыль, поправит занавеску, уберет брошенную вещь, передвинет цветок и т.д., и т.д. и все ее действия непроизвольны. Так же, непроизвольно, не глядя на клавиши, играют музыканты. Художники смешивают краски до получения нужного колера. Не глядя на клавиатуру работают компьютерщики…  Таких примеров можно приводить множество…

         Обратимся теперь к интеллектуальным действиям человека, но связанным с моторикой речевого аппарата.  Попробуйте прочесть наизусть какое-нибудь известное вам стихотворение, например:

        “Мой дядя самых честных правил,

          Когда не в шутку занемог,

          Он уважать себя заставил

          И лучше выдумать не мог… ”

          Обратите внимание на следующий факт: когда вы произносите первую строфу, вторая начинает  “всплывать” у вас в памяти непроизвольно, а о третьей вы не помните вовсе, но она “всплывет” в вашей памяти, как только вы произнесете вторую. Еще более замечательная вещь происходит при произнесении вами какого-либо монолога, например в споре. Произнося первую часть фразы, вы еще не знаете, как ее закончите. А заканчивая,  еще не представляете, как начнете следующую фразу. И ведь зачастую смысл сказанного заключен в нескольких последних словах.  Необходимые слова и выражения, в нужный момент, непроизвольно, появляются в памяти, и вы их непроизвольно же произносите. Порой, произнеся замысловатую фразу, мы сами удивляемся: как здорово получилось. Заметим, что эту фразу, выражающую некоторую мысль, вы можете произнести бесконечным числом способов: использовать другие слова и понятия, менять интонацию, произнести ее на известных вам иностранных языках и т.д. (вспомним пример с баскетболистом, бросающим мяч в корзину). Предложите вашим знакомым перевести на обычный язык довольно известную фразу “злокая куздра штеко быдланула бокра и курдячит бокренка”, а затем сравните переводы, найдутся ли одинаковые. Удивительное чувство испытывают люди, изучающие иностранный язык, когда однажды они осознают, что для понимания прочитанного текста им не надо переводить его на родной язык. Тот же эффект известен людям, изучающим математику. Они вдруг начинают  осознавать, что для осуществления каких-то математических преобразований им не требуется не только понимать физический смысл тех или иных величин, но и осознавать алгоритм решения задачи. У них это начинает получаться непроизвольно.

                 Вы можете внимательно наблюдать за каким-то событием, и в то же время непроизвольно, не замечая этого, напевать какую-либо мелодию. Вы можете читать книгу и о чем-то думать, разумеется, не понимая читаемого текста, но проговаривая его про себя непроизвольно.

         В качестве более эффектных примеров приведем людей с феноменальными способностями. Известный психиатр А.Р.Лурия долгие годы наблюдал за феноменом С.В.Шерешевского. У этого человека был неограниченный объем памяти. Он мог запомнить любое количество предъявляемых ему слов, даже бессмысленных или текст на незна-комом ему иностранном языке и воспроизвести все это через много месяцев. Он не мог объяснить, как все это делает. У него это получалось непроизвольно, как, впрочем, и у всех “нормальных”  людей. Только в случае Шерешевского этот феномен более нагляден. Еще более интересный феномен – это способность некоторых людей производить в уме сложные математические вычисления, причем за очень короткое время. Так называемый, синдром Саванта. Впервые на чудо-счетчиков обратили внимание около 120 лет назад, когда в 1887 г. в Парижской академии наук десятилетний итальянский мальчик демонстрировал перед учеными мужами свои удивительные математические способности. Однажды за 30 секунд он извлек кубический корень из числа 3796416, который равняется 156. Согласитесь, что в этом факте есть нечто такое, что заставляет задуматься. Как это можно совершать сложные расчеты, не имея специальной подготовки? Разумеется, он это делал непроизвольно.

       Обычно проявляются эти способности в раннем  детстве, причем ребенок четырех-пяти  лет, не имеющий, казалось бы, понятия даже о четырех действиях, начинает решать задачи, требующие извлечения квадратных и кубических корней, многократного возведения в степень и т.д. Иногда с годами этот дар бесследно исчезает, иногда сохраняется на всю жизнь. Нам не кажется удивительным, что любой нормальный ребенок к двум годам свободно болтает на родном языке. Совершенно очевидно, что выучил он его непроизвольно. Около четверти века назад очень популярной игрушкой во всем мире был кубик Рубика. По собиранию кубика даже проводятся национальные и международные чемпионаты. В 2005 г. в Венгрии ( по традиции чемпионат проводится на родине создателя кубика Эрне Рубика ) установлен новый мировой рекорд – 11,13 секунды.  Интересен факт быстрого, в течение нескольких минут, собирания кубика детьми пяти-шести лет. В то время как большинству взрослых этого не удавалось сделать вовсе. Когда ребенка спрашивали, почему он повернул именно эту грань, тот отвечал: потому, что так правильно. Если ему возражали, что нужно повернуть другую грань, он удивлялся и заявлял, что так будет неправильно. Естественно, что объяснить он ничего не мог. Он делал это непроизвольно (по прошествии многих лет один из таких юных испытуемых  – ныне аспирант технического университета – не смог собрать кубик). Знаменитый иллюзионист Игорь Кио признавался, что ему гораздо труднее выступать перед детьми, чем перед взрослыми. Дети, зачастую, сразу разгадывают секрет его фокуса.

         Затем стали появляться и другие “живые калькуляторы”.  Например, Флери, мальчик слепой от рожде-ния. Он стал знаменит тем, что за одну минуту и пятнадцать секунд дал ответ на вопрос экзаменаторов, сколько секунд содержится в 39 годах 3 месяцах и 12 часах. При этом мальчик принял в расчет все високосные годы за данный период. Флери не имел понятия о возведении в степень, но когда ему объяснили, что такое квадрат числа, он сразу же стал вычислять квадраты трех- и четырехзначных чисел. После разъяснения ему понятия квадратного корня без указания классического способа извлечения корней, он сам безошибочно стал извлекать квадратные корни из четырехзначных чисел, вычисляя и остаток. Но не всегда обучение основам математики способствует усовершенствованию уникальных особенностей работы мозга некоторых живых ЭВМ. В частности, известен чудо-счетчик Монде, который с трудом разбирался в написанных цифрах, путал самые элементарные арифметические операции, но в то же время был в состоянии в уме производить фантастически сложные расчеты. Попытки обучить его основам математики вызывали его сопротивление. Он затыкал уши и с раздражением заявлял: “Зачем меня учить чему-то. Предложите мне лучше задачу, и я сразу же скажу вам ответ”. Из наиболее интересных “мгновенных счетчиков” были в разные времена известны француженка Осака, индианка Секунтара (Шакунтала) Дэви, итальянец Жак Иноди, француз Мориц Дагбер и другие. Секунтара Дэви за несколько секунд отвечала на вопрос, чему будет равен корень 20-й степени из числа, состоящего из 42 цифр. Невозможного для нее не было. “Я еще никогда не достигала своих границ”, сказала она однажды. Проявление математических способностей у отдельных индивидуумов может носить самый разнообразный характер. Например В.М.Бехтерев, обследовавший, в свое время, счетчика Диаманди, обратил внимание на то, что кроме уникальных способностей к вычислению корней и степеней, он обладает еще и феноменальной памятью на большие ряды цифр. Однажды чудо-счетчику написали на доске пять рядов пятизначных чисел. Он прочитал их и сразу же запомнил так, что был в состоянии воспроизвести эти числа не только подряд от первого до последнего, но и обратно от последнего до первого, а так же все ряды в отдельности как по горизонтали так и по вертикали, а так же по обеим диагоналям. Удивлял своих современников индиец Рамануджан. Он знал громадное число знаков в разложениях √2, ℮, π и других чисел в десятичные дроби. Некоторым живым ЭВМ легче удается перемножать одно огромное число на другое, другим извлекать из них корни, третьим правильно сообщать число секунд в любом числе дней, месяцев и даже лет, четвертые называют число слов, произнесенных диктором за период выступления. Самое же удивительное в этих феноменах то, что все быстродействующие расчеты в мозге живых калькуляторов происходят помимо их сознания и как бы совершенно независимо от него. Они в этот период могут заниматься другими делами – размышлять о чем-либо, играть на музыкальных инструментах, разговаривать на отвлеченные темы, писать или рисовать. Это им абсолютно не мешает. Бессознательные мозговые процессы параллельно делают свое дело и в течение нескольких секунд осуществляют решение той или иной задачи. Осознанно отчитаться о ходе их решения чудо-счетчики не в состоянии.  У них нередко спрашивали о секретах их умения, но объяснить они ничего не могли. Общий смысл ответов состоял в том, что несколько мгновений они ощущают   в  уме   не  поддающуюся  их  контролю  чехарду  и  мелькание  цифр,  а  затем появляется  результат  в  его  готовом  виде, а порой были такие ответы: “Я испытываю чувство, что кто-то другой решает за меня”. “Я ничего не предпринимаю для решения. Мне только остается, как бы в пространстве, прочитать правильно выстроенные в ряды цифры”. “Ответы мне как будто кто-то нашептывает”. И т.д. Уследить  за  этим процессом или проанализировать ход решения они не способны. Очевидно потому, что самого процесса решения, или алгоритма нет. А если таковой алгоритм имеется, то, в случае, например, с Секунтарой Дэви состоит он, видимо, в том, что “счетчиком” производится перебор чисел, которые умноженные на себя 20 раз дают заданное значение. Однако, это ничего не проясняет в плане возможностей этих людей и механизме самого процесса, так же как мнемонические приемы Шерешевского годились только для него самого. Люди, обладающие подобными возможностями, встречались во все времена у всех народов. На  сегодняшний день (2006 год) на планете их насчитывается около пятидесяти человек. Наиболее известные из них – это Ким Пик и Дэниэл Тэмот, но о них мы поговорим в главе, посвященной памяти.

        В этой связи возникает вопрос: эти способности в филогенезе приобретаемые или благо утерянные? На него существуют противоположные точки зрения. Обратим внимание на некоторые особенности проявления этого феномена. Прежде всего бросается в глаза, что проявление необычных способностей начинается в раннем возрасте. По сути дела, они оказываются врожденным свойством центральной нервной системы. Обучение детей, казалось бы, должно еще больше развить у них не совсем обычные свойства психики. Однако в жизни этого не получается. Более того, под влиянием усложнения психики способность мозга производить быстродействующие расчеты нередко полностью исчезает. А это говорит о том, что в филогенезе эти особенности так же должны исчезать. Исследователи, оппонирующие этой точке зрения утверждают, что сегодня в массовом количестве появляются так называемые дети-индиго, обладающие сверхспособностями, которые являются прообразом людей будущего А для сохранения и развития этих способностей достаточно подобрать соответствующие методики обучения, которые, якобы, сегодня уже имеются. (фильм). Интересны, в этом смысле, исследования и методики В.М.Бронникова. Дети, обученные по этим методикам умеют читать печатные тексты, в том числе с монитора компьютера, описывать предметы, в том числе указывая цветовые характеристики, ориентироваться в незнакомой обстановке с завязанными непрозрачными материалами глазами. В.М.Бронников уверяет, что обучить этой способности можно любого человека. Другими словами, у людей  с так называемыми феноменальными способностями, мозг работает в обычном для него режиме, и разгадывать нужно не их феномен, а искать причины того, почему у других людей эти способности не проявляются. Интересно и то, что все чудо-счетчики, за исключением японки Осаки и индианки Секунтары Дэви почему-то были мужского пола. А биологи знают, что новые признаки и развивающиеся признаки вида вначале появляются у мужских особей. Так, например, у людей мужчины крупнее женщин, и значит вид идет к укрупнению своих особей. У пауков самки крупнее самцов, значит паучий удел – мельчание. С этой точки зрения идея увеличения числа детей-индиго имеет право существовать.

        Однако, исследователи обратили внимание и на такой факт. У большинства лиц с необычными способностями отмечаются определенные дефекты в строении тела, отклонения в психическом развитии, нарушения эмоционального состояния. Из-за этого их неоднократно помещали в больницы как общего профиля, так в неврологические и даже в психиатрические. Ким Пик, например, постоянно нуждается в присмотре, поскольку не может сам себя обслуживать.(фильм). Кроме того, как не удивительны счетно-решающие способности детей от рождения, но не менее удивительно и то, что им, как правило, не удается сделать каких-либо открытий ни в одной из областей математики, да и науки вообще. То есть они не могут заниматься творческой деятельностью. Они становятся либо средними специалистами, либо блестящими исполнителями эстрадных номеров. Так что, поможет ли обладание такими способностями ''мальчикам Бронникова'' добиться успеха в жизни – большой вопрос. (Но к самому феномену мы еще вернемся).

        Зато вполне уместно вспомнить знаменитого француза Анри Пуанкаре, который сетовал на то, что всегда допускает ошибки при устном счете. Но то количество открытий, которое он сделал дает основание считать его истинным творцом-математиком. То же можно сказать о Майкле Фарадее, количество открытий которого хватило бы на нескольких крупных ученых. Фарадей мог несколько недель работать над какой-либо задачей, и вдруг находил ее решение в своих старых записях. Оказывается он по нескольку раз открывал одно и то же, забывая об этом, что его очень угнетало.

         Интересен факт совершения человеком действий, внушенных ему в состоянии гипноза с отсрочкой до нескольких месяцев. Испытуемый совершал заданные ему действия, не осознавая причин по которым он их выполняет, то есть непроизвольно. Широко известен и феномен сомнамбулизма (лунатизма). Люди в этом состоянии совершают во сне казалось бы целенаправленные действия, однако, проснувшись ничего не помнят. Без сомнения эти их действия совершаются непроизвольно. Интересно то, что разбуженные в такой момент “лунатики” ведут себя очень агрессивно, не понимая причины собственной агрессии. У сомнамбул даже при сумеречном сознании, так же как и у здоровых людей в состоянии естественного сна, возможно проявление творческих способностей. Некоторым лицам, к примеру, в состоянии лунатизма удавалось писать стихи не только на родном, но и на иностранных языках. В состоянии же ясного сознания подобная деятельность им была явно не под силу. Известны состояния, когда человек спал не прерывая деятельности, которую он начал при бодрствовании. Известны случаи, когда люди засыпали на ходу, и продолжали свой путь. В литературе описано, что одна пожилая женщина могла вязать и при этом спать и даже видеть сны. Один канатный мастер в состоянии сна продолжал вить веревки. (примеры из книги В.Ф.Коновалова “Психика человека”). Подробнее об этих феноменах мы будем говорить в последующих главах.

        В качестве еще одного примера приведем состояние так называемого “быстрого”, или “парадоксального” сна. Это те периоды сна, когда человек видит сновидения. Ведь совершенно очевидно, что, производя какие-то действия в своем собственном сновидении, он делает это непроизвольно. А ведь известен целый ряд случаев, когда во сне делались открытия. Наиболее известные из них – это открытие Фридрихом Кекуле циклических углеводородов, а Д.И..Менделеевым - периодической системы химических элементов. Естественно, Ф.Кекуле приснилась не сама структурная формула бензола, а, по одной версии, – это была змея, кусающая свой хвост, по другой – круговорот танцующих обезьянок. Это и подтверждает положение, согласно которому мысль приходит в голову не в словесной и не в символьной, но в какой-то образной форме. Итальянский композитор Джузеппе Тартини во время сна услышал “Сонату дьявола”. Писателю Роберту Луису Стивенсону в полудреме маленькие человечки нашептали “Страшную историю Джекила и мистера Хайда”. (И к этой истории нам придется обратиться в дальнейшем при описании феномена расщепленного мозга). У А.С.Грибоедова во сне родился план “Горя от ума”. Рафаэлю явился образ “Сикстинской мадонны”. А.С.Пушкин некоторые стихотворения так же сложил во сне. Сэру Полу Маккартни его знаменитый хит “Yesterday” тоже приснился. А на истории открытия австрийского фармаколога Отто Лёви, сделанном им так же во сне, следует остановиться подробнее, по причине, которую мы укажем ниже. Вот как он описывает это в своем автобиографическом очерке:

      “Еще в 1903 г. я обсуждал с Уолтером М. Флетчером … тот факт, что некоторые вещества могут оказы-вать такое же усиливающее или тормозящее влияние на эффекторные органы, какое оказывает раздражение симпатического или парасимпатического нерва или обоих нервов вместе. Во время этой беседы мне пришла в голову мысль, что окончания этих нервов могут содержать химические вещества, которые могут освобож-даться из нервных окончаний при раздражении, и эти вещества в свою очередь переносят нервный импульс на соответствующий эффекторный орган. В то время я не видел никакой возможности проверить правиль-ность этого предчувствия, и оно полностью исчезло из моего сознания и появилось снова в 1920 г.

          В том году, в ночь перед пасхальным воскресеньем, я проснулся, включил свет и набросал несколько слов на клочке тонкой бумаги. Затем я снова уснул. В 6 часов утра я вспомнил, что записал что то очень важное, но не смог расшифровать свои каракули. Эта мысль снова пришла мне в голову на следующую ночь в три часа. Это была схема опыта, который должен был показать, правильна ли гипотеза о химической передаче, которая возникла у меня за 17 лет до этого. Я немедленно встал, пошел в лабораторию и поставил простой опыт на сердце лягушки согласно ночной схеме. Я должен кратко описать этот опыт, поскольку его результат лежит в основе теории химической передачи нервного импульса…

        …История этого открытия показывает, что идея может десятилетиями лежать в подсознании и потом вдруг возвратиться. Далее она показывает, что мы должны иногда доверять внезапной интуиции без чрез-мерного скептицизма. Если бы я тщательно обдумал все при свете дня, я, несомненно отказался бы от такого эксперимента. Казалось весьма вероятным, что любой передатчик выделяется при приходе нервного импульса в количестве достаточном только для воздействия на эффекторный орган, и представлялось невероятным, чтобы избыток этого передатчика мог ускользнуть в жидкость,  находящуюся в сердце, в количестве, достаточном для определения. По счастью, в тот момент, когда идея пришла мне в голову, я не стал ее обдумывать, а действовал немедленно.”

           Увлекательный и весьма показательный рассказ. Резонно задаться вопросом: а если не во сне, а наяву решать научную проблему, которую до сих пор никто не решил? Например, создавать математический аппарат, описывающий физический мир в терминах диполь-дипольного взаимодействия или решать теорему Ферма..? Являются ли эти действия произвольными или они все же непроизвольны?.. Многим людям знакомо чувство, когда в голове “мелькает” какая-то мысль, но ее не удается осознать. Многим знаком и такой феномен: вы не можете решить какую-то задачу. Бросаете свою затею. И вдруг, по прошествии какого-то времени, решение приходит само, то есть непроизвольно. И вы удивляетесь, как это раньше не пришло вам в голову. Допустим, что вы не можете вспомнить, как пишется то или иное слово. Многие применяют такой способ: отвлекаются на секунду на какой-либо предмет, а затем быстро, не задумываясь, пишут это слово. Как правило – без ошибки. Дейл Карнеги, предлагает не думать о проблемах, которые ожидаются в будущем заранее, и  “жить в герметичном отсеке сегодняшнего дня”, а в нужный момент оптимальное решение само придет вам в голову. “Мы часто отождествляем мышление со способностью рассуждать. – пишет доктор физико-математических наук В.Барашенков, - Однако, это вовсе не обязательная его черта. Часто бывает, что весьма сложные зависимости и взаимоотношения мы постигаем сразу, на интуитивном уровне, без всяких логических рассуждений. Недаром мы иногда говорим: “интуитивно понимал его правоту”, “сразу стало ясно”, “ничего не оставалось, как положиться на интуицию”. В свое время Альберт Эйнштейн заметил, что мысль приходит в голову не в словесной, а какой-то иной форме, и лишь потом на втором этапе приходится переводить ее на общепонятный язык, порой – с большими трудностями. Вот строки из его письма, адресованного Жану Адамару, проводившему анкетный опрос математиков о процессе их творчества: ”Слова, написанные или произнесенные, не играют, видимо, ни малейшей роли в механизме моего мышления. Психическими элементами мышления являются некоторые, более или менее ясные, знаки или образы, которые могут быть “по желанию” воспроизведены и скомбинированы”.  А вот как сказал о своем озарении, о том, как после многолетних неудач его вдруг осенило доказательство теоремы целых чисел, знаменитый математик Карл Гаусс: “Решение промелькнуло в моем мозгу как внезапная вспышка молнии. Я не могу сказать, что явилось связующей нитью, соединившей мои прошлые знания с мыслью, которая натолкнула меня на верное решение.”  Ж.Адамар, французский математик и психолог, изучавший процесс творчества математиков, отмечает, что открытия в математике совершаются в форме озарений, где не участвуют ни слова, ни собственно математические символы. Лишь потом, когда уже все понятно, ученый переводит новое знание в привычную знаковую систему.

         Более того, формулируя пришедшую в голову мысль в словах, вы и это делаете непроизвольно, поскольку из сотен тысяч известных вам слов и выражений из памяти “всплывают” нужные сами собой. С этой же точки зрения, интуицию можно определить как неосознаваемый нами процесс решения мозгом какой-то задачи и “выдача” готового результата “нагора”. По свидетельству многих поэтов и музыкантов те произведения, которые они сочиняют “снисходят на них откуда-то сверху”, и они сами не могут понять, как это у них получается. Так, в одном из своих писем Вольфганг Амадей Моцарт прямо признался, что в те моменты, когда на него “снисходило вдохновение”, ему не было необ-ходимости сочинять музыку – надо было просто записывать готовые произведения. “Как и откуда они приходят? Я не знаю, и никак не причастен к этому… Композиция приходит ко мне не последовательно, не по частям, разработанным в деталях, какими они станут позднее, но во всей своей полноте, сразу. Так что, мое воображение позволяет мне услышать ее целиком”. То же самое, хотя и другими словами, говорил о своем творчестве наш великий современник композитор Альфред Шнитке. А вот как описал рождение своих стихов русский поэт Константин Бальмонт:

          Рождается внезапная строка,                          И пятая, и после, и потом,

          За ней встает немедленно другая,                  Откуда, сколько – я и сам не знаю,

          Мелькает третья, ей издалека                         Но я не размышляю над стихом

          Четвертая смеется, набегая.                            И, право – никогда не сочиняю.

 “Я не рисую, я просто обвожу то, что вижу на бумаге”, - говорила Надя Рушева, замеча-тельный художник, ушедшая от нас в юном возрасте.

          Великий серб Николо Тесла уверял, что все сделанные им открытия принадлежат не ему. Что он просто входит в некое Вселенское информационное пространство и там черпает свои идеи.

         Известно много случаев, когда люди, никогда до того не бравшие в руки кистей или не писавшие стихов, уже в зрелом возрасте начинают этим заниматься, и весьма успешно. Так вот, на этих людей ничто не “снисходило сверху”. Все исходит “снизу”, из мозга – так уж он устроен.         

          Можно придумать еще один показательный пример. Скажем, вы планируете посе-щение театра. В этой связи вам необходимо произвести целый ряд действий, сопутствую-щих такому решению ( от покупки билетов и нового галстука до отмены ряда встреч и переговоров с тещей о присмотре за детьми и т.д. ). Казалось бы, вы все это совершаете произвольно. Но давайте задумаемся… Вы увидели театральную афишу и решили пойти в театр…  Но ведь рядом висела такая же афиша, приглашающая на футбол. Однако, идти на футбол вам почему-то просто в голову не пришло. Так вот, тому, чтобы вы решили в данный момент пойти в театр, а не на футбол должны были содействовать колоссальное количество факторов из вашей прошлой жизни, зафиксированных в вашей памяти. А вот как и где ваша жизнь представлена в вашей памяти, читай – в вашем мозге, нам и предстоит выяснить.

        Отметим, что подобного рода вопросами занимаются психологи. Они пытаются на основе анализа прошлой жизни человека  выяснить мотивы его сегодняшнего поведения, мотивы, о которых сам испытуемый (наблюдаемый) не догадывается. Приведем несколь-ко высказываний преступников из бесед с психологами:  “Я понимал, что это страшное преступление и что надо остановиться, но во мне как будто заложена программа…”.  “ Я выйду на свободу через 15 лет и, возможно, стану страшнее Чикатило. Я ничего не смогу с собой поделать…”.  “ Я хочу излечиться от этой страшной болезни. Я боюсь самого себя…”.  “ Я хотел, чтобы меня поймали…” . Такие крайние проявления человеческой психики в качестве примеров избраны для того, чтобы указать на такие особенности процесса осознания, которые при обычном поведении человека не очевидны.

           Впрочем, и каждый из нас мог заметить, что порой совершает действия заведомо неправильные, осознает это, но ничего не может с собой поделать, не может так же объяснить, почему так поступает. Весьма показательны в этом плане действия людей, склонных к алкоголизму или игромании. Понимая и осознавая ненормальность своих действий, приводящих порой к трагедиям, они, тем не менее, ничего не могут с собой поделать. Кстати, в любой стране у всех на виду очень богатые люди, обладающие состоянием, которого хватило бы на много сотен их жизней. При этом они стремятся зарабатывать еще и еще. А это уже предмет не столько бизнеса сколько психопатологии, то есть это люди с такими же психическими аномалиями, как и игроманы. Не случайно многие богачи коротают свой досуг в казино. (Не выдерживает критики утверждение некоторых исследователей, будто пристрастие к игре у человека в процессе эволюции возникло из предрасположенности наших далеких предков к риску). (фильм). Разница между ними лишь в том, что одни играют в безвыигрышную лотерею, а другие – в беспроигрышную. Впрочем, то же можно сказать и о всякого рода коллекционерах, хотя это не так очевидно. В очень редких, по понятным причинам, случаях та же психическая аномалия проявляется в стремлении получать государственные награды (ордена). Наиболее известные исторические персонажи с такой психопатией – Г.К.Жуков и Л.И.Брежнев. Сегодня, сначала в Европе, а теперь и в России, появились новые психопатии – интернетзависимость и мобиломания. В последнем случае люди в буквальном смысле не выпускают из руки свой мобильный телефон, обращаются к нему до 500 раз в день, перечитывая сообщения или просматривая фотографии, а в случае его утери или просто забыв дома испытывают сильнейший дискомфорт, влияющий на их работоспособность и душевное состояние. Ниже, в рамках излагаемой гипотезы, будет предложено рациональное объяснение возникновения всякого рода маний и пристрастий.

         Примеры, приведенные выше, призваны показать, что все, без исключения, наши действия (и моторные и интеллектуальные) совершаются непроизвольно, иначе – помимо нашей воли.  

         Приведем еще одно очень простое и очень важное соображение. Если все же пред-положить, что хоть какие то наши поступки и мысли произвольны, то есть зависят от нашей воли и сознания, то это должно означать, что мы по своему усмотрению усилием воли можем включать или выключать, менять режим работы отдельных нейронов и групп нейронов? Согласитесь, что такое предположение абсурдно. Абсурдно уже потому, что сразу появляются длинные уши гомункулюса. На самом деле они, нейроны, импульсиру-ют так и тогда, как и когда им “заблагорассудится”, подчиняясь механизмам, которые мы и пытаемся выяснить. Ф.Крик в своей статье “Мысли о мозге” пишет: “Большинство нейробиологов считают, что в мозге нет гомункулюса. К несчастью, легче констатировать ошибку, чем не впасть в нее. Это происходит потому, что мы несомненно питаем иллюзию существования гомункулюса – нашей личности. Вероятно, сила и прочность этой иллюзии имеют свои основания. Возможно, она отражает некоторые аспекты общего управления мозгом, но какова природа этого управления, мы еще не узнали.”

        Но как все же разрешить этот парадокс? С одной стороны – все, без исключения, наши действия непроизвольны. С другой – мы, казалось бы, сознательно, усилием воли, что-то делаем, думаем, говорим, планируем и т.п.. В рамках предлагаемой гипотезы этот “парадокс” разрешается следующим образом (это и есть первый постулат гипотезы):                                                                                                                                                                                                                               Иллюзия того, что мы можем совершать какие то действия произвольно возникает оттого, что мы эти действия осознаем.

       Таким образом, в настоящем контексте, мы вообще не можем говорить о каких то сознательных действиях. Речь может идти лишь об осознаваемых действиях. То есть, сначала действие, моторное или интеллектуальное, затем – его осознание. Осознание как бы является дополнительным (лишним) шагом в анализе поступающей в мозг информации. Поэтому и все осознаваемые действия осуществляются медленнее и неувереннее, чем неосознаваемые, и заметить это может каждый на собственном опыте. Одно из наиболее ярких изображений характера проявления неосознаваемых форм психики человека дано Л.Н.Толстым в романе “Анна Каренина”, когда он описывает работу Левина на косовице: “И чаще и чаще приходили те минуты бессознательного состояния, когда можно было не думать о том, что делаешь. Коса резала сама собой… В середине работы на него находили минуты, во время которых он забывал то, что делал, ему становилось легко, и в эти самые минуты ряд его выходил ровен и хорош, как у Тита. Но только он вспоминал о том, что он делает, и начинал стараться сделать лучше, тотчас же испытывал всю тяжесть труда, и ряд выходил дурен”.

        Попробуем с этой точки зрения взглянуть на рассуждения выдающихся исследо-вателей. Зигмунд Фрейд (“Я и Оно”) говорит: “Опыт показывает, что психический элемент, например, представление, обыкновенно не бывает длительно сознательным (в нашей терминологии “длительно осознаваемым”). Наоборот, характерным для него является то, что состояние осознанности быстро проходит; представление в данный момент сознательное (осознаваемое) в следующее мгновенье перестает быть таковым, однако может вновь стать сознательным ( осознаваемым ) при известных, легко достижи-мых условиях.” А механизм перераспределения ролей между осознаваемой и неосознаваемой сферами высшей нервной деятельности, то есть мгновенный переход неосознаваемых процессов в осознаваемые и наоборот – центральная загадка функционирования мозга, которую мы пытаемся разрешить в рамках предлагаемой гипотезы.. Ф.Блум и другие ( “Мозг, разум и поведение” ) пишут: “Мышление, или умственная деятельность, иногда осознаются, но часто протекают бессознательно. <В этой главе>… мы займемся активным сознанием, т.е. тем состоянием, когда мы осознаем наши мысли и поступки. В качестве рабочего определения давайте, в таком случае, примем следующее: сознание есть осознание нашей умственной и/или физической деятельности…      Способность к осознанию, разумеется, не означает, что мы постоянно все осознаем. Мы часто действуем – даже думаем и решаем задачи…не подключая нашего сознания…”                            Казалось бы, что в этом контексте авторы монографии разделяют концепцию о непро-извольности всех, без исключения, действий человека с последующим осознаванием части из них. Однако, далее у них следует, что для того, чтобы думать и решать задачи бессознательно мы все же должны предварительно сознательно поставить какие-то цели. Мы же хотим показать, что и постановка и задач и целей – процесс столь же бессознательный, точнее непроизвольный, как и все другие, и осознаваемый при “обычных” для всех прочих мыслительных процессов условиях. С этой точки зрения даже заскорузлые материалисты (материалистические фундаменталисты в терминологии Роберта А Уилсона) и те имеют легкий налет идеализма, поскольку понятие “свобода воли” неизбежно предполагает первичность сознания человека по отношению к его интеллектуальному действию.

          Характерен такой диалог с оппонентами:

-          -Из изложенного здесь можно заключить, что наличие свободы воли у человека – это иллюзия. Но я беру со стола эту книгу и протягиваю ее вам. Не является ли это мое действие проявлением свободы воли?

-         -Вы взяли со стола и протянули мне эту книгу. Почему именно эту книгу, ведь здесь имеются несколько других. Почему вы не взяли карандаш, футляр от очков или калькулятор. Почему вы не вынули из своего кармана записную книжку или ключи, не сняли с руки часы?

        - Я взял первый попавшийся предмет.

        - То есть сделали это непроизвольно?

        - …

        - В нашей интерпретации события развиваются так: ваш мозг в ответ на предъявленное ему требование – утверждение, что свобода воли не более чем иллюзия – в течение времени от долей секунды до нескольких секунд производит перебор возможных действий (моторных и интеллектуальных, в том числе формирует словесный ответ), дает команду на проведение этих действий, а вы с некоторым запозданием (доли секунды) каждый акт этих своих действий последовательно осознаете.

        Таким образом, с нашей точки зрения, понятие “свобода воли” нуждается в корректном определении. Скажем, ваша кошка прыгает к вам на колени. Вы ее сбрасываете. Она прыгает вновь. Вы ее снова сбрасываете. Так может повторяться несколько раз. Можно ли эти действия животного определить как “наличие свободы воли у кошки”? Хорошо обученная собака не берет лакомство из чужих рук. Можно ли назвать такое поведение пса “проявлением собачьей воли”? Другими словами, в науке вообще, а в психологии и нейробиологии в особенности, важны корректные определения ряда понятий, что поможет снять часть неопределенностей. На одну из таких неопределенностей будет указано во второй главе этого исследования. Отметим попутно, что ни в одной из мировых религий нет строгого определения понятию “Бог”

        Итак, мы имеем в виду, что сознание (осознание какого-либо события) – это, прежде всего, процесс. Прекращение этого процесса, а вернее завершение его приводит к исчезновению данного события из сознания, или к переходу его из осознаваемой формы в неосознаваемую. Установление элементов самого этого процесса и оказалось для науки неразрешимой задачей. Соотнести определенную совокупность биохимических процессов в мозге с актом сознания – это главная задача, а, в конечном счете, и цель исследований в нейробиологии.

        Еще в 1795 г. известный русский государственный деятель М.М.Сперантский в книге “Правила высшего красноречия” писал: - “ Наши мысли бегут несравненно быстрее, неже-ли наш язык…, коего медленный, тяжелый и всегда покоренный правилами ход беско-нечно затрудняет выражение… Сцепление понятий в уме бывает иногда столь тонко, столь нежно, что малейшее покушение обнаружить сию связь словами разрывает ее и уничтожает.”

        По выражению психолога Джулиана Джейнса “наша мысль часто работает так быстро, что сознание за ней не поспевает.”

        В 50-е годы прошлого века в лаборатории физиологии зрения института физиологии имени академика И.П.Павлова АН СССР рассчитали насколько наши мысли “бегут” быстрее нашего языка или нашего сознания.

        Здесь в лаборатории В.Д.Глезера была разработана методика, позволяющая предъявлять испытуемому некую картинку-образ на строго определенный период времени – сотые доли секунды. Если испытуемому предъявляли одну из двух заранее показанных ему картинок, то время распознавания составляло 0,015 секунды (15 миллисекунд). Если он распознавал одну из 4-х известных ему картинок, время увеличивалось до 0,03 секунды. Одну из восьми он узнавал за 0,045 с.,   из шестнадцати – за 0,06 с. и т.д. Эту зависимость времени распознавания от количества известных испытуемому картинок можно выразить формулой: Y=15log₂X, здесь Y – время распознавания, X – число знакомых, или известных испытуемому картинок-образов, коэффициент 15 – 15 миллисекунд – время распознавания одной картинки из двух известных. Эта формула показывает, что мозг производит распознавание образов по так называемому “дереву признаков”. На этих же принципах работают и технические распознающие устройства. Если испытуемому предварительно не показывали картинку, которая ему будет предъявляться, время распознавания составляло 0,15 с. (150 миллисекунд). Этот результат равнозначен тому, как если бы испытуемому предложили выбрать одну картинку из заранее предъявленных 1024! Что это может означать? Лингвисты утверждают, что слов-понятий, которые можно выразить картинкой, типа “дом”,  “стол”,  “птица”  и т.п. в любом языке как раз около одной тысячи. Таким образом, приведенная выше логарифмическая зависимость сохраняется во всем диапозоне возможных значений X, а механизм распознавания, очевидно, сводится к сравнению хранящихся в памяти образов с предъявляемой картинкой. Кроме того, это означает, что если “нормальный” человек осознает запоминание 7±2 слов-понятий (то есть из предложенных слов запоминает всего 5 – 9), то непроизвольно он запоминает на целый порядок больше. В этом же убеждают и опыты американского физиолога Р.Хабера. Он показывал испытуемым несколько тысяч пейзажей, а затем еще несколько сотен других – похожих. По меньшей мере в восьми случаях из десяти, а порой гораздо увереннее, люди отличают незнакомую картинку от старой: “Чувствуется, что я ее не видел…”  Вот что читаем в книге С.Роуза ''Устройство памяти. От молекул к сознанию'': ''Представьте, что вы в течение нескольких секунд сидите и смотрите на фотографию; потом на другую; потом еще на одну... Представьте теперь, что спустя неделю я снова показываю вам те же фотографии, сопровождая каждую демонстрацией другой, совсем новой, и прошу вас сказать, какую из них вы видели раньше. Сколько, по вашему мнению, вы сможете узнать фотографий прежде, чем истощится ваша память или вы начнете путаться? Мои коллеги по лаборатории в ответ на этот вопрос называли числа от двадцати до пятидесяти. А в условиях эксперимента большинство людей правильно узнавали не менее десяти тысяч (!) различных фотографий, не обнаруживая признаков исчерпания возможностей памяти''.

         Любой стимул сложнее картинки-образа увеличивает время распознавания. Так в опытах В.Д.Глезера картинка, на которой лиса ловит сачком бабочку распознается за 320 мс. То есть, поскольку процесс распознавания дискретен, а длительность каждого акта распознавания составляет 250 мс., а это период между сакаддическими скачками, то распознавание сложной картинки происходит последовательно. Сначала испытуемый видит содержание картинки, а затем ее элементы. При 40 мс. экспозиции человек ничего не видит, при 80 мс. говорит, что кто-то поднял что-то на кого-то, при 150 мс. видит сачок и какое-то животное, и только при 320 мс (миллисекундах) опознает лису.

     Результаты в аналогичных опытах у разных исследователей разнятся. Так Ю.Л.Голицин и Ю.Д.Кропотов, изучая у человека нейронную активность неспецифических ядер таламуса, показали, что опознание буквы и цифры происходит при активации нейронов не менее 300 миллисекунд. Однако, буквы и цифры – это абстрактные символы, в отличии от картинок-образов, и, естественно, распознаются за более длительный промежуток времени. Таким образом, опыты В.Д.Глезера представляются более корректными, и мы будем ориентироваться на их результаты.

        Итак, любую из более чем 1000 возможных картинок-образов (понятий) мозг распознает за 150 милли-секунд. Весь процесс распознавания, то есть сохранение картинки в кратковременной памяти длится 250 мс – это достоверно известно. Нет оснований думать, что слуховой анализатор работает менее эффективно, чем зрительный, и слова-понятия распознаются по тому же механизму, что и картинки-образы ( но слов-понятий гораздо больше, чем картинок-образов). Если подставить в приведенную выше логарифмическую зависи-мость  вместо Y значение 250 мс , значение X  будет равно приблизительно 130000. Это значит, что каждую четверть секунды мозг “выбирает” (способен выбрать) нужное слово или выражение из 130000 имеющихся в памяти.  (Примерно таким количеством слов и выражений пользуется современный человек в своей повседневной и профессиональной деятельности). Для самого же человека этот процесс протекает непроизвольно. (Через четверть секунды процесс повторяется).  Возможно, целые выражения, как некий образ, а не отдельные слова хранятся в памяти, подобно иероглифам в некоторых культурах. Подавляющее большинство людей не знают (не помнят) грамматики родного языка, однако достаточно грамотно говорят и пишут на нем, то есть, скорее всего, из памяти извлекаются целые “готовые конструкции”. Другими словами, какую-либо фразу, например: “злокая куздра штеко быдланула бокра и курдячит бокренка”  мы произносим в течение пяти секунд. В мозге же она за этот период “формируется” 20 раз.

       Человек поскользнулся на арбузной корке… Он начинает балансировать руками, изгибать тело, перемещать центр тяжести с ноги на ногу… Он впервые в жизни поскользнулся на арбузной корке и устоял на ногах…

       Человек, горячо спорит, постоянно перебивает оппонента,  приводит экспромтом один аргумент за другим…

       Для совершения обоих этих действий мозг использует абсолютно одинаковый механизм. Механизм, который мы и пытаемся здесь определить.

 

***

 

       Теория Фрейда о психологии бессознательного общепризнанна. Она доказана клинической практикой и многочисленными наблюдениями и экспериментами. Предла-гаемый же здесь постулат не может быть ни доказан, ни опровергнут. А это значит, что он может лечь в основу некоего философского течения? Предлагаемая здесь гипотеза предполагает, что Человек в гораздо большей степени принадлежит к животным, чем об этом принято думать, и лишь на очень малую часть он – что-то другое. Известный философ Роберт Антон Уилсон называет людей не иначе как “одомашненные приматы”,с чем в рамках предлагаемого исследования трудно не согласиться.

         С точки зрения этого постулата можно адекватно воспринимать и некоторые церков-ные догмы, например: “ не судите …”, “… ибо не ведают, что творят”,  догмат о всепро-щении и т.п.

          В это повествование можно привнести и некоторую долю эмоциональности:

        Если наши ежесекундные действия зависят от того, что “попало” в нашу память до этой последней  секунды  (а  это  одно  из основных  положений  гипотезы),  то  можно  говорить  и  о некоей предопределенности в наших действиях. А если “судьба” человека зависит от его поведения в череде конкретных ситуаций, а его поведение в каждой из этих ситуаций предопределено всем прошлым жизненным опытом, “записанным” в его памяти, то можно говорить и о предопределенности в его судьбе. Разумеется, это не означает, что человеку предначертан некий конкретный путь. Но если ретроспективно наблюдать жизнь любого из нас, то можно заключить, что большинство событий в нашей жизни были пред-сказуемы и, в определенной мере, неизбежны.

 

Глава 2

 

 

                                                                   “…Дело не в том, что большинство нейробиологов

                                                                   не имеют какого-либо общего представления о том,

                                                                   что происходит. Беда в том, что представление  это

                                                                   не сформулировано точно…”

                                                                                                              Ф.Крик  “Мысли о мозге”

 

 

            В своей статье “Мысли о мозге” Ф.Крик пишет: “Раздумывая о себе самом, челове-ческий мозг открыл некоторые поразительные факты. Чтобы понять, как он работает, оче-видно, нужны новые методики его исследования и новая система понятий”. Так же как в период становления квантовой физики Нильс Бор сказал: “В познании атома нам не миновать ограниченности обычных способов описания природы”. А в определении стратегических задач дальнейших исследований мозга необходимо уточнение самих формулировок этих задач. Английский физик-кристаллограф Дж. Бернал писал в связи с выходом книги А.И.Опарина: ''В начале разработки какой-либо научной программы самое главное... увидеть и сформулировать сами вопросы. Вспомним ли мы Ньютона или Лавуазье, ...или Пастера, ...мы всякий раз убеждаемся в правильности этого положения...''.

Д.Хьюбел говорит, что трудности, связанные с пониманием работы мозга носят отчасти семантический характер: “…они несут на себе груз таких слов как “понимать” и “разум” (синонимы – мышление, интеллект) – слов для многих целей полезных, но с рас-плывчатыми очертаниями и неуместных в применении к этим вопросам (вопросам нейро-биологии, прим.авт),которые из-за них становятся бессмысленными или неразрешимыми”

            Другими словами, психологи до сих пор не пришли к общему мнению в вопросе, как соотносятся между собой понятия “психика”, “мышление”, “эмоции”, “сознание”, “понимание”, “память”. Можно ли из этих понятий построить какую-то иерархическую структуру? Другими словами, возможно ли мышление без сознания, сознание без эмоций, сознание без мышления и т.п.? Можно, например, считать мышление атрибутом, или составной частью сознания. П.В.Симонов, давая определение понятию “психика”, понимает под этим совокупность мышления и сознания, таким образом, не только не отождествляя, но и разделяя эти понятия, одновременно абстрагируясь от психики бессознательных процессов. Разделяют эти понятия и Ф.Блум с соавторами: В их монографии “Мозг, разум и поведение” 8 гл. названа “мышление и сознание”.

            В ряде рассуждений мышление и другие когнитивные (познавательные) процессы  выступают как атрибуты сознания, в других – как свойство сознания. А зачастую, и мышление, и эмоции и другие психические проявления понимают как функцию сознания. Дж.Рей в статье с бросающим вызов заголовком “Основания для сомнения в существовании сознания”, стоя на позициях, занимаемых современной аналитической философией, показывает всю ту путаницу и разноречивость, которая связана с самим понятием “сознание”. Здесь мы читаем: “Все его употребления (термина “сознание”) тесно связаны, подчеркивая то одни, то другие стороны ментальной жизни.  Наверное, при классификации употребления слова мы должны устанавливать различие между разными, ранее смешиваемыми процессами, причем каждый из них включает понятие “сознание” в “разном смысле”. Но, может быть, мы должны будем установить, и, как я хочу показать, мы можем установить, что нет ясного смысла, который  можно было бы связать с этим словом в терминах какого-либо реального феномена в мире”. И далее: “Сознание должно включать в себя нечто большее, чем просто мышление”.

            Примечательно, что от самого определения понятия “разум” зависит, как он соот-носится с сознанием. Если мы считаем, что понятия “искусственный разум” или “компъю-терный интеллект” не более, чем метафора, то и определения этих “видов разума” должны быть различными. На сегодняшний день психология не дает строгих определений выше-названным понятиям, зачастую определяя понятие  “А” через понятие “Б”, а понятие “Б” через понятие “А”. В.О.Леонтьев пытается, например, определить понятие сознание перечисляя необходимые и достаточные, с его точки зрения, признаки сознания.  И несмотря на то, что мы в состоянии обсуждать наши эмоции и можем быть уверены в том, что понимаем друг друга, когда описываем, например, страх, ученые до сих пор не смогли выработать достаточно четкого определения эмоции – такого, которое не содержало бы субъективных понятий и не сводилось к перечислению признаков. Е.Д.Хомская и Н.Я.Батова считают, что “в настоящее время наблюдается кризис психологии эмоций” (Мозг и эмоции. 1992 г.). Они видят причину этого в принципиальном отличии эмоциональных явлений от других психических процессов, в частности когнитивных процессов. То же касается понятия “сознание”. Американский психиатр Дж. Бирс признает: “Мне не известны никакие физиологические или нейрофизиологические данные или теория, которая бы объясняла или хотя бы определяла сознание”.“Концепция сознания, - полагает Дж. Рей, - может оказаться включающей в себя чрезмерно упрощенный взгляд на нашу ментальную жизнь, и это приводит к тому, что мы можем ошибаться, думая о себе или о чем-то еще как об обладающих сознанием. То есть трудность состоит в понимании того, что мы готовы называть сознанием человека”. Е Харт, профессор физики, много лет посвятивший изучению мозга, пишет: “По мере приближения к концу 20-го столетия физика повергла нас в растерянность своими концептуальными богатствами…, но способны ли мы теперь объяснить духовные феномены при помощи нашей обогащенной коллекции физических законов? Именно на это надеялся бы просвещенный редукционист. Однако, слишком рано было бы думать, что, в конце концов, появится такая наука о сознании. Закономерности пока слишком неясны, а тайны слишком глубоки”.

В этой главе будет сделана попытка снять одну из неопределенностей в существующей системе понятий.

 

***

 

               Существует множество теорий, “объясняющих” проявление эмоций. Ч. Дарвин соз-дал биологическую концепцию эмоций, основанную на сравнительном исследовании эмо-циональных выразительных движений у млекопитающих. Первичные витальные эмоции, такие как страх, ярость, боль, радость не являются прерогативой человека, а унаследованы им в процессе эволюционного развития. Всякого рода эмоциональные движения рассмат-ривались Ч.Дарвином как рудимент целесообразных инстинктивных действий, сохраняю-щих свой биологический смысл в качестве биологически значимых сигналов для особей и своего и других видов. Происхождение человеческой улыбки, например, связывают с “ос-калом испуга” у обезьян, который эти животные демонстрируют как знак подчинения.

               В 1895 году в статье “Проект научной психологии” З. Фрейд высказал свое видение того, как работает нервная система. Его гипотезы довольно точно предвосхитили последу-ющие открытия. Свои представления (о которых мы будем говорить в дальнейшем) Фрейд пытался объединить в теорию, объясняющую работу мозга и, в частности, роль эмоций в процессе мышления. Он полагал, что низкий уровень возбуждения “нервных элементов” в глубине мозга вызывает подсознательное чувство дискомфорта. Переданное в кору, это чувство может возбуждать потребность во взаимодействии с внешним миром, что приво-дит к уменьшению дискомфорта и потому вызывает чувство удовольствия. “Эмоции, – говорит Фрейд, – это усиление или уменьшение чувства дискомфорта в глубине мозга”.

               Десятилетием ранее, Уильям Джеймс, развивая идеи Карла Ланге сформулировал концепцию, известную как теория эмоций Джеймса-Ланге. Несмотря на то, что это одна из первых теорий эмоций, в рамках предлагаемой гипотезы она представляется наиболее адекватной. Согласно теории Джеймса-Ланге, человек, столкнувшись с серьезной опас-ностью сначала бросается бежать, и лишь спустя какое-то время осознает себя бегущим. В другом случае, он так же непроизвольно впадает в ступор и лишь потом осознает, что у него “бешено” бьется сердце, пересохло во рту, выступил пот и т.д. Затем он может осоз-нать и другие признаки страха, например, что у него дрожат ноги. Некоторые признаки страха, которые могут заметить окружающие, человек не осознает вовсе, например, свою бледность или расширение зрачков. Более умеренные эмоции – радость, признательность, симпатия, раздражение, неприязнь, скука и т.п. редко сопровождаются столь заметными изменениями, но в организме происходят физиологические изменения, которые можно за-фиксировать техническими устройствами, например, кожно-гальваническую реакцию.(на этом основано устройство полиграфа – детектора лжи). Теория Джеймса-Ланге предполагает, что после восприятия, вызвавшего эмоцию, субъект переживает эту эмоцию как ощущение физиологических изменений в собственном организме, то есть физические ощущения и есть сама эмоция. Как говорил У.Джеймс:  “Мы грустим, потому что плачем, сердимся, потому что наносим удар, боимся, потому что дрожим”.

               В 1929 г. Уолтер Кэннон посчитал теорию Джеймса-Ланге ошибочной на том осно-вании, что совершенно одинаковые физиологические изменения вызывают различные эмоциональные проявления, то есть эмоции не сводимы к вегетативным реакциям. На самом деле, из теории Джеймса-Ланге следует, что мозг сначала замечает опасность, оценивает ее, затем мобилизует все ресурсы организма, как то: приток крови к органам, необходимым для защиты – мышцам, мозгу, и отток от тех, которые в этой ситуации не задействованы – кожа, кишечник и т.п.;  отсюда – бледность в лице. Усиленный ток крови обеспечивается увеличением частоты сердцебиений. Увеличение глубины дыхания обес-печивает усиленный кислородный обмен. Усиление остроты зрения обеспечивается рас-ширением зрачков. Усиленное потоотделение необходимо для интенсивного выделения продуктов метаболизма и охлаждения организма, и т.д.  И лишь потом, после реализации этих физиологических реакций, человек осознает свое эмоциональное состояние.

Сформулированная У.Кэнноном и модифицированная в дальнейшем Ф. Бардом теория эмоций Кэннона-Барда предполагает, что психологическое переживание и физио-логические реакции возникают одновременно.

               П.К.Анохин считает, что эмоции возникли в эволюции, как субъективные ощуще-ния, позволяющие животным и человеку быстро оценивать различные внутренние потреб-ности. По мнению Анохина, любая потребность сопровождается эмоциональным пере-живанием отрицательного характера. Оно и стимулирует животное или человека к активной деятельности, направленной на удовлетворение данной потребности. Удов-летворение любой потребности, сопровождается эмоциональным переживанием по-ложительного характера. Ассоциированная с успешным завершением действия положи-тельная эмоция закрепляется в памяти и начинает выполнять важную роль в механизмах формирования целенаправленной деятельности. Неоднократное удовлетворение потреб-ности, окрашенное положительной эмоцией, способствует обучению соответствую-щей деятельности, а повторные неудачи в получении запрограммированного результата вызывают торможение неэффективной деятельности и поиски новых более успешных способов достижения цели. Таким образом, с точки зрения П.К.Анохина, эмоциональ-ные воздействия усиливают, удлиняют и углубляют фиксацию следов от раздраже-ний, что помогает адекватному реагированию на внешние сигналы.

               Еще одна гипотеза (Н.Н.Данилова и А.Л.Крылова)  предполагает, что мозг распола-гает специальной системой, которая, по существу, является биохимическим анализатором эмоций. Этот анализатор, по-видимому, имеет свои рецепторы и детекторы, он анализи-рует биохимический состав внутренней среды мозга и интерпретирует его в категориях эмоций и настроения. Такой эмоциональный анализатор по аналогии с другими анализаторами должен выделять сравнительно небольшое число основных биохимических переменных и их основные комбинации детектировать как эмоциональные состояния. То есть, сначала меняются биохимические параметры, а затем этот факт осознается или (по Даниловой и Крыловой) интерпретируется в категориях эмоций и настроения.

               Таким образом, авторы, с одной стороны,  разделяют точку зрения Джеймса и Лан-ге, с другой стороны, кажется наивным и вряд ли оправдано предположение о наличии во внутренней структуре мозга неких рецепторов и детекторов, оценивающих биохимию самого мозга.

               А.Н.Леонтьев в своей классификации эмоциональных явлений различает: аффекты, собственно эмоции и чувства, и не относит к эмоциям очень широкий класс состояний че-ловека, такие как усталость, скука, голод и т.д. П.Фресс идет еще дальше. Он считает, что хотя и существует единый континуум внутренних переживаний – от слабых чувств к сильным, только сильные переживания можно относить к эмоциям. Их отличительной чертой является дезорганизующее влияние на текущую деятельность. Эмоции разви-ваются тогда, когда мотивация становится слишком сильной по сравнению с реальными возможностями субъекта. Их появление ведет к снижению уровня адаптации. Сог-ласно этой точке зрения, эмоции – это страх, гнев, горе, чрезмерная радость. А удоволь-ствие уже не является эмоцией. Так радость может стать эмоцией лишь в том случае, если из-за ее интенсивности мы теряем контроль над собственными реакциями. Эту точку зрения разделяет и Д.Линдсли, который считает, что появление эмоций безусловно сопровождается ухудшением выполняемой деятельности. По данным А.Р.Лурия и др. (1930 г.) под влиянием эмоций происходит изменение (чаще замедление) нормального для данного индивида времени ассоциативной реакции (ассоциативный эксперимент широко используется специалистами по психоанализу). Понятно, что эмоции могут не только оказывать дезорганизующее действие, снижать уровень адаптации и сопровождаться ухудшением выполняемой деятельности, но зачастую приводят к неадекватной реакции. Нейрофизиологический и биохимический механизмы во всех этих случаях абсолютно одинаковые, о чем мы будем говорить в дальнейшем.

Этот краткий обзор теорий эмоций как нельзя лучше иллюстрирует замечание Ф.Крика:  “… по меркам строгой науки, чистая психология довольно бесплодна < в изуче-нии принципов работы мозга > Основная трудность состоит в том, что психология пыта-ется обращаться с мозгом, как с черным ящиком. Экспериментатор изучает входы и выходы и из полученных результатов старается вывести структуру и операции внутри ящика… Такой подход необязательно плох… Многие годы предмет генетики был черным ящиком… Для предыдущего поколения биохимиков фермент был черным ящиком… Трудность подхода, исходящего из принципа черного ящика, состоит в том, что если только ящик по сути своей не совсем прост, то скоро наступает стадия, когда наблюдаемые результаты одинаково хорошо объясняются несколькими соперничающими теориями. Попытки выбрать одну из них часто оказываются безуспешными, поскольку по мере проведения новых опытов выявляются все большие сложности. И если вопрос тем или иным способом должен быть решен, то здесь нет иного выбора, как постучаться внутрь ящика”. Кроме того, психология оперирует понятиями, связанными с проявлением психических процессов в онтогенезе, то есть в процессе индивидуального развития единичной особи вида “Homo sapiens”. Эволюция же психики в филогенезе не является предметом психологии, что существенно ограничивает ее возможности.

            Не оспаривая достоинств каждой из приведенных выше теорий эмоций, отметим, что предлагаемая здесь гипотеза предполагает иную интерпретацию ряду положений, опи-сываемых этими теориями. Речь пойдет о состоянии аффекта, состоянии стресса, состо-янии шока и чувстве боли. Корректное описание и определение этих состояний нам очень важно  для  дальнейших рассуждений. У разных исследователей эти понятия могут быть более или менее широкими, порой перекрывающими друг друга. Другими словами, те признаки, которые одни относят, скажем, к стрессовому состоянию, другие относят к шоковому, и т.д.

Согласно А.Н.Леонтьеву, состояние аффекта – это сильное и относительно кратко-временное эмоциональное переживание, сопровождающееся резко выраженными двига-тельными и висцеральными проявлениями.  Отличительной особенностью аффектов явля-ется то, что они возникают в ответ на уже фактически наступившую ситуацию.  Рассмот-рим несколько примеров таких состояний. Выше, при иллюстрации теории Джеймса-Ланге, был приведен пример состояния аффекта. А вот как описывает подобное состояние  Эрнест Хемингуэй (пример из монографии Ф.Блума и др.):  “… В тридцати пяти шагах от них большой лев лежал, распластавшись на земле. Он лежал неподвижно, прижав уши, подрагивал только его длинный хвост с черной кисточкой… Макамбер услышал захлебы-вающееся кровью ворчание и увидел как со свистом разошлась трава. А сейчас же вслед за этим он осознал, что бежит в безумном страхе, бежит сломя голову прочь от зарослей, бежит к ручью”. (Э.Хемингуэй. Недолгое счастье Фрэнсиса Макамбера).

Известно множество случаев, когда люди в экстремальных ситуациях преодолевали препятствия, которые в обычном состоянии для них непреодолимы. Как это происходило они не понимали, и лишь потом осознавали, что произошло. Описан случай, когда мать поднимала нечто очень тяжелое придавившее ее ребенка, хотя в последствии не смогла даже оторвать этот предмет от земли. В контексте этого исследования под действием в состоянии аффекта  мы будем понимать действия человека в экстремальной ситуации до того момента, когда он свои действия начинает осознавать. Такая интерпретация не позволяет отнести к аффектам некоторые состояния, например, состояние так называемого “активного боевого транса”. Под активным боевым трансом специалисты понимают способность воинов спецназа, например, после длительной подготовки (10-12 часов в день в течение года) вызывать у себя специальными приемами, как они считают, искусственное состояние аффекта (на их сленге – поставить якорь). В этом состоянии гнев является доминирующей эмоцией. Все остальное не воспринимается. Нарушаются память и ощущения. Например, драка, продолжающаяся около двух часов воспринимается как десятиминутная стычка. В состоянии боевого транса боец не чувствует боли, но адекватно мыслит. Это последнее положение и не позволяет отнести состояние боевого транса к аффектам. В юриспруденции действия человека в состоянии аффекта не наказуемы. То есть, косвенно признается, что он в момент их совершения находился “без сознания”. Все эти рассуждения понадобились нам для утверждения следующего положения: - аффект, в том смысле, который здесь вкладывается в это понятие, нельзя отнести к эмоциям. Тогда как такое переживание как скука, обладает всеми признаками эмоции. Методом психосемантики получены данные, которые говорят о том, что такие эмоциональные переживания как радость или злость и такие как чувство голода или скука имеют единый нейрофизиологический механизм (Н.Н.Данилова, А.Л.Крылова).

            То же касается и проявления крайних стрессовых (или шоковых) состояний. У лабораторных животных, получающих электрические удары, которые они не могут предотвратить, в случае когда раздражитель чрезмерно силен, симпатический отдел вегетативной нервной системы, призванный мобилизовать ресурсы организма для борьбы или бегства вообще не приводится в действие. То есть отсутствуют все вегетативные реакции, характерные для действия организма в экстремальных условиях. То же происходит и у некоторых бойцов на поле боя. (пример из монографии Г.Н.Кассиля “Наука о боли”). Заметим, что в этом состоянии (шока), как и в состоянии аффекта, человек не чувствует (не осознает) боли. Предельный случай такого состояния описан в художественной литературе (Олесь Адамович “Каратели”). Люди в момент массового расстрела просто засыпали. И некоторым из них это позволяло спастись. Понятно, что такое состояние, не осознаваемое человеком, равно как и состояние аффекта, нельзя квалифицировать как эмоцию.

            “Стресс” – это термин, который широко используется – и часто неправильно – во многих популярных изданиях. (Некоторые исследователи рассуждают о стрессе даже у растений, неясно, правда, в каком контексте). Тысячи пособий по практической психологии обещают научить, как избежать стресса или справиться с ним. Однако, согласно Гансу Селье, автору концепции стресса и крупнейшему авторитету в этой области, стресс – это “неспецифический ответ организма на любое предъявленное ему требование”. Более того, он утверждает, что “полная свобода от стресса означает смерть”. Даже в состоянии полного расслабления спящий человек испытывает некоторый стресс. Сам Г.Селье предлагает выделять “стресс” и “дистресс”. Дистресс – это тот же стресс, или напряжение, которое возникает при появлении угрожающих или неприятных факторов в жизненной ситуации. Такое понимание стресса в узком смысле слова принято большинством психологов. Хотя мы знаем, что некоторые люди получают удовольствие от того, что у большинства вызвало бы состояния дистресса – это аскеты, истязающие себя религиозные фанатики, мазохисты и т.п. Систематических исследований  по выявлению таких аномальных форм поведения у животных, по-видимому не проводилось, хотя ниже, при обсуждении чувства боли будет приведен классический опыт И.П.Павлова, который можно интерпретировать как то, что нечто человеческое и животным не чуждо.

            Ряд исследователей под стрессом в узком смысле понимают проявление адаптаци-онной активности организма при сильных, экстремальных на него воздействиях, под стрессом в широком смысле – адаптационную активность при действии любых, значимых для организма факторов. Так что же такое стресс? Некое “напряжение”, возникающее при появлении угрожающих факторов (по Н.Н.Даниловой и А.Л.Крыловой)? Проявление некоей “адаптационной активности” организма при действии значимых для него факторов (по Л.А.Катаеву-Смык)? Некий “неспецифический ответ” организма на предъявленное ему требование (по Г.Селье)? Некая “общая системная реакция” организма, развиваю-щаяся на действие различных факторов (по А.С.Батуеву)?…

            Порой проснувшись утром и ощущая смутное чувство беспокойства, вы не сразу понимаете причину его происхождения. Может быть вас беспокоит предстоящая неприят-ная встреча с начальством. А может это результат вчерашней ссоры с женой. А может быть ваш приятель попросил вернуть старый долг. Или вас вызывает завуч колледжа, где учится ваш сын. Или вы услышали о резком подорожании бензина и вспомнили, что хоте-ли вчера залить полный бак. И т.д., и т.д. А разве вам не доводилось испытывать чувства безотчетной радости? Ожидание первого свидания. Подготовка к встрече друзей. Рожде-ние ребенка. Покупка автомобиля, квартиры и т.д. и т.д. Все эти радостные события – мощные стрессовые факторы. Зачастую человек, ощущая свое состояние как стрессовое, не осознает самих стрессоров, то есть факторов, которые вызывают у него эти субъек-тивные ощущения (страха, беспокойства, неопределенности, подавленности, радостного возбуждения, легкости, веселья). Хорошее описание проявления влияния неосознаваемой формы высшей нервной деятельности на самочувствие есть у Даниила Гранина. Вот что он в частности писал: “Посреди самой удачной поездки беспричинно накатывает вдруг  удрученность. Чем? Да ни чем. Сколько ни копайся, не найти и повода. И это всегда злит – какая-то неуправляемость. Словно что-то есть во мне кроме разума…”  Другими словами, стресс – это не действие организма, как это следует из определений, представленных выше авторов, а состояние. И, в настоящем контексте, под стрессом понимается осознание процесса адаптационной активности организма при действии любых значимых для него факторов, в том числе и неосознаваемых на данный момент стрессоров. То есть, само ощущение беспокойства, неопределенности, страха говорит о том, что ваш мозг совершает колоссальную работу по мобилизации ресурсов организма на решение предъявленной ему задачи. Что же касается самой “адаптационной активности” или “общей системной реакции” организма, то эти действия ничем не отличаются от таковых, описанных в первой главе. Они непроизвольны и осознаются при определенных условиях.

              Одним из самых неразработанных вопросов в плане понимания феномена эмоций – это восприятие боли. Несмотря на большое количество публикаций по этому вопросу к его решению вряд ли удастся приблизиться без обсуждения его в контексте общих принципов работы мозга. Приведем наименее спорные рассуждения о восприятии боли. “Когда вы наступаете на гвоздь, - говорит Г.Уолтер в своей книге “Живой мозг”, - вы сначала подпрыгиваете и лишь затем ощущаете боль. Сигналы успевают проделать свой путь по рефлекторной дуге туда и обратно за время меньшее, чем требуется чувству боли  для достижения мозга”. Ф.Блум и др. в монографии “Мозг, разум и поведение” высказывают точку зрения, что боль не является эмоцией, но болевые ощущения несом-ненно могут вызывать эмоциональную реакцию, побуждающую организм к действию. Су-ществует множество факторов, определяющих восприятие боли человеком. Г.К.Бехер, на-пример, насчитал 27 таких факторов. Среди них и половые, и возрастные, и расовые. Фи-зиологические, биохимические, физические и т.д.  Для наших целей, мы акцентируем внимание исключительно на психологических аспектах болевого восприятия (впрочем, возможно, что половые, возрастные, расовые и т.п. факторы сводимы к психологическим).

            Во время второй мировой войны врач Г.К.Бехер заметил, что солдатам, раненым в бою, значительно реже требовался морфин, чем гражданским лицам после операции, Бехер писал, что раненый солдат испытывал “облегчение, благодарность судьбе за то, что ему удалось уйти живым с поля боя, даже эйфорию; для гражданских лиц серьезная хирургическая операция – это источник депрессии и пессимизма”. Таким образом, значение, которое человек придает травме, оказывает глубокое влияние на степень ощущаемой им боли.

            Простое внушение может изменить восприятие боли. Если, например, испытуемым давать в качестве обезболивающего, инъекции нейтральных веществ, так называемое “плацебо”, боль действительно уменьшается. Широко используется и гипнотическое снятие боли, при котором, по-видимому, участвуют высшие уровни нервной системы, познавательные процессы и память. Разного рода психические переживания снижают или полностью подавляют восприятие боли. Известно немало случаев, когда профессор читая лекцию, хирург оперируя, адвокат выступая в суде, забывали о мучительной боли, которая их терзала дома (пример из монографии Г.Н.Кассиля “Наука о боли”). Бегуны на длинные дистанции или футболисты, балерина, исполняющая свою партию на кровоточащих ступ-нях, способны игнорировать или подавлять боль (пример из монографии Ф.Блума и др).

            Одно время при лечении некоторых заболеваний производилась перерезка нервных путей, связывающих лобные доли с другими участками мозга (лоботомия). В этих случаях чувство боли не исчезало, но боль становилась безразличной, как бы далекой от реального мира. Дж. Вулдридж рассказывает об одном из таких случаев: Врач, беседуя с больной, которой была проведена операция лоботомии, был несколько удивлен, когда больная заявила, что боли у нее ничуть не уменьшились. Между тем, она выглядела бодрой, спо-койной, здоровой и совершенно перестала жаловаться на мучившие ее до операции болевые ощущения. В дальнейшем выяснилось, что лоботомия привела не к ослаблению самой боли, а к такому изменению психического состояния больной, в результате кото-рого боль перестала ее беспокоить. Один из самых известных случаев в клинической практике произошел в 1848 г. с Финеасом Гейджем, у которого в результате сильнейшей травмы была разрушена лобная доля коры. Несмотря на обширные поражения, описанные доктором Джоном Харлоу (скальп был частично содран, кости сильно раздроблены и приподняты, между ними выступал мозг. Спереди от угла нижней челюсти… была сквозная рана, через которую прошел стержень, левый глаз вылез из орбиты, и левая часть лица была больше правой…), пострадавший находился в сознании, но совершенно не чувствовал боли. 

            В литературе описаны множество случаев врожденного отсутствия болевой чувст-вительности.  Однако, сверхсильные раздражения вызывали у таких людей защитно-оборонительные движения; выделение адреналина, другие вегетативные реакции, хотя чувство боли отсутствовало, то есть боль не осознавалась. Ф.Блум и др. (Мозг, разум и поведение) считают, что “боль можно рассматривать как субъективное чувство, так как решение о том, является ли данный стимул болезненным или нет, требует интерпретации со стороны самого субъекта”.

            Древнегреческий врач и ученый Гиппократ еще в V веке до н.э. заметил, что при наличии двух болевых очагов, человек ощущает только тот, который вызывает более сильную боль. Исследователи обнаруживают, что два болевых раздражения взаимо-смягчают друг друга, особенно если эти раздражения разной модальности, например, болевые и температурные. Описано немало случаев поразительного притупления болевой чувствительности при сильном эмоциональном возбуждении. Снижает болевые ощуще-ния и отвлечение от них в разного рода заботах, физической работе. И.Кант, З.Фрейд, Б.Паскаль, страдавшие от жестоких болей, “глушили” боль, погружаясь в напряженную интеллектуальную работу.

            Г.Н.Кассиль приводит сведения о том, что “для получения полного наркоза прихо-дится вводить количество барбитуратов равное 70% смертельной дозы. Только в этих слу-чаях больной не ощущает или, вернее, не осознает боли, хотя болевые раздражения про-должают поступать в нервную систему”. Интересен вопрос о восприятии (осознании) боли человеком во сне (не реальной боли, а боли из сновидения). По описаниям, ощущение боли во сне сходно с таковым при операции лоботомии. Человек знает, что боль есть, но не осознает ее.

            Все вышеприведенные факты призваны показать, что человек чувствует боль лишь тогда, когда ее осознает. До момента ее осознания нет и эмоционального переживания боли. Это утверждение важно для наших дальнейших рассуждений.

            Разные мнения существуют и на восприятие боли животными.  Не вызывает сомне-ния, что животные чувствуют боль. Внешние проявления чувства боли у них сходны с таковыми у человека. Чарльз Дарвин в своей книге “О выражении душевных движений у человека и животных” (обратите внимание на понятие “душевных движений у живот-ных”) пишет: “Когда животные страдают от сильной боли, они обыкновенно корчатся в ужасных конвульсиях… издают отчаянные крики и стоны. Почти все мышцы тела прихо-дят в энергичное действие… Я явственно слышал, как скрежетала коренными зубами корова, жестоко страдая от воспаления легких. Самка гиппопотама в зоологическом саду, производя на свет детеныша, очень страдала; она все время ходила кругом или каталась с боку на бок, раскрывая и смыкая челюсти и стуча зубами… Мучительная боль выражается у собак почти так же, как у большинства других животных, а именно воем, извиванием и судорогами всего тела.”

            Так же как и людям, животным свойственно и игнорирование боли или подавление его. У кошки на одной из задних лап искусственно вызвали воспаление, и животное перестало пользоваться конечностью. Каждое прикосновение к больной конечности вызывало у кошки ярко выраженную оборонительную реакцию. Перед кошкой пускают мышь. И тотчас животное принимает положение охотничьей стойки. Оно прочно опирается на больную конечность и хватает добычу. Попытка отобрать мышь вызывает энергичное сопротивление. При этом поврежденная лапа крепко прижата к полу. Болевая оборонительная реакция полностью отсутствует (по С.И.Франкштейну).

            Можно привести и иную реакцию животного. Пес, испытывая сильный зуд, рас-чесывал о различные предметы участок кожи на спине вплоть до образования кровоточа-щей раны. С целью проведения антисептики ему пытались незаметно в момент кормления посыпать рану порошком стрептоцида, что является совершенно безболезненной процеду-рой. Однако, заметив краем глаза движение руки человека в сторону его раны и даже не почувствовав прикосновения порошка, пес бросал еду и с визгом убегал в укрытие.

            Напомним и классический опыт И.П.Павлова (о нем упоминалось выше), который обнаружил, что собаки постоянно получавшие пищу сразу после удара электротоком, который вызывал у них сильную реакцию до выработки условного рефлекса, переставали проявлять признаки ощущаемой боли. Вместо этого они сразу же начинали выделять слюну и вилять хвостом. Таким образом, мы пришли к понятию “осознание или не осознание боли” животными и к их способности к осознанию вообще.

            В книге “Происхождение жизни на Земле” Майкл Руттен несколько эмоционально говорит о трудностях, ожидающих исследователей, изучающих проблему возникновения жизни. Если вы видите некролог в газете, перед вами не встает вопрос о живом и не живом. Но когда речь идет о примитивных формах жизни, весьма непросто отличить очень сложное вещество от очень простого существа. Подобный вопрос возникает и перед исследователями, занимающимися проблемой сознания. Как отличить очень сложные поведенческие реакции, очень сложные орудийные действия животных от элементарного акта сознания. Сегодня мало кто сомневается в том, что сознание не является исключи-тельной прерогативой человеческих существ. Поведение животных указывает на то, что им присущи элементы сознания. Одним из таких элементарных актов сознания может яв-ляться осознание собственных размеров. Кошка, спасаясь бегством от собаки проска-кивает в узкую щель, собака же перед ней останавливается. То есть оба животных “осоз-нают” свои размеры. Птицы маневрируют на высокой скорости среди ветвей деревьев, не задевая их. Они тоже “осознают” свои размеры. Змеи же, пытаясь пролезть через слишком мелкие для них ячейки сетки, застревают и погибают.

            Отличить зачаточные формы осознанного поведения у животных довольно трудно. В качестве примера таких “разумных” действий Ф.Блум и др. приводят поведение ворон, которые роняют двустворчатых моллюсков на скалы, чтобы разбить раковину, в то время как другие вороны наблюдают за тем, что происходит и, казалось бы, учатся, поскольку затем повторяют усвоенный урок. А вот Василий Песков приводит другой пример: Афри-канский стервятник для того, чтобы добраться до содержимого страусиных яиц ищет подходящие камни, приносит их в клюве, даже с расстояния в пять километров и, запрокинув голову, как может прицельно, бросает его в яйцо. Эту процедуру стервятнику приходится повторять неоднократно, пока яйцо не будет разбито. Мастер киносъемки в природе Родригес дел а Фуэнто вырастил птенца стервятника в закрытом сарае и под-кинул ему камни и пару страусиных яиц, которые видеть раньше стервятник не мог. И что же? Он стал тут же брать в клюв камень и бросать его в яйцо. То есть поведение это врож-денное. О чем говорят эти примеры? Да ни о чем! Какая разница, врожденные эти дейст-вия или благоприобретенные. Ведь вопрос состоит в том, осознаются ли они животными и в какой степени? У людей тоже есть врожденные формы поведения, например, половое поведение и оно осознается. (Хотя у людей с тяжелым расстройством психики оно может проявляться, но не осознаваться.  Такие особи доставляют много хлопот персоналу заведе-ний для умственно отсталых детей).

            Вспомните теперь вашего пса, который встречает вас после некоторого отсутствия. Он не с лаем к вам бросается, он издает какие-то звуки, будто пытается вам что-то гово-рить. Он не просто виляет хвостом, но изгибает тело так, чтобы самому видеть как он им виляет. Вы допускаете, что эти его действия, хотя бы в малейшей степени им не осозна-ются? А как себя чувствует пес в случае отъезда или гибели хозяина? Известны случаи, когда собаки погибали от тоски. Возможно ли такое поведение без “сознания”?

            Наконец, приведем, ставшие уже классическими, опыты американских ученых по обучению шимпанзе языку жестов американских глухих. Наиболее способные из обезьян усваивали до ста слов-понятий, и ученые могли общаться с ними. Более того, выяснилось, что шимпанзе обладают своеобразным чувством юмора. Однажды, когда экспериментатор отобрал у обезьяны лакомство, та вдруг назвала его птицей. Это происходило всякий раз, когда шимпанзе обижался на  экспериментатора. Позже ученые поняли, что для всех шимпанзе птицы – это существа низшего порядка. В психологии есть такое понятие как “теория сознания”. Оно означает, что если одна особь знает то же, что знает другая особь, то вид обладает теорией сознания и, соответственно, может осознавать свои действия. Ребенку всегда нравится новая игрушка. Если кто-то из близких ему людей попросит дать ему игрушку, не указывая – какую именно, ребенок отдает новую, “считая”, что и другим она больше нравится. В вольеру, где находятся шимпанзе в укромное место кладут лакомство, причем так, что доминирующий самец этого не видит, но видит другой рангом ниже. Последний знает, что вожак банана не видит и хватает его. В ином случае он не посмел бы этого сделать. (Почему не объяснить такое поведение появляющейся у шимпанзе, как вида, способности лгать?) Однако, схватив банан, он тем самым обращает на себя внимание вожака и получает по заслугам, поскольку спрятать банан у него “ума уже не хватает”.

            ''Обезьяны любят рисовать, - пишет в своей книге ''Как мы видим то, что видим'' В.Е.Демидов. - Обычно они чертят красками на бумаге бессмысленные полосы и закорючки. Однако, в один прекрасный день молодая шимпанзе Мойя нарисовала нечто напоминающее не то рыбу, не то самолет. Когда ее спросили, что это такое, она ответила: ''Это птица''. Мойя, как и другие молодые шимпанзе – Тили, Татус, Коко и Уошо – обучена специальному языку знаков и умеет составлять простые, лишенные грамматики, но все же понятные фразы. И отсутствием грамматики, и небольшим запасом слов-сигналов (около ста тридцати) ''обезьяний язык'' напоминает речь полуторагодовалого ребенка. И подобно постигающему мир ребенку, Уошо может долго изучать свою физиономию в зеркале, а потом протянуть к изображению руку и ''сказать'' ошеломленному экспериментатору: ''Это я''. Так вот, Мойя нарисовала птицу. Затем в присутствии целой комиссии экспертов она еще раз нарисовала птицу, а потом кошку и клубничку. Риснки конечно далеки от шедевров изобразительного искусства, ''но ведь ей всего два с половиной года, - говорит Беатрис Гарднер, ведущая вместе со своим мужем Аленом эти необыкновенно интересные исследования. - В таком возрасте и ребенок рисует немногим лучше...''. Словом, обезьяны способны к некоторым обобшениям, то есть элементам абстрактного мышления. А от обобщения рукой подать до понятия. То есть мозг шимпанзе и, очевидно, других антропоидов обеспечивает восприятие уже на понятийном, хотя и на дословесном уровне. 

            Впрочем, одному из шимпанзе последовательно показывают различные фрукты. Он издает при этом определенные звуки, которые записывают на магнитофон. Затем показывают набор фруктов другому шимпанзе, при этом проигрывают запись. Второй шимпанзе, разглядывая корзину с фруктами и слыша запись “речи” первого шимпанзе, указывает пальцем именно на те фрукты, наблюдая которые первый шимпанзе издавал записанные звуки. (По Джейн Вуду). Похоже, что шимпанзе могут овладевать не только языком жестов.  

            Очевидно, что в эволюции живых существ сознание на каком-то этапе возникает в некоей примитивной форме и эволюционирует вместе с мозгом. И вполне допустимо обсуждать вопрос об ощущении животными боли, как самом элементарном акте сознания. Корректных исследований ощущения боли животными по организации ниже млеко-питающих встречать не доводилось. Описываемый в разных источниках рефлекс избегания нельзя отнести к болевым. Животные, не обладающие способностью осознавать боль (по организации ниже млекопитающих и птиц) при экстремальных на них воздействиях, по-видимому,  пребывают в состояниях подобных аффекту или шоку (в нашей интерпретации). Эти состояния постепенно могли эволюционировать до ощуще-ния, или осознания боли. С этой точки зрения и плач грудного ребенка, как ответ на любой дискомфорт, не говорит о том, что он чувствует (осознает) боль, но является рефлекторно подаваемым сигналом матери о наличии такового дискомфорта. Кстати, даже в серьезных изданиях, в том числе в монографии Г.Н.Кассиля “Наука о боли”, в университетских учебниках по физиологии высшей нервной деятельности авторами вообще опускается вопрос о восприятии боли низшими животными. По-видимому, серьезных исследований по этой проблеме не проводилось. А вопрос этот необходимо поставить, поскольку все чаще возникают абсурдные ситуации,  при которых на медицинских и биологических факультетах некие активисты пытаются запретить препарирование низших животных, озабоченные их, животных, страданиями. Те же аргументы приводятся и борцами с абортами.

            Весьма вероятно, что эволюция сознания заключалась в способности удерживать предмет или действие в осознаваемом состоянии в течение все большего количества времени. Бросьте котенку кусочек мяса, но так, чтобы он попал в недоступное для него место. Котенок будет искать мясо приблизительно в течение одной секунды. Ребенок трех-четырех месячного возраста так же, по некоторым данным, в состоянии хранить об-раз воспринимаемого предмета не более одной секунды. К полуторагодовалому возрасту эта способность осознавать предмет в его отсутствие постепенно возрастает до 10 секунд. Простой способ оценить это умение ребенка заключается в том, чтобы спросить его о том, где находится, например, его любимая игрушка. Ребенок, как правило, начинает активно искать ее поворотами глаз, головы, туловища, и проделывает это примерно в течение 10 с.

            Американский психолог, специалист в области детской и возрастной психологии Паскуале-Леоне постулировал существование особой интеллектуально-мотивационной силы, которую назвал силой внимания. Эта сила внимания была определена им как макси-мальное число независимых интеллектуальных схем, которые могут одновременно пол-ностью актуализироваться у человека при возникновении какой-либо проблемы или задачи. Было показано, что у детей сила внимания последовательно растет с возрастом. Именно недоразвитием силы внимания определяется, по мнению Паскуале-Леоне, сла-бость детского интеллекта и разница в готовности детей к обучению. Сила внимания – это, в нашей терминологии, способность к более или менее длительному осознаванию какой-либо проблемы или задачи развивается в онтогенезе и требует такого же навыка как и любая другая деятельность. В рамках предлагаемой гипотезы, например, так называе-мый, синдром “маугли” (его приобретают дети, воспитанные животными или просто, по какой-то причине, лишенные возможности общения с людьми) – потеря способности к обучению, объясняется отсутствием у них навыка к длительному осознаванию какого-либо предмета, процесса или явления.

            Многие авторы отстаивают положение, согласно которому всякий сознательный (осознаваемый) акт непременно сопровождается эмоцией или же эмоция всегда пред-шествует осознаваемому акту: “Экспериментально показано существование… эмоциональной “первооценки” или “первовидения”, которая предшествует более развер-нутой, логической, осознанной оценке” (Е.Ю.Артемьева. 1980 г.). О “первичности” эмо-ций пишет К.Обуховский (1970 г.): “вначале была эмоция”. Эмоции – “внутренний регулятор деятельности” (А.Н.Леонтьев. 1975 г.). Известно положение Л.С.Выгодского о единстве “аффекта и интеллекта”, его мнение о том, что “без человеческих эмоций не может быть и человеческого познания”. Известно и высказывание В.И.Ульянова (Ленина): “Без человеческих эмоций никогда не бывало, нет и быть не может человеческого искания истины”. В 1934 г. Л.С.Выгодский писал “кто оторвал мышление с самого начала от аффекта, тот навсегда закрыл себе дорогу к объяснению самого мышления”. А.Н.Леонтьев (1971 г.) подчеркивал, что эмоции выражают оценочное личностное отношение к существующим или возможным ситуациям, к себе и к своей деятельности. О единстве аффективного и интеллектуального как существенной характеристике самих эмоций писал С.Л.Рубинштейн (1946 г.), считавший, что эмоции обусловливают прежде всего динамическую сторону познавательных функций – темп, направленность, тонус деятельности и т.д. В.К.Вилюнас (1976, 1979, 1988 гг.) обосновывает невозможность существования эмоций в отрыве от познавательных процессов следующим образом: эмоции выполняют свои функции, наиболее общими из которых являются оценка и побуждение; в зависимости от познавательного содержания психического образа они выделяют цели в познавательном образе и побуждают к соответствующему действию. Предлагается даже классификация эмоций по их познавательной составляющей. То есть любой предмет традиционно выделяемого познавательного процесса, как то: воспри-ятие, память, мышление и т.д. рассматривать как объект эмоционального пережива-ния. В.К.Вилюнас считает, что знание функций эмоций по отношению к познавательному содержанию позволяет подойти к экспериментальному изучению эмоций через анализ познавательных процессов. А введенное В.К.Вилюнасом понятие “эмоции предвосхище-ния” довольно трудно отличить от понятия “сознание”.

            В начале этой главы высказывалось намерение снять одну из неопределенностей в существующей системе понятий. Попытаемся исполнить это намерение. Напомним лишь некоторые важные положения, выше уже выделенные в тексте. Итак, мы соглашаемся с А.Н.Леонтьевым, П.Фресом, Д.Линдсли в том, что: “отличительной чертой эмоций является дезорганизующее влияние на текущую деятельность”, что “их появление ведет к снижению уровня адаптации”,что “появление эмоций безусловно сопровождается ухудшением выполняемой деятельности”… Но ранее (см. гл. 1) было показано, что любое осознаваемое действие, как моторное, так и интеллектуальное протекает медленнее и неувереннее, и с худшим результатом, нежели неосознаваемое.

Таким образом, все вышесказанное призвано утвердить следующее положение (это – второй постулат гипотезы): Эмоции – это не атрибут сознания, это – не  свойство сознания, не  функция  сознания,

эмоции – это и есть сознание

            Другими словами, в разных терминах, посредством разных понятий и с разных сторон мы описываем один и тот же феномен. Давайте теперь в известной фразе С.Л.Рубинштейна “…Эмоция в себе самой заключает влечение, желание, стремление, направленное к предмету или от него” (Основы общей психологии. 1946 г.) заменим термин “эмоция” на термин “сознание”… Как видим – ничего крамольного в этом нет. Эмоции нельзя назвать и синонимом сознания. Понятие “эмоции-сознание” в психологии и нейробиологии это, скорее, то же, что понятие “корпускулярно-волновой дуализм” в физике элементарных частиц. Если в физике, по выражению Нильса Бора, мы можем в различных контекстах моделировать материю и как волны и как частицы, то в нейробиологии в разных контекстах один и тот же аспект психики мы можем моделировать (описывать) как в терминах эмоций, так и в терминах сознания. С этой точки зрения, попытки ряда исследователей (В.О.Леонтьев) определить понятие “сознание” таким образом, чтобы под это определение подпадали технические устройства или другие физические системы представляются неадекватными. В нашей интерпретации высшие животные безусловно обладают элементами сознания. Понятие же “компьютерное сознание” по крайней мере, при нынешнем развитии компьютерных технологий может применяться только как метафора.

Давайте понаблюдаем, как пытаются разные исследователи определить в мозге локализацию структур, связанных с эмоциями, или сознанием.

В.Кеннон (1927 г.) и В.Бард (1934 г.) выдвинули таламическую теорию эмоций, которая помещает первичный аппарат для проявления эмоций в таламус. По мнению этих исследователей, таламические эмоциональные центры испытывают тормозящее влияние коры головного мозга и немедленно дают разряд, как только освобождаются от кортикальных влияний. При этом условии ощущение получает определенную эмоциональную окраску. Эти же процессы являются причиной эмоциональных выразительных движений. Таким образом, таламус рассматривается как резервуар эмоционального напряжения.

В 1937 г. И.В.Пейпец, основываясь на клинических наблюдениях, предположил, что в коре больших полушарий должен быть центр, интегрирующий переживания и эмоциональные реакции, который он гипотетически помещал либо в поясную извилину, либо в гиппокамп. Затем он присоединил к этим образованиям передние таламические ядра и гипоталамус. Все эти структуры и функционально и морфо-логически связанные между собой получили в дальнейшем название круга Пейпеца, по которому, якобы, циркулируют эмоциональные процессы.

Широко известен синдром Клювера-Бьюси, выражающийся в снижении эмоциональной реактив-ности после разрушения некоторых глубоких структур мозга: миндалины, гиппокампа, грушевидной доли. Такой же синдром “послушного поведения” и “бесстрашия” наблюдается у больных с поражением височных отделов коры и подлежащих глубоких структур мозга.

П.Мак Лин (1949 г.) предложил теорию “лимбической системы”, или “висцерального мозга” , куда он включил ряд корковых, подкорковых и стволовых структур, обладающих общими конструктивными и функциональными свойствами. По мнению П.Мак Лина, лимбическая система получает информацию от внутренних органов и интерпретирует ее “в терминах эмоций”, то есть организует эмоциональное возбуждение.

Широкое использование электроэнцефалографии в изучении мозга привело к открытию неспецифи-ческих функций ретикулярной формации ствола и других отделов мозга. Появляется “активационная теория эмоций” Д.Б.Линдслея (1960 г.), которая приписывала основную эмоциогенную функцию активирующей ретикулярной системе ствола мозга.

У.Р.Гесс (1932 г.) с помощью метода раздражения составил карты подкорковых эмоционально-мотивационных зон при раздражении гипоталамуса. Развивая эти исследования, Е.Бовард (1958 г.) предположил существование двух реципрокных гипоталамических эмоциональных систем: эмоционально положительной в передних и латеральных ядрах гипоталамуса и эмоционально отрицательной – в задних и медиальных его отделах. С этим тесно связано открытие и, так называемых, подкрепляющих структур – положительных и отрицательных (Д.Олдз, Х.Дельгадо и др.). Электростимуляция этих структур дает такой же эффект, как соответствующий безусловный раздражитель. К системе структур положительного подкрепления относят перегородку, латеральный гипоталамус, медиальный переднемозговой пучок. К системе отрицательного подкрепления относят центральное серое вещество, медиальный гипоталамус, миндалину. В 1953 г. Джеймс Олдз и его коллеги вживляли электроды в различные участки гипоталамуса крысам. Животные, однажды научившись нажимать на рычаг, продолжали делать это с частотой в несколько тысяч раз  в течение часа десять часов подряд. Это обстоятельство послужило основанием для предположения о закреплении за этими структурами эмоций удовольствия и соответствующие области гипоталамуса стали называть центрами удовольствия. В результате исследований был выявлен целый ряд участков, которые животные стремились стимулировать. Электростимуляция проводилась и у некоторых больных. Многие из них сообщали о приятных ощущениях, возникающих при электростимуляции участков мозга, которые примерно соответствовали “центрам удовольствия” у крыс. Одна из пациенток буквально преследовала своего лечащего врача, требуя продолжения электростимуляции “в интересах науки”.  У.Р.Гесс (именно он впервые провел эксперименты с введением электродов) стимулировал электротоком “эмоционально отрицательные” участки гипоталамуса у кошки. Поведение животного становилось агрес-сивным, как в случае опасности, например, при встрече с лающим псом. Она урчала и фыркала, выпускала когти, шерсть у нее поднималась дыбом. Это явление названо псевдоаффективным рефлексом, или фено-меном ложной ярости. Так же Д.М.Гедеванишвили обнаружил в затылочной доле головного мозга участок коры, раздражение которого вызывает у кошек сильнейшую “реакцию гнева”. Кошки становятся необы-чайно агрессивными, начинают мяукать и кричать. У них появляются характерные для боли движения хвоста, бровей и усов. Животные выпускают когти, царапаются. Надо полагать, что наблюдаемая реакция вызывается не болью, а возбуждением корковых вегетативных центров.

Если испытуемым (добровольцам) без их ведома вводили адреналин (по Стенли Шахтеру), они осознавали свое состояние возбуждения, не понимая, однако, его причины. Так же люди, под действием, например, закиси азота (веселящий газ) начинают беспри-чинно смеяться, не понимая в последствии причины своего смеха. То же можно сказать о людях в истерических состояниях, когда бурная эмоциональная реакция не соответствует ситуации и эмоциональному состоянию, а сам человек осознает  неадекватность своего поведения. Еще пример: попробуйте “пропустить стаканчик”, а затем притвориться перед женой трезвым. При любых попытках контролировать свое поведение вам вряд ли это удастся, несмотря на то, что вы будете осознавать его неадекватность. Таким образом, реакции напоминают по внешнему проявлению типичные эмоциональные реакции, но не сопровождаются действительным возникновением эмоционального состояния. Другими словами, и при точечной стимуляции различных зон мозга и при воздействии различных веществ реакции организма не являются показателем наличия истинных эмоций. То есть, здесь важен факт осознания именно неадекватности своего поведения. Иначе, вы эмоционально переживаете, или осознаете не сами свои действия, но их неадекватность.

 В 1972 г. А.В.Вальдман предлагает различать “эмоциональные состояния” от “эмоциональных реакций”. А в нашем контексте понятие “эмоциональное состояние” интерпретируется как осознаваемое состояние. То есть в случае несанкционированного введения адреналина висцеральные проявления будут эмоциональной реакцией, а осознание состояния тревоги или возбуждения – это эмоциональное состояние. Здесь же А.В.Вальдман высказывается в пользу отсутствия строгой “жесткой” связи определенного типа эмоций с конкретными морфологическими структурами мозга. С другой стороны, теоретической основой современной нейропсихологии является теория системной динамической локализации высших психических функций (ее основоположники Л.С.Выгодский и А.Р.Лурия), согласно которой каждая психическая функция обеспечивается работой всего мозга как единого целого, а различные мозговые структуры вносят свой дифференцированный вклад в ее осуществление. Во “Введении в трактат по философии нейрофизиологии” Уоррен Мак-Каллок писал: “Нейроны образуют единую систему и с физиологической точки зрения, поскольку появление импульсов в одном нейроне влияет на аналогичные процессы в нейронах, с которыми он связан, и зависит в свою очередь от появления импульсов в других соседних нейронах. Эта сеть устроена таким образом, что на каждый эфферентный периферический нейрон (то есть каждый нейрон, управляющий эффектором, будь то мышца или железа) может косвенно, по разным путям, проходящим через сеть, влиять любой периферический афферентный нейрон (то есть каждый нейрон, на который непосредственно действует какой-то рецептор, будь то сенсорная клетка или какой-то другой датчик). При этом через каждый нейрон проходит, по крайней мере, один такой путь”. Проще говоря, за эмоции (читай – за сознание) отвечают не какие-то отдельные структуры мозга, но за любой элементарный акт сознания ответственен весь мозг в целом.

 

***

           

В.О.Леонтьев (Психологические аспекты концепции сознания) пишет, что “в идеа-ле определение сознания должно быть применимо к любым техническим устройствам и к любым физическим системам. Для того, чтобы определение сознания было применимо к любой физической системе или техническому устройству оно не должно зависеть от нали-чия или отсутствия конкретных структур мозга или конкретных исполнительных перифе-рийных механизмов, в частности речи. То есть общее теоретическое определение созна-ния должно формулироваться в терминах способов обработки информации, но не в терми-нах конкретных структур мозга, в которых происходит такая обработка”. Специалисты – кибернетики утверждают, что к 2015 – 2030 гг. будет построен компьютер по своим воз- можностям не уступающий “интеллекту” человека. По их мнению для этого достаточно, чтобы компьютер прошел так называемый тест Тьюринга, согласно которому он может считаться “разумным”, если в беседе с человеком без визуального контакта он сумеет имитировать человека, и собеседник не сможет распознать машину. Психологи считают это определение “наивным представлением”. И не потому, что существуют логические построения, доказывающие принципиальную возможность имитации сознания в тесте Тьюринга, а потому, что имеется гораздо более принципиальный дефект у такого подхода. Определение сознания у тестируемого компьютера основано на понимании его человеком, наличие сознания у которого подразумевается по умолчанию, то есть “сознание” у тести-руемого объекта (компьютера) определяется через сознание у тестирующего человека. В наших терминах это означает, что можно создать программу, которая введет в заблужде-ние человека, тестирующего компьютер, но что произойдет, если один компьютер будет “беседовать” с другим компьютером? О чем они будут “говорить” в отсутствие эмоций, или мотиваций (мы принимаем здесь позицию И.П.Павлова, который использовал эти понятия как синонимы). В книге “Метафорический мозг” Майкл Арбиб придерживается следующего принципа: “Если я понимаю, как происходит тот или иной процесс, я могу “построить” автомат, имитирующий этот процесс”. То есть, речь идет не о самом про-цессе, скажем, мышления, но лишь о его имитации. Очевидно, что в наших терминах, определения  и построения, предлагаемые В.О.Леонтьевым, представляются неадекватными. Дж. Рей в статье “Основания для сомнения в существовании сознания” пишет: “Единственные значимые черты нашей ментальной жизни (отличной от сознания), которых безусловно в настоящее время нет у машины – это способность… к многообразию эмоций”.

В ноябре 2006 года состоялся шахматный поединок между абсолютным чемпионом мира Владимиром Крамником и суперкомпьютером  DEEP FRITZ.  Во второй партии матча, играя белыми, Крамник “прозевал” матовую ситуацию, и компьютер поставил ему мат. Эта вторая партия шокировала не только специалистов, но и дилетантов. Мы не будем выявлять здесь возможности Человека и машины в шахматном поединке. На наш взгляд очевидно, что уже сегодня, если человек не знает о том, кто или что с ним играет, он этого и не определит. А вот если бы  DEEP FRITZ  над последним ходом Крамника во второй партии посмеялся, то можно было бы говорить о зачатках машинного сознания. Но это, видимо, – очень далекая перспектива. (В 2007 г. компьютерная программа DEEP FRITZ в поединке из пяти партий проиграла программе DEEP JUNIOR. Эмоции по ходу этого матча имели место, но лишь у создателей программ).

Многие психологи, психиатры, нейробиологи, и в их числе А.Р.Лурия и Н.П.Бехтерева предупреждают, что бессмысленно искать сознание в мозге. Это значит, что, даже выяснив принципы его работы и принципы работы нейрона, функции всех его структур, физиологию и биохимию мозга, мы все же можем не понять как реализуется акт сознания, либо не сможем это доказать.

В последующих главах  будет сделана попытка показать, как на физическом, био-химическом и генетическом уровнях реализуются, а точнее могут быть организованы, психические процессы в мозге.

 

А зачем, вообще, Эволюции понадобилось наделять Человека сознанием?…

Да ни зачем. Сознание – это побочный эффект, “довесок” к не сравнимо более важному эволюционному приобретению.

Это утверждение ''для философски образованных людей'' может показаться ''и непонятным, и абсурдным, и лишенным простой логики'', а для любой теологической философской системы – даже крамольным. Но в дальнейшем у нас будет возможность привести аргументы в пользу этого положения.

 

 

 

“…Да, эта идея безумна. Вопрос в том, достаточно ли она безумна, чтобы быть истинной.”

Нильс Бор.

 

( По поводу вероятностного истолкования процессов в микромире Вернером Гейзенбергом).

На возможности и “способности” нейрона существуют разные точки зрения. Одну из них отстаивает доктор биологических наук Е.А.Либерман, известный по своим работам в области биоэнергетики. Он рассматривает нейрон как клеточный, или молекулярный компьютер, который для своей работы использует интронные участки ДНК, составляющие значительную часть генома. Интронные, или вставочные участки ДНК не кодируют белка, и Е.А.Либерман предлагает довольно сложную схему участия этих структур в организации памяти и вычислительных процессов в нейроне. Точку зрения Е.А.Либермана поддерживает доктор биологических наук Р.Н.Глебов, известный по своим работам в области нейрохимии и биохимии синапсов. Он считает, что “…медиатор – это внешний регуляторный сигнал. Сигнал сообщает клетке, что, когда и сколько она должна делать, но не может сообщить, как это сделать. Как – “знает” сама клетка, когда – определяется временем секреции, сколько – количеством секретированного медиатора… Получается, что в нейроне как бы (а может быть без всякого “как бы”) имеется собственная ЭВМ, машина памяти всего того, что было, что есть и что будет.”

Иной точки зрения придерживается Френсис Крик, один из величайших ученых современности, как раз и разгадавший структуру этой самой ДНК. Он говорит, что “сле-довало бы избегать еще одной общей ошибки. Ее можно было бы назвать “ошибкой пре-мудрого нейрона”. Представим себе нейрон, который посылает сигнал на некоторое расстояние по своему аксону. Что этот сигнал сообщает воспринимающему синапсу? Сигнал, разумеется, закодирован частотой нервных импульсов. Но что означает его сообщение? Легко усвоить привычку считать, что оно содержит в себе больше, чем это есть в действительности.”

И далее: “часто сложные природные явления основаны на простых процессах, но эволюция обычно украшает их всякими видоизменениями и добавлениями в стиле барокко. Разглядеть скрытую под ними простоту … часто бывает чрезвычайно трудно”. Об этом же говорит выдающийся физик Ричард Фейнман: “Вы не найдете в природе ничего простого, все в ней перепутано и слито. А наша любознательность требует найти в этом простоту, требует, чтобы мы ставили вопросы, пытались ухватить суть вещей и понять их многоликость как возможный итог действия сравнительно небольшого количества простейших процессов и сил, на все лады сочетающиеся между собой”. ''Наука должна быть веселой, увлекательной и простой, - говорил П.Л.Капица, - такими должны быть и ученые''. Известно и глубокое замечание Льва Толстого о том, что всякая новая идея, для того, чтобы оказаться верной должна быть простой. Смысл ее в том, что мир гармоничен во всей своей бесконечности, а значит – прост . Знаменитый художник-модельер Вячеслав Зайцев говорил, что в творчестве Кристиана Диора его всегда поражала простота. При современных возможностях у многих кутюрье возникает желание усложнить какие-то детали. У Диора же – все просто. Гениальность – в простоте, делает вывод В.Зайцев.

 

Мы ставим задачу показать, что принципы работы и нейрона и всего мозга (равно как и описание самого принципа) – просты. Реализация этих принципов может быть сколь угодно сложной, что мы и имеем в действительности. Но сам принцип, повторяем, должен быть прост, и таковой принцип мы предлагаем к обсуждению.

Глава 3

                                                                    “…Да, эта идея безумна. Вопрос в том, достаточно

                                                                          ли она безумна, чтобы быть истинной.”

                                                                                                                                       Нильс Бор.

                                                                ( По поводу вероятностного истолкования процессов

                                                                 в микромире Вернером Гейзенбергом).

           

На возможности и “способности” нейрона существуют разные точки зрения. Одну из них отстаивает доктор биологических наук Е.А.Либерман, известный по своим работам в области биоэнергетики. Он рассматривает нейрон как клеточный, или молекулярный компьютер, который для своей работы использует интронные участки ДНК, составляю-щие значительную часть генома. Интронные, или вставочные участки ДНК не кодируют белка, и Е.А.Либерман предлагает довольно сложную схему участия этих структур в орга-низации памяти и вычислительных процессов в нейроне. Точку зрения Е.А.Либермана поддерживает доктор биологических наук Р.Н.Глебов, известный по своим работам в области нейрохимии и биохимии синапсов. Он считает, что “…медиатор – это внешний регуляторный сигнал. Сигнал сообщает клетке, что, когда и сколько она должна делать, но не может сообщить, как это сделать. Как – “знает” сама клетка, когда – определяется временем секреции, сколько – количеством секретированного медиатора… Получается, что в нейроне как бы (а может быть без всякого “как бы”) имеется собственная ЭВМ, машина памяти всего того, что было, что есть и что будет.”

            Иной точки зрения придерживается Френсис Крик, один из величайших ученых современности, как раз и разгадавший структуру этой самой ДНК. Он говорит, что “сле-довало бы избегать еще одной общей ошибки. Ее можно было бы назвать “ошибкой пре-мудрого нейрона”. Представим себе нейрон, который посылает сигнал на некоторое расстояние по своему аксону. Что этот сигнал сообщает воспринимающему синапсу? Сигнал, разумеется, закодирован частотой нервных импульсов. Но что означает его сообщение? Легко усвоить привычку считать, что оно содержит в себе больше, чем это есть в действительности.”  И далее: “часто сложные природные явления основаны на простых процессах, но эволюция обычно украшает их всякими видоизменениями и добав-лениями в стиле барокко. Разглядеть скрытую под ними простоту … часто бывает чрезвы-чайно трудно”. Об этом же говорит выдающийся физик Ричард Фейнман: “Вы не найдете в природе ничего простого, все в ней перепутано и слито. А наша любознательность тре-бует найти в этом простоту, требует, чтобы мы ставили вопросы, пытались ухватить суть вещей и понять их многоликость как возможный итог действия сравнительно небольшого количества простейших процессов и сил, на все лады сочетающиеся между собой”. ''Наука должна быть веселой, увлекательной и простой, - говорил П.Л.Капица, - такими должны быть и ученые''. Известно и глубокое замечание Льва Толстого о том, что всякая новая идея, для того, чтобы оказаться верной должна быть простой. Смысл ее в том, что мир гармоничен во всей своей бесконечности, а значит – прост . Знаменитый художник-модельер Вячеслав Зайцев говорил, что в творчестве Кристиана Диора его всегда поражала простота. При современных возможностях у многих кутюрье возникает желание усложнить какие-то детали. У Диора же – все  просто. Гениальность – в простоте, делает вывод   В.Зайцев.

            Мы ставим задачу показать, что принципы работы и нейрона и всего мозга (равно как и описание самого принципа) – просты. Реализация этих принципов может быть сколь угодно сложной, что мы и имеем в действительности. Но сам принцип, повторяем, должен быть прост, и таковой принцип мы предлагаем к обсуждению.

 

***

           В 1877 г. Дюбуа Реймон предположил, что “ Из известных естественных процессов, которые могли бы передавать возбуждение, стоит… говорить только о двух. Либо на гра-нице сокращающейся ткани имеет место раздражающая секреция … либо это явление имеет электрическую природу.” В конце девятнадцатого и начале двадцатого веков физи-ологи строили свои исследования главным образом на основе второй гипотезы. Одним из первых физиологов, ясно высказавшимся о химической передаче, был Т.Р.Эллиотт. 21 мая 1904 г. в сообщении физиологическому обществу он писал: “адреналин может быть тем химическим стимулятором, который выделяется всякий раз, когда импульс достигает    периферии.” В 1906 г. Дж.Лэнгли сформулировал постулат о существовании “химичес-кого медиатора”. (медиатор – синонимы: нейропередатчик, нейротрансмиттер – биологи-чески активное вещество, находящееся в нейроне в связанной, депонированной форме в синаптических пузырьках) “… переход нервного импульса с нерва на мышцу происходит не с помощью электрического разряда, а с помощью секреции специфического вещества из нервного окончания.” В 1921 г. австрийский фармаколог  Отто Леви (в последствии вместе с Сэром Генри Дэйлом – лауреат Нобелевской премии) в своем замечательном по простоте и красоте опыте с раздражением блуждающего нерва, иннервирующего сердце лягушки открыл первый медиатор – ацетилхолин.

           При стимуляции указанного нерва электрическим током наблюдается значительное снижение амплитуды биений сердца. Собрав перфузирующий  питательный  раствор (омывающий работающее сердце) и подействовав им на  контрольное нормально работающее сердце лягушки ( без стимуляции  блуждающего нерва)  Леви получил такой же результат. ( идея постановки этого эксперимента и пришла к О.Леви во сне, см. 1 гл.).

            Спустя год Леви в аналогичной серии экспериментов при раздражении симпатичес-кого  ( вагусного ) нерва лягушки открыл другой медиатор из группы катехоламинов – адреналин. Только в этом случае адреналин стимулировал работу сердца, учащая его биения. Казалось бы, чего больше? Найден медиатор, стимулирующий клетку-мишень, и другой – тормозящий ее реакцию. Иных – не надо. Эрих Кэндел вообще сформулировал вопрос следующим образом: “Почему имеются разные нейротрансмиттеры, если лишь одного достаточно для того, чтобы опосредовать передачу всех электрических сигналов?” Однако, исследователи начинают находить в нервной системе другие вещества, играющие роль медиаторов (норадреналин, дофамин, гистамин, серотонин…) Сразу пытаются найти этому оправдание. Решают, что такое “разнообразие” возникает в связи с тем, что разные структуры мозга имеют разную онтогенетическую природу, то есть в процессе индиви-дуального развития организма возникают из разных неродственных  тканей (разных зародышевых листков). Однако, к 70-м годам прошлого века насчитывают уже два десятка медиаторов. Кроме указанных ранее ацетилхолина и биогенных аминов (адреналин, норадреналин, дофамин, гистамин, серотонин) в качестве медиаторов открыты аминокислоты (гамма-аминомасляная кислота – ГАМК, глутаминовая кислота, глицин и др. ), аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) и большой класс нейропептидов (вещество Р, вазопрессин, окситоцин, энкефалины и др.). К 80-м годам прошлого века известно уже около 30 разных веществ, относительно которых известно, что они играют роль медиаторов в головном мозге. Были исследованы эндорфины – группа мозговых пептидов, действие которых на клеточном и поведенческом уровне сходно с действием наркотика морфина. Эти исследования породили мысль о том, что и другие препараты, действие которых на мозг еще не получило объяснения, - например, транквилизаторы или противосудорожные средства, - тоже могут имитировать какие то пока не открытые эндогенные медиаторы. Простагландины – еще целый класс соединений, несущий функции медиаторов. С привлечением методов генной инженерии пытаются найти ответ на вопрос: сколько других редких молекул может синтезировать мозг? Согласно одной из приближенных оценок, предстоит обнаружить еще сотни новых эндогенных медиаторов.  Более того, обнаруживаются так называемые спутники медиаторов. Так в адренергичес-ких синаптических пузырьках медиатор норадреналин депонируется совместно с другими компонентами – с АТФ, белками (хромогранин, дофамин-?-гидроксилаза), пептидами (энкефалины), часть из которых образует комплекс с медиатором. Для ацетилхолина спутниками являются АТФ и еще не идентифицированные белки. Предполагается, что эти спутники “оказывают влияние на клетки-мишени, корректируя эффекты медиаторов”. А если предположить, что синтез медиаторов или их спутников может осуществляться по механизму синтеза антител иммунной системы, то число возможных комбинаций будет бесконечным.

          Возникает вопрос, а зачем, собственно, нужно такое количество медиаторов, да еще целая масса спутников к каждому из них? Ведь Эволюция удивительно рациональна. Ничего лишнего не допускается. И вообще, зачем Природе, Эволюции или Господу Богу (кому как удобно) понадобилась химическая передача нервного импульса?

          На заре исследований по этому вопросу считали, что химическая передача нужна единственно для односторонней передачи этого самого импульса. Однако, такое устрой-ство как диод, предназначенное для проведения электрического тока в одну сторону при-думал даже Человек. Так что, для Эволюции “создать” механизм односторонней передачи нервного импульса, гораздо более рациональный, “не составило бы труда”. Стало быть, химическая передача понадобилась для чего-то другого.

 Сегодняшние версии сводятся к убеждению, что в синапсах (местах контакта двух нервных клеток) “происходит какая-то очень эффективная переработка информации.” Р.Н.Глебов считает, что ”В синапсах происходит перекодирование непрерывных потоков информации с “электрического языка” на “химический” без потери ее информационной значимости.” И далее, “…нет сомнения в том, что уже в ближайшем будущем новые методы и новые идеи позволят получить сведения о сложной функции и разнообразии  процессов,  совершающихся в синапсах.” Многие авторы, обсуждающие проблемы синаптической передачи говорят о некоем “изменении эффективности” или “регуляции эффективности синаптической передачи в процессе передачи информации”, не поясняя зачастую, что они под этим понимают. Так Г.Линч и М.Бодри, рассматривая возможное увеличение количества медиаторных рецепторов в постсинаптической мембране при определенных условиях, говорят о возникновении состояния “повышенной проводимости синапса”, не поясняя, что означает эта “повышенная проводимость” при импульсном способе передачи возбуждения? А.С.Батуев и В.П.Бабминдра обсуждая аксошипиковые контакты предполагают, что существует механизм изменения диаметра ножки шипика, что, в свою очередь, “меняет сопротивление и проведение электрического тока к дендритному стволу”, не уточняя какой же параметр “электрического тока” меняется при импульсном способе передачи возбуждения? Наконец, появляются совсем экзотические гипотезы, которые вообще не рассматривают медиатор, как стимул, действующий на нейрон, а нейрон не рассматривается как передатчик электрических сигналов (Ю.И.Алек-сандров. Научение и память: системная перспектива). Вместо этого нейромедиаторы рас-сматриваются как вещества, необходимые для метаболизма клетки, которые вносят вклад в удовлетворение ее “потребностей”. Многообразие и сложность этих потребностей (по мнению Ю.И.Александрова) таково, что разнообразие медиаторов само по себе не кажет-ся удивительным. Напомним, однако, что большинство нейрохимиков и биохимиков, в том числе Р.Н.Глебов, считают, что медиатор вовсе не проникает в постсинаптическую клетку. А если и проникает, то сразу разрушается до неактивного состояния.

Так что же происходит или, точнее, может происходить в синапсе? Чтобы это понять, необходимо подробно рассмотреть все этапы синаптической передачи.

          В настоящем контексте нет необходимости подробно говорить о принципах переда-чи нервного импульса по аксону (до синапса). Отметим лишь некоторые важные поло-жения, не достаточно подробно обсуждаемые в литературе. Распространение нервного импульса по аксону носит универсальный характер. То есть у всех видов животных и во всех структурах, образующих их нервную систему, передача нервного импульса по аксону имеет одну природу и представляет собой последовательное изменение проницаемости смежных участков мембраны аксона для ионов калия, натрия, кальция и хлора. Это изменение проницаемости мембраны нервного волокна - аксона сопровождается изменением, так называемого, мембранного потенциала, или деполяризацией внутренней поверхности мембраны с  -70 мВ до  -20 мВ (милливольт) с последующей быстрой реполяризацией, то есть возвращением к прежнему потенциалу     (-70 мВ ). Это изменение потенциала, а вернее изменение проницаемости мембраны для разных ионов распространяется по аксону в виде одиночной волны. В физике такую волну называют солитоном. (если по земле растянуть веревку и, подняв один ее конец, резко опустить, по веревке пойдет одиночная волна – солитон. Другой вид солитона – разрушающая все на своем пути – волна цунами). Особенностью солитонов, отличающей их от обычного волнового процесса, является независимое распространение их друг от друга, что чрезвычайно важно для реализации тех процессов, которые происходят в нервной системе, поскольку именно последовательностью солитонов, идущих один за одним через различные промежутки времени и представлен процесс передачи нервных импульсов по аксону. Каждый из пришедших в нервное окончание импульсов-солитонов инициирует целую цепь событий. (На самом деле эту фразу правильнее было бы сформулировать следующим образом: – любой из пришедших в нервное окончание импульсов-солитонов может инициировать целую цепь событий. – Что станет понятным ниже).

           Первое – это секреция (экзоцитоз) медиатора нервными окончаниями в синапти-ческую щель. Следует указать на некоторые свойства медиаторов. Все они проявляют физиологическую активность в очень низкой концентрации (10^-7 – 10^-5 М); весьма реакционноспособны; характеризуются большой скоростью обмена (синтеза и распада); действуют кратковременно в ограниченном пространстве и на незначительном расстоя-нии. В связи с этим, чрезвычайно сложно с помощью сегодняшних технических и технологических возможностей выделять и идентифицировать новые медиаторы. Можно полагать, что экзоцитоз – регулируемый процесс. Во-первых, выброс медиатора про-исходит порциями, или квантами. Один квант медиаторов соответствует содержимому одного синаптического пузырька и его величина оценивается в 10⁴ – 10⁵ молекул передат-чика. Таким образом, единовременно может быть секретировано определенное, кратное одному кванту, количество медиатора. Во-вторых, выяснено, что в составе пресинапти-ческих мембран локализованы пресинаптические ауторецепторы, которые регулируют собственную секрецию медиатора. Показано существование как угнетающих собственную секрецию ауторецепторов, так и ускоряющих ее. Назовем эти позиции пресинаптическим уровнем регуляции передачи возбуждения.

           Далее происходит диффузия секретируемого материала в синаптической щели к постсинаптической мембране и взаимодействие с рецептором. Рецепторы – это белково-липидные комплексы, локализованные на внешней поверхности постсинаптической мем-браны. Каждый рецептор, как ключ к замку, настроен на “свой” медиатор. Реакция между медиатором и рецептором обратима. Спустя определенное время образованный комплекс медиатор-рецептор распадается на исходные составляющие. Медиатор, как указывалось выше, реагирует с рецептором в очень низких концентрациях (10^-7 – 10^-5 М). Образование комплекса медиатор-рецептор происходит не за счет ковалентных связей, а путем межмолекулярных (электростатических) взаимодействий. В результате чего изменяется конформация, или пространственная конфигурация молекулы рецептора и близлежащих участков мембраны, что приводит к открыванию калиевых, натриевых, кальциевых каналов (каналы – это специализированные крупные трубчатые белки) в постсинапти-ческой мембране. А это приводит к ее деполяризации и нервный импульс передается постсинаптическому нейрону. Вышеперечисленные факторы можно определить как постсинаптический уровень регуляции передачи возбуждения.

           Следующий этап – инактивация отработанного медиатора в синаптической щели. Ряд исследователей считают, что медиатор не проникает в постсинаптический нейрон, или клетку-мишень, однако, как будет показано ниже без такого проникновения невозможно объяснить целый ряд процессов, происходящих в постсинаптическом нейроне).. Образовавшийся комплекс медиатор-рецептор распадается на составные части (за определенное время). Большая часть медиатора (около 80%) далее обратно захватывается из синаптической щели нервным окончанием  (этот процесс назван пиноцитозом). Остальной медиатор дифундирует в межклеточное пространство и (или) пассивно захватывается различными клетками, в том числе и постсинаптическим нейроном, где разрушается под действием ферментов. (На эту операцию, разумеется, требуется какое-то время). Для осуществления пиноцитоза у каждого типа медиаторов существуют свои переносчики в пресинаптической мембране. Кроме того, для каждой системы активного захвата медиатора выявлены специфические блокаторы. Эти вещества широко используются в медицине, поскольку они, выключая систему захвата, удлинняют постсинаптическое действие того или иного медиатора (в клинической практике их применение снимает депрессивный синдром). Далее, в синаптической щели на внешней поверхности синаптических мембран локализуются ферменты, их называют эстеразами, которые разрушают медиатор, инактивируя его синаптическое действие. Понятно, что инактивация медиаторов эстеразами осуществляется за какое-то вполне определенное время. И это время зависит и от природы медиаторов, и от природы эстераз. Вышеприведенные факторы можно определить как синаптический уровень регуляции передачи возбуждения.

           Далее наступает этап восстановительной работы в нервных окончаниях пресинап-тических нейронов. В ходе реполяризации, помимо восстановления исходного градиента катионов происходит отделение большей части синаптических пузырьков (меньшая часть везикул гибнет) от пресинаптической мембраны. Опустошенные в результате экзоцитоза везикулы далее активно поглощают медиаторы, которые поступили в нервные окончания из синаптической щели вседствие пиноцитоза, а также вновь синтезированные медиаторы. Это еще один уровень регуляции передачи возбуждения. И только после того, как последовательно пройдут все эти процессы, синапс снова готов к проведению очеред-ного импульса-солитона.

           Таким образом, на передачу каждого импульса от нейрона к нейрону может влиять бесконечное число факторов. Именно бесконечное, поскольку, кроме перечис-ленных выше очевидных факторов, присутствует масса других, менее очевидных. И, чтобы пояснить это, сделаем одно необходимое отступление, так как вышеприведенное утверждение имеет принципиальное значение. Излишние для биологов подробности, включенные в текст для описания тех или иных процессов, могут быть полезны для тех, кто с биологией мало знаком.

            Дэвид Хьюбел в статье “Мозг” пишет: - “Проблема понимания работы мозга в чем-то сходна с проблемой понимания структуры и функции белков. Каждый организм содержит миллионы сложных изощренных молекулярных комбинаций, причем один человек совершенно отличен от другого. Для того, чтобы детально изучить структуру хотя бы одного белка, по-видимому, потребуются годы, не говоря уже о том, чтобы узнать точно, как он работает. Если понять белки – это значит узнать, как все они работают, то перспективы здесь, пожалуй, отнюдь не радужные. Точно так же мозг состоит из очень большого числа (хотя и не миллионов) функциональных подразделений, из которых каж-дое обладает своей особой архитектоникой и своей сетевой схемой; а дать описание одного из них вовсе не значит описать их все. Поэтому понимание пойдет медленно (хотя бы по практическим причинам – в зависимости от времени и числа занятых этим людей), неуклонно (надо надеяться) и будет развиваться по асимптоте, безусловно с прорывами, но вряд ли достигнет конечной точки.” – Довольно пессимистическое высказывание.

             В замечательной монографии Джеймса Уотсона “Молекулярная биология гена” (на русском языке она издана в 1978 г.) есть одна удивительная, даже странная фраза. Дж.Уотсоном она сформулирована так: “Важна ли в жизни эукариотических клеток регуляция на уровне трансляции, до сих пор не известно.” Для непосвященных это звучит как “абракадабра”. Попытаемся объяснить, что же это значит? В 1953 г. Джеймс Уотсон, Френсис Крик и Майкл Уилкинс разгадали структуру дезксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). В 1962 г. они получили за это открытие Нобелевскую премию. Это открытие, наряду с открытием Чарльзом Дарвином происхождения видов путем естественного отбора стало главным достижением Цивилизации в этой области. ДНК оказалась полимерной молекулой, отвечающей за все индивидуальные признаки организма, являясь носителем своеобразного биологического кода. ДНК структурирована в хромосомы, ко-торые передаются индивидууму от двух родителей. Попытаемся (весьма упрощенно) показать, что же “дела-ет” дезоксирибонуклеиновая кислота (на самом деле, с точки зрения химии,  это соль, а не кислота),  так как в дальнейшем нам придется сталкиваться с рядом генетически детерминированных процессов в мозге.

ДНК “кодирует” исключительно полипептидную цепочку, или цепочку, состоящую из определен-ной последовательности аминокислот, то есть – первичную структуру белка. И ничего больше. (Впрочем, иногда ей пытаются приписать и более сложные функции, например, Е.А.Либерман (см. выше). Можно показать, что для того чтобы у вас оказался карий или голубой цвет глаз, равно как и проявился ваш скверный характер, этого вполне достаточно. И сейчас мы это покажем.

             Полимерная молекула ДНК состоит из двух связанных между собой параллельных (точнее анти-параллельных) цепочек. Каждая цепочка объединяет в себе мономеры, названные нуклеотидами. Каждый нуклеотид, в свою очередь, представляет собой сложную молекулу, состоящую из моносахарида дезокси-рибозы, остатка фосфорной кислоты и одного из четырех азотистых оснований – аденина (А), гуанина (Г),

 цитозина (Ц) и тимина (Т). Уникальная для каждого индивида последовательность нуклеотидов и опре-деляет специфичность того или иного участка ДНК, того или иного гена или уникальность его генома. Две цепочки ДНК соединены между собой водородными связями по азотистым основаниям по комплементар-ному принципу, то есть аденин всегда связан с тимином, а цитозин с гуанином. Двойную спираль ДНК как шубой покрывают так называемые гистоновые белки. Для того, чтобы информация, “закодированная” в ДНК последовательностью нуклеотидов (генетическая информация) обеспечила появление (биосинтез) оп-ределенного (нужного) белка в определенном (нужном) месте, в определенное (нужное) время и в опреде-ленном (нужном) количестве должны произойти следующие события: Взаимодействие гормона или, в слу-чае нервной ткани, медиатора с рецептором индуцирует через ряд стадий синтез циклического аденозин-монофосфата (цАМФ) – циклического нуклеотида, являющегося элементом системы универсального внут-риклеточного регулятора физиологической активности клетки. Появившийся в клетке цАМФ далее специ-фически реагирует исключительно с одним видом белков-ферментов – протеинкиназами (ПК), которые исходно существуют в малоактивной форме в виде комплекса из двух субъединиц, названных регуляторной (Р) и каталитической (К). цАМФ связывается с регуляторной субъединицей, при этом освобождается каталитическая субъединица и наступает самый ответственный момент – фосфорилирование субстрата: Каталитическая субъединица протеинкиназы переносит фосфатный остаток молекулы АТФ (аденозин-трифосфорная кислота – универсальный источник энергии в клетке) на гидроксильную (ОН) группу, как правило, серинового остатка молекулы какого либо белка (серин – одна из 20 аминокислот, входящих в структуру белков). Это приводит к изменению конформации белка и открытию его активного центра. Лишь после этого синтезированный в клетке белок становится функционально активным и производит определен-ные операции. Фосфорилированный белок может дефосфорилироваться специфическим ферментом (фосфо-протеидфосфотазой) и потерять свою активность.

          Если при участии системы цАМФ профосфорилированы гистоновые белки, покрывающие спираль ДНК, то эти белки изменяют свою конформацию, и вдоль молекулы ДНК освобождается голый участок (ло-кус), который может инициировать синтез белка по схеме ДНК – РНК – белок. Под действием фермента, а это тот же белок только синтезированный в другое время и в другом месте и профосфорилированный систе-мой цАМФ и специфичной для него протеинкиназой, двойная спираль ДНК на определенном участке разделяется на две нити по азотистым основаниям, то есть разрываются связи между аденином и тимином, гуанином и цитозином. При действии других ферментов (РНК-полимеразы) к каждому из нуклеотидов, те-перь уже одноцепочечной ДНК, так же по комплементарному принципу, присоединяются другие нуклеотиды, имеющиеся в клетке. Однако, в состав этих нуклеотидов входит моносахарид рибоза (вместо дезоксирибозы), а вместо азотистого основания тимина присутствует урацил. Таким образом на структуре ДНК формируется молекула РНК (рибонуклеиновой кислоты). Этот процесс назван транскрибцией или транскрибированием.

           Далее происходит следующее: От нити ДНК отделяется (при участии соответствующих ферментов, разумеется) комплементарная ей нить РНК, которую назвали информационной РНК (и-РНК). Нить ДНК имеет так называемые интронные и эксонные (экзонные) участки. Интронные участки, как было сказано выше, не несут информации о структуре белка, но копируются на структуре и-РНК. Затем эти интронные участки, соответствующими ферментами (рестриктазами) вырезаются из структуры и-РНК, а эксонные участки сшиваются между собой (естественно, соответствующими ферментами). Образуется, так называ-емая, матричная РНК (м-РНК, которую, порой даже в солидных изданиях, отождествляют с и-РНК, что не совсем корректно). Матричная РНК включается в структуру органоидов клетки, названных рибосомами. В этих структурах на матричных РНК, как на матрице (отсюда и название) и происходит синтез полипептид-ной цепочки, или первичной структуры белка. Этот процесс – процесс считывания генетической информации с м-РНК и передачи ее на структуру белка – назван трансляцией.

           Приведенное выше высказывание Дж.Уотсона означает, что регуляция биосинтеза белка на уровне транскрибции безусловно имеет место. А регуляция его на уровне трансляции – не очевидна. На самом деле, регуляция биосинтеза белка происходит и на уровне транскрибции, и на уровне трансляции, и на десятках и сотнях других уровней и подуровней. Это необходимо показать, поскольку иначе невозможно уяснить ни то, как реализуется генотип в фенотипе, ни то, как реализуется процесс переработки информации в мозге.

            Все дело в том, что регуляцию биосинтеза белка, (а в дальнейшем будет показано, что и перера-ботку информации в мозге) большинство исследователей рассматривают как динамический процесс. На самом деле, всякий живой организм, равно как и любая его структура, в том числе мозг (если таковой имеется) являются статистическими системами, и адекватное описание их работы в терми-нах динамической системы невозможно принципиально.

            В 1985 г. американцами, а вслед за ними и японцами была принята пятнадцатилетняя программа “картирования всех генов человека”. К 2000 г. и те и другие заявили о ее реализации. Однако, в боль-шинстве своем была определена лишь последовательность нуклеотидов в геноме человека. А поскольку гены, отвечающие, скажем, за чрезмерную длину носа или оттопыренность ушей найдены не были (справед-ливости ради отметим, что таких генов нет, равно как и конкретных генов, ответственных за продолжи-тельность жизни или старение, хотя их интенсивно ищут), и, предваряя дальнейшие рассуждения, заметим, что проблема понимания организации фенотипа (совокупность всех признаков организма) на основе известного генотипа (совокупность всех генов человека) принципиально неразрешима. А эволюция живых систем принципиально не предсказуема, хотя на эту тему существует множество спекуляций. (Кстати, то же касается и социальных систем). Недавно (2007г.) американские генетики объявили об открытии гена, блокирование активности которого увеличивало почти втрое продолжительность жизни одного из видов червей. Казалось бы, найден ген старения! Однако, этому феномену можно дать простое объяснение. Дальние  предки этих существ вероятно жили втрое дольше, но в процессе эволюции вида приобрели какие-то адаптивные преимущества, скажем, увеличилась их продуктивность или ускорились обменные процессы и т.д., но одновременно пришлось пожертвовать продолжительностью жизни. Должно быть понятным, что сама по себе продолжительность жизни не может подпадать под действие отбора. Об этом говорит и тот факт, что продолжительность жизни существ, принадлежащих к одному классу ,например, пресмыкающиеся или млекопитающие разнится на один-два порядка. А разброс параметров какого-либо признака говорит о том, что он вышел из под действия отбора.

               Итак, что мы будем понимать под статистическим, или вероятностным принципом регуляции биосинтеза белка, а в дальнейшем под вероятностным принципом работы мозга? О вероятностном, или статистическом описании того или иного процесса (например, процесса биосинтеза белка) говорят тогда, когда к одному и тому же результату ведут множество путей. И чем таких путей больше, тем вероятнее наступление того или иного события. В каждой клетке синтезируются одновременно сотни и сотни белков, как структурных (строительных), так и ферментов (катализаторов). Но все белки, вернее полипептиды, состоят из 20 видов аминокислот. Весь этот набор постоянно присутствует в цитоплазме клетки. И клетка “должна решать вопрос” каким образом из одних компонентов организовать различные (необходимые) структуры, в различных (нужных) количествах. Например, белков-ферментов, которые обеспечивают синтез пигмента, ответственного за карий цвет ваших глаз требуется гораздо меньше, чем белков-ферментов, ответственных за метаболизм клетки, например дыхание. Для того, чтобы обеспечить синтез определенного белка в больших количествах, в ДНК имеются многочисленные повторения одного и того же гена. Иногда таких копий насчитываются десятки и сотни. Это только один из множества факторов, обеспечивающих большую вероятность биосинтеза конкретного белка на уровне транскрибции. В нейронах мозга, где биохимические процессы протекают на порядок интенсивней, чем в любых других тканях, нужный участок ДНК многократно дуплицируется, что тоже резко увеличивает вероятность биосинтеза нужного белка, так же на уровне транскрибции. Более того, тот или иной участок ДНК может содержать разное число интрон-ных участков. При большем их количестве время на синтез м-РНК (матричной РНК) увеличивается и вероятность биосинтеза соответствующего белка уменьшается. Регуляция биосинтеза на уровне трансля-ции, в которой сомневается Дж.Уотсон, обеспечивается, во-первых, так называемой, вырожденностью биологического кода. Поясним,  что это значит: Процесс синтеза белка начинается с того, что к комплексу м-РНК – рибосома посредством транспортных РНК (т-РНК) транспортируются аминокислоты. Структура белка на структуре м-РНК закодирована тройками нуклеотидов, или триплетами. У транспортных РНК  имеются триплетные участки, комплементарные таким же участкам м-РНК, с которыми они и связываются в структурах рибосом. К другому активному центру т-РНК присоединена одна из 20 аминокислот. Рибосома, последовательно перемещаясь по триплетам м-РНК присоединяет к ней комплементарные т-РНК.  При этом, транспортируемые т-РНК аминокислоты так же последовательно соединяются между собой, образуя первичную структуру белка. Отметим, что аминокислот только 20, а возможных триплетов теоретически может быть 64 (то есть из четырех букв – АУГЦ по три можно составить 64 комбинации). И благодаря этому, одну аминокислоту могут кодировать как одна так и несколько троек нуклеотидов, или одна аминокислота транспортируется разными т-РНК. Это и называют вырожденностью биологического кода. Как этот факт влияет на регуляцию биосинтеза? Если в структуру какого-то белка входят аминокислоты, которые кодируются несколькими нуклеотидными последовательностями (несколькими триплетами), и, соответственно, транспортируются несколькими т-РНК, то уменьшается время включения такой аминокислоты в полипептидную цепь и, соответственно, время синтеза этих белков, а значит увеличивается вероятность пребывания такого белка в определенном месте и вероятность протекания процесса, контролируемого этим белком. Регуляция биосинтеза может осуществляться и на уровне самих транспортных РНК.  т-РНК  представляет собой некую глобулу с двумя активными центрами – для связи с м-РНК (триплет) и с амино-кислотой. Остальная часть – это частично спирализованная цепь РНК с некоторым числом двуспиральных фрагментов и по форме напоминающая кленовый лист. Замена несколь-ких или даже одного нуклеотида может привести к изменению устойчивости такой т-РНК, ослаблению ее связи с рибосомами, изменению "продолжительности жизни” и, в конечном счете, изменить вероятность синтеза того или иного белка. Те же рассуждения можно отнести к участию в регуляции биосинтеза рибосомальной РНК.

          Наиболее тонкая регуляция биосинтеза осуществляется на уровне самих белков-ферментов. Прежде всего, синтезированная полипептидная цепочка почти никогда не остается той длины, которую ей обеспечивает м-РНК, но делится на фрагменты (специфическими ферментами). На это необходимо опреде-ленное для каждого белка и “свое” для каждого индивидуума время. Затем полученная полипептидная цепь, или первичная структура белка сворачивается в глобулу без дополнительных энергетических затрат посредством электростатического взаимодействия – вторичную структуру белка. Далее несколько таких глобул могут объединиться между собой водородными связями в третичную структуру, включить в себя “посторонние образования”, например, ионы металлов (гем в молекуле гемоглобина) – четвертичная структура белка. В каждом акте этих преобразований участвуют ферменты, и каждый акт протекает за вполне определенное время (милли-, микро-, нано-, пикосекунды), свое для каждого индивидуума. И если активные центры сформированного ферментного белка, то есть место для взаимодействия этого белка с про-теинкиназой для его фосфорилирования и место для его взаимодействия с субстратом имеют одинаковую структуру, то есть одинаковую аминокислотную последовательность как у бактерий так и у человека, то остальная часть глобулы может сильно варьировать как у разных видов, так и у представителей одного вида, например Homo sapiens. Мутация на участке ДНК, ответственном за синтез какого-то белка (а это, как правило, замена одного азотистого основания на любое другое, что может заменить одну аминокислоту в белковой молекуле) может привести (но может и не привести, а в дальнейшем ссумироваться с другой подобной мутацией) к небольшому изменению  конформации белковой молекулы и к изменению устойчивости ее к протеазам – ферментам, разрушающим белок (в 2004 г. за открытие генетически  детерминированного  распада  белка в  клетке  группе  ученых  была  присуждена  Нобелевская  премия).  Это, в свою очередь, приведет к уменьшению времени его контакта с субстратом, к уменьшению “времени жизни” этого белка и изменению вероятности протекания процесса, регулируемого этим белком. Так, например, подобное вышеприведенному, небольшое изменение в структуре фермента, ответственного за синтез гормона кортизола, отвечающего за целый ряд физиологических реакций, сопутствующих состоянию агрессии, заставит вас броситься на обидчика с кулаками, а вашего приятеля – на утек. (А вот кто из вас двоих имеет большую вероятность дожить до половозрелого возраста и дать потомство, - храброе  или трусливое, – это вопрос). Такое же изменение в структуре хотя бы одного из ферментов, ответственных за синтез пигмента меланина делает вас немного светлее вашей смуглой подружки. Можно возразить, что любое изменение в аминокислотном составе белка обусловлено, все же, изменением в нуклеотидном составе ДНК. И, стало быть, статистические закономерности сводимы к динамическим. Ну что же, это – извечный спор физиков, представляющий исключительно академический интерес. Впрочем, разногласия эти носят скорее семантический характер, нежели физический.*

         Все сказанное выше призвано показать, что в условиях сравнительно ограниченного числа изначально используемых клеткой соединений, и необходимости получения огромного числа промежуточных и конечных продуктов метаболизма имеет место своеобразная конкуренция различных клеточных структур за необходимый субстрат. Создается ситуация, при которой любое изменение вероятности протекания одного процесса изменяет вероятности протекания всех других процессов. Другими словами, без большой натяжки можно принять, что, с одной стороны, любой ген ответственен за все признаки организма, а с другой – за каждый из этих признаков ответственен весь геном в целом. Эта позиция, кстати, говорит о том, что выра-щивание функциональных органов “в пробирке”, то есть вне организма невозможно принципиально (спеку-ляции на эту тему, связанные с возможностью сегодня выращивать эпителиальные ткани или ткани сосудов, появляются постоянно).

               Таким образом, закодировав в одном гене одну полипептидную цепь, или первичную структуру белка, и запрограммировав во всей структуре генома вероятность (в том числе и нулевую) протекания процесса биосинтеза этого белка, Эволюция и обеспечила бесконечное морфологическое разнообразие живых систем.

               Более того,  прежде считалось, что виды в определенные периоды своей эволюции могут находиться в состоянии относительного покоя, будучи хорошо приспособленными к окружающей среде. Предполагалось, что они подвергаются действию так называемого ''стабилизирующего'' отбора, который сохраняет адаптивные характеристики, а отнюдь не изменяет их. Сегодня ясно, что все обстоит иначе.

               Ни один вид не может позволить себе ослабить адаптивные усилия хотя бы на мгновение. Стабиль-ной экологии не существует. Улучшение адаптивной ценности одного вида немедленно меняет положение других видов. Эволюционные изменения у одного вида вызывают эволюционные изменения во всей биосфере – такова диалектическая взаимосвязь в природе. В замечательной сказке Льюиса Кэрролла (который был еще и известным математиком) ''Алиса в стране чудес'' Королева Червей говорит: ''Весь этот бег и все движения имеют одну цель – остаться на том месте, которое ты занимал прежде''. Сохранение адаптивной ценности требует постоянного эволюционного напряжения – постоянного ''бега и движения''.

          Ранее были рассмотрены этапы синаптической передачи нервного импульса. Показа-но, что на каждый акт этой передачи затрачивается какое-то время. И время это зависит от бесконечного числа факторов. Прежде всего от структуры медиатора и структуры воспри-нимающих этот медиатор рецепторов, от структуры белков, транспортирующих медиатор и от структуры спутников медиатора, от природы эстераз, дезактивирующих медиатор и от природы ферментов, разрушающих эстеразы, от структуры белков, образующих синаптические каналы и от структуры белков, образующих внутрисинаптические нити, от структуры ферментов, фосфорилирующих белок и от структуры ферментов, дефосфори-лирующих его в постсинаптической клетке… и так далее. Было показано, что структура, отвечающего за одни и те же процессы, или несущего одни и те же функции белка, может быть различной не только у разных видов, но и у различных особей одного вида. Эти факты, в случае синаптической передачи, означают, что малейшее изменение в структуре даже одного из множества белков, участвующих в процессе передачи нервного импульса, приводит к изменению рефрактерной фазы, то есть времени восстановления у синапса способности к проведению следующего импульса.

         Все это бесконечное число уровней регуляции синаптического процесса призва-но обеспечить уникальность синапсов каждого нейрона. Уникальность эта состоит в том, что время полного восстановления синапса для возможности передачи следую-щего нервного импульса индивидуально для каждого нейрона или группы нейронов и строго определено. Другими словами, какой бы характер не имела последователь-ность импульсов-солитонов проходящая (передаваемая) по аксону, синапс того же нейрона пропустит импульсы только строго определенной частоты, не выше той, которая обусловлена природой этого синапса, или величиной его рефрактерного периода.

 Таким образом, химическая передача призвана обеспечить индиви-дуальную для синапсов каждого нейрона частоту передачи нервного импульса.  (Это третий постулат предлагаемой гипотезы.)

 

***

          Далее необходимо сделать небольшое отступление, связанное с технической стороной вопроса. А излишние для физиков подробности, приводимые в тексте, будут полезны тем, кто с физикой мало знаком.   

Исследования характера импульсаций нейрона связано, естественно, с техническими устройствами. Необхо

-димо в общих чертах описать эти устройства, и, прежде всего, устройство микроэлектрода (МЭ). Для изготовления МЭ используют стеклянные капилляры диаметром от 1 до 2 мм. Капилляр – это стеклянная трубочка, которая обладает интересным свойством: При локальном нагреве и вытягивании ее, она может истончаться до долей микрона (приблизительно до 0,1 мкм). Кончик МЭ с диаметром  около 0,1 мкм не виден в световой микроскоп (это – за пределами его разрешающей способности), но, при этом, канал внутри нити сохраняется. Затем этот канал заполняют электролитом. Как правило, это – 0,1 – 2,5 молярный раствор КСl. Электрическое сопротивление такого МЭ при заполнении 2,5 М раствором КСl составляет порядка от 5?10⁸ до 10?10⁸ Ом. Соответственно высока и их инертность, что не позволяет следить за быстро протека-ющими процессами. Частота сигнала (f), которую возможно зарегистрировать зависит от постоянной времени прибора (?).  f = 1 /? Постоянная времени прибора (?) определяется произведением электрического сопротивления МЭ (R) и входной емкости прибора (C), которая составляет порядка от 50?10^-12 до 20?10^-12 Ф (Фарад), То есть ?=RC,  а f = 1 / ? = 1 / RC. Максимальная частота сигнала, которая регистрируется этим прибором, при таких характеристиках микроэлектрода составит: f =1/ (5?10⁸  ? 20?10^-12) = 1/ 1?10^-2=100 Гц. Из приведенных расчетов видно, что на сегодняшний день определить характер импульсаций нейронов, частота которых оценивается в 1000Гц и более, технически не представляется возможным. И тем более определить характер импульсаций, проходящих через синапс. (Размер самого синапса составляет порядка 1мкм, ширина синаптической щели 20 – 40 нм (1 нм – нанометр = 10^-9 м). Изучение импульсаций нейрона на сегодняшний день заключается в том, что потенциал отводится от микроэлектрода, введенного в тело нейрона. Измерять характер импульсаций таким образом – это, образно говоря, то же, что измерять среднюю температуру по больнице. В лучшем случае, микроэлектрод вводится непосредственно в аксон нервной клетки, однако это не решает технических проблем. Характер импульсаций нейрона возможно оценить лишь качественно. Например, некоторые насекомые совершают до 1000 взмахов крыльями в секунду. Понятно, что импульсы от нейронов ганглий должны идти с гораздо большей частотой, поскольку помимо подъемной силы крыльями обеспечивается и очень высокая маневренность насекомых. Правда, некоторые авторы (Н.Гринх, У.Стаутт, Д.Тейлор) считают, что “летательные мышцы, так называемые асинхронные, работают слишком быстро для того, чтобы каждое сокращение могло быть ответом на отдельный нервный импульс,…и к ним поступает один нервный импульс приблизительно на 40 взмахов крыла… Асинхронная мышца способна автоматически сокращаться в ответ на растяжение (так называемый рефлекс на растяжение), не дожидаясь очередного нервного импульса.” Однако, само утверждение, будто мышцы работают так быстро, что нервные импульсы за ними не поспевают звучит абсурдно. Вполне вероятно, что приводимая этими авторами частота следования импульсов есть следствие артефакта. Порой даже в серьезных источниках, дают не совсем корректное определение понятию “артефакт”, понимая под этим “всякий, в том числе и абстрактный, продукт деятельности человека, нечто, чего бы не было если бы не было людей.” Так, например, археологи под артефактом понимают найденные ими остатки древних строений и утвари. Исходя из такого определения, мы должны продукцию селекционеров и генных инженеров признать артефактом, хотя это реально существующие растения и животные. (Попутно заметим, что “проблема” так называемых генетически модифицированных продуктов “высосана из пальца”, поскольку генетически модифицированные продукты от генетически не модифицированных продуктов не отличаются принципиально. В современной эволюционной биологии существует понятие горизонтального переноса генов, который подразумевает межтаксонный перенос генов посредством вирусной трансдукции. То есть при посредстве вирусов естественным путем в геном клетки внедряется участок генома другого вида, рода или отряда. Количество публикаций, в которых приводятся данные в пользу существования горизонтального переноса генов неуклонно растет. И процесс этот принципиально не отличается от манипуляций генных инженеров. 2 ноября 2007 г. ученые Института биологии гена РАН совместно с коллегами Института животноводства Национальной академии наук Беларуси получили первых козлят в ДНК которых введен ген лактоферрина человека. Животные будут давать молоко с лактоферрином – белком, ответственным за иммунитет грудного ребенка). Мы же, здесь и в дальнейшем, под артефактом будем понимать то, что под этим понимают физики, а именно: влияние самого процесса наблюдения или измерения на наблюдаемый или измеряемый объект.

          Ф.Крик  заметил, что “…Существует так много способов, какими наш мозг мог бы перерабатывать информацию, что без существенной помощи прямых экспериментальных фактов (а они обычно малочисленны), … - и как показано выше, не всегда технически осу-ществимы, - … мы вряд ли сделаем правильный выбор… и если в исследовании головного мозга действительно произойдет прорыв, то, вероятно, это будет на уровне общего управ-ления системой. Если бы система была такой хаотичной, какой она иногда кажется, мы не могли бы выполнять удовлетворительно даже самые простые задачи. Если взять возмож-ный, хотя и маловероятный пример, то мощным прорывом явилось бы открытие, что ра-бота мозга производится фазически, каким-то периодическим часовым механизмом, по-добно компьютеру.” Мы попытаемся в одной из следующих глав показать (точнее пред-положить) как реализован этот механизм в мозге.

Глава 4

 

“… Факты, не объяснимые существующими теориями,                 наиболее дороги для науки. От их разработки  следует, по преимуществу, ожидать ее развития …”

                                                                      А.М.Бутлеров.

 

          К началу 60-х годов прошлого века были разработаны методы регистрации электрической активности ганглиозных клеток сетчатки и клеток латерального коленчатого тела при воздействии стимулов на сетчатку. Ганглиозная клетка – это нейрон, к которому поступают импульсы от небольшого участка сетчатки, называемого рецептивным полем этого нейрона. Рецептивные поля различных ганглиозных клеток могут перекрываться.. Ганглиозные клетки посылают свои аксоны в структуру мозга, называемую латеральное, или наружное коленчатое тело (НКТ). В НКТ создается своеобразная проекция рецептивных полей сетчатки. Нейроны НКТ посылают аксоны в область первичной зрительной коры.

         В начале 70-х годов прошлого века американские физиологи Дэвид Хьюбел и Торстен Визель (в последствии лауреаты Нобелевской премии по физиологии и медицине) начали изучать реакцию клеток первичной зрительной коры. Многие клетки слоя IV (анатомически различают шесть слоев) реагировали подобно ганглиозным клеткам сетчат-ки и латерального коленчатого тела, проявляя высокую активность, когда на их рецептив-ные поля  падали небольшие пучки света. Однако, нейроны, расположенные выше и ниже слоя IV, казалось вовсе не реагировали на раздражитель до той поры, пока случайное наблюдение не помогло экспериментаторам разгадать их тайну. Вот что говорит по этому поводу Дэвид Хьюбел: “… Вначале мы никак не могли добиться разрядов в этих клетках. Мы проецировали пучки света по всему экрану, но это не помогло. И вот однажды, скорее по чистой случайности, мы стали создавать на экране небольшие пятна света и обнару-жили, что “работает” черная точка, но как – мы не могли понять до тех пор,  пока не выяс-нили: виной всему – кусок стекла, который мы вставляем в проектор. Он посылал на экран четкую едва заметную линию. Каждый раз, когда это происходило, мы получали ответ.”

         Д.Хьюбел и Т.Визель, изучая поля сетчатки, показывали кошкам всевозможные линии: большие и маленькие, горизонтальные, вертикальные, наклонные – словом, всякие. Для каждой линии в зрительной коре, в ее затылочной области отыскивался нейрон, кото-рый наилучшим образом реагировал именно на эту линию: открытие фундаментальное, о котором в свое время много говорили. Любопытно, что клеток, настроенных на выделение какой-то определенной линии, можно было обнаружить не одну. Требовалось только двигать микроэлектрод строго перпендикулярно к поверхности коры – и такие клетки встречались одна за другой, словно монетки, лежащие столбиком, так называемые, корко-вые колонки. А рядом – другой столбик, настроенный на такую же линию, только иного наклона. Любая корковая колонка содержит примерно одинаковое число клеток – 100 или около того, будь то мозг крысы, собаки, обезьяны или человека. Зачем их столько?   

          В 1979 г. в сентябрьском номере журнала “Scientific American”  в статье “Мысли о мозге” Ф.Крик упоминая о классических работах Д.Хьюбела и Т.Визеля предлагает, используя новые возможности микроэлектроники, “… изучать ответы на более сложные комбинации стимулов, например, ответ на две или три параллельные линии в поле зрения, а не только на одну...”  Интересное предложение!

 

***

          В начале 70-х годов прошлого века в мировой литературе по нейрофизиологии широко обсуждался вопрос о голографическом принципе работы мозга (сейчас этот принцип общепризнан). Найти прямые доказательства этому факту поставили задачей сотрудники лаборатории физиологии зрения института физиологии им. И.П.Павлова АН СССР в п. Колтуши под Ленинградом под руководством Вадима Давидовича Глезера. Вот как описывает это непосредственный участник экспериментов на протяжении пяти лет, инженер и журналист Вячеслав Евгеньевич Демидов в своей книге “Как мы видим то, что видим”:

          “…кошка…лежит неподвижно. В вену ей мелкими каплями подают кураре – тот самый некогда таинственный яд, которым южноамериканские индейцы-воины смазывали свои стрелы и копья… - (кураре парализует поперечно-полосатую мускулатуру, что позволяет избежать микродвижений глаз у подопытного животного) - … Тихо шуршит аппарат искусственного дыхания. Кошка лежит на теплой грелке,…а по экрану проплы-вает светлая полоска – ведь неподвижные глаза иначе ничего не увидят. Вот полоску сменила “зебра” – две полоски с темным промежутком между ними, а то по команде экспериментатора появятся три, четыре, пять… Решетки… Пространственные частоты, каждая из которых – речь, обращенная к мозгу… Почему именно решетки, а не что-нибудь иное? Откуда у Глезера и его коллег по лаборатории взялась уверенность, что найдутся нейроны, реагирующие не только на одиночную полосу, но и на блоки из двух, трех и так далее линий? Уверенность эта прямо вытекала из сущности голографии…”

         “В 20-х годах девятнадцатого века французский математик Жан Батист Жозеф Фурье создал математи-ческий аппарат одинаково точно описывающий и колебания струны , и прыжки кузова автомобиля на рессорах, и перевалку супертанкера в морских волнах, и биение пульса. Колебания маятника запишутся на графике в виде плавной кривой – синусоиды. Прихотливое дрожание осинового листа – это сумма множества простых колебаний, сложение массы разных синусоид, отличающихся частотами и амплитудами. Любое колебание, каким бы сложным оно ни было, можно превратить в ряд простых. И наоборот, из некоторого количества простых колебаний можно сотворить сложное. Это вытекает из формул ряда Фурье. А голография – это и есть разложение в ряд Фурье световых волн, идущих от объекта плюс запоминание того, что при разложении получилось.

         Голография в наиболее обычном ее виде – это фотографирование изображений без привычного фотоаппарата. Луч лазера расщепляют с помощью зеркал, линз или других оптических элементов на два потока. Один направляют на фотопластинку, а другой – на голографируемый предмет. Отраженные от объекта волны света приходят к пластинке и там взаимодействуют – интерферируют с теми волнами, которые пришли туда напрямую от лазера. Если “горб” одной волны совпадет с “горбом” другой, они усилят друг друга. Если “горб” пришелся на “впадину”, они взаимно уничтожатся. Ясно, что эмульсия пластинки в первом случае почернеет, а во втором останется нетронутой. Теперь достаточно посмотреть через фотопластинку на луч лазера, и где-то там, в непонятной глубине, появится объемное изображение – результат интерференции волн исходящих от луча лазера и от фотопластинки.

         Еще в 1966 году выдающийся английский нейрофизиолог Кэмпбелл предположил, что зрительная система работает как многоканальный Фурье-фильтр: каждый канал настроен на выделение решетки с определенной пространственной частотой. Он доказал это следующим образом. Сначала испытуемому показывали решетку, у которой контраст между “прутьями” и “пустотой” был очень малым, но таким, что решетка была все-таки заметна. Затем человек переводил взор на очень яркую, контрастную решетку и смотрел на нее примерно минуту. После этого он пытался снова увидеть малоконтрастную решетку, но она как бы прикрывалась шапкой-невидимкой. Как ни старался испытуемый, он не мог разглядеть ничего: мощный сигнал от контрастной решетки резко понизил чувствительность зрения… Если же “слабая” и “сильная” решетки резко отличались по своим пространственным частотам, никакого подавления не происходило: каналы передачи информации в каждом случае работали разные…”

         “…Другими словами, если мозг занимается голографией или чем-то на нее похожим, если он умеет производить Фурье-разложение, в зрительной коре обязаны существовать клетки, “настроенные” на восприятие решеток.

         Теоретические соображения сотрудников лаборатории В.Д.Глезера, мало-помалу, воплотились в длинную серию опытов, закончившихся огромной удачей. Обнаружились нейроны, найденные сначала “на кончике пера”! На одиночные полосы они почти не реагировали. Но каждая клетка выдавала полноценный сигнал, когда проекционный аппарат показывал кошке решетку. … Решетка была обязана занимать все поле сетчатки, связанное с данным нейроном коры. То есть, нейрон возбудится и признает решетку “своей” только если она видна под телесным углом два с половиной градуса (у человека этот угол равен половине градуса, и потому наше зрение впятеро четче, нежели кошачье). Стало ясно, зачем в столбе, или кортикальной колонке, так много нейронов. Они вовсе не соединены в параллельную цепь, хотя и воспринимают решетки, спроецированные на одно и то же место сетчатки. Каждому из нейронов столба “поручено” реагировать на одну какую-то решетку, а прочие оставлять без внимания. Это значит, что кортикальная колонка, если рассматривать ее как некое единство, “увидит” любую решетку, попавшую на данное поле сетчатки. Наконец, все решетки, выделяемые полями клеток одного столба, наклонены к горизонту под одним и тем же углом. А рядом – другой столб, настроенный на решетки иного наклона. И так далее, охватывая все триста шестьдесят градусов.

         Таким образом, если глядеть на сетчатку с уровня клеток коры, то сетчатка представ-ляется колоссальной мозаикой, сложенной из множества полей, в том числе и перекрыва-ющих друг друга. Данное поле связано со всеми нейронами данного столба коры, и, в силу этого, кортикальная колонка способна выделять все пространственные частоты, на которые настроены ее нейроны. А эти частоты, как показал опыт, подчинены законо-мерностям рядов Фурье. То есть, кора занимается не чем иным, как кусочным Фурье – преобразованием картинки, спроецированной на сетчатку. Другими словами, каким способом  вы  сумеете  устраивать  Фурье-преобразования, такой и  будет голография…”- пишет В.Е.Демидов. А зафиксировался результат на фотопластинке, в компьютере или в мозге – это уже деталь реализации принципа. Таким образом, именно эксперименты В.Д.Глезера стали первым прямым свидетельством в пользу голографической гипотезы, полученным на уровне клеток. К.Прибрам в книге “Языки мозга”, упоминая и работы лаборатории Глезера, пишет: ”Голограмма, которая вначале была использована как метафора или аналогия, стала точной моделью нормальных форм работы нервной системы”. А наша задача состоит в том, чтобы определить механизм, посредством которого мозг осуществляет свои Фурье-преобразования.

         Для передачи любого сигнала, в том числе и по нейронным сетям, необходим некоторый физический агент, называемый переносчиком и характеризующийся некоторым числом постоянных параметров. Передача сигнала состоит в том, что тот или иной параметр переносчика изменяется во времени в соответствии с передаваемым сигналом – это называется модуляцией. В простейшем случае в качестве переносчика применяются синусоидальные колебания. Аналитическое выражение такого колебания:  X=C₀sin(w₀t+j₀),  здесь C₀ – амплитуда, w₀ – частота, j₀ – начальная фаза. В немодулированном колебании эти три параметра, полностью определяющие колебание, постоянны. Излучение радиостанции, например, без модуляции по-добно чистой странице, модулированное излучение подобно странице, на которой напечатаны те или иные буквы или знаки. В принципе, возможно модулировать каждую из трех названных постоянных величин, и мы будем иметь соответственно амплитудную модуляцию (АМ), частотную модуляцию (ЧМ), или фазовую модуляцию (ФМ).                                             РИСУНОК

           Однако, кроме синусоидального колебания, в качестве переносчика может служить и периодическая последовательность импульсов той или иной формы, амплитуда которых постоянна.

            У нас пока нет необходимости подробно описывать известные на сегодня анатомические и физиологические особенности рецепторных систем, мы сделаем это позже. Отметим лишь, что рецепторные системы преобразуют аналоговый сигнал (то есть сигнал, изменяющийся плавно и непрерывно, например температура тела или растяжение мышцы) в импульсную форму. “После того как  физические раздражители – световые или звуковые волны, запахи, жар, холод, постоянное или вибрирующее давление – были преобразованы рецептором в нервные импульсы, они уже не имеют самостоятельного значения. С этого момента, физическое событие существует только в виде кода нервных импульсов в специфических сенсорных каналах нервной системы”. (Ф.Блум и др. “Мозг, разум и поведение”).

                Здесь необходимо сделать некоторое отступление в область семантики в связи с использованием понятий “код”  или “кодирование”. В ряде случаев эти термины могут использоваться лишь как метафора. Такой метафорой будет, например, понятие “генетический код”. Здесь термин код не может использоваться в общепринятом смысле, когда под кодом понимают систему условных знаков, которая переводит некий семантический текст (это может быть рукопись или же последовательность нуклеотидов в ДНК) в иную знаковую систему с обязательной возможностью перехода к исходной системе символов посредством обратной операции. Проще говоря, при зашифровке сообщения непременно должна быть обеспечена его расшифровка. В этих терминах понятие “генетический код”, например, правильнее заменить понятием “генетическая матрица”, поскольку в этом случае не выполняется условие возможности расшифровки (декодирования), так как из фенотипа невозможно извлечь информацию о генотипе, и обратный переход (от белка к ДНК) в живых системах ни при каких условиях не осуществляется. По этой же причине нельзя назвать кодированием перевод текста на иностранный язык, в то время как перевод его в символы азбуки Морзе, например, кодированием является.

            Это отступление в область семантики понадобилось для того, чтобы предварить рассуждения о процессах кодирования и декодирования в мозге. И в этой связи нам предстоит решить “двуединую” задачу: предложить рациональный механизм “декодирования” поступившей в аналоговой форме через рецепторы и “закодированной” мозгом информации о внешнем и внутреннем мире и не попасться на крючок к “гомункулусу”.

                В третьей главе было показано, что передача нервного импульса по аксону осуществляется посредством ионов натрия и калия, обеспечивающих очень высокую частоту изменения их концентрации внутри и снаружи мембраны аксона и, соответственно, очень высокую частоту импульсов, следующих по аксону. В то же время химическая передача нервного импульса через синапс сопряжена с перемещением довольно крупных молекул медиаторных комплексов и последующим многоступенчатым восстановлением активности синапса. Другими словами, частота импульсаций, которую способен пропустить синапс, может быть на несколько порядков ниже частоты импульсаций, следующих по аксону. Понятно, что чем проще медиатор, тем большая скорость обмена (синтеза и распада) для него характерна, тем менее выражен рефрактерный период, тем более высокую частоту импульсов способен пропустить синапс. Так, например, ацетилхолин – очень простое химическое вещество, следовательно, холинергические синапсы должны быть “высокочастотными”.

Иначе обстоит дело в случае, так называемых, электрических синапсов – образованиях, не имеющим специализированных структур, характерных для пре- и постсинаптических областей химических синапсов, не имеющих и синаптической щели как таковой. Расстояние между соприкасающимися мембранами в электрическом синапсе порядка 2 нм, в то время как ширина синаптической щели химического синапса -   20 – 40 нм. (Для сравнения: расстояние между клеточными мембранами нейронов без функционального контакта равно 10 – 15 нм.) В электрическом синапсе импульс передается от клетки к клетке через контакт непрерывно, пассивно (электротонически), как по кабельным структурам (по Р.Н.Глебову).

Считается, что электрические синапсы – это филогенетически более ранние образования, чем синапсы химические, и встречаются реже, чем химические и там, где необходима быстрая синхронизация процессов, моментальная передача импульсов одновременно ко многим нейронам. Особенно это касается синапсов типа дендрит – дендрит (Д→Д), дендрит – сома ( Д→С), дендрит – аксон ( Д→А). Нередко, по данным Р.Н.Глебова, встречаются так называемые смешанные синапсы (особенно в синапсах типа А→Д, Д→Д, С→С), где в активной зоне химического синапса за счет неравномерности щели имеются сужения до 4 – 6 нм возможна электрическая передача импульсов. 

В предлагаемой нами схеме электрическим синапсам отводится гораздо более важная роль.

По данным ряда авторов, насчитываются сотни различных типов нейронов, различающихся по морфологическим признакам и, соответственно, по своему функциональному назначению. Многие исследователи полагают, что некоторые категории нейронов обладают функцией алгебраического суммирования, поступающих на них импульсов, например, ганглиозные клетки сетчатки. Действительно, на ганглиозной клетке, например, зрительного анализатора конвергируют по меньшей мере полторы сотни нейронов ее рецептивного поля.

Предлагаемая гипотеза допускает подобный механизм, хотя более логично было бы предположить, что сигналы, поступающие от рецепторов, лишь модифицируют (модулируют) собственный сигнал ганглиозной клетки.

Дальнейшие события, в рамках предлагаемой схемы, могут развиваться по двум сценариям.

 Клетка “сумматор” отдает коллатерали сразу большому количеству нейронов через электрические синапсы. Это необходимо для того, чтобы от одного “сумматора”, или “модификатора” множество нейронов получили одинаковую частотную картинку. Аксонные окончания этих нейронов образуют на нейронах следующего уровня синапсы, имеющие химическую природу, причем обладающие разными медиаторами (медиаторными комплексами) и способные пропускать (выделять из общей суммарной картинки) только ту частоту, которая определена природой их медиатора.

            Флойд Блум и др. (“Мозг, разум и поведение.”) пишут, что “ В результате с таким трудом завоеванных открытий возникла столь сложная картина строения мозга даже у мелких животных, что воображение отказывается ей верить… Ни одна модель, как бы хорошо она не воспроизводила элементы мозговой деятельности, не будет признана полностью приемлемой, если она не сможет предсказать такие особенности работы мозга, которые в данный момент не очевидны. Наша цель состоит не в том, чтобы создать модель или машину, способную воспроизвести и объяснить кое-что из того, что, как нам уже известно, может делать мозг. Удачной моделью скорее будет та, которая объяснит, что же именно делает мозг и как он это делает”.

В рамках предложенной схемы мы показали, что мозг преобразует аналоговый сигнал в импульсную форму, затем этот суммарный сигнал разлагает в ряд Фурье, и делает это посредством химической передачи нервного импульса.

Теперь остается ответить на главный вопрос: А зачем он это делает?