Истории от разных полушарий мозга. Жизнь в нейронауке

Дальше начинается нечто непостижимое. Напомню, что после операции “говорящее” левое полушарие видит только правую половину мира. Как ни трудно в это поверить, на вопрос, что изменилось, пациенты отвечают: “Вроде бы ничего особенного”. С точки зрения “говорящего” левого полушария все более или менее обычно. Как это возможно? Только представьте себе – вы проснулись после операции на мозге, видите только правую часть пространства и утверждаете, что все осталось по-прежнему. Неужели вы не удивитесь: “Э-э, доктор, раньше я смотрел на ваш нос и видел все лицо целиком, а теперь вижу только половину. Что случилось?” И вообще, почему левое полушарие не замечает нехватки всего того, что делало правое, пока они были соединены? Пока вы гадаете, вот вам подсказка: вы упускаете из виду несчетное множество бессознательных процессов в мозге, создающих сознательное восприятие, которое вам исправно и бесперебойно поставляет левое полушарие. Собственно, вы даже не узнаете об этих процессах, пока не изучите результаты исследований мозга. Так вот с того момента, как полушария оказались разделены, все, что делало и продолжает делать правое, стало относиться к разряду процессов, к которым нет доступа. Они перешли в категорию неведомого для вас – тех вещей, которых вы не сознаете и нехватки которых не ощущаете.

Напрашивается вывод, что само восприятие сенсорной сферы правого полушария (то есть всего того, что находится в левой половине пространства) реализуется исключительно в правой половине мозга. Оно связано с локальными физическими процессорами, которые, как мы знаем, работают при восприятии этой части видимого мира. Главная роль отводится локальным – исключительно локальным – процессам, это основа организации мозга. Причем многие локальные процессы протекают вне сферы сознательного восприятия. Их характеризуют модульность, вездесущность и быстрота.

Размышления о модульной структуре

Модульной структурой мозг обязан своему большому объему. Чем больше зона, тем больше в ней нейронов – это основной принцип организации мозга. Чем больше нейронов, тем больше связей с другими нейронами. Однако способность к формированию связей ограниченна. Если бы каждый нейрон взаимодействовал со всеми остальными, диаметр нашего мозга достигал бы двадцати километров[229]. Вот была бы голова! Аксоны должны были бы простираться на такие расстояния в мозге, что скорость обработки информации сильно снизилась бы, из-за чего мы превратились бы в еле двигающихся тугодумов. А ведь такому тучному мозгу требовалось бы столько энергии, что нам пришлось бы есть с утра до ночи и с ночи до утра. Поэтому по мере развития и роста мозга обезьяны не каждый новый нейрон соединялся со всеми остальными. Это привело к падению относительной связности.

Поскольку с уменьшением относительной связности меняется топология соединений и внутренняя структура мозга, происходит активное выделение кластеров, благодаря чему вся система становится более устойчивой к сбоям в отдельных компонентах и связях. В мозге образуются локальные сети – группы нейронов, связанных друг с другом прочнее, чем с элементами других сетей. Благодаря выделению множества сетей нейронные кластеры не так сильно зависят друг от друга и работают стабильнее. Более того, это облегчает поведенческие адаптации[230], потому что функционирование и изменения отдельной сети не сказываются на других компонентах системы. Такие специализированные локальные нейронные сети, способные выполнять уникальные функции, адаптироваться и эволюционировать, подлаживаясь под внешние условия, и называются модулями.

Модули! Модули! Мать-природа кричит нам о них отовсюду. Она пускает в дело и поддерживает все, что существует полезного и состоит из модулей. Как отметил выдающийся философ из Эдинбургского университета Энди Кларк, Ход Липсон и его коллеги из Корнеллского университета показали, что “контроль движений определенного пальца невозможен только за счет нервной системы – необходимо также воздействие со стороны разветвленной сети соединенных с ним сухожилий”[231]. Иначе говоря, раз эволюция наделила нас ловкостью, почему бы не воспользоваться уже отлаженными взаимодействиями сухожилий рук? Тогда при выполнении сложных заданий с участием отдельных пальцев мозг сможет обходиться более простыми инструкциями. Например, вместо команды “Большой палец прижимать в течение такого-то времени с такой-то силой, а средний разместить сбоку…” достаточно будет команды “Взять чашку”. Это позволит “существенно расширить диапазон направлений и величин сил, развиваемых кончиками пальцев”, по сравнению с тем, чего мозг может достичь при отдельном управлении каждым пальцем. В таком случае, и Кларк не устает нам об этом напоминать, “вопреки существующему мнению, анатомия человека не полностью подчинена нервной системе – частично управление заключено в самой анатомии”. Вы воспринимаете этюд Шопена не только благодаря указаниям мозга – пальцы тоже к этому причастны.