Куда летит время. Увлекательное исследование о природе времени

В 1995 году, закончив Университет штата Огайо, Мэтелл решил проходить докторантуру в Дьюкском университете. Его научным руководителем стал специалист по нейробиологии поведения Уоррен Мек, прибывший в университет из Колумбии годом ранее с намерением разобраться в нейробиологическом основании таймирования. К настоящему времени Мек подготовил две подборки данных, отчасти прояснивших суть вопроса. Первая подборка, подводящая итоги серии опытов на крысах и людях, обнаруживает, что можно создать ощущение ускорения или замедления хода времени, меняя уровень дофамина в структурах мозга. Вторая сводка, содержащая данные, полученные в результате опытов на крысах и в ходе наблюдения пациентов, страдающих болезнью Паркинсона, концентрировалась на системах межнейронных связей: в случае повреждения или (у подопытных крыс) разрушения и хирургического удаления определенной области мозга, которая называется полосатым телом, индивидуум утрачивает способность к выполнению стандартных задач по расчету времени. Вскоре после прибытия Мэтелла Мек вручил своему подопечному обе сводки данных.

«Он отдал мне свои бумаги и сказал: „Ваша задача заключается в том, чтобы выяснить, как все это работает в мозге“, – поведал мне Мэтелл. – Не думаю, что он действительно надеялся получить ответ. Но я углубился в чтение научных трудов, отдавая предпочтение литературе по нейробиологии, а не по психологии».

ДАЖЕ В МАСШТАБЕ КЛЕТОК ВРЕМЯ, ИЗМЕРЯЕМОЕ КОЛИЧЕСТВОМ ИМПУЛЬСОВ, ПРИНЯТЫХ ЗА ЕДИНИЦУ ВРЕМЕНИ, ПО-ПРЕЖНЕМУ ИГРАЕТ ВАЖНУЮ РОЛЬ

Не прекращая говорить, Мэтелл показал мне свою лабораторию и экспериментальную установку для крыс. Каждому грызуну отводилась отдельная пластиковая клетка объемом примерно с кубический фут[58]. В каждой клетке помещался миниатюрный репродуктор, из которого порой доносился произвольно выбранный звуковой тон, также был кормопровод для гранулированного корма и три отверстия, в которые крыса могла бы просунуть мордочку. «Дыры лучше рычагов, потому что крысы любят совать повсюду свои носы», – пояснил Мэтелл. С помощью своей установки ученый обучил крыс различать временные интервалы, длительность которых он устанавливал сам. К примеру, если крыса совала нос в одну из дыр (действия грызунов фиксировались инфракрасным лучом, сканирующим каждое отверстие), тридцать секунд спустя она получала вознаграждение – одну гранулу корма. Если животное проявляло нетерпение и совалось в нору до истечения тридцати секунд, ничего не происходило; чтобы преуспеть, крысе требовалось не только сунуть морду в дырку, но и выждать нужное количество времени, запоминая длительность промежутка времени, по истечении которого можно было снова сунуть нос в дыру. В 2007 году группа исследователей из Университета штата Джорджия установила, что шимпанзе лучше справлялись с заданиями, требующими тридцатисекундного ожидания пищевого подкрепления в виде конфеты, если им предоставляли возможность отвлечься от процесса ожидания – поиграть с игрушками или полистать выпуски журналов National Geographic и Entertainment Weekly. Крысы Мэтелла коротают время, ухаживая за шерстью и принюхиваясь. «Будь они людьми, они бы, наверное, вытащили смартфоны и принялись бороздить интернет», – предположил Мэтелл.

Когда животное запомнит длительность определенного интервала, Мэтелл может попытаться разрушить это знание. В некоторых экспериментах он дает крысе наркотик – возможно, он произведет микроинъекцию удельной дозы амфетамина в какой-нибудь участок мозга, намереваясь проследить, как ускорится или замедлится ощущение времени у животного впоследствии, и заодно выяснить, какие нейронные образования будут при этом задействованы. Также он волен нанести повреждение той или иной мозговой структуре или вовсе разрушить ее, чтобы определить, как изменится восприятие длительности времени у прооперированной крысы. Тонкая манипуляция требует чрезвычайной осторожности, так как легко допустить ошибку; обычно скальпель целит в микроскопический участок ствола головного мозга, который называется компактной частью черного вещества; у крыс его размер не больше пули для духового ружья. «Как и у людей, мозг у крыс устроен по-разному, – утверждает Мэтелл. – В сущности, вы производите слабый выстрел в темноту». Ученый показал мне огромную книгу под названием «Атлас карт головного мозга». На всех страницах поочередно демонстрировались срезы мозга крысы в масштабах до миллиметра, похожие на цветную капусту, препарированную по всем канонам учебника анатомии Генри Грея. По словам Мэтелла, по окончании эксперимента животное подвергают эвтаназии, после чего изымают мозг и изготавливают из него тонкие срезы, которые затем помещают на предметные стекла и просматривают под микроскопом, отмечая возможные отличия от иллюстраций в книге. «Таким образом, мы можем сказать: „Мы метили в такую-то структуру мозга, но куда мы в действительности попали?“»