Мы – электрические. Новая наука об электроме тела

Теперь ему нужно было найти способ зарегистрировать единичный сигнал, проходящий по одному нерву. Адриан принялся за работу, и в 1925 году он и его коллега Ингве Зоттерман смогли выделить из группы мышц одну-единственную, в которой оставался один-единственный нерв. Этот чувствительный нейрон был занят передачей лишь одного сообщения: о том, насколько сильное натяжение испытывала мышца. “В сильном эмоциональном напряжении мы спешили зарегистрировать ответ нерва на разные степени стимуляции”, – писал Зоттерман. Обнаруженный ими сигнал от одного нерва представлял собой серию регулярных чистых всплесков – это был звук единственного, ничем не заглушенного потенциала действия. И все эти всплески были одинаковыми. При изменениях стимуляции они не усиливались и не ослабевали – изменялась лишь частота возбуждения. При сильном натяжении мышцы всплески становились частыми и многочисленными. При ее расслаблении их частота снижалась. А когда мышца находилась в состоянии полного покоя на стеклянной пластинке, всплесков не было вовсе. Зоттерман и Адриан поняли: “то, что они увидели, никогда не наблюдалось ранее, они открыли великий секрет жизни о том, как чувствительные нервы передают информацию в мозг”[163]. Это было чрезвычайно важное открытие: они были первыми, кто обнаружил, каким образом мозг получает информацию от конечностей. Они расшифровали код, с помощью которого эти всплески передают мозгу важные сигналы об окружающей среде. Натяжение – много частых всплесков. Прекращение натяжения – нет всплесков. И что-то в этой системе кодирования казалось невероятно знакомым.

Военный опыт расшифровки кода и перехвата сообщений позволил Адриану воспринять то, что он теперь наблюдал, под другим углом[164]. Обнаруженный им механизм передачи информации по нервам был своего рода биоэлектрическим кодом Морзе.

Еще со времен изобретения телеграфа в предшествовавшем столетии нервные импульсы и функция нервной системы в целом описывались в терминах передачи информации. Но когда Адриан установил, что нервные импульсы представляют собой лишь серии изменяющихся во времени коротких всплесков (азбука Морзе без тире), его поразило, как такой ограниченный сигнал может передавать сложную информацию (ощущение натяжения мышцы). “В любом отдельном волокне все волны имеют одинаковую форму, и сообщения меняются только за счет изменения частоты и длительности разряда. На самом деле сенсорные сообщения несравнимо сложнее последовательности точек в коде Морзе”[165]. Аналогичные изменения можно заметить и в высказываниях Зоттермана. Годами позднее, описывая разочарование от ранних экспериментов, предшествовавших тому моменту, когда они смогли выделить отдельный нейрон, он вспоминал: “Мы как будто прослушивали телеграфный кабель с одновременной передачей сообщений по многим линиям. Это никоим образом не позволяло обнаружить код”[166].

В научных и научно-популярных работах Адриана были введены понятия, определившие наши представления о нервной системе и о биоэлектрических сигналах и их функции в целом: о сообщениях, кодах и информации.

Представление о коде отдельных нейронов способствовало пониманию того, как нервная система в целом с помощью потенциалов действия передает информацию о внешнем мире для интерпретации в мозге. Теперь, зная, как периферическая нервная система использует код для пересылки информации в мозг, Адриан хотел понять, как мозг принимает эти сигналы: как он транслирует этот “код Морзе” обратно в понятный ему язык. Является ли мозг “центральной станцией”, превращающей сигналы в опыт, как предположил Адриан в лекции, прочитанной им при получении Нобелевской премии? В таком случае “мы могли бы сказать, о чем думает человек, если бы могли увидеть его мозг за работой”[167].

Но еще до произнесения той речи Адриан начал штудировать литературу по этому вопросу, чтобы найти какое-то объяснение. Объяснения он не нашел, зато нашел способ его нахождения: это был аппарат, незадолго до того изобретенный немецким профессором неврологии Хансом Бергером. Его исследования представляли для Адриана “исключительный интерес”, и он и его коллеги были чрезвычайно удивлены тем, что никто не пытался их воспроизвести[168].

Ханс Бергер в поисках записей мозга