Скорость мысли. Грандиозное путешествие сквозь мозг за 2,1 секунды - Марк Хамфрис

не просто пассивно синхронизируется – они как бы синхронизируют друг друга. В 2016 году ученые из лабораторий Шауля Дракманна и Карела Свободы проводили нейровизуализацию множества нейронов из аналогичных небольших областей по обе стороны коры больших полушарий одновременно [109]. Когда импульсы из области на одной стороне подавлялись, две стороны десинхронизировались, начиная демонстрировать независимую активность; примечательно, что, когда импульсы снова появлялись, заблокированная сторона немедленно подхватывала то, что происходило на стороне коры другого полушария. Таким образом обмен сигналами между полушариями имеет решающее значение для синхронизации аналогичных областей обоих полушарий.

Этот межполушарный обмен импульсами, возможно, важнее для человека, чем для любого другого биологического вида, потому что наш мозг, пожалуй, наиболее латерализованный, несимметричный. При решении многих задач, выполняемых корой нашего головного мозга, одна сторона доминирует, беря на себя бóльшую часть работы. Классический пример – право– и леворукость. Если вы правша, то зоны коры левого полушария вашего мозга, контролирующие движения рук, будут выполнять больше работы, чем правого; и наоборот [110]. Но есть и исключения: для некоторых функций, существующих в одном полушарии, почти невозможно обнаружить зачаточные зоны в другом. Например, речь – как понимание речи, так и управление ею в значительной степени сосредоточены в определенных областях коры левого полушария, симметричных которым нет в правом (почти, но не всегда – выраженные левши, как правило, имеют речевые области в правом полушарии или даже с обеих сторон [111]). Более тонкая латерализация множества функций очевидна при функциональной нейровизуализации человеческого мозга. Во время выполнения различных задач, от вычислений до распознавания лиц, одна часть мозга требует гораздо больше насыщенной кислородом крови, ее нейроны вопят «накормите нас!» громче, и они, по-видимому, производят самые сложные вычисления [112].

Все это означает, что мы с вами (и даже Грэм) вполне можем зависеть от обмена межполушарными импульсами, позволяющими одной стороне коры узнавать результаты вычислений, происходящих на другой. Без них работа мозга может стать немного странной.

Насколько странной, мы знаем из наблюдения за довольно редкими случаями пациентов с расщепленным мозгом. У этих людей была такая тяжелая форма эпилепсии, что им хирургическим путем перерезали мозолистое тело, пучок волокон, соединяющий полушария, чтобы остановить захлестывающие мозг штормовые волны импульсов. Это сработало. Но это означало, что кора каждого из полушарий больше не могла напрямую получать информацию от соседнего.

Работая с этими пациентами с 1970-х годов, Майкл Газзанига, его коллеги и другие исследователи задокументировали, как отсутствие коммуникации позволяет выявить отдельные функции коры левого и правого полушарий [113]. Они показывали объекты левому и правому полушарию по отдельности: картинку для левого помещали в поле зрения правого глаза, а для правого – в поле зрения левого. И по разнице в реакции мы можем сделать вывод, какие межполушарные сигналы должны координироваться.

Особенно разительное отличие заключается в решении проблем. В одном исследовании пациентов с расщепленным мозгом просили предсказать, какая из двух лампочек загорится следующей, нажимая кнопку, соответствующую этой лампочке. При этом одну лампочку зажигали в 80 % случаев, а другую – в 20 %. Обычно люди определяют подобные вероятности, поэтому после достаточно продолжительного наблюдения они будут нажимать одну кнопку чаще, 80 % времени, а другую – 20. Решение этой задачи пациентами с расщепленным мозгом выявило именно эту закономерность, если лампочку показывали правому глазу, т. е. левому полушарию. Но если ее показывали только правому полушарию, это приводило к максимизации вероятности правильного решения: пациент последовательно нажимал кнопку, соответствующую наиболее часто загорающейся лампочке. (Что на самом деле с математической точки зрения оптимально: нажатие кнопки наиболее вероятной лампочки дает вам гарантированную 80 %-ю долю правильных предсказаний, статистически вероятность совпадения при попытках «угадать» почти наверняка будет хуже.) Две половины сделали разные выводы из одной и той же информации. Это означает, что связи между корой левого и правого полушария необходимы, чтобы они могли информировать друг друга о своих решениях – и использовать одно общее.

Как вы могли догадаться из того, что я сказал о крайней латерализации речевой зоны коры головного мозга, пациенты с расщепленным мозгом демонстрируют нам, как межполушарные связи координируют зрение и речь. Покажите пациенту вилку так, чтобы он мог видеть ее только левым глазом (и правым полушарием), и он не сможет ее назвать. Тем не менее если дать ему вилку в левую руку, которой также управляет правое полушарие, он сможет нормально ею пользоваться. Кора правого полушария знает, что это такое, но не может получить доступ к названию, потому что слова доступны только коре левого полушария.

Возможно, самая жизненно важная задача межполушарных импульсов – передавать сообщения из правого полушария левому, о том, что, черт возьми, только что произошло. Из-за крайней латерализации речи в левом полушарии у пациентов с расщепленным мозгом действия, предпринимаемые правым полушарием, недоступны речевым центрам коры левого. Но левое полушарие все равно пытается интерпретировать действия правого – и ошибается. Как в любимой истории Газзаниги о снеге и куриной лапке.

Левому полушарию пациента продемонстрировали картинку с куриной лапкой, а правому – пейзаж с домиками на заснеженной улице; каждое также могло видеть собственный набор из четырех предметов. Пациенту предложили указать каждой рукой на наиболее подходящий для показанного изображения предмет. Левая рука указала на лопату, что подходило к картинке со снежным пейзажем, которую видело правое полушарие; правая рука указала на курицу, согласно тому, что видело левое. Но при этом, конечно, только левое полушарие имеет доступ к речи. Поэтому, когда пациента попросили объяснить, почему он выбрал эти два объекта, он ответил: «Куриная лапка принадлежит курице…» Речевой центр левого полушария, очевидно, знает как об изображении, которое попало в его зрительные зоны, так и об объекте, на который по командам двигательных центров указала его рука. Но пациент продолжил: «…а лопата нужна, чтобы вычистить курятник». Тут, кажется, исследователи застукали левое полушарие за попыткой присочинить кое-что, поскольку оно не понимало, почему правое полушарие указало левой рукой на лопату – речевой центр левого полушария ничего не знал о снежном пейзаже.

Это не просто сопоставление слов с предметами – наше восприятие мира напрямую зависит от межполушарных связей. Потому что кора правого полушария хочет знать, что левая сторона сообщает как самой себе, так и правой стороне вашего тела. И кора левого полушария тоже заинтересована в том, чтобы получать ответы от правой. Кажется, именно эти сигналы, импульсы, отправляемые через мозолистое тело, превращают информацию из двух половин коры в единое интерпретируемое восприятие собственного тела.

А нам пора двигаться дальше. Меньше чем за секунду, а точнее, всего за несколько сотен миллисекунд мы проследили путешествие множества клонов нашего