Мозг: биография. Извилистый путь к пониманию того, как работает наш разум, где хранится память и формируются мысли

Павлов первоначально интересовался физиологией пищеварения. И когда в 1890-х годах ученый расширил круг своей деятельности до изучения условных рефлексов (олицетворением которых стало слюноотделение собаки при звуке колокольчика[120]), он рассматривал торможение просто как явление, снижающее силу рефлекторной реакции. В конце концов Павлов попытался объединить изучение условных рефлексов с исследованиями функций мозга и даже с психиатрией, но не смог предложить никакого дальнейшего понимания того, как на самом деле работает мозг [29].

Эти две великие фигуры начала XX века оказали большое влияние на представления о поведении и психике, и их идеи повлияли на дальнейшее понимание мозга.

* * *

После торможения и контроля в 1860-х годах был открыт третий неожиданный аспект функционирования мозга. Его исследовал Герман фон Гельмгольц в «Руководстве по физиологической оптике», опубликованном в 1867 году. На протяжении веков многие философские дискуссии о разуме были сосредоточены на том, что происходит, когда мы воспринимаем объект. Здравый смысл подсказывал, что восприятие – это лишь последовательность физической стимуляции органов чувств. Мы видим то, что находится перед нами, как бы через окно. Но Гельмгольц понял, что все не так просто. На самом деле нервная система, и в особенности мозг, играет активную роль в построении процесса восприятия даже самых обыкновенных вещей. Мозг не только регистрирует объекты внешнего мира, он также выбирает, что и как именно представлять.

Даже самое элементарное восприятие предполагает, что мозг делает выводы о том, что происходит, а не просто наблюдает за окружением.

Отправной точкой воззрений Гельмгольца было существование иллюзий. Например, цветные узоры, которые можно увидеть при нажатии на глазные яблоки, или мучительное ощущение фантомной боли, когда человек продолжает чувствовать ампутированную конечность.

Даже самое элементарное восприятие предполагает, что мозг делает выводы о том, что происходит.

Гельмгольц был уверен, что подобные эффекты привели Мюллера к убеждению, будто у каждого нерва есть собственный вид энергии, но в действительности они были лишь «иллюзией суждения о материале, представленном чувствам, которая привела к рождению ложной идеи». Гельмгольц осознавал, что в таких случаях стимуляция нервов воспринимается либо как обычная сенсорная модальность (в случае давления на глазные яблоки), либо как реальное ощущение присутствия уже удаленной конечности. Его объяснение состояло в том, что мозг не просто регистрирует стимул, а скорее «делает заключение» о природе получаемой стимуляции. Это было что-то вроде вывода, вытекающего из логического силлогизма: функция глаза – распознавать свет, глазное яблоко стимулируется, следовательно, стимул должен состоять из света. Иллюзию фантомной конечности можно объяснить точно так же. «Все раздражения кожных нервов, даже когда они затрагивают ствол или сам нервный центр, воспринимаются как происходящие на внешней поверхности кожного покрова», – предположил Гельмгольц [30].

Ученый применил данное понимание к нормальному восприятию и утверждал, что, когда мы что-то воспринимаем, нервная система занята тем, что он назвал «бессознательными выводами» о природе воспринимаемого объекта. Восприятие – не просто впечатления, вызванные окружающей средой, а скорее «бессознательно сформированные индуктивные[121] выводы», писал он [31]. Объяснение Гельмгольца намекало на некий процесс в нервной системе, анализирующий ситуацию без участия разума. При достаточном повторении процесс становился совершенно бессознательным, утверждал ученый. Мы учимся воспринимать.

Другой «бессознательный вывод», описанный Гельмгольцем, заключался в том, как наш мозг выстраивает стереоскопическое, трехмерное представление о мире из немного различающихся изображений, воспринимаемых каждым глазом по отдельности (попробуйте попеременно открывать и закрывать каждый глаз, и увидите, как отличается картинка). Его коллега Вильгельм Вундт указывал, что где-то в зрительной системе мозга, прежде чем мы осознаем этот процесс, два изображения синтезируются в связный образ, благодаря чему мы сохраняем полноту восприятия. Впечатление о трехмерном мире создается мозгом из пары двухмерных образов без нашего ведома.

Мозг делает собственные выводы о мире прежде, чем мы поймем это.

Два других представителя немецкой школы физиологии, Эрнст Вебер и его ученик Густав Фехнер, выяснили, что способность находить различия между двумя стимулами изменяется с их амплитудой[122]. Например, чем тяжелее два объекта, тем существеннее должна быть разница между ними, чтобы мы смогли ее обнаружить. То же самое относится и к другим сенсорным модальностям, при этом наблюдается логарифмическая зависимость между интенсивностью раздражителя и величиной субъективного ощущения. Иначе говоря, мы очень хорошо улавливаем небольшие различия между низкоинтенсивными стимулами.

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «Литрес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на Литрес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

Примечания

1

Французская академия наук была учреждена в 1666 году Людовиком XIV. – Здесь и далее, если не указано иное, прим. ред.

2

Оптогенетика – методика исследования работы нервных клеток, основанная на внедрении в их мембрану специальных каналов – опсинов, реагирующих на возбуждение светом.

3

Джон фон Нейман (1903–1957) – американский математик и физик, внесший существенный вклад в развитие науки. Известен как создатель «архитектуры фон Неймана» – принципа совместного хранения команд и данных в памяти устройства, который используется в большинстве современных компьютеров.

4

Глубокое обучение (deep learning) – совокупность методов машинного обучения, основанных на обучении представлениям, а не специализированным алгоритмам под конкретные задачи. Иными словами, глубокое обучение построено на имитации работы человеческого мозга в процессе обработки больших массивов информации и создания паттернов, используемых для принятия решения.

5

Шабака – царь Кушитского царства и фараон Древнего Египта, правивший приблизительно в 716–701 годах до н. э. Камень Шабаки также известен как «Памятник Мемфисского богословия».

6

Миф, высеченный на камне Шабаки, повествует о начале мира, о его сотворении. Образ Творящей бездны представляется в виде Птаха – бога-демиурга, создавшего первых восемь богов, среди которых Амон и Амонет – из них Птах творит мир и все сущее в нем «языком и сердцем».

7

Пуэбло (от исп. pueblo – «народ», «селение») – группа индейских народов Юго-Запада США.

8

В настоящее время Кротоне – итальянский город-порт (а также провинция) на берегу Ионического моря.

9

Цит. по: Аристотель. О частях животных / пер. В. П. Карпова. М.: Биомедгиз, 1937 («Классики биологии и медицины»).

10

Проведение прижизненных хирургических операций.

11

Раннехристианский богослов Тертуллиан характеризовал Герофила так: «Для Герофила, пресловутого врача или, вернее, мясника, который, чтобы исследовать природу, изрезал шестьсот людей и возненавидел человека, чтобы познать его»

12

Слово animal («животное») имеет тот же корень, что и слово animated («одушевленный»), и относится к латинскому слову animus, обозначающему сердце и ум. – Прим. авт.

13

Немесий Эме́сский (предположительно кон. IV – нач. V в.) – ранневизантийский богослов, философ, представитель Александрийской школы неоплатонизма, автор трактата «О природе человека».

14

Аврелий Августин Блаженный (354–430) – христианский богослов и мыслитель, епископ Иппонский, один из Отцов христианской Церкви.

15

Салернская врачебная школа – высшая медицинская школа, возникшая в IX веке в итальянском городе Салерно.

16

Альберт Великий, Альберт фон Больштедт (около 1200–1280) – средневековый философ, теолог, наставник Фомы Аквинского. Альберт Великий изложил и прокомментировал почти все работы Аристотеля.

17

Иоганн Гутенберг впервые применил ручной печатный станок в середине 1440-х годов. Би Шэн, китайский кузнец, изобрел подвижной шрифт в XI веке – между 1041 и 1048 годами.

18

Современные ученые полагают, что рисунки к учебнику Везалия были созданы в мастерской самого Тициана.

19

«Дю Лоренс описал широко распространенный „стеклянный бред”, при котором пациенты были убеждены, что сделаны из стекла, и боялись, что могут разбиться. Частота сообщений об этих симптомах снизилась с начала девятнадцатого века, показывая, что некоторые симптомы психического здоровья тесно связаны с социальным контекстом. Это справедливо даже в отношении посттравматического стрессового расстройства у солдат – сейчас наблюдаются совсем другие симптомы, чем во время Первой мировой войны». Speak, G. (1990), History of Psychiatry 1:191–206.

20

Перевод цитаты Т. Щепкиной-Куперник.

21

Речь идет об инквизиционном процессе над физиком и астрономом Галилео Галилеем, состоявшемся в Риме в 1633 году. Галилей был обвинен в активной поддержке гелиоцентрической системы мира Николая Коперника, которую католическая церковь ранее, в 1616 году, осудила как еретическое учение. В результате, несмотря на согласие отречься от коперниканства и покаяться, Галилей был приговорен к пожизненному заключению в тюрьме, которое впоследствии было заменено на домашний арест и пожизненный надзор инквизиции.

22

Реальные и воображаемые автоматы существовали и в древности, но по непонятным причинам не вызывали такого рода размышлений у философов. – Прим. авт.

23

По словам историка Эрики Дэйгл, «природа пневмы всегда ставила в тупик читателей теории Галена, в число которых входят Везалий, Томас Уиллис, Декарт и другие заинтересованные лица XVII века». Она может добавить меня в этот список. Daigle, e. (2009), ‘Reconciling Matter and Spirit: The Galenic Brain in early Modern literature’, PhD thesis, University of Iowa, USA, p. 7.

24

Томас Уиллис (1621–1675), Виллизий – выдающийся английский врач, анатом и физиолог, участник первой документированной реанимации, проведенной 14 декабря 1650 года. Уиллис является одним из создателей Лондонского королевского общества. В его честь назван большой артериальный круг мозга – Виллизиев круг.

25

Лондонское королевское общество – ведущее научное общество Великобритании, одно из старейших в мире, создано в 1660 году и утверждено королевской хартией в 1662 году.

26

Сэр Кристофер Рэн (1632–1723) – английский архитектор и математик, перестроивший центр Лондона после пожара 1666 года. Один из основателей Лондонского королевского общества.

27

Гекатомба в Древней Греции – торжественное жертвоприношение из ста быков. В поэмах Гомера – от 12 до 100 голов скота. Этим словом обозначалось любое количество жертвенных животных, даже если оно не достигало сотни. Впоследствии гекатомба – любое масштабное торжественное жертвоприношение.

28

Термин «впечатление», который в XVII веке использовался как синоним слова «ощущение», отражал идею о том, что восприятие включает в себя физический след, изменяющий форму или функцию нервов посредством какого-либо давления. – Прим. авт.

29

Мозолистое тело – наиболее мощный пучок проводников головного мозга (белое вещество), соединяющий полушария большого мозга.

30

Эманация – истечение, выделение чего-либо откуда-либо.

31

Цит. по: Томас Гоббс. Левиафан / пер. Н. Федорова, А. Гутермана // Томас Гоббс. Сочинения: В 2 т. М.: Мысль, 1991. Т. 2. 731 с.

32

Маргарет Кавендиш (1623–1673) – английская писательница, фрейлина королевы Генриетты-Марии Французской. Наиболее известное ее произведение – фантастический роман «Пылающий мир» (1666).

33

Цит. по: Бенедикт Спиноза. Этика / пер. Н. А. Иванцова // Бенедикт Спиноза. Избранные произведения: В 2 т. М., 1957. Т. 1. 632 с.

34

Готфрид Лейбниц (1646–1716) – немецкий философ, математик, механик, физик, юрист, историк, дипломат, языковед. Основатель и первый президент Берлинской академии наук. Среди открытий Лейбница значится описание двоичной системы исчисления, учение о бессознательной психической жизни, закон сохранения энергии, создание комбинаторики как отдельной научной дисциплины и генеалогическая классификация языков. Лейбниц также разработал особую философскую систему – монадологию.

35

Цит. по: Лейбниц Г. В. Монадология / пер. М. Боровского и др. // Лейбниц Г. В. Сочинения: В 4 т. М.: Мысль, 1982. Т. 1. 636 с.

36

Термин «самость», введенный в научный оборот К. Г. Юнгом, означает архетип целостности, принцип единства сознательной и бессознательной частей психики индивида, полноты человеческого потенциала.

37

Моя коллега, профессор Хелен Биби, уверяет меня, что я не один сталкиваюсь с трудностями понимания Локка: «Ваш взгляд на Локка типичен для страшекурсников философских факультетов». – Прим. авт.

38

Цит. по: Дж. Локк. Опыт о человеческом разумении / пер. А. Н. Савина // Дж. Локк. Сочинения: В 3 т. Т. 1. М.: Мысль, 1985. 623 с.

39

Ричард Бентли (1662–1742) – английский философ-богослов, филолог и критик, член Королевского общества. Считается основателем классической филологии.

40

Эмерджентность, или эмергентность, в теории систем – появление у системы свойств, не присущих ее элементам в отдельности; несводимость свойств системы к сумме свойств ее компонентов.

41

«Математические начала натуральной философии» (1687) – фундаментальный труд Ньютона, в котором он сформулировал закон всемирного тяготения и три закона движения, ставшие основой классической механики и названные его именем.

42

Джорджо Бальиви (1668–1708) – итальянский врач и ученый, член Королевского общества. Бальиви отстаивал принципы рационального клинического наблюдения, а также характеризовал физиологию живого организма с помощью механических терминов.

43

Кальвинизм – одно из течений протестантизма, основанное в XVI веке французским теологом и проповедником Жаном Кальвином.

44

Дэвид Гартли (1705–1757) – английский мыслитель, создатель теории ассоцианизма, в рамках которой ассоциация рассматривается в качестве универсального механизма сознания и психической жизни человека.

45

Витализм – устаревшее учение о наличии в живых организмах нематериальной сверхъестественной силы, управляющей жизненными явлениями – «жизненной силы» (лат. vis vitalis) («души», «энтелехии», «археи» и проч.). Теория витализма постулирует, что процессы в биологических организмах зависят от этой силы и не могут быть полностью объяснены законами физики и химии.

46

Диссентеры – в Англии одно из наименований протестантов, отклонявшихся от официально принятого вероисповедания. Термин появился в связи с распространением Реформации и применялся с XVI века для обозначения тех, кто подвергался преследованиям со стороны государственной церкви. В зависимости от характера последней, диссентерами в разное время назывались представители различных вероисповеданий. Чаще всего к диссентерам причисляли пуритан. При королеве Елизавете I диссентерами называли всех противников англиканской церкви, включая католиков.

47

Мы до сих пор не знаем. – Прим. авт.

48

Иржи (Георг) Прохаска (1749–1820) – австрийский, чешский физиолог, анатом и окулист. В 1779 году ученый опубликовал работу «О структуре нервов», где дал описание нервной системы. Прохаска является одним из создателей рефлекторной теории, положенной в основу нейрофизиологии.

49

Огни святого Эльма – разряд в форме светящихся пучков или кисточек, возникающий на острых концах высоких предметов при большой напряженности электрического поля в атмосфере.

50

Методизм – протестантская конфессия, распространенная главным образом в США и Великобритании. Возникла в XVIII веке, отделившись от англиканской церкви с требованием последовательного и методичного соблюдения евангельских предписаний. Методисты проповедуют религиозное смирение и кротость.

51

Леопольдо Марко Антонио Кальдани (1725–1813) – итальянский анатом, профессор медицины.

52

Феличе Фонтана (1730–1805) – итальянский физик, натуралист, анатом, химик. В 1777 году ученый открыл (одновременно с К. Шееле) способность свежепрокаленного древесного угля поглощать газы. В 1782-м обнаружил образование горючего газа при пропускании водяного пара через раскаленный уголь.

53

В английском языке слово torpedo также используется в качестве названия для электрического ската.

54

В биологии существует термин «гальванизм», называющий эффект сокращения мышцы в результате стимуляции электрическим током. Современный аналог термина – электрофизиология.

55

Именем итальянского физика Алессандро Вольты и названа единица измерения электрического напряжения – вольт.

56

Александр фон Гумбольдт (1769–1869) – немецкий географ, натуралист и путешественник. Считается одним из основателей географии как отдельной дисциплины.

57

Одним из исключений является словосочетание atomic pile, которое до сих пор используется для именования ядерного реактора. «Атомная батарея» звучит странно. – Прим. авт.

58

Гемфри Дэви (1778–1829) – британский химик, физик, геолог и изобретатель, один из основателей электрохимии. В 1799 году ученый открыл и описал опьяняющее и анестезирующее действие веселящего газа (закись азота), предположив, что его можно использовать в хирургии.

59

Вольта не получил никакого эффекта, потому что фактически не стимулировал обонятельные нейроны, которые расположены высоко в носовой полости, примерно на уровне глаз, и свисают вниз от основания черепа. Не пытайтесь повторить это в домашних условиях. – Прим. авт.

60

Публичные опыты Джованни Альдини также называют «электрическими плясками».

61

Также известная как «Британника».

62

Целью своей жизни Питер Марк Роже видел создание особого словаря для философов. «Тезаурус Роже» был составлен им в 1805 году, опубликован в 1852 году и оказался очень успешным: словарь переиздавался 28 раз.

63

Элиза Шарплз (1803–1852) – одна из первых женщин в Англии, выступавших с лекциями о свободомыслии, радикальной политике и правах женщин.

64

В 1819 году Карлайл сыграл ключевую роль в освещении бойни Петерлоо в Манчестере. Его труды послужили источником для знаменитой поэмы Перси Биши Шелли «Маска анархии». – Прим. авт.

65

Герман фон Гельмгольц (1821–1894) – немецкий физик, физиолог, психолог, акустик. Внес значительный вклад в описание закона сохранения энергии, заложил основы гидродинамики и метеорологии, сформулировал теорию аккомодации глаза и разработал учение о цветовом зрении. Гельмгольц изобрел ряд медицинских (офтальмоскоп, факоскоп) и технических устройств (катушка Гельмгольца, резонатор Гельмгольца). Сотрудниками и учениками исследователя были В. Вундт, И. М. Сеченов и Д. А. Лачинов.

66

Эрнст Геккель (1834–1919) – немецкий естествоиспытатель и философ. Автор терминов «питекантроп», «филогенез» и «онтогенез» и (вероятно) «экология». Геккель построил первое генеалогическое древо животного царства; сформулировал биогенетический закон, согласно которому в индивидуальном развитии организма как бы воспроизводятся основные этапы его эволюции. В 1900 году Геккель быль награжден медалью Дарвина.

67

Рудольф Вирхов (1821–1902) – немецкий ученый и политический деятель, врач, патологоанатом, гистолог, физиолог, один из основоположников клеточной теории в биологии и теории клеточной патологии в медицине. Вирхов выяснил строение слизистых оболочек и промежуточной ткани нервной системы; доказал возможность новообразования серого вещества мозга, разъяснил зависимость формы черепа от сращения швов. Также исследователь известен своими археологическими и палеонтологическими изысканиями.

68

Эмиль Генрих Дюбуа-Реймон (1818–1896) – немецкий физиолог, основоположник электрофизиологии, автор молекулярной теории бипотенциалов. Как философ Дюбуа-Реймон являлся представителем механистического материализма.

69

Это можно объяснить наличием проводящих (тканевых) жидкостей на внешней стороне нерва. – Прим. авт.

70

Метафора работала в обоих направлениях: не только нервная система была описана как подобие телеграфа, но и телеграфная система описывалась как нервная система страны. На языке того времени и телеграф, и нервы сообщали информацию почти мгновенно и позволяли действовать незамедлительно.

71

Чарльз Бэббидж (1791–1871) – английский математик, разработавший в 1833 году проект универсальной цифровой вычислительной машины, ставшей прообразом современной ЭВМ.

72

Разностная машина Чарльза Бэббиджа должна была осуществлять автоматические расчеты и оперировать большими числами, таким образом заменив на производстве людей-счетоводов. К сожалению, Бэббидж не смог реализовать собственный проект. В 1854 году шведский изобретатель Шойц по чертежам Бэббиджа построил несколько разностных машин. В 1991 году в Лондонском научном музее была сконструирована работающая копия «Разностной машины 2».

73

На сегодняшний день теория четкой локализации функций внутри мозга существенно откорректирована. – Прим. науч. ред.

74

На Диккенса популярная псевдонаучная концепция не произвела особого впечатления. В «Больших надеждах» преступник Магвич объясняет, что он подвергся френологическому обследованию, прежде чем дать более простое объяснение своему поведению: «…некоторые обмеряли мне голову, – лучше бы они мне живот обмерили» (перевод М. Лорие). – Прим. авт.

75

Томас Рид является основателем Шотландской школы здравого смысла. Рид верил, что здравый смысл (в особом философском понимании) является, или, по крайней мере, должен таковым стать, основой разрешения любой философской проблемы. Последователем школы был и Дугалд Стюарт.

76

Уильям Уэвелл впервые употребил слово «ученый» в печати в 1834 году в рецензии на книгу Мэри Сомервилль «Взаимосвязь физических наук». Он придумал его несколько лет назад, чтобы описать «джентльменов» из Британской ассоциации содействия развитию науки. Whewell, W. (1834), The Quarterly Review 51:54–68, p. 59.

77

Адам Седжвик (1785–1873) и Чарлз Лайель (1797–1875) считаются основоположниками современной геологии.