Генрих Иваницкий
Индивидуальность каждого из нас определяется прежде всего нашим мозгом. Когда-то думали, что мыслительные способности прямо пропорциональны только весу мозга или отношению между весом мозга и тела, или количеству извилин, то есть поверхности мозга... Но среди людей с небольшим мозгом были замечательные представители науки и искусства. Например, мозг Анатоля Франса весил 1017 граммов. Известны случаи очень крупного мозга у ненормальных людей. У нормального человека мозг весит в среднем 1375 граммов. Колебания веса по популяции довольно большие – от 900 до 2800 граммов.
Многие исследователи пытались вычислить для животных и человека отношения между поверхностями древней и новой коры, а особенно между ее самыми юными областями. Оказалось, что в коре высших обезьян, и прежде всего людей, самые молодые области коры занимают и наибольшую площадь. Молодыми эти зоны называют потому, что увеличение их размеров относительно других частей мозга началось сравнительно поздно в ходе эволюции животного мира. Доля этих зон в процессе эволюции постепенно увеличивалась. Самой молодой структурой мозга является лобная (фронтальная) кора, именно она, как показывают экспериментальные данные, причастна к организации сложных форм человеческого поведения.
Что будет, если ее разрушить? Существует ряд гипотез, объясняющих механизм поведения животных с поврежденной лобной корой. Гипотеза академика П.К.Анохина постулировала, что деятельность лобной коры не связана с отдельными функциями мозга – памятью, восприятием, мотивациями, эмоциями, а осуществляет лишь их интеграцию. Американский нейропсихолог К.Прибрам считал, что лобная кора сравнивает мотивации – голод, жажду, половую потребность – с внешними стимулами, и из этого сравнения она конструирует намерение или программу действий с учетом желаемых последствий. Польский исследователь Ю.Конорский предполагал, что разные участки фронтальной коры выполняют и разные функции – такие, как пространственная или временная память, следование за живым существом или неодушевленным предметом и т.д. Сегодня можно с уверенностью, основанной на последних исследованиях по термографии мозга, утверждать, что в лобной коре происходит сравнение предполагаемого человеком образа внешней среды с реальной ситуацией.
Если эта часть мозга поражена (опухоль, травма, нагноение), то реальное восприятие внешней среды и самооценка самого себя в этой ситуации нарушаются. Человек с поврежденной лобной корой превращается в раба ситуации, так как цикл взаимодействия личности с внешней средой разрушен. В этом смысле страшной является операция лейкотомии (лоботомии), то есть рассечение основных связей лобной коры от остальной части мозга или разрушение связей между правой и левой половинами лобной коры. Эта операция полностью уничтожает личность человека, уподобляя его растению.
Несколько десятилетий назад казалось, что лейкотомия – это победное оружие против шизофрении, тяжелых неврозов и других психических расстройств, то есть тех случаев, когда человек теряет власть над своим поведением, мыслью, эмоциями. Сегодня все единодушны – эта операция равнозначна убийству. В 1951 году в СССР лейкотомия была запрещена. Ее осудила и римско-католическая церковь.
Предпринимались многочисленные попытки связать количество нейронов в различных формациях мозга человека со способностями человека. К этим исследованиям оказался причастным и автор. Моя кандидатская диссертация, выполненная в начале 60-х годов в Институте биологической физики АН СССР и Научно-исследовательском институте нейрохирургии имени Н.Бурденко, так и называлась – «Разработка методов автоматического подсчета и измерения клеток мозга». Однако удалось только показать, что уменьшение числа нейронов и увеличение числа глиальных клеток связано с сосудистыми заболеваниями мозга, а зависимость поведения от числа нейронов четко не прослеживалась. Теперь, спустя 25 лет, становится ясно, что наш мозг работает по автоволновым принципам (подробнее см. «Наука и жизнь» №2, 1980), поэтому такой четкой зависимости и не должно быть.
Много для понимания работы мозга дал метод электростимуляции. Вживление в мозг электродов и электрическое раздражение отдельных его участков позволили искусственно вызывать соответствующие реакции организма. Воздействовать на мозг можно и на расстоянии, при этом электроды подсоединяют к приемнику, который укреплен на голове животного. По сигналу экспериментатора можно мгновенно превратить ленивое животное в сверхактивное, миролюбивое – в агрессивное, заставить его поднять лапу, состроить гримасу или после сытного обеда вторично приступить к еде. Проводившиеся начиная с 60-х годов опыты на обезьянах показали, что подобные эксперименты не наносят заметного вреда организму. Зачем же нужны такие исследования?
Во-первых, их результаты используются в медицине. Электроды вводили в мозг больных при тяжелых формах эпилепсии. Например, существует такой страшный недуг, как психомоторная эпилепсия. Во время припадков человек в ярости бросается на окружающих, даже близких ему людей, а после припадка ничего об этом не помнит. Электроды, введенные в мозг больных, позволяют обнаружить очаг заболевания и указывают путь хирургу. Кроме того, электроды сами могут служить микрохирургическим инструментом: если пропустить по ним ток повышенной силы, то маленькие участки мозга под электродами – очаги заболевания – будут разрушены.
Мозг не имеет болевых нервных окончаний, поэтому операция по вживлению электродов безболезненна, хотя и сложна. Совсем не просто попасть иглой с электродом в небольшое скопление нейронов размером с бусинку, находящееся в глубине мозга. Для успеха операции нужны специальные расчеты и аппаратура для прицельного введения электродов.
Увеличение доли объема ассоциативных зон новой коры мозга (заштрихованная область) в эволюции млекопитающих в сравнении со старой корой (черные области).
Во-вторых, данные, получаемые в результате опытов, обогащают пока еще скудные знания о коллективном поведении животных. Управляя поведением одного из них и наблюдая реакцию других, можно составить модель взаимодействия всей группы, понять, по каким законам живут разные виды животных, как они обмениваются информацией.
Что касается третьего направления, вытекающего из описанных выше экспериментов, то его польза для человечества сомнительна – это применение успехов биофизики в военных целях. Электрическое раздражение центров удовольствия, находящихся в мозге, подавляет волю, стабилизирует внимание любого животного. Например, крыса с электродами, вживленными в центр удовольствия, нажимала и отпускала педаль, включающую электрический стимул, в течение суток в среднем с частотой 2000 раз в час, отказываясь при этом даже от пищи. Подобные опыты с одинаковым успехом были повторены на кошках, обезьянах, дельфинах. Чередуя электрическое поощрение и наказание, можно быстро обучить животных, вырабатывая весьма точное выполнение поставленной задачи. Так, в одной из лабораторий, финансируемых военно-морским ведомством США, цель состояла в том, чтобы научить дельфинов отличать американские подводные лодки от всех других. Был проведен, например, такой опыт: дельфину показывали медную пластинку, заключенную в пластмассовый футляр. При этом его поощряли электрическим раздражением центра удовольствия. После нескольких сеансов обучения дельфин отличал медную пластинку от аналогичных пластин из алюминия и других металлов, заключенных в подобные пластмассовые оболочки.
Еще в августе 1966 года на проходившем в Москве XVIII Международном психологическом конгрессе известный нейрофизиолог Хосе Дельгадо (тогда он работал в США, в Йельском университете) рассказал об опытах по влиянию электростимуляции зон мозга на коллективное поведение животных: «До тех пор, пока опыты проводились на лабораторном столе, мы не могли считать их достаточно «чистыми». Нужно было добиться, чтобы животное не чувствовало присутствия экспериментатора, чтобы в течение всего опыта оно находилось в естественных, привычных для себя условиях. Перед нами стояла сложная задача: как определить, какую же реакцию вызвало электрическое стимулирование? У кошки широко раскрыты глаза, она скалит зубы – что это, ярость? Или, может быть, наоборот, страх? Требовался «ассистент», который смог бы безошибочно ответить на этот вопрос. Таким ассистентом стала вторая кошка, которую мы подсадили в клетку к подопытной. По поведению нашего «лазутчика» мы гораздо точнее могли судить о том, в каком состоянии находится хозяйка клетки».
Сейчас подобные опыты проводятся во многих лабораториях мира. На голове животного закрепляется приемник, от которого в различные отделы мозга тянутся электроды. С помощью передатчика экспериментатор, находящийся на расстоянии, посылает сигнал, который улавливается приемником. Одного миллиампера тока, протекающего по электроду в мозг, достаточно, чтобы изменить поведение животного. Разъяренный бык мчится на тореадора. Поворот выключателя, и поведение быка резко изменяется, он останавливается, успокаивается и покидает арену... В клетке – дружелюбно настроенные обезьяны. Экспериментатор нажимает кнопку, и поведение одного из молодых самцов меняется. Шерсть на его спине встает дыбом, он скалит зубы и вдруг бросается на более сильного вожака... Эти эксперименты, которые 20 лет назад сделали сенсацию, сегодня стали классическими и никого не удивляют.
Эмоциональные центры обнаружены также в мозгу человека. При раздражении одних точек мозга у испытуемых возникало очень приятное чувство, а при раздражении других – чувство испуга, тревоги или даже ужаса. Хотя испытуемые и понимают, что эти эмоции навязаны исследователем, тем не менее они им кажутся абсолютно реальными.
Приблизительно 20 лет назад в газете «Балтимор сан» со ссылкой на Американское национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) появилось сообщение о том, что предполагается найти в будущем своеобразное применение искусственному управлению эмоциями. Эксперты НАСА считают его идеальным средством контроля за поведением астронавтов на борту орбитальных космических лабораторий. Радиопередачу команд подразумевается проводить с земли непосредственно на мозг человека. Тогда можно будет осуществить управление жизнью астронавта: по электрическому приказу он будет засыпать и есть, забывать об одиночестве и настораживаться, становиться агрессивным и успокаиваться – у него не будет другого выбора.