Эми вдруг подняла палец в воздух, чтобы показать, что ей в голову пришло сравнение.
– На что?
– На дорогу на картине. На очень плохой картине, понимаете? Где дорога становится у́же и у́же, чтобы вы поняли, что она уходит вдаль. Однако вы знаете, что это ненастоящая дорога и что она никуда не ведет.
– Это очень хорошее описание. Не понимаю, почему вы сначала сказали, что не можете объяснить свое состояние.
– Думаю, потому что я не передаю его в точности. Чтобы это сделать, мне надо погрузиться в это чувство, но если я это сделаю, то буду не в состоянии его описать.
– Мне кажется, вы прекрасно справляетесь. Хотите что-то добавить?
– Так начинаются все припадки. В большинстве случаев это чувство просто постепенно проходит, но иногда мне делается хуже, и я отключаюсь.
– Тогда припадки становятся страшными?
– Да. Мне начинает казаться, что я скатываюсь к подножию холма, даже если я твердо стою на земле. Если я иду, когда это происходит, то начинаю шагать так, будто действительно спускаюсь с очень крутого холма. Я знаю, что холма нет, но все равно так иду. По крайней мере мне всегда так казалось, но мама говорит, что я вовсе не так хожу. По ее словам, я продолжаю идти нормально.
– Вы находитесь в сознании, когда это происходит?
– Да, пока дорога не начинает меня засасывать. Тогда я отключаюсь.
– Это вы и называете «Алиса в Стране Чудес»?
– Да.
Наиболее известным человеком, который использовал нейростимуляцию для определения функций мозга, был Уайлдер Пенфилд, американский нейрохирург, работавший в Канаде в середине ХХ века. Он применял электрическую стимуляцию для систематического изучения функциональной нейроанатомии коры мозга. Свои наблюдения он представил в виде диаграммы, которую обычно называют гомункулусом. Она представляет собой человека, обволакивающего поверхность мозга. Каждая из частей его тела используется, чтобы определить, где находится соответствующая ей двигательная или сенсорная область мозга. Пропорции гомункулуса гротескны: у него гигантский большой палец и язык по сравнению с относительно маленьким туловищем. Они показывают, какая часть коры мозга задействована для удовлетворения сложных двигательных или сенсорных потребностей разных частей тела.
Кортикальный гомункулус
Бродман пытался понять мозг, создав гистологическую карту, в которой отражались функции мозга. Несмотря на свою ограниченность, рисунки Пенфилда и Бродмана были удивительно точными. Двигательная область гомункулуса соответствует полю Бродмана под номером четыре. Полоса коры мозга, где обрабатывается сенсорная информация, относительно близка первому, второму и третьему полям Бродмана. Однако эти карты могут ввести в заблуждение, так как на них конкретная область мозга соответствует лишь одной функции.
Поля Бродмана
Способ обработки мозгом зрительной информации – прекрасный пример вызова, брошенного ранним исследователям мозга. Ни один из доступных методов не позволял им получить полное представление о работе этого органа. Функции могли быть изучены лишь на базовом уровне. Исследовать можно было лишь те из них, за которыми легко было наблюдать и которые легко было измерить и описать. Осознанные движения, чувства и речь оценить было гораздо проще, чем высшие функции, включающие мысли и эмоции.
Нейростимуляция Пенфилда показала, что обработка зрительной информации происходит в затылочной доле в задней части головы (семнадцатое поле Бродмана). Можно ошибочно подумать, что глаза как бы фотографируют, а затылочная доля сохраняет снимок, однако мозг не похож на фотоаппарат. Визуальные стимулы подвергаются нескольким этапам обработки, которые происходят в разных областях мозга. Нейростимуляция никогда бы этого не определила.
Мозг не похож на фотоаппарат: визуальные стимулы подвергаются нескольким этапам обработки, которые происходят в разных областях его.
Только в XXI веке мозг стал понятен на более высоком уровне. Это произошло благодаря изобретению функциональной МРТ (фМРТ). Стандартная МРТ показывает только анатомию, в то время как фМРТ позволяет оценить работу областей мозга. Для ее проведения используется обычный магнитно-резонансный томограф, однако она подразумевает статистический анализ, который позволяет сравнить кровоснабжение мозга, когда человек выполняет задание и когда отдыхает. Например, пациент проходит МРТ, сначала слушая музыку, затем – белый шум. По разнице между двумя снимками можно определить, какие области мозга задействованы в восприятии музыки.
Функциональная МРТ зарекомендовала себя как наиболее удобный инструмент для детального изучения думающего мозга, однако и у нее есть ограничения. Снимки МРТ – это лишь тени, по которым необходимо сделать важнейшие выводы. Однако где умозаключения, там и ошибки. Отрезвляющее исследование, проведенное в 2009 году с использованием фМРТ, напомнило нам об этом. Группа ученых показывала мертвой семге фотографии людей в различных социальных ситуациях и (естественно, в шутку) спрашивала рыбу, какие эмоции испытывают люди на каждом кадре. Во время расспроса мозг семги сканировали. Когда итоговые снимки сравнили, ученые явно увидели области активности в мозге рыбы. Их легко можно было бы назвать психологическими, но, так как это было невозможно, они стали явным доказательством ложного положительного эффекта, приписываемого статистическому анализу. Если на каждый набор снимков провести достаточно статистических тестов, то некоторые из них окажутся положительными.
Несмотря на это, фМРТ определенно внесла большой вклад в понимание работы мозга. Она показала, что обработка зрительной информации не ограничивается семнадцатым полем Бродмана. Знание этого хотя бы частично позволяет объяснить, почему Эми чувствовала себя Алисой в Стране Чудес.
Когда мы смотрим на что-то, то видим цельный предмет. Однако наш мозг не обрабатывает зрительную информацию просто и прямо. Окончательное изображение является конструкцией. Для преобразования зрительной информации требуются связанные нейронные пути, не все из которых находятся в затылочной доле. Первичная зрительная кора, расположенная в затылочной доле, позволяет определить, что мы видим, только на базовом уровне. Это лишь первый этап из нескольких. Оттуда зрительные стимулы переходят на последовательную обработку в разные области мозга. Значительная часть более детальной обработки происходит за пределами затылочных долей. У первичной зрительной коры есть множество связей, благодаря которым она быстро передает информацию теменным и височным долям. В височных долях производится самая сложная обработка зрительных сигналов.
Когда мы смотрим на предмет, нам нужно оценить его глубину, цвет, форму. Мы смотрим на свет в комнате. Мы определяем, двигается ли предмет, и если да, то как быстро. Мы решаем, знаком ли нам этот предмет. Функциональная МРТ помогла определить, в каких именно областях мозга все это происходит: одна область в височной доле важна для распознавания линейного и кругового движения, другая активизируется, когда мы смотрим на формы и цвета.
Так как зрительная информация обрабатывается посредством связей между разными областями мозга, возможна ситуация, при которой один аспект обработки визуальной информации пострадает из-за болезни, а остальные останутся в норме. В книге Оливера Сакса «Человек, который принял жену за шляпу» описан художник, утративший способность распознавать лица. Он узнавал предметы, но не собственную жену. Если бы МРТ существовала при жизни этого человека, то она, скорее всего, выявила бы повреждение веретенообразной извилины – области мозга в нижней части височной доли, ответственной за распознавание знакомых лиц. (Интересно, что эта же область активизируется, когда автолюбитель видит машину, которой восхищается. Ни одна из областей мозга не выполняет одну-единственную функцию.)
Только поняв, как устроен и работает мозг, можно понять, как влияют на него заболевания. Эпилептический припадок также может воздействовать на каждый из этапов обработки зрительной информации.
Веретенообразная извилина отвечает за распознавание знакомых лиц. Она же активизируется у автолюбителя, смотрящего на любимую модель машины.
Дженна была молодой женщиной с необычной проблемой. Она периодически видела яркие мигающие пятна. Это длилось всего одну или две минуты, но случалось несколько раз в день. В эти моменты ей было сложно сфокусироваться. При этом она не теряла сознание, поэтому могла четко описать, что с ней происходило. В остальное время Дженна видела нормально. Когда врачи обследовали ее в момент проявления симптомов, они обнаружили нечто очень необычное: ее зрачки то сужались, то расширялись. Во время некоторых припадков конечности ритмично трясутся, но в случае Дженны то же самое происходило с ее зрачками. Приступ ритмичного расширения и сужения зрачков, длящийся несколько секунд, называется «гиппус». Он является редким проявлением эпилепсии. У Дженны была патология в связке между правой височной и теменной долями, однако до конца неизвестно, как именно она вызывала гиппус. Учитывая место зарождения припадка, можно предположить, что он приводил к временному нарушению способности Дженны распознавать цвет, тень и движение. Возможно, ее зрачки просто отвечали так на неоднозначное сообщение, которое получали от мозга.
Припадки Эми в стиле «Алисы в Стране Чудес» были зрительными иллюзиями. Иллюзия – это ошибочное восприятие, искажение реальных чувственных ощущений, принятие одной формы за другую. На томограмме Эми были видны значительные поражения мозга, которые являлись последствием менингита. На правой височной и затылочной долях у нее были большие рубцы. Я показала ей снимок, когда мы это обсуждали.
– У меня на мозге рубцы? – Она выглядела встревоженной, несмотря на мои попытки ее успокоить.
– Да, но они появились практически тридцать лет назад! Вы жили с ними всю жизнь, и все было нормально. Они не оказывали на вас значительн