Изучение памяти, которую И. М. Сеченов называл «едва ли не самым великим чудом животной и особенно человеческой организации», самым теснейшим образом связано с познанием деятельности мозга вообще, с изучением нашей психики во всех ее проявлениях. А эту деятельность мы знаем еще далеко не так, как хотелось бы.Как работает наш мозг? Какие процессы стоят за словами «понимаю», «думаю», «вспомнил»? Ответить мы еще не можем.
«Белую карту» мозга исследует огромная армия ученых. Рассказать обо всех аспектах, обо всех направлениях этой работы немногими словами невозможно. Хочется, однако, хотя бы несколькими фрагментами осветить проблемы, над которыми трудятся исследователи мозга.
Наверное, их творческий поиск можно сравнить еще и сейчас с положением первопроходцев Земли накануне великих географических открытий. Слишком много под черепной коробкой такого, что пока нельзя объяснить однозначно, с полным убеждением.
Впрочем, не будем и прибедняться. Открытия последних лет и десятилетий, сделанные нейрофизиологами, весьма красноречивы. Они лишний раз подтверждают ту великую истину, что для науки нет неприступных высот в познании. Страна Сознание все больше и больше раскрывает свое лицо, свои неповторимые особенности и необыкновенные возможности.
Еще в 50-х годах был сделан «скачок в неизвестное» при помощи метода вживленных электродов. Проще говоря, ученые стали использовать при изучении мозга электричество. Воздействуя на отдельные участки мозгового вещества электрическим раздражением (с помощью тончайших электродов), они получили замечательную возможность исследовать, как работают, за что отвечают отдельные участки мозга.
Канадский нейрохирург У. Пенфильд, оперируя пациента, прикоснулся электродом к нейронам височной области коры мозга. Больная ответила... воспоминаниями из далекого детства, причем в таких подробностях, которые она не вспомнила бы при обычных условиях.
Новый метод был взят учеными «на вооружение». Правда, он не помог в выяснении сущности памяти, но в других вопросах оказался весьма эффективным.
Поначалу опыты производились, понятно, на животных. И сразу же дали интереснейшие данные. Физиолог Олдс, экспериментируя с вживленными электродами, нащупал в мозгу особые «центры удовольствия». Подопытные — это были обезьяны — очень скоро поняли, как доставить себе удовольствие: нужно нажимать на рычаг, который включал электрическое напряжение. Явное свидетельство разумного поведения! Но об этом немного позднее.
Одним из энтузиастов нового метода стал испанский нейрофизиолог Хосе Дельгодо. Ученый добился выдающихся результатов. Обезьяны макаки-резусы — довольно сердитые животные. Обычно, когда человек протягивает к этой обезьянке руку, она старается схватить ее и укусить. Однако стоит подействовать электричеством на один из участков ее мозга, подавляющих свирепость животного, как обезьяна сразу же становится миролюбивой. Близость человека уже не приводит ее в ярость, ее можно спокойно гладить, даже дотрагиваться до рта. В то же время макака понимает все, что происходит вокруг, она даже протягивает лапу, чтобы коснуться руки человека, без всяких признаков враждебности.
Раздражение слабым электрическим током гипоталамуса (подкорковое образование мозга) у кошки вызывает, наоборот, ее агрессивность. А раздражение так называемой ретикулярной формации — участка, расположенного в стволе мозга,— побуждает животных к бегству, вселяет в них страх.
Совершенствуя электростимулирование, Дельгадо стал посылать токи в мозг животных по радио. Однажды он продемонстрировал перед зрителями необычайную корриду — поединок человека с быком: на арену выпустили быка с вживленными электродами; навстречу вышел Дельгадо с радиопередатчиком. Он нажал на одну из кнопок — бык в слепой ярости бросился на человека. Ученый тут же нажал на другую кнопку передатчика — и разъяренное животное мгновенно остановилось; его боевой пыл исчез столь же быстро, как и появился. Равнодушно посмотрев на человека, бык пошел обратно.
Дельгадо изучал не только отдельных животных, но и поведение их в стаде. Очень интересно было наблюдать, как вели себя обезьяны. Вожаку одной такой колонии вживили электроды, снимающие агрессивность, а включить их можно было нажатием рычага, который находился тут все, в клетке. Все обезьяны довольно быстро поняли значение рычага. Стоило Али — так звали вожака — проявить свой властный характер, как одна из самок тут же нажимала на рычаг, и агрессивности Али как не бывало. Обезьяны, забыв страх и почтительность к «хозяину», начинали вести себя как хотели.
Однако, когда воздействие током прекращалось, глава обезьяньей семьи быстро восстанавливал прежний порядок.
Когда электростимулирование было в течение многих лет всесторонне проверено на животных, его стали применять и для изучения человеческой психики. С помощью вживленных электродов можно воздействовать на мышление человека, вызывать чувство удовольствия и страха, дружелюбия и враждебности... Более того, лечить различные заболевания. Такие работы ведутся в Ленинграде, в Институте экспериментальной медицины.
Вот только один пример. Человек потерял на войне руку, но шли годы, а отнятая рука как бы продолжала жить — она непереносимо «болела». Такие боли — их называют фантомными — известны врачам. С ними очень трудно бороться. На этот раз решили применить вживленные электроды.
Успех превзошел ожидания...
Еще не так давно считалось, что наш мозг разбит на «княжества» и каждое из них отвечает за определенную функцию. «Ныне это мнение оставлено,— говорит директор названного выше института академик АМН СССР Н. Бехтерева.— Наш орган мышления, видимо, работает как сопряженная, согласованная система. В каждом акте, в каждом решении принимают участие многие его части, множество клеток...
Возникает вопрос: что же происходит в такой сопряженной системе, если где-то проскальзывает ошибка, случается сбой? Подходы к ответу на вопрос намечает интересное исследование молодого сотрудника нашего института В. Речйна. Больного со вживленными электродами просили выполнить какое-нибудь несложное задание. Например, запомнить и воспроизвести набор цифр или слов. Неожиданно обнаружилось, что во время неправильного исполнения задания определенная группа клеток начинает проявлять активность. Попавший в них электрод точно доносил об их состоянии».
Значит, в нашем центре, управляющем всем организмом, есть своеобразный «детектор ошибок». Он как бы предупреждает другие отделы мозга: «Вы поступаете неправильно!» И такое предупреждение, по-видимому, идет от глубинных участков мозга, минуя наше сознание.
Не отсюда ли идет убеждение, что человеку иной раз об ошибочном шаге говорит его «внутренний голос»? Вот и здесь научные поиски в конечном счете обнаруживают в таинственном, «потустороннем» явлении вполне материальные причины.
О существовании «детектора ошибок» свидетельствуют и житейские факты. Многие люди, близкие к природе, прекрасно ориентируются даже в незнакомых местах. Индейцы Южной Америки никогда не стремятся запоминать дорогу домой в джунглях. В определенный момент они решают, что пора возвращаться и, не блуждая в лесу, выходят к своим хижинам. Надо думать, им помогает в дороге «детектор ошибок».
Кстати сказать, эта способность, как и многое другое, роднит нас с тем миром, из которого все мы когда-то вышли. Хорошо известно, какой удивительной подсознательной ориентацией обладают те же кошки. В мае 1976 года в «Правде» сообщалось о подобном случае, объяснить который никто не берется. Семья А. Олейника, работающего на заводе ферросплавов на Урале, решила отдохнуть в южных краях. Поехали туда на «Жигулях». Дети прихватили с собой любимца, кота Чапу. Доехали до Волги, и кот исчез. Прошел месяц отдыха, семья возвратилась домой, а через какое-то время появился и Чапа.
Путешествие, которое он совершил, поражает. Ведь кот нашел свой дом, своих друзей буквально «за тридевять земель» — от волжских берегов до Двуреченска, где живут Олейники, более полутора тысяч километров!
Говорить здесь о каких-то сознательных действиях животного не приходится. Тогда что же?
...Среди "мозговых феноменов известны случаи, когда человек не чувствует боли. Совсем. Правда, это очень редкое явление. Медицина знает около ста подобных случаев. Естественно, они привлекают к себе внимание ученых.
Еще в детстве родители маленькой Кристины, жительницы американского городка, не раз отмечали удивительное «терпение» девочки — она не плакала, даже когда сломала ногу, упав с велосипеда. О переломе узнали только после того, как на ноге появилась опухоль. Позднее открылись и совсем поразительные вещи. Кристина могла взять с плиты раскаленную сковороду, спокойно держать ее в руках сколь угодно долго. Она не знала, что такое боль!
Около десяти лет назад такой же сюрприз природа преподнесла девочке Монике из семьи венгра Хайналь. Когда она в пять лет заболела воспалением легких, врачи обнаружили, что ребенок не чувствует боли.
Жизнь без боли! Не думайте, что это благо. С одной стороны, конечно, хорошо никогда не иметь столь неприятных ощущений, но нельзя забывать о другом — боль предупреждает нас: в организме что-то случилось. Иной раз это просто реакция на укол или ожог. Но, с другой стороны, часто боли сигнализируют о начинающейся болезни, о серьезных нарушениях в организме. Так что «безболезненная жизнь» таит в себе много опасностей. Той же Монике родители каждый раз, как она приходит домой с поцарапанной кожей, настойчиво объясняют, что рана может привести к неприятным последствиям, если не позаботиться о чистоте, о лечении.
Причины этого редкого заболевания — если его можно назвать заболеванием — еще не выяснены. Высказываются лишь предположения. Вот одно из них: невосприимчивость к боли связана с нарушением деятельности нервных волокон, передающих болевые импульсы от нервных окончаний к определенным участкам мозга.
Если жизнь без боли совсем не так привлекательна, как может показаться на первый взгляд, то жизнь без памяти без преувеличения ужасна. Только представьте себе: ничего не помнить, забыть обо всем!
Семья англичанина Смита в декабре 1972 года проводила свой отпуск в Греции. В один из дней, проснувшись рано утром, жена Смита с удивлением обнаружила, что находится в незнакомой гостинице, в незнакомой стране.
«У нее началась истерика,— вспоминал муж.— Мне кое-как удалось успокоить ее, убедить в том, что я ее муж, что она в безопасности. Я думал, что ей просто приснился дурной сон. Мы не понимали, что самое страшное только начинается».
«Я никак не могла понять, почему вдруг оказалась в Афинах,— говорит Рита в моменты просветления.— Ничего не могла вспомнить о каком-то отпуске».
Когда в спальню вбежали семилетний Мартин и четырехлетний Марк, мать едва взглянула на детей.
«Она с трудом припоминала их,— рассказывал Смит.— К этому времени она кое-как освоилась с мыслью, что я ее муж, но дети — дети поставили ее в тупик».
Врач ввел женщине сильнодействующее средство. Семья вылетела домой в Англию. Врачи были в недоумении. Им казалось, что наиболее вероятная причина всего происшедшего — перемена климата. В прохладной Англии странное заболевание может пройти само собой.
Рита Смит приехала домой. В полной растерянности она осматривала дом, в котором прожила более пяти лет. В конце концов врачи решили провести обследование странной больной, поместили ее в больницу. Однако установить, что же произошло с человеком и по какой причине, не удалось.
Прошло около двух лет, прежде чем память стала понемногу восстанавливаться. Заболевшая женщина уже могла помнить о событиях, происшедших в последние сутки. Но далее воспоминания тускнели и пропадали.
Случай с амнезией — потерей памяти — у Риты Смит не выделяется чем-либо особенным из ряда подобных. Иначе было у Пола Миллера.
«Мне сказали,— вспоминает он,— что до потери памяти я был заядлым курильщиком. Но у меня не было ровно никакого желания закурить. Я даже не помнил, курил ли когда-нибудь, хотя пальцы пожелтели от никотина. Ужасное ощущение — ничего не помнить о себе! Когда я очнулся в больнице, мне все казалось непонятным. И только постепенно ощущения стали упорядочиваться в какое-то подобие цельной картины, но ясности так и не наступало...»
Как только личность Миллера (у него не было документов) была установлена — после публикации его фотографий,— к нему привели девятилетнюю дочь. Когда девочка подошла к постели отца, на его лице не дрогнул ни один мускул.
Понадобилось еще раз поехать в Ноттингем, прежде чем я вспомнил, кем приходится мне эта немолодая женщина —моя мать. По мере того, как два мира — старый, в котором я жил прежде, и новый, обретенный,— стали сближаться, у меня началась путаница в голове».
Самое удивительное в истории Миллера заключается в том, что, по его словам, после выздоровления «его интеллект стал острее». Еще находясь в больнице, он создал модель парусника, не пользуясь никакими чертежами и рисунками.
Пример с Миллером — лишнее доказательство тому, каким поистине дремучим лесом остаются для нас до сих пор процессы, связанные с запоминанием и воспоминанием. А сколько их еще, удивительных, с трудом объяснимых и необъяснимых проявлений деятельности мозга, которую мы коротко называем одним словом — память.
Скажем, нашумевшие опыты с пересадкой приобретенных навыков. Их проводили с теми же червями-планариями. Американец Д. Мак-Комнелл поместил червей в ванночку и подключил ее к электросети. Над ванночкой висела лампа накаливания. Когда свет загорался, червяк получал слабый удар током и, пронзенный болью, сворачивался.
Вскоре черви усвоили свой урок и сворачивались, как только загоралась лампа, уже без удара током. Обычный условный рефлекс.
Но дальше началось уже неожиданное. Исследователь растолок пару обученных червей и скормил их необученным. Эти последние проглотили сведения и овладели оборонительным рефлексом значительно быстрее, чем другие, не кормленные «ученой пищей». Вывод напрашивается сам собой: память, записанная где-то на молекулярном уровне, можно приобрести вместе с пищей.
Съедобная память! Я чувствую, как при этом расправляет свои крылья фантазия. Знания, полученные вместе с обедом... Курс высшей математики в пилюлях...
Не станем пересказывать эти опыты в подробностях. Скажем лишь, что в мировой печати появились утверждения о существовании в мозгу живых существ особых носителей памяти. Один из них даже был выделен профессором Унгаром и назван скотофобином. Попадает такое вещество в другой организм — и вместе с ним переходят заложенные в нем воспоминания. Скотофобин, например, передает крысам боязнь темноты, хотя известно, что эти животные любят именно темноту.
Нет слов, сенсационное открытие!
Увы, еще не открытие. При более тщательных опытах, при проверке оказалось, что исследователи, увлекшись столь многообещающими выводами, желаемое во многом принимали за действительное. Так тоже бывает в науке.
Однако и зачеркнуть эту страницу в истории науки о мозге мы не можем. Есть в ней все-таки факты, которые заставляют думать о веществе памяти. Ну, хотя бы, вот такие.
Крыса находится на платформе, несколько приподнятой над полом. При попытках сойти на пол она получает удар током. Выработанный навык оставаться на платформе передается необученным мышам при введении им мозгового вещества от обученных крыс (Д. Унгар, «Химическая передача приобретенной информации», Амстердам, 1967).
Подопытных индюшат учат клевать корм так, чтобы это было связано с определенной фигурой: они, например, всегда стараются клюнуть треугольник, если до этого долгое время насыпать им зерно в треугольную кормушку. Вещество из мозга обученных таким образом индюшат вводят необученным. У них появляется реакция клевания на ту же фигуру (А. Шульман, журнал «Психологические науки», Калифорния, 1972).
Рыбы избегают растворов хинина или уксусной кислоты. Но если такие растворы окружают кормушку, рыба постепенно привыкает, что горький или кислый вкус воды — признак корма. Вещество из мозга этих рыбок вводят необученным рыбкам, и они в поисках корма сразу же устремляются к горькой или кислой воде.
Высказываются две главные гипотезы. Одна из них — что в основе памяти лежат молекулярные структуры. В этом случае теоретически возможны и вещества — носители памяти. Другая гипотеза утверждает, что в процессе запоминания главные действующие лица — нервные клетки, нейроны; запомнил человек какие-то новые сведения — и между нейронами возникли новые связи.
Поиски истины продолжаются.
А теперь мне хочется немного «разыграть» своих читателей. Представьте себе двух человек. Один из них охотно и легко вступает в разговор, он заметно многословен, даже болтлив. В то же время чутко воспринимает чужую речь, хорошо слышит слова, произнесенные тихо, может без ошибки их повторить. Однако, если прислушаться, вы заметите в голосе этого человека и нечто неприятное — голос у него монотонный, тусклый, никакой выразительности. Мало того, он какой-то неестественный, лающий. Еще того более: если человека спросить, с каким выражением произнесена фраза — с вопросительным, гневным или радостным,— он растерянно промолчит. Даже отличить женский голос от мужского — задача для него непосильная!
А вот другой человек, можно сказать — антипод первого. Речь он понимает плохо. Да и сам говорить не мастер. Предпочитает объясняться отдельными словами, мимикой, жестами. Говорить с ним трудновато: короткий ответ — и снова молчание. Да и обращаться надо как к глухому: скажешь тихо — не услышит. Зато голос у него приятный. Интонации он чувствует очень хорошо.
Этот человек, в отличие от первого, очень внимателен к тому, что видит. Предложите ему найти на двух рисунках отличия (как это нередко предлагают нам в некоторых журналах), и он без особого труда их обнаружит. А первый не заметит даже явно бросающихся в глаза различий в рисунках; скажем, отсутствие на лице усов или пионерского галстука на шее.
Это правое и левое большие полушария. Каждое из них, как выяснилось, ведает своими делами, хотя они и помогают друг другу. Стало известно, что наше левое полушарие — основа логического, абстрактного мышления, а правое — конкретного, образного.
Как ученые это выяснили?
Они научились «расщеплять» мозг — «выключать» одно из полушарий и наблюдать, как справляется с работой другое. Вот тогда-то и оказалось, что в каждом из нас заключены как бы два человека, с разными голосами, различным слухом и соображением.
Наш условный «первый» — человек, у которого функционирует левое полушарие; у «второго» командует правое. По мнению многих, изучение «расщепленного» мозга становится сейчас одной из первостепенных проблем науки о мозге человека.
Когда ученые стали изучать «раздвоение личности», они обратили внимание и на изменения в психике. Берет управление психикой левое полушарие — и настроение человека улучшается, он становится приветливее, мягче, жизнерадостней. Если же начинает командовать правое, хорошего настроения не жди. Такого человека трудно отвлечь от мрачных мыслей. Он явно выраженный пессимист.
Вот они, оказывается, где таятся истоки нашего различного настроения!
Наконец, по-разному выглядит у «расщепленного» человеческого мозга и память. Левое полушарие надежно хранит запас школьных, теоретических знаний. Но если такому человеку предложить запомнить фигуры неправильной формы — то, что нельзя выразить словом,— он их не заметит. Человек с работающим правым полушарием, наоборот, во многом утрачивает школьные знания, плохо запоминает только что сказанные слова, но очень хорошо помнит показанные ему фигуры даже самой замысловатой формы.
Одним словом, в области исследования памяти одна загадка следует за другой...
Невольно вспоминаешь очень глубокое высказывание покойного президента нашей Академии наук Сергея Ивановича Вавилова:
«Вернулся к писаниям «Воспоминаний». И вот развертываются в памяти большие страницы с многими мелкими подробностями о событиях, виденных 45—50 лет назад. Можно, конечно, пустить кинокартину, снятую полвека назад, для этого нужно только, чтобы она сохранилась и был проекционный аппарат. Но где же место в человеческом мозгу, полностью изменившемся за 50 лет, для хранения всех этих картин, более полных и сложных, чем кинокартина? Эти картины памяти вовсе не отпечатки «ощущений» — это сложный комплекс понятий, слов, наблюдений,'мыслей. Но замечательно вот что. В этих «картинах памяти» почти не осталось ничего личного. Ни самолюбия, ни восторгов, ни ненависти, ни любви. «Добру и злу внимая равнодушно», память разворачивает эти картины прошлого с поразительной глубиной, рельефностью. По этим картинам можно читать и даже рассматривать их в «лупу». Целого эти картины не составляют, они разрозненны, эти листы, произвольно завязанные в общую папку...
Мы веруем, что с распадом мозгового вещества данного человека навсегда исчезают «картины памяти», как при пожаре архива навсегда погибает написанное в документах, в нем хранившихся. Верна ли эта аналогия?»
Ну, а если говорить о самом волнующем, что в последние годы уже нащупано исследователями мозга, то это, несомненно, расшифровка психического кода. Говоря яснее, исследователи учатся теперь расшифровывать человеческую мысль!
Дело в том, что каждое слово и даже части слов, возникая в мозгу, сопровождаются вполне определенными волнами биотоков — определенным «рисунком» на нейроно-грамме. При другом слове, других мыслях этот рисунок изменяется.
Первые удачные попытки такой расшифровки связаны с именем Наталии Петровны Бехтеревой. Были, например, исследованы электрические сигналы, появляющиеся, когда произносятся слова «хор» и «сор». По звучанию эти слова стоят рядом, но смысл разный. Разными оказались и их «рисунки» на нейронограммах.
Здесь перед нами открываются поистине фантастические перспективы.