Теории всего на свете - Ричард Форман

Какова моя любимая элегантная идея? Самая очевидная – открытие структуры ДНК, но тут я явно неоригинален. Я утверждаю, что та же самая стратегия, которая позволила взломать генетический код, может оказаться успешной в открытии «нервного кода» сознания и личности. Это долгий путь, но он того стоит.

Способность улавливать аналогии и видеть разницу между поверхностным сходством и глубокой взаимосвязью – отличительная черта многих больших ученых. Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон не были исключением. Крик сам предостерегал от стремления к элегантности в биологии, говоря, что эволюция происходит случайным образом. «Бог – не профессионал, – утверждал он и добавлял (согласно моему коллеге Дону Хоффману): многие из молодых биологов перерезали себе горло бритвой Оккама». Тем не менее его собственное решение загадки наследственности сопоставимо с естественным отбором в качестве наиболее элегантных биологических открытий. Можно ли придумать такое же элегантное объяснение проблемы сознания?

Общеизвестно, что Крик и Уотсон открыли строение молекулы ДНК в виде двойной спирали: двух комплементарных цепей нуклеотидов. Менее известна последовательность событий, приведших к этому открытию.

Прежде всего, законы Менделя утверждали, что гены дискретны (в первом приближении это остается справедливым до сих пор). Далее, Томас Морган показал, что плодовые мушки, подвергнутые рентгеновскому излучению, мутируют. Это сопровождается точечными изменениями в хромосомах, ясно указывая, где происходят мутации. Хромосомы состоят из белков, гистонов, и ДНК. Еще в 1928 году британский бактериолог Фред Гриффит обнаружил, что безвредные виды бактерий после инкубации с убитыми нагреванием болезнетворными видами становятся опасными. Это было не менее поразительно, чем если бы свинья и овца, вошедшие в хлев, превратились вдруг в двух овец. Позднее Освальд Эвери показал, что причиной трансформации послужила ДНК. В биологии знание структуры часто приводит к пониманию функции – в качестве примера достаточно истории медицины. Вдохновленные Гриффитом и Эвери, Крик и Уотсон поняли, что ответ на проблему наследственности содержится в структуре ДНК. Локализация сыграла главную роль, как может оказаться и в случае функции мозга.

Крик и Уотсон не только описали структуру ДНК, но и объяснили ее смысл. Они разглядели аналогию между комплементарностью молекулярных цепей и комплементарностью родителей и потомства – почему свиньи рождают поросят, а не ягнят. Тогда и возникла современная биология. Существуют похожие взаимосвязи между структурой мозга и функцией мышления, между нейронами и сознанием. (Я утверждаю здесь очевидное только потому, что некоторые философы, называющие себя «новыми мистиками», верят в прямо противоположное.)

После своего триумфа с наследственностью Крик обратился, по его словам, ко «второй великой загадке» биологии – сознанию. Многие отнеслись к этому скептически. Я помню семинар по проблемам сознания, который Крик проводил в Институте Салка здесь, в Ла-Хойе. Не успел он начать, как какой-то джентльмен в аудитории поднял руку и сказал: «Позвольте, доктор Крик, вы даже не потрудились дать определение сознанию, прежде чем взяться за дело». Ответ Крика был запоминающимся: «Вынужден вам напомнить, что не было такого в истории биологии, чтобы компания ученых собралась за столом и решила: “Давайте сначала определим, что мы подразумеваем под жизнью”. Мы просто двигались вперед и выясняли, что она собой представляет. Оказалось – двойную спираль. Давайте оставим вопросы семантической гигиены философам».

На мой взгляд, Крик не добился успеха в решении проблем сознания (чтобы это ни значило). Тем не менее он двигался в правильном направлении. Крик был щедро вознагражден ранее в своей карьере за обнаруженную им аналогию между биологическими комплементарностями – структурной логикой молекулы и функциональной логикой наследственности. Учитывая его феноменальный успех в использовании структурно-функциональной аналогии, неудивительно, что он применил тот же стиль мышления в изучении сознания. Крик и его коллега Кристоф Кох сосредоточились на относительно малопонятной структуре, которая называется клауструмом.

Клауструм – это пластинка серого вещества, тонкий слой клеток, расположенный под островковой корой мозга в каждом полушарии. Она более однородна гистологически, чем большинство структур мозга, и в отличие от них (посылающих и принимающих сигналы от небольшого количества других структур) взаимосвязана практически с каждым участком коры. Структурно-функциональное взаимодействие гарантирует, что, когда волны информации проходят через клауструм, его нейроны воспринимают входящие сигналы.

Как все это связано с сознанием? Вместо того чтобы сосредоточиться на философских разногласиях, Крик и Кох положились на свою наивную интуицию. Сознание обладает множеством качеств – продолжительностью во времени, «свободой воли», рекурсивностью, самоанализом и т. д. Но одно из этих качеств выделяется среди прочих – это субъективное единство. Вы воспринимаете все разнообразные чувственные ощущения – мысли, осознанные действия и воспоминания – не по отдельности, а как единое целое. Это качество сознания вместе с чувством непосредственного присутствия – «здесь и сейчас» – настолько очевидно, что мы обычно не задумываемся над ним, принимая как само собой разумеющееся.

Соответственно, главное свойство сознания – это его целостность, а мы располагаем структурой мозга, которая посылает и получает сигналы практически от всех остальных мозговых структур, включая правую теменную долю (ответственную за сенсорное восприятие) и переднюю поясную кору (ответственную за «свободную волю»). Таким образом, пластинка серого вещества, видимо, унифицирует все анатомически, а сознание – мысленно. Крик и Кох заподозрили, что это не случайность: клауструм, тонкая пластинка серого вещества, занимает ведущее положение в сознании и в самом деле может воплощать идею картезианского театра, запретную тему среди философов, или, по меньшей мере, играть роль дирижера оркестра. Такого рода «детские» рассуждения часто ведут к открытиям. Очевидно, что подобные аналогии не заменяют строгую науку, но служат хорошей отправной точкой. Идея Крика и Коха может быть правильной или нет, но она элегантна. Если она верна, то они указали путь решения величайшей тайны биологии. Но даже если она ошибочна, студенты, изучающие эту область знания, будут правы, копируя их стиль мышления. Крик слишком часто бывал прав, чтобы его игнорировать.

Я навестил его дома, в Ла-Хойе в июле 2004 года. Когда я собрался уезжать, он проводил меня до дверей и, прощаясь, лукаво и заговорщически подмигнул: «Я думаю, это клауструм, Рама. Вот где собака зарыта». Через неделю его не стало.

Перекрывающиеся решения

Дэвид М. Иглмен

Нейробиолог (Медицинский колледж Бейлора); автор книги Incognito: The Secret Lives of the Brain («Инкогнито: тайная жизнь мозга»)

Элегантность мозга состоит в его неэлегантности. Столетиями нейробиологи пытались аккуратно приклеить этикетки к различным областям мозга: эта отвечает за речь, а та – за мораль, использование орудий, распознавание цветов, узнавание лиц и т. д. Подобные исследования ставили целью составление правильной карты мозга, но повели по ложному следу.

Глубокая и красивая загадка мозга намного интереснее: он обладает множественными, перекрывающимися способами взаимодействия с миром. Мозг – устройство, состоящее из противоборствующих частей. Это представительная демократия, действующая на основе соревнования между партиями, каждая из которых верит, что знает верное решение проблемы.

В результате мы можем свести себя с ума, спорить сами с собой, проклинать самих себя и общаться с самими собой. Мы способны испытывать противоречивые чувства. Подобные нервные баталии служат причиной супружеской неверности, вредных привычек, отклонений от диеты, нарушений новогодний обещаний – всех ситуаций, когда одна часть личности хочет одного, а другая – другого.

Это вещи, на которые современные машины не способны. Ваш автомобиль не может сомневаться, в какую сторону повернуть: у него один руль, управляемый одним водителем, и он без колебаний следует в одном направлении. Мозги, в свою очередь, могут иметь два мнения, а часто намного больше. Мы не уверены, повернуться ли в сторону кекса или от него, потому что рулем нашего поведения управляет множество пар рук.

Обратимся к памяти. В нормальных условиях воспоминания о событиях дня объединены в участке мозга, называемом гиппокампом. Но в случае опасности – такой как автомобильная авария или ограбление – другая часть мозга, миндалевидное тело, также сохраняет независимые воспоминания. Эти воспоминания обладают специфическими особенностями: их трудно стереть из памяти, и они возвращаются в виде вспышки – сходное описание дают жертвы изнасилования и ветераны войны. Другими словами, существует более одного типа памяти. Мы говорим не о памяти о разных событиях, а о различной памяти об одном и том же событии. В соответствии с открывающейся перспективой, может быть даже более двух задействованных в памяти участков мозга, запоминающих информацию и соревнующихся в изложении событий. Единство памяти – иллюзия.