Игорь Губерман
Чудеса и трагедии чёрного ящика



Игорь Миронович Губерман
Чудеса и трагедии чёрного ящика

Очень длинное предисловие,
из которого станет ясно, как боялся автор вплотную приступить к теме

Настанет день, кто-нибудь найдет ключ, и тогда мы поймем, что видели работу неизвестного механизма в каждом из наших опытов на мозге, но мы не понимали, что видим.
Берне (физиолог)

Странное время – двадцатый век: неудержимое, стремительное, яркое движение науки вперед, ошеломляющий поток открытий, свершений и находок, а на одном из фронтов – неподвижность. Почти полная. Это еще в тридцатых годах очень точно заметил Павлов: ход естествознания, писал он, «впервые заметно приостановился» перед высшей загадкой природы – думающим мозгом. Это понятно и с легкостью объяснимо: штурм вершины творчества эволюции стал возможен лишь при условии значительных успехов во множестве примыкающих областей естествознания.
Кибернетики (потоком идей и проблем резко подтолкнувшие познание мозга) назвали его очень образно – черным ящиком. Мы знаем, что получает этот аппарат управления на входе: информацию об окружающем мире и огромное количество сигналов изнутри организма – о его состоянии и потребностях. Можем наблюдать, что он дает на выходе: поступки, действия, мысли. Знаем крохотную часть секретов его управления телом. Но как происходит в этом черном ящике внутренний процесс переработки информации и выработки сигналов управления, мы, если сознаться честно, не имеем почти никакого представления. А тысячи существующих гипотез – они, возможно, сродни догадкам дикарей-полинезийцев, объясняющих работу телевизора.
Это преувеличение? Конечно. Но небольшое. Давайте припомним, как двигалось изучение мозга.
Сначала почти никак. Ибо Аристотель, например, считал мозг внутренностью холодной, неподвижной и бескровной, просто выделяющей жидкость для охлаждения сердца. Правда, тут мыслители древности вступали в разногласие: Платон уже помещал в мозгу разум (желания и гнев еще были пока в печени); Гиппократ наделял рассудком левый желудочек сердца; Пифагор считал, что психику организуют три души: растительная (в пупке), животная,(в сердце) и разумная (в мозгу).
Но уже незадолго до начала нашей эры мозг твердо объявляется хранилищем разума. Начинается его исследование… Нет, неверное слово – начинаются фантазии о его устройстве. Ибо как древние, так и средневековые исследователи были лишены постоянной возможности анатомировать человека. Похитителями трупов часто называли тогда ученых – они вынуждены были тайком, по ночам, под угрозой жестокого наказания воровать трупы, чтобы изучать на них анатомию тела и мозга.
Появляются карты мозга – что ни век, то более тщательные. Но как он работает, этот небольшой сгусток нервов, укрытых под прочным, покровом?
Не стоит перечислять многочисленные домыслы, но об одном, из ученых следует вспомнить подробней, ибо. гениальность его пробила лед абсолютного незнания, а выдвинутая идея обусловила дальнейшие поиски. Речь идет о Декарте.
На портрете – суровое, несколько надменное лицо, очень крутой лоб, широко открытые вопрошающие глаза. Резкие, глубокие складки от крыльев носа к углам рта. Вся жизнь – на то, чтобы видеть и думать, ибо само сомнение и размышление – наиболее убедительные доказательства того, что человек живет. «Я мыслю, следовательно, существую». Он чужд политики, славы, богатства. Он издает свои книги только по настоянию друзей. Он не женился, чтобы оставаться свободным. Когда-то он служил в армии – но только затем, чтобы повидать мир. Он часто меняет место жительства, чтобы не обременять себя неизбежными знакомствами. «Хорошо прожил тот, кто хорошо умел замыкаться в себе». И тем не менее он любим всеми, кто знал его: он добр и отзывчив. Неграмотность рядом с собой он не переносит: его лакей благодаря занятиям с хозяином становится профессором математики.
Цену себе он знает. Он оставил гигантские следы в математике, физике и философии. В знание о мозге он внес идею, достаточную для бессмертия его имени. На источники догадки он не боится сослаться: он наткнулся на нее, гуляя в парке, где стоят статуи-автоматы. В гроте – фигура купальщицы, убегающая при приближении человека; а если к некоторым статуям приближаться спереди, они окатывают человека водой. Простейшие механические автоматы, но с их помощью сделан гениальный вывод. Впрочем, Декарт не только умозрительный исследователь, – он производит десятки анатомических вскрытий. Демонстрируя друзьям мышцы и кости, он говорил: «Вот моя библиотека». Итак, о выводе.
Живое тело, утверждает Декарт, – не более чем чрезвычайно сложный механизм. Все его отправления совершаются так же, как движение часов или другого автомата в зависимости от расположения их гирь и колес. Не нужно «в этом случае предполагать никакой растительной или чувственной души, никакой особой причины движения и жизни, кроме крови и ее сил, возбуждаемых теплотой». Труп, утверждает Декарт, мертв не потому, что душа вылетела из него на небо, а потому, что телесная машина разрушена, как старые часы, которые уже не могут ходить (это говорится в семнадцатом веке – еще пылают костры, на которых инквизиция сжигает усомнившихся!).
Выпускник школы иезуитов, сын своего времени, Декарт не может еще отказаться от идеи верховного существа, запустившего когда-то в ход все механизмы Вселенной и снабдившего человека некоей жизненной силой, которая действует в его нервной системе. Но снова проницательная картина этих действий с точным названием: рефлекс (что значит – отражение; наши действия – это отражение, реакция на события, происходящие во внешнем мире).
Так, ощутив жар от огня, жизненные силы, передаваясь по нервам, как вода – по трубкам садовых статуй, сообщают мозгу о том, что руку следует отдернуть. С помощью «давления» этих же жизненных сил (попробуйте заменить их словами «нервный импульс», и все станет на места!) мозг велит руке отдернуться, а ногам – отойти.
Точно так же Декарт трактует и человеческие поступки. При виде страшного предмета, изображение которого образуется в мозгу, пишет он, жизненные силы, выдавливаемые изображением, направляются в ноги, двигая их мышцы так, чтобы убежать. У людей с другим характером (иным устройством) эти жизненные силы приводят в движение руки, способные защищаться.
Так возникла примитивная основа, первый, но фундаментальный камень наших сегодняшних представлений о мозге. Его познавали, как планету, только на карты наносили не острова, пустыни и горные хребты, а извилины, выступы, бугры, впадины, отверстия и щели.
Карты мозга, уточняясь от поколения к поколению, сохранили самые причудливые названия своих областей: роландова борозда, варолиев мост, сильвиев водопровод, зона Лиссауэра, ядро Бехтерева и десятки других наименований, в которых отражалась то поэтическая склонность называющего, то дань первооткрывателю, то чисто внешнее, поразившее анатома сходство. Морской конек, лира Давида, древо жизни, писчее перо, бледный шар, птичья шпора, турецкое седло да и все остальные такие многотрудные (особенно для студентов) латинские названия оказываются в переводе вполне знакомыми словами, возникшими когда-то у пионеров-анатомов из-за схожести или по ассоциации. На русском языке эти высокоученые слова звучат куда проще (естественно – для нас): колено, горка, парус, петля, колонна, клюв, воронка, ограда, задвижка, бахрома, покрывало, червь, плащ, скорлупа.
Однако открытие и самое подробное описание всех областей, структур и деталей принесло ученым куда меньше знаний, чем землепроходцам – познание планеты. И если даже сейчас исследователи склонны признать, что о мозге им известно ничтожно мало, то что же говорить о тех, кто когда-то давал названия!
А знать хотелось! Этот крохотный сгусток клеток издавна привлекал к себе жадное внимание всех поколений естествоиспытателей. Где они, области-специалисты? Где квартирует сознание, таятся таланты, протекает мышление, скрывается память, гнездятся пороки и наклонности?
Может быть, борозды, извилины и холмы мозга как раз и отражают психическое разнообразие личности?
Так предположил великолепный анатом и великий фантазер Галль. Он выдвинул гипотезу, что череп – не более чем покрывало, по неровностям которого можно вполне судить о значимости содержимого. И началось! Галль находит центры высокомерия и остроумия, любви к детям и уважения к власти, скрытности и честолюбия, способности к музыке и склонности к преступлениям. Выпуклости возвышенных чувств и шишки религиозности, выступы тщеславия и впадины легкомыслия находили приверженцы френологии (так называлась эта наука) на черепах интересующихся.
От френологии осталось сегодня детальное, необходимо подробное знание анатомии мозга, многочисленные точные карты.
Может быть, способности и таланты определяются не пространственным строением, а общим весом мозга? Проделывается многолетняя работа. Результат отрицательный. Вес мозга никак не сказывается на психике. Средний вес около полутора килограммов. Отклонения как в меньшую сторону (Бунзен, Франс, Кони, сам Галль), так и в большую (Тургенев, Байрон, Бехтерев) ничего не говорят о разнице талантов. А мозг безвестного косноязычного идиота, от рождения слабоумного подростка, весит свыше двух килограммов. И то же – у человека с обычными способностями.
К концу прошлого века завоевала первенство (и вскоре подтвердилась тысячами фактов) теория, согласно которой деятельность мозга – это взаимодействие четырнадцати миллиардов нервных клеток – нейронов. Каждый из них – сам по себе очень сложный орган, пропускающий электрические сигналы, перерабатывающий и рождающий их. Сочетанием и связью цепей нейронов шифруется и воспроизводится все, что знает, умеет, делает и ощущает человек. Как шифруется? Пока неизвестно. Но назначение наших органов чувств – перекодирование в нервные импульсы многообразных сведений из внешнего мира и передача этих сигналов на обработку в мозг по цепочкам нервных отростков-кабелей.
Как перерабатывается в запутаннейших нервных сетях вся эта информация (да плюс еще мириады электрических посылок из внутренних органов), опять-таки пока неизвестно. Поэтому, кстати, и писать о мозге – значит описывать только внешние проявления его работы, лишь в редких случаях поверхностно затрагивая предположительный механизм их создания.
Мозг моделирует мир. Человек уже давно пользуется тысячами моделей в своей повседневной практике. Речь, записанная на магнитофонную пленку, – довольно полная модель выступления. Однако остаются не отраженными мимика, жесты, движения оратора. А если снять немое кино, получится модель выступления, страдающая неполнотой другого вида. Озвученный кинофильм будет более полной моделью. Характеристики движения, расчеты и чертежи самолета – его инженерная, конструкторская модель. А преимущество, модели объемной, проходящей испытания в аэродинамической трубе, – другой набор его свойств. Выбрав систему координат, от которых будет вестись отсчет, можно набором чисел создать модель положения человека в пространстве. А другой набор чисел отразит тогда его движение. Законы микромира – это описательная модель устройства атома, все более полная по мере роста наших знаний об этой неисчерпаемой области. Законы, события и факты истории – словесная модель социального развития человечества. Модель может ничем не походить на свой прообраз. Так, незримый электрический ток не имеет внешне ничего общего с мощной и своевольной рекой, но законы гидравлики можно промоделировать с помощью электрических цепей.
Мозг моделирует мир. Переводя все услышанное, увиденное – словом, все уловленное из внешнего мира на неведомый пока «нейронный язык», мозг создает какие-то очень полные, удивительно глубокие и всесторонние образы, модели явлений, вещей, событий и действий: Внутренние приборы сообщают мозгу данные о положении и состоянии всех частей нашего тела и помогают составлять мысленные модели движений и состояний. Оперирование с тысячами (если не с миллионами) таких моделей и есть величайшая пока загадка мышления, творчества, памяти, действий, движений и поступков.
Факты и наблюдения надежно подтверждают справедливость нейронной теории, ее правдоподобное соответствие возможным законам устройства черного ящика. Задача исследователей последующих поколений, казалось бы, ясна и определенна (что не умаляет, естественно, величайших ее трудностей): изучать законы взаимодействия отдельных нейронов и целых специализированных образований, познавать и моделировать работу единичной клетки, и тогда когда-нибудь (работы – на века!) появится стройная картина устройства мозга и возможность создать его искусственную копию. Однако уже возникла – а значит, не исчезнет до выяснения – одна совершенно новая идея.
Дело в том, что миллиарды нейронов не одиноки в коробке черепа. Более того – стороннему наблюдателю, непрофессионалу мозг показался бы состоящим вовсе не из нейронов, а из массы так называемых глиальных клеток, в которые только вкраплены скопления нейронов. Глия – так называется масса этих клеток (их раз в десять больше, чем нейронов). Наука уже давно приписала этим клеткам роль пассивных участников мозгового обмена веществ и как бы соединительной ткани, чисто механически поддерживающей скопления нейронов. Не правда ли, подозрительно жалкое назначение для гигантского количества клеток, помещенных в самом важном центре живого организма? Объясняется это пренебрежение к глии чисто человеческим, очень понятным отношением к темной и неразрешимой проблеме: махнемка на нее пока рукой, истина здесь отыщется не скоро, ибо неясно даже, как подступиться. А между тем уже лет сто как высказана прозорливая мысль, что «глия есть носитель разума, потому что размеры ее возрастают от низших животных к высшим». Согласитесь – это убедительная логика. Еще один довод: деятельность нейронов измеряется в тысячных и сотых долях секунды, самое наглядное проявление их работы – посылка, передача или временная задержка короткого электрического сигнала-импульса. А где же хранится необъятная наследственная информация: инстинкты, навыки, системы обработки сигналов, врожденные модели поведения? Не глиальные ли клетки служат хранилищем всех этих программ, организуя и направляя кратковременную работу нейронов? Клетки глии плотно окружают структуры нейронов, тесно прилегают к телу каждой клетки, они явно в состоянии оказывать на нее гигантское влияние. Не они ли хранят архивы нашей памяти? Ведь нейронная теория не в состоянии объяснить пока факт запоминания единого даже слова, буквы, числа. Не является ли миллиардоклеточная глия программой вычислительной машины, в которой нейроны – не главные и единственные, а рядовые рабочие элементы? С помощью химических веществ – шифрованных посланий от глиальных клеток – цепи нейронов могли бы точно исполнять хранимые в глии инструкции.
Гипотеза эта (ультрановая, но, как водится, имеющая предков – гениальные отдельные догадки давних лет) пока висит в воздухе. Неизвестно, как исследовать неразговорчивые глиальные клетки. Самые ближайшие годы могут принести науке о мозге потрясения, равные появлению в физике теории относительности.


* * *

Печальные слова одного известного ученого: «К несчастью, в биологических науках – по крайней мере в психиатрии – мы имеем дело с чуждой или даже враждебной машиной. Мы не знаем точно, что может делать машина, и заведомо не знаем ее плана».
Нельзя пройти мимо расстройств в работе черного ящика. Нельзя, потому что срывы этого изумительно налаженного механизма приносят исследователям сведения, которые нормально работающий мозг доставить не в состоянии. Конструктор, изучающий какой-нибудь сложный прибор, сам разбирает его и разлаживает, чтобы обнажить устройство и обнаружить принцип действия отдельных систем.
Так появилась вторая половина названия книги. Но в каких тонах писать о трагедиях черного ящика? Сдержанно, приглушенно, ханжески соболезнующе?
Нет! Не в притушенном, вроде бы стыдящемся тоне, как у постели больного, – надо говорить о сдвигах психики по-деловому, как спорят инженеры над машиной с расстроенными характеристиками. Тем более, что уже намечаются способы приведения ее в порядок.
И осталось только вынести в предисловие одну мысль, очень важную в любом нашем дальнейшем маршруте.


* * *

Последние десятилетия в связи с интересом к науке, судьбам ее идей и их творцов получили широкое хождение туманные, притчеобразные изложения трагедии Галилео Галилея. В поведении Галилея усматриваются разночтения, насчитывающие несколько вариантов.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32