Глава 11
Что есть разум

Радость, печаль, страх, гнев, волнение, отчаяние — наши эмоции меняются как погода летом в Англии. Они влияют на наши думы, определяют наши действия и характер. Однако мы не марионетки, которыми управляют эмоции. Мы способны аргументировать, рационально мыслить и действовать, высказывать идеи, которые появляются будто бы ниоткуда. В отличие от средневековых представлений мы не считаем, что в нашем мозге сидит некий фантом, который дергает в нужный момент за ниточки. Это в процессе эволюции наш мозг стал таким, какой он есть, и все, что мы думаем, чувствуем и делаем, является результатом электрических и химических событий, происходящих в нервных клетках. Возможно, не слишком приятно думать, что ваши мысли и чувства определяются потоками химических веществ в головном мозге и вызываемыми ими изменениями характера электрической активности. Но с этим все же придется согласиться, учитывая, что наркотики, гормоны и заболевания, которые влияют на концентрацию нейромедиаторов в головном мозге, оказывают на нас очень сильное действие, изменяя эмоции и поведение.

Небольшое количество алкоголя, например, может сделать нас более общительными, стать причиной иррационального поведения или ввергнуть в меланхолию. Настроение женщин зависит от менструального цикла. Регулярные пробежки могут поднимать тонус настолько, что любители бега начинают нервничать и раздражаться, если им мешают. Аденозин, вводимый в организм для регулирования сердечного ритма, дает своеобразный побочный эффект — кратковременное чувство обреченности, которое настолько сильно, что некоторые воспринимают его как приближение смерти. Болезнь Паркинсона часто сопровождается депрессией. Сифилис сильно меняет характер, это ярко показал пример короля Генриха VIII. Простое стимулирование определенных областей головного мозга может вызвать эйфорию, гнев и даже, как утверждают, душевные переживания. Все человеческие эмоции уходят корнями в электрохимию мозга, и сложнейшие переплетения химических и электрических сигналов управляют каждой нашей мыслью и действием.

В этой, предпоследней главе мы поговорим о том, как нейромедиаторы влияют на наше настроение, память и мысли и как наркотические препараты усиливают или имитируют их действие. Здесь речь пойдет о том, как наш характер зависит от электрической активности мозга, и о том, что происходит во время сна и при наркозе. А еще мы попробуем ответить на вопрос, который веками мучил людей, — что такое сознание и кто я есть? Какое наслаждение

Стремление к наслаждению заложено в нас природой. Еда, секс, выпивка, физические упражнения — все это рождает чувство наслаждения и заставляет нас искать продолжения. Однако мы стремимся к этому не просто из склонности к гедонизму или примитивному сладострастию — это способ обеспечения условий для выживания нашего биологического вида. Все, что приносит наслаждение, стимулирует «центр удовольствия» головного мозга. Он состоит из нескольких четко локализованных областей мозга, включая прилежащее ядро, миндалевидное тело и вентральную область покрышки, которые связаны вместе группой нервных клеток, известных как медиальный переднемозговой пучок. Дофамин, один из самых важных нейромедиаторов в головном мозге, принимает непосредственное участие в формировании чувства желания и пристрастия. Чувственные наслаждения, такие как секс, любовь и еда, инициируют выброс дофамина в центре удовольствия мозга, который повышает электрическую активность нервных клеток, усиливает чувство наслаждения и заставляет нас съесть еще кусочек шоколада или выпить еще бокал вина, который иногда бывает лишним. Многие фармакологические средства, вызывающие зависимость, повышают концентрацию дофамина в центре удовольствия и, таким образом, приводят к появлению чувства эйфории.

Когда я была еще подростком, мы как-то пошли в кино со школьной подругой и ее родителями. Очередь была огромной, и скоро стало ясно, что мы вряд ли попадем на фильм. «Не расстраивайтесь, — сказала мать моей подруги, — пошли домой и примем кокаинчику». Это было самое невероятное предложение, которое только можно было представить. Ее сын только что приехал из Южной Америки и привез мешочек листьев коки. Перуанские индейцы жевали их на протяжении 8000 лет по той причине, что алкалоиды коки подавляли аппетит и отгоняли сон. На меня, однако, листья коки совершенно не оказали возбуждающего действия — я почувствовали лишь легкое онемение губ и языка, как после визита к зубному врачу. И всё. Дело, возможно, было в том, что я побоялась пробовать больше, чем один листочек, — уже тогда кокаин, который получали из листьев коки, был известен как опасный наркотик, вызывающий зависимость.

Первоначально, однако, кокаин был популярен и даже получал широкое одобрение. Зигмунд Фрейд регулярно принимал кокаин, когда работал над «Толкованием сновидений», поскольку находил, что он вызывает «приятное возбуждение и продолжительную эйфорию» и дает «удивительный стимулирующий эффект», который «позволяет долго и интенсивно работать, умственно и физически, не чувствуя усталости». В XIX в. содержащий кокаин напиток «вино Мариани», предлагавшийся как тонизирующее средство для тела и ума, настолько понравился папе Льву XIII, что он присудил ему специальную золотую медаль и превозносил его достоинства. Листья коки в небольшом количестве входили первоначальный рецепт «Кока-колы» наряду с экстрактом ореха колы (отсюда и название напитка). Способность кокаина снимать усталость использовали даже путешественники. Эрнест Шеклтон и капитан Роберт Скотт брали в Антарктику средство под названием Forced March, представлявшее собой таблетки с кокаином. А во время Первой мировой войны такие таблетки выдавали в некоторых подразделениях британской армии.

Кокаин препятствует удалению из синаптической щели нейромедиатора дофамина, выделяемого в ответ на нервные импульсы. В результате дофамин дольше стимулирует целевые клетки. Амфетамин («спид») действует аналогичным образом. Способность вызывать зависимость у обоих наркотиков связана с тем, что дофамин стимулирует центр удовольствия мозга. Именно поэтому чистый кокаин и вызывает возбуждение и эйфорию, как отмечал Фрейд. Если организм продолжает получать кокаин, то уровень дофамина в мозге остается повышенным, и приятное ощущение не проходит. Когда же действие наркотика прекращается, концентрация дофамина падает ниже нормального уровня, вызывая депрессию, мучительное беспокойство и непреодолимое желание получить новую дозу. Пристрастие, таким образом, это влечение мозга, и все, что чрезмерно стимулирует центр удовольствия, способно вызывать зависимость. На крючке

Никотин известен как один из наркотиков, вызывающих самую сильную зависимость. Он содержится в листьях табака Nicotiana tabaccum и берет свое название от фамилии жившего в XVI в. искателя приключений Жана Нико, который привез это растение во Францию и, как говорили, рекламировал его в качестве средства от головной боли. В Англию табак был привезен сэром Джоном Хокинсом в 1565 г. и поначалу был встречен с удивлением и неприятием. По одной из историй, возможно, выдуманной, слуга сэра Уолтера Рэли окатил его водой, решив по ошибке, что хозяин горит. Курение табака запрещалось королевскими и папскими буллами. Король Англии Иаков I написал в 1604 г. свое знаменитое «Решительное возражение против табака» (Counterblaste to Tobacco), где он называет курение «привычкой, отвратительной для глаз, омерзительной для носа, губительной для мозга, опасной для легких», а табачный дым сравнивает с «ужасным дымом, выходящим из бездонных глубин ада». Постепенно, однако, курение табака распространилось и стало повсеместным к середине прошлого столетия.

Курение — дорогое удовольствие во всех смыслах. Ежечасно 12 человек в Великобритании умирают от болезней, связанных с курением, а в Соединенных Штатах от этого умирает еще больше людей. На лечение заболеваний, связанных с курением, тратятся миллиарды долларов — более $190 млрд в год только в одних США. Считается, что в конечном итоге половина курильщиков становится жертвами своей привычки, поскольку курение резко повышает риск рака легких (85 % всех случаев заболевания раком легких являются результатом курения), а также сердечных заболеваний, инсульта, эмфиземы и множества других видов рака. Связь между курением и раком легких была установлена сэром Ричардом Доллом в начале 1950-х гг., однако его выводы поначалу встретили значительное сопротивление. Широкие программы по охране здоровья, проводимые в последние 50 лет, сократили употребление табака и привели к снижению уровня заболеваемости раком легких, однако 20 % взрослых продолжают курить. Все знают, что причиной рака является не никотин, содержащийся в сигаретах, а целый букет канцерогенных веществ в составе табачного дыма. Никотин, однако, опасен потому, что он вызывает сильную зависимость и стойкая привычка превращает отказ от курения в непростое дело.

Никотин воздействует на ацетилхолиновые рецепторы в местах сопряжения нервов и скелетных мышц, а также в определенных нервно-нервных синапсах в головном мозге. Присоединение никотина к ацетилхолиновым рецепторам, как и присоединение самого ацетилхолина, открывает ионный канал, который пропускает ионы натрия в нервную клетку и, таким образом, вызывает генерирование электрического импульса. Именно способность активировать определенные нейроны мозга позволяет наркотику действовать как стимулятор и, подобно кофеину, помогать человеку сконцентрироваться, несмотря на усталость. А зависимость он вызывает потому, что стимулирует также нервные клетки в центре удовольствия головного мозга. Заядлые курильщики устраивают перекуры с такой частотой, которая обеспечивает поддержание постоянной концентрации никотина в крови и мозге и, таким образом, постоянного уровня возбуждения нейронов. Тем людям, у которых в силу генетических особенностей понижен уровень фермента печени, разрушающего никотин, и наркотик медленнее выводится из крови, требуется меньше сигарет для получения такого эффекта. Люби, люби меня

«Скажи мне, где любви начало? Ум, сердце ль жизнь ей даровало?» — спрашивает Шекспир в «Венецианском купце». Романтическая любовь давно притягивает внимание писателей, художников и драматургов, однако что заставляет нас влюбляться? Желание найти идеальную пару и не оставлять ее до конца жизни или прелесть свежего лица, пленяющая нас на время, пока не встретится другое? Снедаемые любовью нередко хотят просто-напросто, чтобы предмет обожания ответил взаимностью. Именно на это нацелены заклинания и приворотные зелья, а возможно, даже наши предпочтения в косметике, духах и одежде. В шекспировском «Сне в летнюю ночь» любовное зелье, приготовленное из сока фиалки трехцветной (анютиных глазок), как известно, вызывает неразбериху. Его капают на веки спящей Титании и заставляют ее влюбиться в первое существо, которое она видит, когда просыпается. Предметом любви оказывается ткач Основа, самое непривлекательное создание на свете — человек с ослиной головой. Идея волшебного любовного зелья может, конечно, вызвать улыбку, но последние исследования показывают, что любовь и в самом деле не более чем химический феномен.

Наше понимание химии привлекательности началось довольно неожиданно — с ничем не примечательного мелкого грызуна, степной полевки. Степные полевки моногамны и привязываются друг к другу на всю жизнь. В отличие от них, их сородичи, горные полевки, очень неразборчивы в связях и предпочитают не обременять себя длительными отношениями. Разница в их поведении, похоже, связана с двумя специфическими химическими веществами, окситоцином и вазопрессином, которые выделяются в мозге во время спаривания. Окситоцин принципиально важен для создания прочной пары, и его впрыскивание в прилежащее ядро обеспечивает пожизненную привязанность, даже если у пары нет секса. Когда действие окситоцина блокируется, степные полевки ограничиваются лишь мимолетными связями. Впрыскивание окситоцина горным полевкам, однако, не изменяет их поведения из-за того, что у них отсутствуют рецепторы окситоцина в центре удовольствия головного мозга. Окситоцин вызывает выделение дофамина, и партнеры, как предполагается, живут в согласии, получая взаимное удовольствие. Вазопрессин не менее важен для формирования пары, особенно в случае самцов. Он, помимо этого, провоцирует агрессивное поведение у самцов полевок в отношении соперников во время ухаживания и при защите гнезда. С вазопрессином связано и агрессивное поведение у людей.

Конечно, вряд ли можно напрямую переносить принципы поведения полевок на людей, у которых и мозг, и социальные взаимоотношения несравненно сложнее. Тем не менее окситоцин также очень важен для формирования устойчивых связей у людей. Он выделяется во время секса и кормления грудью и может способствовать укреплению привязанности влюбленных, а также матери и ребенка. Он, помимо прочего, углубляет доверие между людьми — очень важный компонент любовных отношений. Дофамин, этот властитель наслаждений и пристрастий, тоже занимает важное место в романтической любви. При исследовании активности мозга студентов, утверждавших, что они безумно влюблены, у них обнаруживались области с высоким содержанием дофамина, когда им демонстрировали фотографии возлюбленных. Это и есть ответ на вопрос Шекспира о том, где начинается любовь, и у нас, в самом прямом смысле, может развиваться наркотическая зависимость от предмета обожания. Гормон (не)счастья

Итак, наслаждение — это результат деятельности мозга, но то же самое можно сказать и о страдании. Печаль — очень распространенное явление, как выразился Уильям Блейк, «и каждое чело, что я встречаю, несет печать беды, печать печали». Нередко встречается и ее более суровая сестра — клиническая депрессия. По оценкам, на том или ином этапе жизни почти 10 % людей страдают, по словам Уинстона Черчилля, от «тоски зеленой». У некоторых людей она бывает настолько сильной, что полностью выбивает их из седла.

Счастье и отчаяние — это два лица нейромедиатора серотонина. Серотонин вырабатывается нейронами ядер шва головного мозга, отростки которых разветвляются по всему мозгу. В число их мишеней входят прилежащее ядро и вентральная область покрышки, т. е. части центра удовольствия мозга. Поскольку серотонин выделяется во многих областях мозга и взаимодействует как минимум с 14 видами рецепторов, он оказывает влияние на многие типы поведения, однако его самая важная роль — это управление настроением. При повышенном уровне серотонина наблюдается чувство оптимизма, удовлетворенности и душевного равновесия. Когда его слишком мало, мы впадаем в отчаяние, депрессию, тоску, апатию и ощущаем собственную неполноценность. Один из способов повышения уровня серотонина — энергичные физические упражнения. Именно поэтому быстрая ходьба или игра в сквош (если, конечно, вы способны оторвать зад от дивана) помогают развеяться. Современные антидепрессанты, такие как прозак (флуоксетин), тоже повышают концентрацию серотонина. Они препятствуют удалению серотонина из синаптических щелей и таким образом продлевают стимулирование соответствующих рецепторов.

Самым печально известным наркотиком, взаимодействующим с серотониновыми рецепторами, является, пожалуй, ЛСД. Его необычайно сильный эффект на восприятие окружающего поэтически описывается в песне «Lucy in the Sky with Diamonds» группы The Beatles. Однако далеко не все наркотические «путешествия» являются приятными. В научно-фантастическом телевизионном сериале «Доктор Кто» (Dr Who) Повелитель Времени «перерождается» каждые несколько лет, что позволяет исполнять эту роль разным актерам. В сценарии, хранящемся в архиве компании BBC, есть разъяснение для продюсеров, где указывается, что процесс перерождения — это нечто страшное, «словно он принял дозу ЛСД, но вместо кайфа попал в преисподнюю и испытал запредельный ужас».

ЛСД — галлюциногенное вещество, производное природного соединения, эрготамина, которое встречается в темно-пурпурных плодовых телах паразитического гриба спорыньи, Claviceps purpurea. В Средние века спорынья часто поражала рожь, и хлеб из зараженного зерна приводил к вспышкам эрготизма, отравления эрготамином. Бывали случаи, когда эпидемия отравлений охватывала целые города. В 1930 г. было выделено действующее вещество спорыньи, а впоследствии швейцарский химик Альберт Хофманн синтезировал его производное — диэтиламид лизергиновой кислоты (lysergic acid diethylamide — LSD), или ЛСД-25 для краткости. Хотя Хофманн забросил исследования этого вещества на целых пять лет, он хорошо помнил, что подопытные животные очень возбуждались после его введения. В 1943 г., решив более тщательно изучить препарат, Хофманн вновь синтезировал его. Несмотря на все предосторожности (Хофманн знал, что спорынья очень токсична), на последнем этапе получения вещества он испытал череду необычных ощущений, включая «бесконечный поток фантастических картин, необычайных форм с интенсивной, быстро меняющейся игрой красок».

Полагая, что такой эффект дало синтезированное вещество, Хофманн по освященной временем традиции ученых-фармакологов попробовал три дня спустя действие крошечного количества препарата на себе. Эффект оказался сногсшибательным. В записной книжке ученого осталась запись: «Все вокруг изменилось самым невероятным образом. Комната стала вращаться, а знакомые вещи и мебель приняли гротескные, чудовищные формы. Они непрерывно двигались, видоизменялись, словно под влиянием какой-то внутренней неугомонности. Моя соседка, которую трудно было узнать, принесла мне молока — за вечер я выпил его более двух литров. Это была уже не г-жа Р., а злобная, коварная ведьма с разноцветной маской на лице». Состояние Хофманна явно было не из приятных, он отметил: «В меня вселились демоны, они завладели моим телом, моим разумом и душой». Хофманна охватил страх, ему стало казаться, что он вот-вот умрет, его жена и трое детей останутся без средств к существованию, а перспективное исследование не будет завершено. Постепенно, однако, ужасы отступили, а на смену им пришли фантасмагорические картины «из кругов и спиралей, взрывающихся цветными фонтанами, перестраивающихся и преобразующихся непрерывным потоком», звуки, которые превращались в зрительные образы, и ощущение новой жизни.

ЛСД — один из самых известных галлюциногенов. Он оказывает необычайно сильное воздействие на слуховое и зрительное восприятие, рождает сверкающий мир, в котором цвета, яркость образов и звуки усиливаются, предметы приобретают необычные формы, а стены начинают «дышать». Однако его эффекты изменением восприятия и галлюцинациями не заканчиваются. Он трансформирует чувство времени, эмоции и самосознание. Некоторые из тех, кто попробовал его, утверждают даже, что он расширяет сознание (хотя и трудно сказать, что они имеют в виду), приносит одухотворенность и озарение. Но если спуститься с этих высот на землю, то все сводится к изменению электрической активности мозга. «Волшебные» эффекты ЛСД и других галлюциногенов связаны с тем, что они очень прочно присоединяются к определенной подгруппе серотониновых рецепторов в синапсах мозга, к так называемым 5HT-2A-рецепторам. Почему ЛСД вызывает сильные галлюцинации, а серотонин нет, хотя они присоединяются к одним и тем же рецепторам, в точности не знает никто, однако одной из причин может быть то, что они, похоже, активируют разные сигнальные пути в клетках-мишенях. Искусство запоминания

Наше понимание физиологической основы эмоций, за исключением наслаждения и отчаяния, в числе которых гнев, смущение, зависть, печаль, отвращение, чувство вины и удивление, далеко от полной ясности. Общепризнанно, однако, что наша эмоциональная реакция на ту или иную ситуацию сильно зависит от прошлого опыта. Память играет ключевую роль в определении того, что мы чувствуем, а сохранение воспоминаний, связанных с эмоциями, происходит в миндалевидном теле, двух миндалевидных областях мозга, которые расположены в задней части головы. В миндалевидном теле также сохраняется память о вознаграждении и страхе.

Память и все, что с нею связано, — развитие памяти, процесс запоминания, накопление воспоминаний и процесс обращения к ним — озадачивали и интриговали людей на протяжении столетий. До появления дешевой бумаги и компьютеров память имела особое значение. Искусство запоминания было развито у древних греков и римлян, учитывая, что адвокатам и политикам приходилось говорить часами без каких-либо записей. Не случайно методы запоминания обсуждались ими очень широко. Квинтилиан рассказывает, как поэт Симонид представлял победную оду хозяину грандиозного пира в Фессалии, чемпиону по боксу. По традиции большая часть его панегирика была посвящена прославлению богов-близнецов Кастора и Поллукса. Хозяин, которому надоело слушать восхваления богов, отказался выплатить Симониду всю согласованную ранее цену, заметив, что Кастору и Поллуксу следовало бы уделять поменьше внимания. Чуть позже Симониду сказали, что на улице его ожидают два молодых человека, у которых к нему срочное дело. Не успел Симонид покинуть здание, как оно рухнуло, похоронив всех, кто в нем находился. Молодые люди, которые вызвали Симонида и спасли ему жизнь, исчезли — как считается, это были Кастор и Поллукс. Главное в этой истории вовсе не утверждение моральной обязанности полностью платить по долгам, как можно было бы подумать, а то, что Симонид сделал впоследствии. Тела погибших оказались настолько обезображенными, что их невозможно было опознать. Симонид, однако, запомнил точное расположение всех, кто принимал участие в пире, и указал их имена. Ему открылось «искусство запоминания».

Ссылаясь на эту историю, Квинтилиан говорит, что при заучивании длинного текста его нужно разбить на небольшие части. Затем следует представить себе знакомое место, например свой дом, и поместить части текста в разные комнаты. Теперь, чтобы вспомнить текст, нужно просто пройти по воображаемому дому, комнату за комнатой, восстанавливая попутно запомненный текст. Привязка к месту и постоянное повторение до сих пор остаются лучшими методами запоминания чего-либо и нередко используются людьми с феноменальной памятью. Память о прошлом

Как и в какой именно части мозга сохраняются воспоминания, остается загадкой. Тот факт, что стимулирование определенных участков головного мозга может вызывать яркие воспоминания — знакомый запах, обрывок песни и даже полную картину события со всеми его переживаниями, — говорит о том, что по крайней мере некоторые воспоминания привязаны к конкретным областям мозга. Люди, страдающие зрительной агнозией, могут терять способность распознавать определенные объекты, несмотря на то, что их органы чувств и память функционируют нормально. Как отмечает Оливер Сакс в своей книге «Человек, который принял жену за шляпу» (The Man Who Mistook His Wife for a Hat), они могут описать, как выглядит перчатка, но не узнают ее, когда видят и не знают, зачем она нужна. Они также могут не узнавать какого-то человека, хотя других узнают, или спутать жену со шляпой. Все это свидетельствует о том, что разные типы информации могут обрабатываться и храниться в разных частях мозга.

Существует также разница между кратковременной и долговременной памятью. Первой мы пользуемся, когда запоминаем какое-нибудь число на несколько минут или план возможных комбинаций в шахматах, прежде чем сделать ход. Кратковременная (или оперативная) память связана, по всей видимости, с работой частей коры головного мозга, в частности лобных долей. Долговременная память позволяет нам вспоминать события детства. Тот факт, что большинство людей не помнят многое из произошедшего до того, как им исполнилось три года, свидетельствует о том, что до этого возраста долговременная память сформирована не полностью. В настоящее время ведутся активные исследования, направленные на то, чтобы понять, как происходит отбор информации из оперативной памяти для долговременного запоминания, как, где и в какой форме она откладывается и, наконец, как эта информация извлекается из памяти.

Одна из областей мозга, имеющих ключевое значение для запоминания, называется гиппокамп из-за сходства по форме с морским коньком, Hippocampus. В нашем мозге их два — по одному с каждой стороны. Их роль была открыта по счастливой случайности при лечении Генри Густава Молисона, больше известного в научных кругах как HM. В детском возрасте HM страдал от неустранимой эпилепсии. В попытке избавить его от припадков в 27-летнем возрасте ему удалили большую часть гиппокампа с обеих сторон мозга. Последствия операции оказались катастрофическими для HM (но золотой жилой для науки), поскольку он потерял способность запоминать что-либо и лишился в определенной мере старых воспоминаний. HM был обречен жить в прошлом. Тем не менее он мог выполнять задания, требовавшие кратковременной памяти, что ясно продемонстрировало различия кратковременной и долговременной памяти. Его способности осваивать новые двигательные навыки тоже не пострадали. HM научился хорошо играть в настольный теннис, хотя помнил, что никогда не играл в него прежде. Он был мягким, терпеливым и скромным человеком, которого работавшие с ним исследователи считали членом своей семьи, несмотря на то, что HM никогда не узнавал их, даже если они возвращались всего через несколько минут после ухода.

Гиппокамп особенно важен для пространственной памяти — нашей способности узнавать места. Водители такси, которым приходится запоминать улицы Лондона, информацию, называемую в разговоре «знанием», имеют более крупный гиппокамп, чем все остальные. Томограммы головного мозга показывают, что гиппокамп активизируется, когда они планируют маршрут, т. е. просто думают, как проехать от Паддингтона до Букингемского дворца. Удивительно, но, когда они прекращают регулярное использование «знания», их гиппокамп возвращается к нормальному размеру. Поговорка «Пользуйся, если не хочешь потерять» как нельзя лучше подходит и для мозга, и для мышц.

Оказывается, мы создаем в голове пространственную карту окружающей обстановки, и это обнаруживается даже на уровне отдельных нейронов гиппокампа. Нервные клетки, которые называют «пространственными», усиливают активность только тогда, когда животное находится в определенном месте пространства. Когда крыса бежит вдоль коридора, например, некоторые клетки сильно активизируются, но стоит ей попасть в место, не соответствующее их «пространственному полю», и активность этих клеток падает. Множество нейронов, каждый из которых имеет свое пространственное поле, формируют «электрическую карту» всего окружающего пространства. При попадании в новое пространство в течение нескольких минут в мозге складывается ее карта, и если животное возвращается в это пространство через несколько дней, то те же нервные клетки возбуждаются в тех же местах. Эта пространственная карта, возможно, является элементом пространственной памяти.

Хотя гиппокамп и имеет принципиальную важность для формирования долговременной памяти, большинство воспоминаний хранятся не в нем. В запоминании, по-видимому, участвуют и многие другие части мозга. Представьте, что вы слушаете оперу, например, «Волшебную флейту». Ваши глаза видят Царицу ночи в экзотическом платье, уши воспринимают исполняемую ею арию. Эти образы поступают соответственно в зрительную и слуховую кору головного мозга, где они интерпретируются, связываются и складываются в единую картину. Информация затем идет в гиппокамп, где принимается решение о том, направлять ли ее в долговременную память. Чтобы информация отложилась в памяти, мозг направляет ее назад в соответствующие области коры, где она остается в виде новых синапсов или усиления существующих связей. Информация, таким образом, циркулирует в мозге. Ни одна ее частица не попадает в память непосредственно от глаз, для запоминания нужна сложная цепь связанных с преобразованием информации событий, которые происходят во множестве областей мозга.

Гиппокамп жестко связывает чувственные образы и впечатления, позволяя «воспроизвести» картину из памяти. Повреждение этой части мозга влияет на нашу способность запоминать новую информацию. В запоминании, однако, участвует не только гиппокамп. Миндалевидное тело также играет определенную роль в закреплении воспоминания. Сможем ли мы вспомнить событие, зависит от того, насколько оно интересно нам, и от сопутствующих эмоциональных ассоциаций. Именно по этой причине большинство из нас хорошо помнят такие события, как рождение ребенка и сообщение о взрыве башен-близнецов, и быстро забывают произошедшее во время обеда в прошлый вторник.

Технические навыки хранятся в памяти отдельно и не анализируются гиппокампом. Мы помним, как ездить на велосипеде, даже если не катались на нем много лет. Этот навык запоминается в мозжечке и в двигательной области коры головного мозга. Именно поэтому люди могут играть на музыкальных инструментах, несмотря на потерю значительной части воспоминаний о местах и событиях, именно поэтому HM хорошо играл в настольный теннис. Память соткана из этого

Формирование воспоминаний, по всей видимости, связано с изменением физической структуры мозга. Если его когда-то считали неподвижной структурой, то сейчас ясно, что это не так — мозг обладает невероятной способностью адаптироваться. Каждый день в нем возникают новые связи между нервными клетками, а существующие связи укрепляются или исчезают. Этот процесс, называемый синаптической пластичностью, является физической основой обучения и запоминания.

Нитевидные отростки — дендриты — нервных клеток в мозге покрыты тончайшими выростами с шарообразными окончаниями, которые называют шипиками. На отдельно взятом дендрите их количество может исчисляться тысячами. Дендритные шипики являются местами, где образуются синаптические соединения, и именно здесь закрепляются воспоминания. По мере того как мы узнаем новое и запоминаем новую информацию, появляются новые шипики, а существующие шипики изменяют форму или исчезают. С увеличением их размера и числа укрепляется определенный нейронный проводящий путь. Укрепление нередко происходит, когда одновременно активируются несколько соединений между нейронами, и, как выражаются нейрофизиологи, «клетки, которые возбуждаются вместе, привязываются друг к другу». Этот процесс протекает очень быстро. Эксперименты на мышах показали, что обучение нажимать на кнопку для получения пищи связано с резким увеличением числа новых синапсов в течение всего одного часа. Удивительным в этих экспериментах оказалось то, что новые шипики долго не исчезали после прекращения обучения, однако общее количество шипиков постепенно возвращалось к уровню, существовавшему до обучения, в результате исчезновения старых шипиков. Возможно, мозг может поддерживать только определенное количество соединений и освоение нового способно снижать нашу способность помнить старые события. Центральным элементом запоминания являются ионные каналы, поскольку для сохранения существующих синапсов и появления новых необходимы различные виды каналов глутаматных рецепторов. При отсутствии таких или при нарушении их функционирования наша способность запоминать уменьшается.

С возрастом способность помнить о прошлых событиях теряется. Почти фотографическая память, которая была у меня в детстве, давным-давно пропала, и вспомнить имена и лица мне сейчас намного труднее. Но это совершенная ерунда по сравнению с поражением памяти в результате болезни Альцгеймера, которой в Великобритании страдают примерно полмиллиона человек. Это самый страшный недуг, поскольку он крадет душу. Поначалу кажется, что у больного лишь небольшая забывчивость, но со временем он забывает всех друзей и родственников, становится дезориентированным, отстраненным и подавленным.

Болезнь Альцгеймера приводит к потере нейронов и синаптических связей в коре головного мозга и в конечном итоге к уменьшению размера мозга. Внутри нервных клеток появляются клубки так называемого тау-белка, а в пространстве между нервными клетками формируются плотные амилоидные бляшки. Являются ли они причиной или следствием гибели клеток, неизвестно. Электрическая активность мозга явно нарушается, но происходит ли это в результате потери нервных клеток и заметного сокращения числа дендритных шипиков или в результате ухудшения коммуникации между нервными клетками, неясно. В соответствии с одним из предположений болезнь вызывает сокращение количества ацетилхолина в определенных областях мозга, и поэтому больным в настоящее время назначают препараты, блокирующие разрушение этого нейромедиатора. Это, однако, не дает значительного эффекта, а просто замедляет развитие болезни. Средств, позволяющих остановить ее прогрессирование или устранить последствия, не существует. В отсутствие эффективных лекарств болезнь Альцгеймера остается трагедией как для больных, так и для их близких. О природе поведения

Получение представлений о том, как именно мозг управляет поведением, задача очень непростая. Один из подходов предполагает выделение вклада отдельных нейронов. Опубликованная не так давно новаторская работа профессора Геро Мизенбока из Оксфордского университета фактически открыла новый раздел нейрофизиологии — оптогенетику, позволив включать (или выключать) по желанию конкретную группу нервных клеток без воздействия на активность соседних нейронов. При таком подходе появляется возможность управлять поведением животного с помощью простого включения света. Этот метод основан на использовании ионных каналов, которые действуют как активируемые светом молекулярные выключатели. Он предполагает их встраивание в группы нервных клеток, где они находятся в закрытом состоянии, не оказывая никакого влияния на электрическую активность клеток до тех пор, пока исследователь не откроет их с помощью интенсивного импульса лазерного излучения с определенной длиной волны. Один из таких активируемых светом ионных каналов, так называемый канальный родопсин, получают из зеленых водорослей. Простое включение лазерного излучения открывает канал, обеспечивая приток положительно заряженных ионов, которые стимулируют активность клетки. Возможность точно регулировать длительность облучения и момент включения лазера позволяет вызывать активность отдельных нервных клеток и изучать, как характер их активности влияет на поведение. Аналогичным образом можно подавлять электрическую активность нервной клетки с помощью светочувствительного ионного канала, который в открытом состоянии удерживает на мембране клетки потенциал покоя.

Для привлечения партнерши самец плодовой мушки издает особый звук, брачную песню, с помощью быстро вибрирующих крыльев. Мизенбока заинтересовал тот факт, что, несмотря на практически одинаковую организацию мозга самцов и самок мушек, ведут они себя по-разному. Его исследовательская группа обнаружила, что при включении определенной группы нейронов с помощью светового импульса можно заставить самок исполнять брачную песню самцов. Все выглядит так, словно у плодовых мушек «бесполый» мозг, который воспроизводит разные модели поведения — мужскую или женскую — в зависимости от состояния центрального нейронного выключателя. Если стимулировать соответствующие нервные клетки, то мушку можно даже «научить» тому, что она никогда не знала. Но если управлять поведением плодовых мушек сравнительно просто, то о млекопитающих этого сказать нельзя, поскольку лазерный луч не проникает сквозь череп и световой импульс приходится передавать через волоконно-оптический кабель, имплантированный в мозг. Тем не менее было доказано, что таким образом можно управлять и поведением мыши. Оптогенетика — очень перспективное направление, обещающее пролить свет на то, как мозг управляет поведением.

Другие формы социального поведения имеют такую же прочную связь с мозгом, как и брачные песни и танцы плодовых мушек. Кроме того, пережитый опыт физически видоизменяет мозг, что объясняет, почему однояйцевые близнецы, несмотря на совершенно одинаковую генетическую конституцию, являются разными людьми. Это чудесно иллюстрирует стайная иерархия у лангустов. В случае опасности лангуст делает резкое движение хвостом, которое катапультирует его назад. Когда два лангуста находятся в одном аквариуме, один из них быстро занимает доминирующее положение, а другой — подчиненное, и это сопровождается заметным различием в электрической реакции гигантских нервных волокон, управляющих сокращением хвоста, и фактически в эффекте, который нейромедиатор серотонин оказывает на эти волокна. При удалении доминантной особи из аквариума подчиненная особь приобретает доминирующую электрическую реакцию, изменяя характер воздействия серотонина на нервные клетки. Любопытно, что лангуст, побывавший в положении альфа-особи, больше не возвращается к предыдущему состоянию. Хотя он может опять стать подчиненным при появлении в аквариуме более агрессивной особи и проиграть в схватке с нею, «доминантный» эффект серотонина не исчезает. В своеобразном неврологическом отрицании его мозг навсегда остается доминантным. В телевизионных реалити-шоу, связанных с игрой в различных персонажей эдвардианского общества, участники очень быстро занимают роли господ и слуг. Хотелось бы знать, в какой мере такие ролевые игры физически изменяют их мозг. «Заснуть и, может быть, увидеть сон»

Отход ко сну — настолько обыденное явление, что мы редко задумываемся о нем. Каждый вечер, засыпая, мы отключаем сознание, расслабляемся и перестаем реагировать на мягкие раздражители. Сон связан с характерным изменением электрической активности нашего мозга, однако это не простое глобальное подавление функционирования нервных клеток, а высокоорганизованный феномен. Хотя обычно сон представляется нам как единообразное состояние, на самом деле в нем выделяются две четко различимых фазы: фаза быстрого сна с быстрым движением глаз и фаза медленного сна с медленным движением глаз. На протяжении всей ночи периоды быстрого сна чередуются с периодами медленного сна. Каждый цикл длится примерно 90 минут, и человек проходит через них за ночь четыре-пять раз. В совокупности около 25 % времени, которое мы проводим во сне, т. е. от полутора до двух часов за ночь, приходится на фазу быстрого сна, продолжительность которой увеличивается с каждым циклом по мере приближения утра.

Засыпая, человек сначала входит в состояние дремы — промежуточное состояние между сном и бодрствованием. Пребывание в этой сумеречной зоне продолжается всего несколько минут, после чего наступает фаза медленного сна. В это время ЭЭГ изменяется, отражая прохождение через различные стадии неглубокого сна, пока на ней не появятся медленные, плавные низкочастотные волны, соответствующие глубокому сну. Мышцы при этом расслабляются, а способность реагировать на внешние раздражители снижается. Активность многих областей мозга, особенно коры, падает, и спящего становится трудно разбудить.

Как ни удивительно, но после примерно часового пребывания в глубоком сне наше состояние резко изменяется. Хотя тело по-прежнему остается в глубоком сне, мозг, похоже, просыпается, и на ЭЭГ начинается буйство быстрых низковольтных высокочастотных волн. Многие области мозга активируются, а особенно высокой становится активность областей, связанных с эмоциями, таких как миндалевидное тело. Это время интенсивных сновидений, и если вы проснетесь в этот момент, то, скорее всего, сможете вспомнить их. Мышцы остаются парализованными под действием тормозящих сигналов, посылаемых стволом мозга, иначе мы могли бы нанести себе вред, действуя под влиянием сновидений. Активность сохраняют (к нашему счастью) только дыхательные мышцы и мышцы глаз, которые связаны непосредственно с головным мозгом и, таким образом, избегают тормозящего воздействия ствола мозга. Возникает шквал быстрых движений глаз, именно поэтому этот период называют фазой быстрого сна. При повреждении мозга и утрате способности тормозить движения мышц во время сна люди, бывает, встают с кровати и ходят во сне. Иногда их приходится физически удерживать, чтобы они не нанесли вред себе или тому, с кем они спят. Когда человек выходит из фазы быстрого сна, контроль над мышцами автоматически восстанавливается. Изредка у людей это происходит не сразу, и они могут чувствовать себя временно парализованными — очень неприятное ощущение.

В фазе быстрого сна наши органы чувств также отключаются от мозга, и мы оказываемся отрезанными от мира. Информация от органов чувств поступает в кору головного мозга через так называемый таламус, но во время сна этот проводящий путь практически перекрывается и мало что пропускает. Мы словно отделены стеной от мира, изолированы от чувственной информации и не можем управлять мышцами, но наш мозг работает на повышенной передаче. Это как в автомобиле — двигатель раскручен на полную, но движения нет, поскольку не включена передача. Сон, таким образом, представляет собой динамическую активность. Мозг не выключается, а перестраивает свою активность.

В жизни каждого случаются моменты, когда вдруг хочется спать посреди дня. Нередко такое бывает в результате перелета в другой часовой пояс, но у некоторых людей чрезмерная сонливость превращается в проблему. Взять хотя бы Клэр, которая неожиданно засыпает в совершенно неподходящие моменты и ничего не может поделать с этим. Как-то раз она так сильно смеялась над шуткой своей подруги, что у нее подогнулись колени и она грохнулась на пол. Да что там говорить, любое чрезмерное волнение или сильное переживание приводит к такой потере мышечного тонуса, что она становится безвольной и падает. Клэр страдает хроническим расстройством сна, называемым нарколепсией, характерным признаком которого является чрезмерная дневная сонливость, несмотря на совершенно адекватный сон в ночное время. Утрата мышечного тонуса, которую называют катаплексией, возникает в результате того, что тормозящие пути, не дающие нам двигаться во время сна, включаются некстати во время бодрствования или в самом начале цикла сна.

Группа ученых под руководством Эммануэля Миньо исследовала наследственную черту собак породы доберман-пинчер, у которых наблюдалась та же патология, что и у Клэр. Учуяв лакомство, одна из этих собак радостно подбегала, хватала несколько кусков, но через несколько секунд настолько возбуждалась, что лапы переставали держать ее, и она падала. Эта патология является наследственной, и в процессе поиска гена, ответственного за нее, ученые обнаружили вещество орексин (или гипокретин), которое не дает нам уснуть. Оно вырабатывается в небольшой области гипоталамуса и стимулирует электрическую активность других областей мозга. Если у человека не вырабатываются орексины или недостаточно орексиновых рецепторов (как в случае доберманов-пинчеров), то он непроизвольно засыпает в самые неподходящие моменты.

Сон — неотъемлемая часть жизни. Спят все живые существа, даже насекомые и рыбы, и если нам для сна требуется в среднем восемь часов, то некоторые создания спят намного дольше. Чемпионом в этом деле является двупалый ленивец, который спит целых 20 часов в сутки. Морские млекопитающие могут утонуть, если заснут под водой, поэтому во время отдыха у них одна часть мозга продолжает бодрствовать, пока другая крепко спит. Это же происходит у многих птиц, которые, хотя и спят ночью, нередко держат один глаз открытым, чтобы не прозевать приближающегося хищника.

Почему именно мы спим, остается загадкой, хотя факты и говорят, что сон важен для переноса информации в долговременную память. Вы, без сомнения, знаете по опыту, что, если хорошо не выспаться, способность запоминать снижается. Удивительно, но даже короткий сон днем помогает выучить новое задание. По одной из гипотез во время формирования долговременной памяти, усвоения и организации новых знаний важно, чтобы новая информация не приводила к путанице. При отключении от внешнего мира воспоминания легче воспроизводятся, закрепляются, откладываются или отбрасываются. В какой-то мере это подтверждается тем, что во время сна «пространственные клетки» гиппокампа согласованно генерируют импульсы, а это указывает на воспроизведение пространственной карты, которая формируется в мозге, когда животное попадает в незнакомое место. Мозг словно вспоминает произошедшее, хотя и непонятно, с чем связано это воспроизведение — с формированием долговременной памяти или с переносом воспоминаний из гиппокампа в другие области мозга.

Так или иначе, каким бы ни было действительное предназначение сна, он для нас жизненно необходим, ибо человек, лишенный сна, быстро умирает. Сон — это вовсе не «маленький кусочек смерти», как считал Эдгар Аллан По. Это и не еженощная бесполезная трата времени. Скорее это, как выразился Шекспир, «главнейшее из блюд на пире жизни», и мы должны следить, чтобы его было в достатке. Бог сновидений

Как-то раз, когда я была еще ребенком, вся моя семья слегла от сильнейшего гастроэнтерита. Все лежали пластом, и лишь я одна могла сходить за лекарством. Мы жили в уединенной деревушке, где в те времена не ходили автобусы, и мне пришлось сесть на велосипед и ехать целых восемь километров до ближайшего медпункта. Мне дали большую бутылку каолина с морфином, которую я запихнула в карман. Обратная дорога обернулась кошмаром, поскольку стало ясно, что я тоже заразилась — меня тошнило и по пути несколько раз вырвало. До дома я добралась совершенно без сил. Мама сразу же дала мне большую дозу лекарства, но из-за того, что она сама еле держалась на ногах, ей и в голову не пришло встряхнуть бутылку. Пока я ехала домой, каолин осел на дно, а сверху оказался (слабый) раствор чистого морфина. Морфин, названный так по имени греческого бога сна Морфея, является сильным снотворным средством, и я проспала целые сутки.

Морфин оказывает не только снотворное действие. Он также дает релаксирующий эффект, вызывает состояние сладостной, полной сновидений эйфории и облает способностью облегчать боль. Его используют уже не одну тысячу лет как лекарство и как рекреационный препарат в форме опиума, сырого экстракта опиумного мака Papaver somniferum. Как заметил знаменитый врач VII в. Томас Сиденгам, «среди средств, дарованных человеку Всемогущим Господом для облегчения страданий, ни одно не является таким универсальным и таким действенным как опиум». Исторически смесь опиума со спиртом, называемая настойкой опия, использовалась для лечения разных заболеваний, в результате чего многие приобретали наркотическую зависимость, включая поэта Сэмюэля Кольриджа, который, как считается, написал стихотворение «Кубла Хан» под действием наркотика. Были и такие, кто употреблял ее для удовольствия. Томас де Квинси в своей знаменитой «Исповеди англичанина, употребляющего опиум» написал: «Я, несчастный человек, был настолько очарован сказочным избавлением от боли, что теперь вынужден прибегать к опиуму в отвратительном стремлении к безрассудной усладе, в желании всеми путями получать удовольствие».

Как и другие вызывающие привыкание наркотики, морфин стимулирует центры удовольствия в мозге и в случае приема излишнего количества вызывает настолько сильное наслаждение, что после его прекращения наркоман хочет получить новую дозу. Использование морфина приносило несчастья не только отдельным людям. В конце XVIII в. между Великобританией и Китаем развернулась очень прибыльная и беззастенчивая торговля при посредничестве Ост-Индской компании. Чай, который в те времена производился только в Китае, пользовался большим спросом в Великобритании. Китай требовал расчетов серебром, но это было дорого, и британские коммерсанты постепенно перешли на обмен чая на опиум. Опиум поставлялся тайным образом из Индии обходными путями. Это обернулось катастрофой для Китая. Из-за того, что опиум вызывал наркотическую зависимость, его употребление вошло в привычку, и, как следствие, значительная часть крестьян перестала работать, а армия стала небоеспособной. Когда Китай запретил продажу опиума и потребовал прекратить его нелегальный импорт, Великобритания, учитывая экономическую значимость нелегальной торговли, отказалась сделать это. Конфликт вылился в печально известные Опиумные войны, которые привели к передаче Гонконга под британское правление, закладыванию чайных плантаций в Индии и заключению новых торговых соглашений. Чай, можно сказать, оказался способным вызывать не менее сильную зависимость, чем опиум (по крайней мере в Великобритании).

Морфин и героин, сходный с ним по структуре, принадлежат к классу наркотиков, называемых опиатами. Они присоединяются к опиоидным рецепторам в головном и спинном мозге, перекрывая кальциевые каналы и подавляя выделение нейромедиаторов и электрическую активность нейронов. Размышляя, зачем вообще нам нужны опиоидные рецепторы, Джон Хьюз и Ганс Костерлиц предположили, что организм может вырабатывать собственные опиаты. Это привело к открытию эндорфинов (этот термин образован из двух слов — эндогенный и морфин), вырабатываемых организмом химических веществ, которые выделяются в ответ на боль. Они также вызывают чувство бодрости и хорошего состояния при занятии бегом и других видах интенсивной физической нагрузки.

Как и синтетические опиаты, эндорфины подавляют электрические импульсы в болевых нервных клетках. Если вы когда-нибудь видели, как надевают петлю на морду лошади для ее успокоения, то должны представлять, каким сильным может быть действие эндорфинов. Петлю делают из веревки, пропускаемой вокруг чувствительной верхней губы животного, и часто используют для успокоения норовистой лошади во время подковывания или обследования. При перекручивании и сдавливании веревки — и губы — кажется, что лошадь почти засыпает: она перестает перебирать ногами, ее голова поникает, взгляд становится неподвижным. Это происходит потому, что ее организм захлестывают эндорфины, выделяющиеся в ответ на сильную боль в сжатой губе. Акупунктура также инициирует выброс эндорфинов, и это позволяет проводить некоторые хирургические операции без анестезии. Сногсшибательные капли

Гемфри Дэви был исключительным любителем ставить эксперименты на себе. Несмотря на то, что эксперимент с вдыханием чистой окиси углерода чуть не погубил его, он продолжал исследовать физиологическое воздействие других веществ. В 1799 г. Дэви обнаружил, что закись азота, которую некоторые считали смертельно опасной, вызывает эйфорию и неконтролируемые приступы смеха и даже заставляет пускаться в безумную пляску. Вдыхание закиси азота скоро стало для него повседневной забавой. Как ни странно, несмотря на то, что Дэви обратил внимание на способность газа снимать боль и даже приводить к потере сознания, он так и не разглядел в нем потенциальный анестетик.

Это еще один из примеров того, как открытие, сделанное в Великобритании, было потом успешно внедрено в практику предпринимателями в Соединенных Штатах. Впервые общий наркоз в целях обезболивания применила группа американских дантистов, которые искали способ безболезненного удаления зубов. В числе пионеров был Хорас Уэллс, который сначала попробовал закись азота на себе, а потом на своих пациентах. Уверенный в достоинствах нового метода, Уэллс организовал публичную демонстрацию удаления зуба под наркозом для студентов-медиков в Бостоне в 1845 г. Демонстрация оказалась неудачной — газ из мешка перестали давать слишком рано, пациент завопил от боли, а наблюдавшие за этим студенты освистали экспериментатора. Уэллс был настолько обескуражен провалом, что оставил стоматологию, пристрастился к хлороформу и в состоянии наркотического опьянения облил серной кислотой двух проституток. Осознав содеянное, он покончил с собой. Горечь провала усиливалась еще и тем, что годом ранее его коллега Уильям Томас Грин Мортон успешно провел в Бостоне публичную операцию, использовав для наркоза эфир. Мортон, в отличие от Уэллса, приобрел широкую известность. Со значительно меньшим энтузиазмом было встречено его стремление сделать деньги на этом методе: попытка запатентовать использование эфира в качестве анестетика вызвала всеобщее возмущение, а обращение к конгрессу с требованием выплатить $100 000 в качестве «национальной награды» за изобретение сочли неприемлемым.

Поскольку эфир раздражал легкие (и легко взрывался), Джеймс Симпсон, шотландский акушер, стал использовать хлороформ для обезболивания родов. Хотя некоторые выступали против такой практики, ссылаясь на Книгу Бытия, где Бог говорит Еве о том, что «в муках она будет рожать детей своих», этот метод получил неожиданную рекламу после его успешного применения во время родов королевы Виктории 7 апреля 1853 г., когда она разрешилась восьмым ребенком, принцем Леопольдом. British Medical Journal прокомментировал это событие так: «Королевское происхождение пациентки и ее успешное возвращение к нормальной жизни являются фактами, которые должны развеять в значительной мере существующие профессиональные и общераспространенные предрассудки, связанные с использованием анестезии в акушерстве». Любопытно, что, по сообщению «Придворного циркуляра», во время родов рядом с королевой находились не только ее доктора и медсестра, но и принц Альберт, который оказался абсолютно современным мужем.

Хороший общий наркоз должен обеспечивать отключение сознания, потерю чувствительности к боли (аналгезию), неподвижность и, предпочтительно, определенную потерю памяти, так чтобы вы не помнили происходившего. Все это должно достигаться без воздействия на сердце и, если возможно, на дыхательные мышцы, а также без приступов рвоты или других продолжительных неврологических осложнений. И, конечно же, выход из наркоза должен быть легким. Все эти свойства необязательно имеются у отдельно взятого средства. Эфир и хлороформ — эффективные анестетики, но они далеки от идеала, и в наши дни для отключения сознания и памяти обычно используют пары таких препаратов, как изофлуран и севофлуран, или впрыскивают препараты типа пропофола, а аналгезии и расслабления мышц добиваются с помощью других средств. Как ни удивительно, но к закиси азота по-прежнему прибегают во многих случаях.

При общем наркозе человек сначала входит в заторможенное состояние: он начинает дремать и, даже если прекратить наркоз в этот момент, мало чего помнит о пережитом состоянии. Постепенно человек перестает реагировать на слова и теряет сознание. Как ни странно, после этого он входит в возбужденное состояние с неконтролируемыми движениями и нерегулярным дыханием, но потом мышцы расслабляются снова, дыхание выравнивается, глаза перестают двигаться, и наступает настолько глубокий сон, что хирург может произвести операцию без причинения боли. В этом состоянии томограммы показывают, что метаболическая активность всего мозга равномерно подавляется, т. е. отключаются все области мозга. По всей видимости, каких-либо областей, особо чувствительных к общему наркозу, не существует. К большому разочарованию нейрофизиологов, пытающихся понять, в какой именно области мозга возникает сознание, невозможно обнаружить такую область, активность которой «угасает» в момент потери сознания.

Хотя общий наркоз делают тысячам людей в мире ежедневно, мы все еще слабо понимаем, как он работает, и то, каким образом в результате наркоза отключается сознание, остается одной из величайших загадок нейрофизиологии. Последние данные говорят о том, что наркоз подавляет электрическую активность мозга путем взаимодействия с ионными каналами. Предполагается, что наркоз стабилизирует определенное конформационное состояние канала, заполняя «полости» в самой белковой молекуле или встраиваясь между белком и липидной мембраной, в которой он находится. Одни анестетики, похоже, открывают ионные каналы, которые подавляют электрическую активность клеток мозга, например ГАМК-каналы, глициновые рецепторы и калиевые каналы. Другие анестетики блокируют синаптическую передачу, подавляя функцию возбуждающих глутаматных рецепторов. Факт подавления активности как возбуждающих, так и тормозящих нейронов соответствует общей картине подавления электрической активности, наблюдаемой на томограммах мозга. Кто я есть?

Вопрос о том, что именно представляет собой сознание, занимает умы философов и нейрофизиологов уже не одно столетие, но мы по-прежнему далеки от его четкого понимания. Так или иначе, это нечто такое, с чем каждый из нас прекрасно знаком, и такое, что все мы имеем. «Я мыслю, — сказал Рене Декарт еще в XV в., — следовательно, я есть». Но что в точности есть мое «Я»?

С точки зрения Декарта, разум и тело были разными сущностями. Однако глубокие изменения нашей личности под действием наркотиков, болезней и травм мозга свидетельствуют о том, что это не так — наш разум является продуктом деятельности мозга. Между прочим, у меня не раз возникал вопрос, не является ли декартовский взгляд в какой-то мере результатом того, что философия когда-то была прерогативой мужчин, у которых пенис нередко жил своей собственной жизнью, иногда отказываясь действовать, несмотря на желание, а иногда проявляя неуемную прыть в неподходящие моменты? Женщины, чье эмоциональное состояние совершенно очевидно связано с гормональным циклом, все время помнят о связи между телом и разумом.

Несмотря на наше очень сильное чувство собственного «Я», нейрофизиологи показывают, что мы — не более чем совокупная электрическая активность клеток нашего мозга. Каким бы неудобным это ни казалось, не существует ни отдельной сущности, ни души, ни того, что продолжает жить после нашей смерти, — этот факт, несомненно, приводит науку в прямое противоречие с множеством религиозных представлений. Так откуда оно берется, это пресловутое чувство собственного «Я», эта личность, сидящая в моей голове, смотрящая на мир моими глазами, стучащая по клавиатуре, пытающаяся передать свои мысли вам?

Чувство собственного «Я» не является врожденным. Младенцы не осознают себя и не понимают мыслей и переживаний других. Эти качества развиваются у детей постепенно. Проще всего определить наличие самосознания у очень маленьких детей или у животных можно путем проверки их способности узнавать себя в зеркале, прилепив яркую наклейку им на лоб. Если они идентифицируют себя, то будут стараться снять наклейку, а если нет, то не будут делать ничего или постараются дотронуться до отражения. В соответствии с этим критерием дети обретают самосознание в возрасте от двух до трех лет. Похоже, что наш мозг должен достичь определенной стадии развития, прежде чем самосознание проявится в полной мере. И это не мгновенное «пробуждение» — психологи говорят, что самосознание развивается в несколько этапов.

Следующий очевидный вопрос — в какой области мозга находится самосознание? Является ли оно распределенной сущностью, определяемой множеством сетей нервных клеток, или расположено в определенной группе нервных клеток? Исследования больных с повреждениями мозга показывают, что у самосознания нет конкретного места расположения. Хотя повреждение той или иной области мозга способно кардинальным образом изменить нашу личность, оно не превращает нас в зомби, т. е. в человека без чувства собственного «Я», но нормально функционирующего во всем остальном. Кроме того, ни одна область мозга не «выключается» одновременно с отключением сознания при общем наркозе. Отключение сознания, которое происходит во время сна, также сильно отличается от того, что происходит под действием наркоза. Наркоз приводит к общему подавлению электрической активности мозга, а сон — это тонко регулируемое активное состояние. Очень разный характер активности мозга во время сна, общего наркоза и в состоянии бодрствования указывает на то, что отключение сознания — и по косвенным признакам, возможно, самосознание — может быть следствием не одной, а нескольких причин. Также, по всей видимости, для него нужна суммарная активность множества нейронов, но каких именно, остается загадкой.

Помимо прочего, следует отметить, что память тесно связана с нашим восприятием сознания. Больные, получившие определенные успокоительные средства, отвечают на вопросы врача, чувствуют боль и, возможно, будут утверждать, что находятся в сознании, если их спросить. Однако, когда действие препарата кончается, они ничего не могут вспомнить и говорят, что были без сознания на протяжении всей операции. Аналогичную потерю памяти вызывают печально известные средства, например рогипнол, используемые преступниками для отключения сознания жертвы изнасилования. Возможно, одной из причин, по которым самосознание у детей не развивается до двух-трехлетнего возраста, является отсутствие долговременной памяти примерно до этого же возраста — мало кто помнит события, происходившие до того, как нам исполнилось три года.

И все же вы можете возразить: «Она так реальна, эта личность в моей голове. Ну разве может такое быть всего лишь иллюзией?» Не забывайте, что нас очень легко ввести в заблуждение. Это мозг определяет наше восприятие мира и то, как мы на него реагируем. Он постоянно заставляет нас считать, что мы что-то видим или слышим, когда на самом деле этого нет. Зрительных иллюзий великое множество, и наше внимание непостоянно. Сканирование мозга показывает, мы можем действовать на основе решения, например нажать на кнопку правой или левой рукой, еще до того, как осознали его принятие. Свобода воли, как и многое-многое другое, — просто иллюзия. Это тоже умопостроение нашего мозга.

Скорее всего, существует множество причин, по которым у людей развилось сознание, но одна из них, пожалуй, заключается в том, что самосознание связано с нашей способностью понимать мысли и чувства других. Это принципиально важно для коллективной работы и социального единства, неотъемлемых атрибутов процветания нашего биологического вида. Единственные животные, помимо человека, которые демонстрируют наличие самосознания в тесте с зеркалом, также являются социальными — это шимпанзе, слоны и дельфины.

Происхождение сознания — один из самых сложных вопросов нашего времени, и настоящее минное поле как для философов, так и для нейрофизиологов. Он слишком сложен, чтобы рассматривать его здесь, ограничившись несколькими строчками. Так или иначе, большинство ученых сейчас соглашаются с тем, что сознание является результатом электрической активности мозга, а она, в свою очередь, является результатом активности моих любимых белков — ионных каналов. Хотя мы по-прежнему не знаем слишком многого о том, как именно нейронная активность преобразуется в когнитивную функцию, новые технологии позволяют надеяться, что рано или поздно нам все же удастся понять принципы формирования и управления нашим поведением. Они могут также дать новые представления о происхождении наших мыслей и переживаний. Работа разума перестала быть вотчиной философов и теологов. Теперь это предмет исследования нейрофизиологии, поскольку наши мысли и эмоции, наше чувство собственного «Я» являются отражением вихря электрических сигналов, захлестывающих мозг. Мэри Шелли была намного ближе к истине, чем подозревала, когда назвала электричество искрой жизни. Мы и в самом деле не более чем заряженная электричеством плоть.