Теперь мы сталкиваемся с фундаментальным вопросом: каким образом этот метафорический камень, который только что был брошен, выборочно затрагивает обычно неактивные области, чтобы генерировать гораздо более обширный, пусть и временный, ансамбль? Причина чрезвычайной сложности этого вопроса заключается в том, что теперь нам необходимо отступить в сторону от знакомых нам механизмов пластичности и увидеть, как должна распространяться наша метафорическая рябь, чтобы коррелировать с разной глубиной сознания.

Ответ заключается в эффектах мощных модулирующих химических веществ, воздействующих на определенные клетки мозга в соответствии с различными уровнями возбуждения. Они модулируют реакцию окружающих клеток на возбуждающий сигнал, определяя их участие в ответной реакции (создавая рябь). В свою очередь, то, с какой легкостью те или иные клетки временно «завербовываются» для совместной работы, будет зависеть от типа воздействующих в данный момент химических веществ и преобладающего уровня возбуждения: это еще один фактор в формировании нейронных ансамблей. Переменная доступность этих модуляторов будет аналогична варьированию глубины и чистоты лужи, которая, будучи грязной и заросшей водорослями, окажется менее эффективной средой для распространения ряби, чем если бы это была свежая дождевая вода.

Таким образом, глубина сознания в любой момент будет продуктом: 1) внешней сенсорной активации (силы броска); 2) индивидуальной значимости (размера камня), что, в свою очередь, выражается в длительности прочной связи между нейронами, а также 3) общих уровней возбуждения, обусловленных воздействием модуляторов. Если это действительно так, то, изменяя значения этих параметров, можно наблюдать за изменениями в сознании.

Возьмем сценарий, в котором камень окажется относительно небольшим по размеру. Как и в случае с будильником, внешней сенсорной стимуляции должно быть достаточно, чтобы активировать ансамбль, хотя и относительно небольшой. Представьте себе, например, что вы танцуете в клубе на Ибице, вас обволакивает навязчивый ритм музыки и фантасмагорические вспышки света. Ваш тщательно отобранный индивидуальный опыт оказывается ни актуальным, ни необходимым. Вы как бы «растворяетесь» в музыке и свете. Другой способ отключить свои нейронные связи – прибегнуть к психоактивным веществам, которые снижают эффективность синаптической передачи.

Для многих быстрый путь к удовольствию – это алкоголь, при употреблении которого так же уменьшаются размеры нейронных ансамблей. Алкоголь жирорастворим, а это означает, что он легко преодолевает гематоэнцефалический барьер, отделяющий мозг от общей циркуляции жидкостей, и быстро проникает в мозг, что влияет на выработку гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК). ГАМК будет инициировать приток в нейроны отрицательно заряженных ионов хлора, делая внутреннюю поверхность клеточных мембран соответственно более отрицательно заряженной (гиперполяризованной): это означает, что снижается способность клеток генерировать потенциалы действия.

Третий вариант – это такой «сенсационный» опыт, когда внешние стимулы наводняют ваш мозг. Для этого подойдет серфинг, прыжок с парашютом, спуск на горных лыжах и т. п. Стимуляция может быть чрезвычайно яркой, неестественно шумной, события будут быстро сменять друг друга, что спровоцирует залп конкурирующих ансамблей, которые окажутся недостаточно обширными и стабильными, чтобы их можно было успешно обработать.

Многие занятия, связанные со скоростью, ритмом и т. п., кажутся нам приятными. Возможно, мы могли бы развить эту мысль, взглянув на химический ландшафт мозга и начав с известного передатчика – дофамина. Дофамин прежде фигурировал только как часть общего химического каскада реакций в мозге, где он тесно связан с другими передатчиками (норадреналином и серотонином), но теперь стоит уделить ему больше внимания.

Высвобождение дофамина в мозге принято связывать с ощущением удовольствия, с тех пор как проведенные в 1950-е годы эксперименты показали, что крысы, в чей мозг были имплантированы электроды в тех участках, где дофамин выделяется в больших объемах, стремились к получению электрической стимуляции. Кроме того, все рекреационные наркотики имеют общий принцип действия: они вызывают высвобождение дофамина. Повышение уровня дофамина связано с повышенным возбуждением: достаточно вспомнить интенсивный стимулирующий эффект амфетамина.

Итак, если дофамин связан с ощущением удовольствия и если малый размер нейронных ансамблей так же является характерной чертой приятного опыта, то можно предположить, что дофамин уменьшает размер ансамблей. Собственно, именно это и показали некоторые наши эксперименты. Апоморфин, препарат, который действует как аналог дофамина, оказывает явное влияние (рис. 5) как на размер, так и на длительность активности в коре головного мозга крысы.

Но высокий уровень дофамина не всегда является предвестником удовольствия: он также может играть роль в переживании страха. Возьмите шизофрению – сложное психическое расстройство, для которого характерен повышенный уровень дофамина. Никто не утверждает, что шизофрения – это весело. Но согласитесь, дикая и странноватая радость может сопутствовать страху: игра в «ку-ку» может напугать малыша, а сильный испуг даже у взрослого способен вызвать приступ смеха. Но как могут такие полярные противоположности так легко перетекать друг в друга?

Рис. 5. Нейронный ансамбль, сгенерированный в срезе участка коры мозга крысы, и его изменения во времени. Обратите внимание на снижение интенсивности, а также на значительно более короткую продолжительность активности после применения апоморфина (внизу) (Badin&Greenfield, неопубликованное)

Возможно, удовольствие превращается в страх, когда мы не знаем, что будет дальше. Этот переход от удовольствия к страху может фактически сводиться к колебаниям уровней дофамина, приводящим к противоположным эффектам, определяющим участие тех или иных нейронов в потенциальном ансамбле.

Однако удовольствие и его корреляция с размерами ансамблей едва ли могут зависеть исключительно от уровня одного лишь дофамина. Мы видели ранее, что анестезирующие средства также уменьшают размеры ансамблей, и их действие – это поэтапный процесс, один из которых – бред, наступающий, когда анестезия отчасти вступает в силу и размеры ансамблей уже уменьшаются. Анестетики в дозах, слишком низких для достижения полной потери сознания, традиционно использовались для получения удовольствия. Раньше такой анестетик, как диэтиловый эфир, массово применяли те, кто никоим образом не стремился к потере сознания. Аналогичным образом, закись азота использовалась в качестве рекреационного наркотика на вечеринках девятнадцатого века. Некоторые участники становились мечтательными и умиротворенными, в то время как у других возникали приступы смеха и эйфория. Теперь закись азота снова возвращается в Великобританию в качестве рекреационного наркотика, не включенного в перечень запрещенных веществ. Как правило, этот газ вдыхают порционно из черных воздушных шаров. По понятным причинам это вызывает беспокойство властей.

Наверное, вы не раз слышали об эндорфинах. Эти природные опиаты оказывают эффект ингибирования активности нейронов и, следовательно, так же уменьшают размер нейронных ансамблей. Оказывается, что даже быстрая ходьба может стимулировать нейрогенез, в результате чего стволовые клетки – универсальные заготовки, способные превращаться в разнообразные типы клеток, начинают трансформироваться в нейроны и стимулировать выделение химических веществ, способствующих росту клеток. И это еще не все. В то время как энергичная физическая активность увеличивает производство клеток мозга, дополнительная стимуляция обогащенной среды повышает стабильность нейронных связей.

Как мы видели, окружающая среда способна влиять на мышление. Представим теперь, что может происходить обратное, и процесс мышления окажет влияние на сам физический мозг. Вспомните, как воображаемая игра на фортепиано отразилась на результатах сканирования мозга. Подобные результаты можно увидеть в эксперименте Фреда Гейджа, профессора лаборатории генетики калифорнийского Института Солка. Но помимо прочего Гейдж доказал, что для достижения этого эффекта упражнения должны быть добровольными. Крысы должны активно интересоваться игрой.

Интересно, что только когда крысы занимаются добровольной физической активностью, вступают в силу важные физиологические факторы: главный из них – отсутствие стресса, что обеспечивает низкий уровень связанных с ним гормонов, в частности кортизола. Исследования доказывают, что регулярное добровольное упражнение предотвращает связанные со стрессом заболевания и улучшает познавательную функцию у мышей. Хотя мы все еще не можем отследить, как именно отсутствие одного набора химических веществ приводит к состоянию, благоприятному для нейрогенеза. Тем не менее еще одна, действительно увлекательная подсказка заключается в том, что процесс сопровождается определенным паттерном волн – тета-ритмом, который также возникает у человека в моменты концентрации внимания.

Но мы слишком углубились в тонкие материи. Давайте посмотрим на проблему немного под другим углом. На этот раз мы не будем думать о сознании как о механизме адаптации, а сосредоточимся на самих нейронных ансамблях. Охватывая множество связей и настраивая их для согласованной работы, они приводят к широкомасштабной активации, что является одной из их определяющих особенностей. Это, в свою очередь, позволяет значительно повысить адаптивные возможности мозга, а не только лишь сгенерировать небольшой локальный ответ, который возник бы и при отсутствии крупных ансамблей. И будь это так, это означало бы следующее: если нейронные ансамбли действительно коррелируют с сознанием, то, обладая сознанием, мозг становится гораздо более адаптированным к окружающей среде. И это будет означать, что животные, обладающие наиболее глубоким сознанием, имеют наибольшие перспективы в плане выживания. Это интуитивно понятно: просто взгляните на нас, людей, на то, как мы адаптируемся и меняем среду вокруг себя сообразно своим потребностям, обладая, безусловно, самым глубоким сознанием среди всех видов.