Глава 2
ЖИЗНЕННЫЕ ПУТИ

Фридрих Ницше был в отчаянии. Будучи болезненным ребёнком, он так никогда полностью и не оправился от болезней, которыми страдал в двадцатилетием возрасте. Их причиной стало падение с лошади во время службы в артиллерийском подразделении прусской армии. В 1879 году его здоровье ухудшилось, и он был вынужден оставить пост профессора филологии в Базельском университете. В тридцать один год Ницше начал путешествовать по Европе в поисках спасения от своих многочисленных недугов. Осенью с наступлением холодов он двигался на юг, к берегам Средиземного моря, а весной возвращался на север, в Швейцарские Альпы или в дом своей матери под Лейпцигом. В конце 1881 года Ницше снял комнату на чердаке в итальянском портовом городе Генуе. Его зрение ухудшалось, и он чувствовал боль и утомление, фокусируясь на странице. Часто в результате чтения у него возникала головная боль, сопровождавшаяся рвотными позывами. Ему пришлось сократить время, посвящённое писательской деятельности, и он боялся, что однажды ему придётся совсем отказаться от этого занятия.

В отчаянии Ницше заказал пишущую машинку модели Writing Ball («пишущий шар») производства датской компании Malling-Hansen, доставленную в его дом в первые недели 1882 года. Изобретённый за несколько лет до этого Хансом Расмусом Маллинг-Хансеном, директором Королевского института для глухонемых в Копенгагене, этот инструмент был странным, но прекрасным. Он напоминал богато украшенную золотую подушечку для иголок. Пятьдесят две клавиши для строчных и прописных букв, а также цифр и знаков пунктуации располагались концентрическим образом на поверхности шара. Подобное расположение было неслучайным, именно оно позволяло максимально повысить эффективность печати. Прямо под клавишами находилась изогнутая пластина, державшая лист бумаги. При помощи гениально спроектированной системы рычагов пластина передвигалась как по маслу при каждом нажатии на клавишу. При достаточном навыке человек мог печатать до 8оо знаков в минуту - этот результат был значительно выше, чем у любой другой пишущей машинки1.

Это устройство спасло Ницше, по крайней мере, на какое-то время. Научившись печатать вслепую, он мог делать это даже с закрытыми глазами, используя лишь кончики пальцев. Слова вновь могли беспрепятственно течь прямо из его ума на лист бумаги. Ницше был настолько захвачен творением Маллинг-Хансена, что даже сочинил ему небольшую оду:

Пишущий шар похож на меня: он сделан из железа,

Но так легко вращается на своём пути.

Для того чтобы ужиться с нами, нужно немало терпения и такта,

А также нежные пальцы.

В марте одна берлинская газета сообщила, что Ницше «чувствует себя лучше, чем когда-либо» и, благодаря пишущей машинке, «вернулся к писательской деятельности».

Однако устройство тончайшим образом повлияло на его работу. Один из ближайших друзей Ницше, писатель и композитор Генрих Кёзелиц, заметил изменения в стиле его письма. И без того краткая проза Ницше стала ещё жёстче, обрела «телеграфный» стиль. Она была более сильной, как будто «железная» мощь машины каким-то странным метафизическим образом передавалась словам, отпечатывавшимся на листе бумаги. «Возможно, с помощью этого инструмента вы сможете создать новый язык», - писал Кёзелиц в письме к Ницше, замечая, что и в его собственной работе «мысли о музыке или языке часто зависят от качества пера и чернил».

«Вы правы, - отвечал Ницше, - Наши письменные принадлежности вносят свой вклад в формирование наших мыслей».

В то время как Ницше учился в Генуе работать на пишущей машинке, в пятистах милях к северо-востоку от него молодой студент-медик по имени Зигмунд Фрейд занимался исследованиями в венской нейрофизиологической лаборатории. Основной круг его интересов был связан с изучением нервной системы рыб и ракообразных. В результате экспериментов Фрейд пришёл к мысли, что мозг, как и другие органы тела, состоит из множества отдельных клеток. Впоследствии он расширил свою теорию и предположил, что разрывы между клетками (названные им «контактными барьерами») играют существенную роль в управлении функциями мозга, формировании воспоминаний и мыслей. В то время выводы Фрейда несколько противоречили точке зрения, господствовавшей в научных кругах. Большинство докторов и исследователей верили, что у мозга нет клеточной структуры и он скорее похож на единую и непрерывную ткань нервных волокон. Даже среди тех, кто разделял мнение Фрейда о клеточном составе мозга, мало кто обращал внимание на то, что может происходить в пространствах между клетками3.

Фрейд готовился к свадьбе, и ему требовалось существенно увеличить уровень своего дохода. Поэтому он достаточно быстро отказался от карьеры исследователя и занялся частной практикой в сфере психоанализа. Однако последующие исследования подтвердили предположения, сделанные им в молодости. Учёные, вооружённые более мощными микроскопами, подтвердили факт наличия отдельных нервных клеток. Они также обнаружили, что эти клетки (нейроны) чем-то похожи на другие клетки нашего тела, а чем-то очень сильно отличаются от них. Нейроны обладают центральным ядром, или телом, исполняющим функции, единые для клеток всех типов, но при этом у них есть два типа отростков, напоминающих       щупальца, - аксоны и дендриты, передающие и принимающие электрические колебания. Когда нейрон активен, импульс движется от тела к окончанию аксона, где вызывает выброс химических веществ, называемых нейромедиаторами. Нейромедиаторы преодолевают контактный барьер, описанный Фрейдом, - который в наши дни называется синапсом - и присоединяются к дендриту соседнего нейрона, запуская или подавляя новый электрический импульс в этой клетке. Именно с помощью потока нейромедиаторов, проходящих через синапсы, нейроны общаются друг с другом, определяя направление движения электрических сигналов по сложным клеточным путям. Мысли, воспоминания, эмоции - все они возникают в результате электрохимических взаимодействий нейронов, управляемых синапсами.

В течение XX века нейробиологи и психологи начали в большей степени признавать сложность структуры человеческого мозга. Они обнаружили, что внутри нашего черепа находится до юо миллиардов нейронов, имеющих различную форму или варьирующихся по длине от десятых долей миллиметра до десятков сантиметров4. Обычный нейрон имеет множество дендри- тов (и только один аксон), а у дендритов с аксонами может быть множество ответвлений и синаптических окончаний. У среднего нейрона имеется около тысячи синаптических связей, но у некоторых нейронов количество связей может быть в сотни раз больше. Миллионы миллиардов синапсов внутри нашей головы связывают нейроны между собой, создавая плотную сеть цепочек, которые (благодаря пока не понятому нами механизму) и создают наши мысли, ощущения и осознание самих себя.

Несмотря на то что за последнее столетие наши знания в области физической деятельности мозга значительно расширились, одно прежнее убеждение сохранило силу до сих пор. Большинство биологов и неврологов продолжают, как и прежде, верить в то, что структура мозга взрослого человека неизменна. Наши нейроны образуют связи в течение детства, когда наш мозг ещё достаточно податлив, а по достижении зрелости эти связи оказываются жёстко зафиксированными. Общепринятое убеждение состоит в том, что мозг напоминает собой прочную конструкцию. После множества изменений в детстве и юности структура достаточно быстро обретает свою конечную форму. После двадцати лет новые нейроны перестают формироваться, равно как и новые цепочки. Разумеется, в течение жизни мы сохраняем новые воспоминания (теряя часть старых), но единственный структурный процесс, через который проходит мозг во взрослом возрасте, - это медленный процесс увядания по мере старения и отмирания нервных клеток.

И хотя мнение о неизменности мозга взрослого человека было широко распространено и укоренилось, нашлись и еретики. Многие биологи и физиологи в ходе исследований мозга всё чаще начали замечать тот факт, что даже у взрослого человека мозг податлив, или «пластичен». По их мнению, новые нейронные связи могут формироваться в течение всей нашей жизни, а старые могут либо усиливаться, либо ослабляться, либо просто исчезать. Британский биолог Дж. 3. Янг в серии выступлений, транслировавшихся на канале ВВС в 1950 году, утверждал, что структура мозга на самом деле может находиться в состоянии постоянных изменений и адаптироваться к решению той или иной важной на данный момент задачи. «Существуют свидетельства того, что клетки нашего мозга развиваются и растут, когда используются, или атрофируются, и даже исчезают, когда не используются, - утверждал он. - Таким образом, можно предположить, что каждое наше действие оставляет неизгладимый след на нервной ткани».

Янг был не первым, кто предложил подобную идею. За семьдесят лет до этого американский физиолог Уильям Джеймс уже делал сходный прогноз относительно способности мозга к адаптации. «Нервная ткань, - писал он в своём знаменитом труде «Основы психологии», - по всей видимости, наделена крайне высокой степенью пластичности». Как и в случае с любым другим физическим соединением, «внешние силы или внутреннее напряжение могут, быстрее или медленнее, превратить эту структуру в нечто отличное оттого, чем она была». Джеймс с немалым одобрением цитировал аналогию, приведённую французским учёным Леоном Дюмоном в эссе о биологических последствиях привычки. Аналогия проводилась между влиянием воды на сушу и влиянием опыта на мозг: «Поток воды пробивает себе канал, которыий постепенно становится шире и глубже, и вода, текущая позже, следует по пути, намеченному водой, протекавшей в этом месте раньше. Аналогичным образом, восприятие внешних объектов пробивает себе всё более широкие пути в нервной системе, и эти пути начинают задействоваться при аналогичном стимулировании извне, даже после перерыва». В итоге своё мнение изменил и Фрейд. В так и не опубликованной рукописи 1895 года «Проект для научной психологии» он утверждал, что мозг (в частности контактные барьеры между нейронами) может меняться в ответ на пережитый человеком опыт.

Многие исследователи мозга и врачи встречали подобные предположения с недоверием или предубеждением. Они сохраняли убеждённость в том, что мозг пластичен лишь в детстве и что однажды проложенные «жизненные пути» не могут расширяться, сужаться или изменять своё направление.

Они стояли на позициях Сантьяго Рамона-и-Кахаля, известного испанского врача, нейроанатома и лауреата Нобелевской премии, который в 1913 году безапелляционно заявил, что «нервные пути в мозгу взрослого человека являются фиксированными, конечными и неизменными. Все они могут умереть, но не могут регенерировать». Во времена молодости и сам Рамон- и-Кахаль сомневался в этой общепринятой точке зрения. В 1894 году он предположил, что «мыслительный орган в определённых пределах является податливым, и его можно усовершенствовать с помощью хорошо направляемых умственных тренировок»9. Впоследствии, однако, он согласился со всеобщим убеждением и стал одним из наиболее яростных и безапелляционных защитников традиционной точки зрения.

Концепция взрослого мозга как неизменяющегося физического аппарата возникла и усиливалась благодаря метафорическим образам индустриальной эпохи, представлявшим мозг неким хитрым механическим приспособлением. Подобно паровому двигателю или электрической динамо-машине, нервная система состоит из множества частей, каждая из которых имеет четкую и особую цель, вносящую существенный вклад в успех деятельности в целом эти части не могли меняться ни с точки зрения формы, ни с точки зрения функции, так как это неминуемо и немедленно привело бы к поломке всего механизма. Различные области мозга и даже отдельные связи играли точно определённую роль в обработке сенсорной информации, управлении движением мышц, формировании воспоминаний и мыслей. Эта роль закладывалась в них в детские годы и не подлежала изменениям. Когда речь заходила о мозге, то, как говорил поэт Уильям Вордсворт, ребёнок действительно становился отцом взрослого.

Механическая концепция мозга отражала и одновременно опровергала известную теорию дуализма, описанную Рене Декартом в «Размышлениях» в 1641 году. Декарт утверждал, что мозг и мышление существуют в двух независимых друг от друга областях - материальной и эфирной. Физический мозг, как и всё тело, всего лишь механический инструмент, который (подобно часам или насосу) работает в соответствии с движениями своих компонентов. Однако, по словам Декарта, работа мозга не объясняет работы сознательного мышления. Будучи выражением самого себя, мышление существует вне пространства, за пределами материального. Мышление и мозг могут влиять друг на друга (по мнению Декарта, это происходит в результате мистического действия шишковидной железы), однако при этом они остаются отдельными друг от друга субстанциями. Во времена быстрого научного прогресса и социального переворота дуализм Декарта стал настоящим облегчением. Реальность имела материальную сторону (которой занималась наука), но при этом обладала и духовной частью (которой занималось богословие), при этом эти стороны никогда не соприкасались друг с другом.

По мере того как рациональность превращалась в основную религию эпохи Просвещения, идея о нематериальном мышлении, происходящем за пределами наших наблюдений и экспериментов, становилась всё более шаткой. Учёные отказались от «мыслительной» половины картезианского дуализма, хотя и приветствовали идею Декарта о мозге как машине. Мысль, память и эмоция стали восприниматься не как «излучение духовного мира», а как логичные и предопределённые результаты физической деятельности мозга. Сознание представлялось всего лишь побочным продуктом этой деятельности. «Слово "мышление" устарело», - заявил один выдающийся нейробиолог10. В середине XX века метафора машины была расширена и усилена пришествием «думающей машины» - цифрового компьютера. Именно тогда учёные и философы начали говорить о связях в мозгу и даже о нашем поведении как о «жёстко зафиксированном» и напоминающем микроскопические цепочки, вплетённые в кремниевую основу компьютерного чипа.

Идея неизменности мозга взрослого человека начала постепенно становиться догмой. По словам психиатра-исследователя Нормана Дойджа, она превратилась в своего рода «неврологический нигилизм». По мнению Дойджа, «ощущение того, что лечение многих проблем, связанных с мозгом, является либо неэффективным, либо негарантированным» оставило многих людей, страдавших от психических расстройств или травм мозга, без надежды на излечение и без эффективных методов борьбы с заболеванием. И поскольку эта идея «распространялась по всей нашей культуре», она в итоге «сформировала наше общее мнение о человеческой природе. Поскольку мозг не мог меняться, то связанная с ним человеческая природа казалась достаточно сильно зафиксированной и неизменной»11. Регенерация была невозможна - могло происходить только разрушение. Казалось, мы все застряли в затвердевшем бетоне наших мозговых клеток - или как минимум в застывшем бетоне общепринятой точки зрения.

На дворе 1968 год. Я, девятилетний обычный паренёк из пригорода, играю в лесу неподалёку от своего дома. Маршалл Маклюэн и Норман Мейлер, выступая в популярном телевизионном шоу, спорят об интеллектуальных и моральных аспектах последствий того, что Мейлер называет «ускорением в условиях супертехнологичного мира». Фильм «Космическая одиссея 2001 года» впервые выходит на экраны кинотеатров, оставляя зрителей озадаченными, ошеломлёнными или попросту раздражёнными. В тишине лаборатории Университета Висконсина в Мэдисоне Майкл Мерцених просверливает дыру в черепе мартышки.

Двадцатишестилетний Мерцених только что получил докторскую степень в области физиологии в Университете Джона Хопкинса, где учился у Вернона Маунткасла, невролога-новатора. В Висконсин он прибыл для того, чтобы провести ряд исследований в области создания карт мозга. Уже давно было известно, что каждому участку человеческого тела соответствует определённая зона в коре головного мозга, в его морщинистом наружном слое. При раздражении определённых нервных клеток на коже (например, при прикосновении или уколе) они посылают электрический импульс через спинной мозг в определённую группу нейронов в коре, вследствие чего прикосновение или укол превращаются в сознательное ощущение. В 1930-х годах канадский нейрохирург Уайлдер Пенфильд использовал электрическое зондирование для создания первых сенсорных карт человеческого мозга. Однако зонды Пенфильда были достаточно грубым инструментом, а его картам, хотя и новаторским для своего времени, недоставало точности. Мерцених использовал новый тип зонда, микроэлектрод толщиной с человеческий волос для создания более точных карт, которые, как он надеялся, позволили бы получить новое и более глубокое представление о структуре мозга.

Мерцених снял часть черепа обезьянки, обнажил участок мозга, и вживил электрод в зону коры головного мозга, обрабатывающую ощущения, передаваемые от рук животного. Затем он начал надавливать на руку в различных местах до тех пор, пока не активизируется нейрон, находящийся под электродом. После того как Мерцених методично вставлял и вытаскивал электрод тысячи раз на протяжении нескольких дней, ему удалось создать «микрокарту», показывающую с точностью до отдельной нервной клетки, каким образом мозг мартышки обрабатывает сигналы, поступающие от её рук. Он повторял это болезненное упражнение ещё на пяти мартышках.

Затем Мерцених перешёл ко второму этапу своего эксперимента. При помощи скальпеля он делал разрезы на руках мартышек, сознательно повреждая их чувствительные нервы. Учёный хотел выяснить, каким образом будет вести себя мозг при повреждениях периферийной нервной системы и последующем восстановлении. Результаты исследования поразили его. Как и ожидалось, нервные зоны на ладонях мартышек восстановились, однако достаточно случайным образом, а их мозг совершенно предсказуемо начал путаться в сигналах. Когда, к примеру, Мерцених прикасался к нижнему суставу пальца мартышки, мозг животного подсказывал, что прикосновение происходит на другом участке пальца. Сигналы путались, карта мозга теряла прежний вид. Однако когда Мерцених провёл те же тесты через несколько месяцев, то обнаружил, что спутанность сознания у мартышек полностью исчезла. То, что говорил мозг мартышки о происходящем с её руками, в точности соответствовало тому, что происходило на самом деле. Мерцених понял, что мозг смог перестроиться. Нейронные пути животных создали новую карту, соответствовавшую новому расположению нервных окончаний в их конечностях.

Поначалу Мерцених не мог поверить собственным глазам. Как и любого другого невролога, его учили, что структура мозга взрослой особи является фиксированной. Тем не менее он мог наблюдать в собственной лаборатории, что мозги шести мартышек подверглись быстрым и значительным изменениям на клеточном уровне. «Я понимал, что это поразительная по своей сути реорганизация, однако не мог дать ей объяснения, - вспоминал впоследствии Мерцених. - Оглядываясь назад, я понимаю, что видел настоящее доказательство нейропластичности. Но в то время я этого ещё не понимал. Я просто не знал, что именно происходит у меня на глазах. Кроме того, вряд ли кто-то в профессиональном сообществе мог бы поверить, что пластичность может действовать в таких масштабах».

Мерцених опубликовал результаты своего эксперимента в академическом журнале. Никто не обратил на его статью особого внимания. Но сам он понимал, что натолкнулся на нечто важное, и в течение последующих трёх десятилетий провёл множество тестов с другими мартышками. Все эти тесты доказывали существование значительной пластичности в мозгу взрослых приматов. В работе 1983 года, описывающей один из его экспериментов, Мерцених категорически заявляет: «Эти результаты полностью противоречат точке зрения, согласно которой сенсорные системы состоят из набора устройств с жёсткой структурой»15. Поначалу работы Мерцениха игнорировали, но постепенно они начали получать признание в неврологическом сообществе. В итоге дело идёт к тому, чтобы полностью пересмотреть общепринятые теории в отношении того, как работает наш мозг. Исследователи обнаруживают, что и в прошлом, во времена Уильяма Джеймса и Зигмунда

Фрейда, проводились эксперименты, так или иначе подтверждавшие факт пластичности. Эти исследования на протяжении многих лет не воспринимались всерьёз, но теперь пришло их время.

По мере развития науки, изучающей мозг, укрепляется и доказательная база в пользу пластичности. Неврологи, использующие новое, более чувствительное оборудование для сканирования мозга (например, микроэлектроды и другие датчики), проводят всё больше экспериментов, причём не только над лабораторными животными, но и над людьми. Все они подтверждают открытие Мерцениха. Но также они позволяют понять нечто новое: пластичность мозга не ограничена соматосенсорной корой (отвечающей за обработку ощущений при прикосновении). Она универсальна. Меняться могут практически все наши нейронные связи, связанные с ощущениями: зрением, слухом, движением, мышлением, обучением, восприятием или запоминанием. Прежняя истина отброшена в сторону за ненадобностью.

Судя по всему, взрослый мозг не просто пластичен, а, как говорит Джеймс Олдс, преподаватель неврологии и руководитель Института перспективных исследований им. Ш. Краснова* в Университете Дж. Мэйсона, «очень пластичен». Сам Мерцених использует выражение «массивная пластичность». Пластичность уменьшается по мере нашего старения (так или иначе мозг начинает пробуксовывать), однако никогда не исчезает полностью. Наши нейроны всегда способны разрушать старые связи и формировать новые. Кроме того, постоянно происходит процесс возникновения новых нервных клеток. «Наш мозг, - говорит Олдс, - обладает способностью перепрограммироваться "на лету", то есть изменять способ своего функционирования».

Пока что мы в точности не знаем, каким образом мозг перепрограммирует себя, но уже понятно, что (как и предполагал Фрейд) основной секрет кроется в сложном химическом составе синапсов. Внутри микроскопических пространств между нейронами происходят крайне сложные процессы, но если говорить простым языком, дело заключается в разнообразных химических реакциях, фиксирующих и запоминающих действия, происходящие в нервных путях. Каждый раз, когда мы выполняем задачу или испытываем физическое или ментальное ощущение, активируется определённый набор нейронов в нашем мозгу. Если нейроны находятся в непосредственной близости друг от друга, то они объединяются на основе обмена синаптическими нейромедиаторами, такими как глутаминовая кислота. При повторном возникновении ощущения синаптические связи между нейронами усиливаются и увеличиваются за счёт как физиологических (например, повышения концентрации нейромедиаторов), так и анатомических изменений (создания новых нейронов или роста новых синаптических окончаний на существующих аксонах и дендритах). Синаптические связи могут также ослабляться в ответ на то или иное ощущение. Опять же, это связано как с физиологическими, так и с анатомическими изменениями. Всё то, чему мы учимся в процессе жизни, встраивается в постоянно меняющиеся межклеточные связи внутри мозга. Цепочки связанных нейронов формируют в нашем мозгу настоящие «жизненные пути». В наши дни учёные суммируют основные идеи нейропластичности в одном выражении, известном как правило Хебба: «Одновременно активирующиеся клетки объединяются между собой».

Одно из самых простых, но мощных подтверждений изменения синаптических связей было получено в результате серии экспериментов, проведённых биологом Эриком Канделом в начале 1970-х годов над аплизиями - большими морскими моллюсками. (Обитатели моря часто выступают в качестве наилучших объектов неврологических исследований, так как обладают более простой нервной системой и крупными нервными клетками.) Кандел, получивший за свои опыты Нобелевскую премию, обнаружил, что достаточно лёгкого прикосновения к жабрам моллюска, чтобы тот немедленно и рефлекторно отпрянул. Однако если прикасаться к ним раз за разом, не нанося при этом подопытному организму вреда, то это инстинктивное движение в какой-то момент прекратится. Моллюск привыкнет к прикосновению и научится не обращать на него внимания.

Наблюдая за нервной системой моллюсков, Кандел обнаружил, что «это приобретённое изменение поведения сопровождалось значительным ослаблением синаптических связей» между сенсорными нейронами, «чувствующими» прикосновение, и моторными нейронами, дающими жабрам команду сократиться. В обычном состоянии около до процентов сенсорных нейронов в жабрах моллюска связано с моторными нейронами. Но после того как учёный касался жабр сорок раз, связи между моторными и сенсорными нейронами сохранялись лишь в то процентах случаев. Исследование «убедительно доказало, - как писал Кандел, - что синапсы могут подвергаться значительным и продолжительным изменениям с точки зрения силы даже при незначительных объёмах тренировки».

Пластичность наших синапсов позволяет гармонично соединить между собой два направления философии, которые на протяжении столетий противопоставлялись друг другу. Речь идёт о рационализме и эмпиризме.

С точки зрения таких эмпириков, как Джон Локк, наш мозг в момент рождения представляет собой чистый лист, tabula rasa. Всё, что мы знаем, поступает к нам исключительно за счёт опыта и обучения в процессе жизни. Если говорить проще, то мы являемся продуктом воспитания, а не природы.

С точки зрения рационалистов, например Иммануила Канта, мы рождены со встроенными ментальными «шаблонами», определяющими, как мы ощущаем и осмысляем окружающий мир. Весь наш опыт фильтруется сквозь эти врождённые шаблоны. Природа преобладает над нами. Эксперименты с аплизиями показали, как пишет Кандел, что «право на жизнь заслуживают обе точки зрения - в сущности, они просто дополняют друг друга». Наши гены «определяют» многие из «связей между нейронами, иными словами, какие именно нейроны и когда формируют синаптические связи с другими». Именно эти генетически определяемые связи и формируют врождённые шаблоны, основную архитектуру мозга, о которой говорил Кант. Однако наш опыт в процессе жизни регулирует силу или «долгосрочную эффективность» этих связей, позволяя (как утверждал Локк) постоянно менять наш разум и «выражение новых моделей поведения».

Противостоящие друг другу философские школы рационального и эмпирического находят точку схождения в синапсе. В своей книге «Синаптическое Я» невролог из Нью-Йоркского университета Джозеф Леду объясняет, что природа и воспитание «в сущности, говорят на одном языке. В конечном итоге, оба достигают требуемых психических и поведенческих эффектов за счёт изменения синаптической организации мозга».

Мозг - вовсе не такая машина, какую мы себе представляли. Хотя отдельные его зоны и связаны с различными психическими функциями, клеточные компоненты не формируют постоянную структуру и не играют жёстко определённую роль. Они обладают гибкостью и меняются в зависимости от опыта, обстоятельств и потребностей. Некоторые из самых значимых и заметных изменений происходят в виде ответной реакции на повреждения нервной системы. Эксперименты показывают, к примеру, что даже в случае возникновения у человека внезапной слепоты зона его мозга, отвечающая за обработку визуальных раздражителей, - зрительная кора - не погружается во тьму. Достаточно быстро она начинает использоваться другими цепями, отвечающими за обработку звуков. А если человек обучается чтению по методу Брайля, то зрительная кора начинает отвечать за новую функцию - переработку информации, получаемой за счёт осязания.

«Можно сказать, что нейроны «жаждут» получить входной сигнал, - поясняет Нэнси Канвишер из Института исследования мозга Макговерна при Массачусетском технологическом институте*. - Когда обычный источник входного сигнала исчезает, они начинают реализовать другие, наиболее близкие источники». Благодаря высокой способности нейронов к адаптации, слух и осязание могут усиливаться, компенсируя потерю зрения. И такие же изменения происходят в мозгу людей, теряющих слух: у них усиливаются все остальные чувства, тем самым компенсируя глухоту. К примеру, зона мозга, перерабатывающая сигналы периферийного видения, начинает расти для того, чтобы помочь людям лучше увидеть то, что прежде они могли лишь слышать.

Исследования людей, потерявших руки или ноги в результате несчастных случаев, наглядно показывают, насколько сильно может реорганизоваться мозг. Нейроны в мозгу жертв, которые прежде регистрировали ощущения в утраченных конечностях, быстро попадают в цепи, регистрирующие ощущения в других частях тела.

При исследовании подростка, потерявшего левую руку в результате автомобильной аварии, невролог В. С. Рамачандран, возглавляющий Центр исследований мозга и сознания при Калифорнийском университете в Сан- Диего, обнаружил, что когда он просил молодого человека закрыть глаза, а потом прикасался к различным зонам его лица, пациенту казалось, что исследователь касается его утраченной руки. В какой-то момент Рамачандран дотронулся до точки под носом подростка и спросил: «В каком месте ты чувствуешь прикосновение?» Мальчик ответил: «Вы трогаете мой левый мизинец. Я чувствую в нём покалывание». Карта мозга этого мальчика находилась в процессе реорганизации, а нейроны перестраивались для выполнения новых функций. В результате таких экспериментов стало возможным предположить, что «фантомные ощущения» в утраченных частях тела являются, во многом, результатом нейропластических изменений в мозге.

Растущий объём знаний о способностях мозга к адаптации привёл к возникновению новых видов терапии в случаях, прежде казавшихся неизлечимыми²⁵. В своей книге «Мозг, изменяющий себя сам», вышедшей в 2007 году, Дойдж рассказывает историю человека по имени Майкл Бернстайн, пострадавшего в возрасте пятидесяти четырёх лет от сильного удара, в результате чего была повреждена правая часть его мозга и нарушилась нормальная координация движений левой стороны тела. С помощью традиционных программ физиотерапии он смог восстановить некоторые моторные навыки, однако его левая рука оставалась покалеченной, и для ходьбы ему приходилось пользоваться тростью.

До недавних пор на этом история и закончилась бы. Однако Бернстайн принял участие в программе экспериментальной терапии, проводившейся в Университете Алабамы Эдвардом Таубом - одним из пионеров в области нейропластики. В течение восьми часов в день по шесть дней в неделю Бернстайн работал левой рукой и левой ногой, раз за разом выполняя одни и те же рутинные задания. К примеру, ему поручалось в течение всего дня мыть окна в клинике. А весь следующий день он мог заниматься поиском определённых букв в выданном ему тексте.

Эти повторяющиеся действия были призваны побудить нейроны и синапсы сформировать новые контуры, способные принять на себя функции, прежде закреплённые за контурами в повреждённой зоне мозга. В течение всего нескольких недель он смог почти полностью восстановить нормальные движения ноги и руки, что позволило ему вернуться к обычной жизни и выбросить трость. Сходную положительную динамику показали и многие другие пациенты Тауба.

Большая часть ранних доказательств существования нейропластичности появилась благодаря изучению реакции мозга на травмы - будь то физический разрыв нервных связей на ладонях обезьянок Мерцениха или потеря человеком зрения, слуха или конечности. Это заставило некоторых учёных предположить, что пластичность взрослого мозга проявляется только в экстремальных ситуациях. Возможно, думали они, пластичность представляет собой механизм исцеления, приводимый в действие травмой мозга или органов чувств. Дальнейшие эксперименты показали, что дело обстоит иначе. Обширная и непрерывная пластичность была замечена и в здоровых, нормально функционирующих нервных системах. Это заставило ведущих неврологов прийти к заключению, что наш мозг постоянно находится в движении и адаптируется даже к незначительным изменениям во внешних обстоятельствах или нашем поведении. «Мы поняли, что нейропластичность не только возможна, но и постоянно происходит, - пишет Марк Халлетт, глава неврологического отделения Национального института здравоохранения. - Именно таким образом мы адаптируемся к изменяющимся условиям, узнаём новые факты и развиваем новые навыки»26.

«Пластичность, - говорит Альваро Паскуаль-Леоне, ведущий исследователь-невролог на медицинском факультете Гарварда, - представляет собой нормальное и постоянное состояние нервной системы в течение всей жизни». Наш мозг постоянно меняется в ответ на наш опыт и поведение, связи в нём постоянно перестраиваются «при каждом сигнале от органов чувств, действии, возникновении ассоциации, плана действий или [изменении степени] осведомлённости». По мнению Паскуаля-Леоне, нейропластичность является наиболее важным продуктом эволюционного процесса - способностью, «позволяющей нервной системе избавиться от ограничений нашего генома и тем самым адаптироваться к давлению с стороны внешней среды, физиологическим изменениями и новому опыту». Гений нашего мозга состоит не в том, что он содержит множество жёстких связей, а совсем в обратном. По мнению философа Дэвида Буллера, высказанному в книге «Адаптация разума», содержащем критику эволюционной психологии, естественный отбор «смог создать не мозг, состоящий из огромного количества сборных приспособлений», а скорее мозг, способный «адаптироваться к требованиям пространства, окружающего человека на протяжении всей его жизни (а иногда - возникающим и исчезающим в течение нескольких дней) за счёт формирования специальных структур, призванных справиться с этими требованиями». Эволюция наградила нас мозгом, способным буквально «передумывать» - раз за разом, день за днём.

Теперь мы знаем, что наше мышление, восприятие и действия не всегда зависят от наших генов. Точно так же они не полностью определяются опытом, полученным нами в детстве. Мы можем изменить их тем, как мы живём - и, как справедливо предполагал Ницше, за счёт того, какие инструменты для этого используем. За несколько лет до того, как Эдвард Тауб открыл реабилитационную клинику в Алабаме, он провёл знаменитый эксперимент с группой скрипачей-правшей. С помощью механизма, контролировавшего нейронную активность, он измерил величину зон их сенсорной коры, перерабатывавшей сигналы от левых рук (использующихся для зажима скрипичных струн при игре). Также он измерил величину той же зоны мозга у группы праворуких добровольцев, которые прежде никогда не играли на музыкальном инструменте. Он обнаружил, что эта зона мозга у музыкантов оказалась значительно больше в размерах, чем у контрольной группы. Затем он измерил размер зон коры головного мозга, обрабатывавшей ощущения, возникающие в правых руках испытуемых. И здесь Тауб не выявил никакой разницы между двумя группами. Игра на скрипке, музыкальном инструменте, привела к возникновению значительных физических изменений в мозге. Это было справедливо даже в отношении музыкантов, начавших заниматься музыкой во взрослом возрасте.

Когда учёные обучали приматов и других животных пользоваться простейшими инструментами, то увидели, насколько сильное влияние на мозг могут оказать технологии. К примеру, мартышек можно было научить пользоваться граблями и плоскогубцами для того, чтобы подтягивать к себе недоступные прежде кусочки пищи. Когда исследователи замерили уровень нейронной активности животных в ходе обучения, то обнаружили значительный рост в визуальных и моторных отделах мозга, вовлечённых в процесс контроля над руками, державшими инструмент. Однако они заметили и ещё кое-что поразительное: грабли и плоскогубцы как будто встроились в мозговую карту рук животных. Можно сказать, что в случае животных инструменты превратились в части их тел. Как сообщили исследователи, проводившие эксперимент с плоскогубцами, мозг мартышек начал вести себя так, «как если бы плоскогубцы превратились в их собственные пальцы».

Переналадка нашего мозга может произойти не только за счёт повторяющихся физических действий. Умственная деятельность также способна изменить наши нейронные связи, причём иногда с долгосрочными последствиями. В конце 1990-х годов группа британских исследователей просканировала мозг шестнадцати лондонских таксистов, имевших стаж вождения от двух до сорока двух лет. Сравнив полученные данные с данными контрольной группы, они увидели, что задний отдел гиппокампа этих водителей, зона мозга, играющая ключевую роль в процессах хранения и манипулирования пространственными представлениями, оказалась значительно больше по размеру, чем у обычных людей. Более того, выявилась явная прямая связь между стажем таксистов и размером заднего отдела гиппокампа. Исследователи также обнаружили, что у некоторых водителей уменьшился передний отдел гиппокампа, видимо, для того, чтобы обеспечить достаточно пространства для увеличивающейся задней зоны. Дальнейшие исследования показали, что уменьшение переднего отдела гиппокампа, по всей вероятности, привело к снижению способности таксистов запоминать некоторые вещи. Постоянный анализ окружающего пространства, необходимый для навигации по лондонской дорожной системе правил, по заключению исследователей, привёл к относительному перераспределению серого вещества в гиппокампе»30.

Другой эксперимент, проведённый Паскуаль-Леоне в ходе исследовательской работы в Национальном институте здравоохранения, дал нам ещё более яркое доказательство того, каким образом наши мыслительные процессы влияют на анатомию мозга. Паскуаль-Леоне нанял людей, не имевших опыта игры на фортепиано, а затем научил их простой мелодии, состоявшей из короткой последовательности нот. Затем он разделил участников на две группы. Участники в составе первой группы повторяли эту мелодию на фортепиано по два часа на протяжении последующих пяти дней.

А участников второй группы он попросил просто сидеть перед пианино на протяжении тех же двух часов и представлять себе, что они играют эту мелодию (при этом не касаясь клавиш на самом деле). При помощи техники, называемой транскраниальной магнитной стимуляцией (transcranial magnetic stimulation, TMS), Паскуаль-Леоне смог получить карту мозговой активности всех участников до, во время и после испытания. Он обнаружил, что у людей, которые лишь воображали себе игру на фортепиано, происходили точно такие же изменения в мозгу, что и у людей, реально нажимавших на клавиши31. Их мозг изменился в ответ на действия, происходившие исключительно в их воображении, - то есть в ответ на их мысли. Возможно, Декарт был не совсем прав в отношении дуализма, однако он, по всей видимости, не ошибался, когда верил, что наши мысли могут оказывать физическое влияние или, по крайней мере, вызывать физические реакции в нашем мозге. С неврологической точки зрения мы становимся тем, о чём думаем.

Майкл Гринберг в своём эссе, написанном в 2008 году и опубликованном в New York Review of Books, нашёл в нейропластичности своего рода поэзию. Он заметил, что наша неврологическая система, «со всеми своими ответвлениями, передающими устройствами и гениально выстроенными разрывами, обладает способностью к импровизации, которая отражает всю непредсказуемость самой мысли». Эта система представляет собой «некое эфемерное пространство, которое меняется по мере изменения нашего опыта»32. Существует множество причин, быть благодарным за то, что устройство нашего мозга способно так легко адаптироваться в ответ на новый опыт, что даже старый мозг можно научить новым трюкам. Способность мозга к адаптации не просто дала нам возможность создать методы лечения и обрести надежду тем, кто страдал от психических расстройств или травм мозга. Это позволило нам обрести ментальную гибкость, интеллектуальное просветление, дающее возможность адаптироваться к новым ситуациям, получать новые навыки, в целом, расширять свои горизонты.

Однако есть и не столь хорошие новости. Несмотря на то что нейропластичность позволяет нам выбраться из ловушки генетического детерминизма, обеспечивает лазейку для свободной мысли и свободной воли, она также накладывает на наше поведение собственную форму детерминизма. По мере того как за счёт повторения физической или умственной деятельности в мозгу появляются и усиливаются те или иные связи, они постепенно начинают превращать эту деятельность в привычку. Под воздействием химической реакции синапсы, связывающие наши нейроны, создают своего рода программы, побуждающие нас постоянно использовать сформированные ими связи. Дойдж пишет, что как только нам удаётся создать в своём мозгу новую систему связей, мы «сразу же начинаем желать, чтобы эта связь действовала постоянно». Именно так в мозге происходит тонкая настройка умственной деятельности. Рутинная работа начинает производиться ещё быстрее и эффективнее, а неиспользуемые связи урезаются.

Иными словами, пластичность не означает эластичности. Наши нейронные связи не возвращаются в прежнее состояние подобно натянутой резине. Они сохраняют своё изменённое состояние. И нет никаких оснований считать, что это новое состояние окажется для нас желательным. Плохие привычки могут закрепляться в нашем мозге точно так же, как хорошие. Паскуаль-Леоне замечает, что «пластичные изменения не всегда могут приводить к положительным результатам в поведении того или иного субъекта». В дополнение к своей функции «механизма развития и обучения», пластичность может стать «причиной возникновения патологии».

Неудивительно, что нейропластичность может быть связана с психическими нарушениями, начиная с депрессии и заканчивая обсессивно-компульсивными расстройствами (неврозами навязчивых состояний) или звоном в ушах. Чем больше страдающий человек концентрируется на своих симптомах, тем глубже они проникают в его нейронные связи. В самых плохих случаях мозг, в сущности, тренирует себя быть постоянно больным. Укрепление пластичных путей в мозге может приводить к усилению различных видов зависимости. Даже очень малые дозы наркотиков, вызывающих привыкание, способны значительно изменить поток нейромедиаторов в синапсе человека, что приводит к долгосрочным изменениям в карте мозга и его функционировании. В некоторых случаях повышение уровня нейромедиаторов определённого типа, таких как дофамин (близкий родственник адреналина, отвечающий за формирование чувства удовольствия), может запустить процесс включения или выключения тех или иных генов, что приводит к дальнейшему росту тяги к наркотику. Жизненный путь заходит в тупик.

Потенциал для формирования нежелательных нейропластических изменений присутствует даже в случае повседневного и нормального функционирования нашего разума. Эксперименты показывают, что точно так же, как мозг может выстраивать новые или более сильные связи с помощью физических или ментальных упражнений, эти связи могут ослабляться или даже исчезать при отсутствии практики. «Если бы мы перестали заниматься тренировками своих ментальных навыков, - пишет Дойдж, - мы бы не просто забыли их: пространство в нашей карте мозга, ранее выделявшееся для этих навыков, будет отдано другим, развитием которых мы будем заниматься вместо них». Джеффри Шварц, преподаватель психиатрии на факультете медицины Калифорнийского университета, называет этот процесс «выживанием наиболее занятых». Умственные способности, которыми мы жертвуем, могут оказаться не менее, а то и более ценными, чем способности, приобретаемые нами. Нашим нейронам и синапсам безразлично качество наших мыслей. Пластичность нашего мозга делает вполне допустимой возможность интеллектуального распада.

Это не значит, что мы не можем, при должных усилиях, вновь правильно настроить свои нервные сигналы и восстановить утраченные навыки. Это значит, что жизненные пути в нашем мозгу становятся, как понимал мсье Дюмон, путями наименьшего сопротивления. Это - пути, по которым мы ходим чаще всего, и чем дальше мы идём по ним, тем сложнее становится повернуть обратно.