Повреждения головного мозга и что он может нам сказать

Первые реальные доказательства того, что функции локализованы в мозге, поступили из обследования пациентов с повреждением определенных частей мозга. Известный случай произошел с Финеасом П. Гейджем, американским железнодорожным рабочим, который в 1848 году пережил несчастный случай, разрушивший большую часть его левой лобной доли. Хотя он продолжал вести нормальную жизнь, его личность кардинально изменились. Несколько лет спустя, физиолог Поль Брока проводил вскрытие пациента с тяжелыми нарушениями речи и обнаружил у него повреждение третьей лобной извилины левого полушария мозга (теперь известной как зона Брока). Карл Вернике выявил области, связанные с пониманием языка. Позже, при лечении больных эпилепсией, Роджер Сперри признал, что два полушария мозга имеют разные функции. Каждое полушарие обрабатывает сенсорную информацию от противоположной стороны тела; левое полушарие связано с логическим анализом, а правое – с творческим мышлением. Исследования Карла Лешли показали, что, когда часть мозга повреждена, другие части могут часто принимать её функции на себя.

Психолог Оливер Сакс описан необычные неврологические условия, от которых страдал пациент, в своей книге «Человек, который принял свою жену за шляпу»

Сознание

Знание физиологии нервной системы многое говорит нам о том, как информация передается от органов чувств к мозгу и обратно. Однако сравнительно мало известно о том, как мы испытываем эти ощущения, и что это такое: чувствовать, думать и двигаться. Сознание, как известно, трудно определить, и объяснения его, как правило, относятся к философской, интроспективной точке зрения. Уильям Джеймс (на фото), философ, а также один из основоположников психологии, в 1892 году предложил понятие «поток сознания» для описания непрерывного процесса мышления и восприятия.

Каждый из нас знает, каково это быть в сознании, но как мы можем распознать и измерить это в других? Они, конечно, могут рассказать нам о своем опыте, но это столь же субъективно, как и наш собственный опыт. Медицинские критерии сознания основаны на откликах на сенсорные стимулы, но это ничего не говорит нам о самосознании человека. Изучение активности мозга в различных состояниях сознания, однако, дает нам некоторые подсказки.

Что происходит в нашем сознании?

Многие достижения в области неврологии стали возможны благодаря изобретению неинвазивных способов изучения активности в головном мозге, таких как компьютерная томография (КТ) электроэнцефалограмма (ЭЭГ) и магнитно-резонансная томография (МРТ). Как было вскоре обнаружено, существует несколько степеней сознания, начиная от полностью активного, затем мечтательность, транс и сон, до состояния под наркозом или вегетативного состояния, и в каждом из них присутствует электрическая активность. Фрэнсис Крик, проводя с 1980-х годов нейробиологические исследования сознания, заметил, что активность в префронтальной коре мозга в состоянии сознания больше по сравнению с мозгом в бессознательном состоянии, и пришел к выводу, что эта область связана с сознанием. Другие биопсихологи, однако, не согласились с локализацией сознания в этой области. Некоторые психические функции, особенно память, не ограничиваются какой-либо одной областью мозга. В частности, согласно теории Джулио Тонони, сознание возникает из взаимосвязи различных частей мозга, которые имеют дело с нашими чувствами, воспоминаниями и мыслями.

Бодрствование и сон

Каждый день мы тратим примерно треть времени на сон, который часто длится непрерывно на протяжении восьми часов, хотя разные культуры имеют разные привычки, и есть доказательства того, что в определенный исторический период было принято делить ночной сон на две части. Однако независимо от схемы сна и бодрствования они, как правило, регулярно чередуются. Похоже, что у нас есть «внутренние часы», регулирующие суточный ритм.

В 1962 году французский спелеолог Мишель Сифр провел два месяца под землей без контакта с поверхностью и обнаружил, что, тем не менее, естественным путём следовал 25-часовой ежедневной модели. Понятно, что мы должны регулярно спать, а нарушать этот ритм жизни – крайне вредно и физически, и психологически: смена часовых поясов, частые болезни среди вахтовых работников и лишение сна как средство для пыток наглядно иллюстрируют эти эффекты. Однако психологи не могут договориться о цели сна, является ли он восстановительным физически или психологически, или же он служит какой-либо другой эволюционной функции.

Что происходит, когда мы спим?

Во время сна наше тело относительно неактивно и мы имеем ограниченное осознание окружающего мира, но наш мозг продолжает работать, и проходит через различные степени сознания в повторяющихся циклах. После стадии засыпания мы быстро и последовательно погружаемся в более глубокие стадии сна, однако примерно через 90 минут процесс идет в обратную сторону, к точке, где активность мозга напоминает состояние бодрствования. Этот этап характеризуется быстрыми движениями глаз (быстрый сон), и, хотя мозг работает очень активно, тем не менее мышцы тела парализованы, и разбудить человека становится сложнее, чем на любом другом этапе. Обычно мы проходим через три или четыре цикла смены быстрого и глубокого сна каждую ночь, и каждый раз фазы глубокого сна становятся короче и менее глубокими, а фазы быстрого сна удлиняются. Именно во время фазы быстрого сна мы видим сновидения. Лишение глубокого сна показало, что происходит «восстановление быстрого сна» – фазы быстрого сна в цикле становятся более частыми и длительными. Это позволило предположить, что одна из целей сна – это сновидения, возможно, разбор наших мыслей и подготовка мозга для получения новой информации.