„Учените са решили мистерията на мисленето“? Засега, за съжаление, още не съвсем, но процесът е в ход. Бих искал, разбира се, един ден да напиша научно-популярна бележка с такова заглавие, но едва ли ще живеем. Имаше дори изкушение да наречем тази статия така, предварително - ръката мина сама. Но ние все още се сдържахме, защото така нещата се правят в невронауката. Тук всичко се случва постепенно. Научните трудове от последния месец са само още няколко стъпки към отговора на въпроса: "Какво е съзнание и как работи?" Но за нас, наивните миряни, също е по-добре да преминем към разбирането на тази тайна постепенно (в противен случай, не дай Боже, в най-важния момент няма да разберем нищо и ще се разстроим).
И така, днес - три стъпки, три прости факта за работата на вашия мозък.
1. Мозъкът мисли с тялото
Ето, например, вие го взехте в главата си, за да прочетете древния поет Катул *. Очите ти минават през линиите:
Атис се втурна през моретата в летяща, лека лодка, Побърза с бързо бягане в пустинята на фригийските гори, В онези гъсталаци на гъсти горички, до светите места на богинята.
Промоционално видео:
Подбуждаме с жестока страст, която се превърна в пиянска ярост, Кастрира младото си тяло с остър камък.
На тази последна фраза мъжкият читател вероятно ще почувства неприятен студ в долната част на тялото („където е ходил енергичният сърп“, както друг поет Фьодор Тютчев го изложи по друг повод). Вижте какво означава това на езика на невронауката: Докато четете фраза, мозъкът ви беше ангажиран да разпознава думи. В него, в мозъка, има специални зони, които са специализирани в разбирането на езика. Въпреки това, неприятен хлад, осезаем почти физически в момента на четене на заветната дума, ни казва, че по някаква причина в материята са участвали съвсем различни области на мозъка - тези, които отговарят за обработката на сигнали от периферните части на тялото. Въпрос: случи ли се така случайно в процеса на възприемане на литературен текст или има някакъв важен аспект на мозъка?
Дори ако нашият читател смята, че това е глупав въпрос, невролозите не мислят така. Нещо повече, те изучават това явление от доста време. Още в началото на 2000-те години беше установено, че когато човек чуе глаголите „бягай“, „удряй“и „целувай“- има кръвен поток към областите на мозъка, които контролират съответно краката, ръцете и устните. В светлината на мисловния експеримент с текста на Катул, който изложихме в началото на този раздел, подобни резултати изобщо не изглеждат изненадващи. Основният въпрос е следният: наистина ли е необходима тази дейност на двигателния и сетивния кортекс, за да разберем какво е чул или прочел мозъкът? Може би това е само страничен ефект: първо частите на мозъка, които са специализирани в езика, разбират какво се казва и едва след това други части леко се възбуждат, въпреки че никой не ги моли?
В първата задача беше необходимо бързо да се определи дали думата има някакво значение. Например: „нарисувайте“- натиснете десния бутон, „шмакиш“- натиснете левия.
Алтернативна гледна точка е, че това явление е неразделна част от разбирането на езика. Подкрепя се от факта, че моторните зони реагират на глаголи, които означават действие много бързо, само след 80 милисекунди, очевидно по-бързо от разбирането на думата. Тази гледна точка набира популярност, но окончателната присъда все още не е произнесена.
Именно тази хипотеза невролозите от Висшето училище по икономика в Москва, включително Юрий Щтиров и Андрей Мячиков, се опитаха да обосноват. Тази тема е предмет на последната им научна работа, публикувана в списанието Neuropsychologia.
За да изберете едно от двете обяснения, трябва да направите следното: по някакъв начин да попречите на моторната кора да участва в работата по разбирането на текста. Ако разбирането се влоши или забави, това означава, че мозъкът наистина трябва да включва различни области, а не само прословутите езикови центрове в лявото полукълбо. Ако не, тогава не.
Понастоящем „да се намесва мозъкът“се приема с помощта на транскраниална магнитна стимулация: импулсът на магнитното поле временно изключва определени части от кората. Това не е по-вредно от ЯМР и затова 28 доброволци за експериментите не бяха трудни за намиране. Именно на тях бяха предложени две задачи. В първия от тях беше необходимо бързо (с натискане на бутон) да се определи дали думата, която се появи на екрана, има някакво значение. Например: „нарисувайте“- натиснете десния бутон, „шмакиш“- натиснете левия. Втората задача е малко по-трудна, тъй като изискваше не само да разберем, че думата има смисъл, но и да разберем какво означава. Субектите трябваше да разграничават конкретни действия от абстрактни, например: „пиши“- конкретно действие, „вярвам“или „прощавам“- абстрактно.
Междувременно субектите решавали проблеми (или по-скоро, в рамките на 200 милисекунди след като думата се появила пред очите им) - магнитен импулс се втурнал през краниите им към моторната кора, към онази част от нея, която контролира движенията на дясната ръка. Сигурно сте забелязали, че и двамата "рисувате" и "пишете" - действия, извършвани от вашата ръка?
„Знам, че не знам нищо“- това е някакво празно приказки, но Сократ все още беше мъдрец
Ако читателят се интересува от експериментални тънкости, резервации и корекции, ние го изпращаме към статията чрез справка, не е толкова трудно, особено ако сте невролог с диплома. В останалата част отчитаме резултата: да, ефектът наистина беше наблюдаван. Тоест, способността за разграничаване на смислени думи от безсмислени думи не е била повлияна от магнитен удар върху моторната кора. Но при избора между абстрактно и конкретно действие (когато беше необходимо да се разбере значението на думата) разликата беше очевидна: когато двигателната кора беше блокирана, конкретните глаголи „рисувам“и „пиша“се разпознават по-бавно, а абстрактните „вярваш“и „прощавам“- напротив, по-бързо … Така че, моторният кортекс ни е нужен не само за да безполезно махаме с ръце или да рисуваме дъмбели, но и да разбираме езика.
Внимателният читател трябва да има въпрос. Добре, „рисуваш“е прост разбираем глагол, вземете молив в ръка и нарисувайте. Но може да се използва и в друг смисъл, например: „В речта си рисувате ярки перспективи“- тук нито една ръка не е замесена ясно. Или, например: „Вчера се напихте толкова - нито пейте, нито рисувайте“. Имате ли нужда от моторен кортекс, за да разберете такива образни обрати на речта?
Не всички наведнъж, прибързано читател. Учени от Висшето училище по икономика работят върху това в момента и резултатите ще бъдат докладвани на конференция в Сан Франциско в края на март. Ако вярвате на публикуваните тези на тяхното съобщение (а тезите са половин страница текст без никакви подробности), в „образни изрази“трябва да се прави разлика между метафора и идиома. Например „да хвърлиш камък“е буквално значение. „Да се откажеш от тютюнопушенето“е метафорична употреба, където вместо „да се откажа“, можете да използвате глагола „спрете“или „откажете се“. „Да хвърлиш сянка“е идиома: невъзможно е да я разложим на отделни думи и да ги разберем изолирано един от друг. Изглежда, че моторният кортекс не е необходим за разбиране на метафората. Но идиомите в този смисъл се държат точно като буквалните значения на глаголите …
… Но махала. Авторите на изследването ни призоваха да не навлизаме в подробности на тази работа. Бяхме подтикнати да го споменем само от факта, че не твърде често висококачествен научен резултат се публикува от учени от тяхната родна страна. Штиров, Мячиков и техните колеги (въпреки че работят не само в Москва, но и в датския Орхус и в английския Нюкасъл) са точно тези хора, на които израза „руска наука“може да бъде буквално приписан. И тъй като на 8 февруари отбелязваме Деня на тази много руска наука, това е отличен повод да поздравим сънародниците си и да поговорим за техните постижения - надявам се, без да изкривяваме или объркваме нищо.
И тъй като следващите два раздела вече не се отнасят за руската наука, ще ги представим по много по-кратък и сбит начин.
2. Мозъкът знае какво не знае
„En eda oti uden eda“, твърди се Сократ (тоест е възможно Платон изобщо да го измисли и със сигурност фразата е била интерпретирана погрешно от този, който го е превел обратно от латински на гръцки). Струва ми се, че Сократ не е казал това, защото „знам, че нищо не знам“е някакво празнословие, но той все още е бил мъдрец. Друго нещо е да знаете точно какво знаете и какво не знаете: това вдъхва уважение. И за това би било хубаво да имате някакъв регистър на собствените си знания в главата си, като го държите отделно от знанието като такова.
Такъв регистър определено съществува в нашите глави. Доказването на това е по-просто от всякога: иначе не би имало тези мъки при вида на познатото лице на актьор, когото познавате със сигурност, но за живота на мен, не си спомняйте името му и къде е заснет. Мозъкът е сигурен, че този актьор е в паметта. По някаква причина обаче не е възможно веднага да се намери съответният запис. Има и обратния ефект, „déjà vu“: това е, когато мозъкът по някаква причина мисли, че ситуацията е позната, но всъщност с нея преди това не е имало нищо подобно, но просто изглежда.
Невролозите говорят за това по този начин: в допълнение към самата памет мозъкът има и „мета памет” - това е точно паметта на това, което помним (или трябва да помним) и какво не. Но това, което невролозите не знаеха доскоро, беше къде точно в мозъка се съдържа този безценен файлов шкаф. Японските изследователи са открили това едва сега.
Имаше само два въпроса към маймуните: „Виждали ли сте, о маймуна, тази снимка преди? Колко сте сигурни, че не сте я виждали (или не сте я виждали)?"
Правели експерименти не върху хора, а върху макаци. На маймуните бяха предложени поредица от снимки, след което след известно време им беше представена снимка за идентификация. Имаше само два въпроса към тях: „Виждали ли сте, о маймуна, тази снимка преди? Колко сте сигурни, че не сте я виждали (или не сте я виждали)? Разбира се, маймуните бяха помолени не с думи, а по начина, по който обикновено общуват с маймуните: с правилните реакции получиха награда, а за грешки трябваше да платят. Междувременно мозъкът на маймуната беше изследван с помощта на ЯМР.
И ето го, метамория: два ярки огнища в префронталната кора. Едната изглежда е отговорна за запомнянето на скорошни събития, а другата за далечни. И тогава (с късмет, че експериментът е бил поставен върху животни, а не върху хора!) Макаките бяха изключени от съответните центрове на мозъка и отново бяха принудени да залагат дали вече са виждали показаната или въображаемата картина. Резултатите се влошиха значително. В същото време, както бяха убедени изследователите в отделен експеримент, самият спомен от гледаните снимки не изчезна. Просто маймуната беше много по-трудно уверено да каже за непознатата картина, че тя никога не го е виждала.
Тази работа е малка стъпка към разбирането на механизмите на паметта. Когато тези механизми се разгадаят, нашите потомци никога няма да се окажат в ужасна ситуация, когато един познат мъж сякаш върви към него, но може би не е познат, а просто се е престорил. Тогава хората ще станат по-щастливи и хармонични.
3. Мозъкът спи, за да забрави
Някои хора, особено младите хора, често смятат, че спането е просто загуба на време. Докато сме будни, научаваме много, натрупваме впечатления, понякога дори научаваме нещо. И после пак! - и откъснат от живота осем часа чернота. И така се случва да се събудите, но не помните нещо от вчера, за живота на мен. Последните статии на изследователи от университета Джон Хопкинс в Съединените щати показват, че всъщност това е, за което спим.
През деня, когато се извършва основното движение, мозъкът обработва впечатленията, запомня ги и прави изводи. Ерик Кандел, който получи Нобеловата награда за това през 2000 г., предположи как това се случва приблизително. Той изучаваше невроните на молюска Aplysia, преподавайки й прости уроци от мекотели (например „ако удариш по сифон, сега те ще започнат да бият“). Оказа се, че този конкретен урок съответства на растежа на един конкретен синапс, тоест връзката между невроните. И така, докато сме будни, мозъкът помни нещо и синапсите между невроните растат и се укрепват в него.
Е, американските невролози казват: когато мозъкът спи, синапсите намаляват! Тоест, не всички: най-важните и мощни синапси стават само по-яростни, но вторичните глупости, които се надуват прекомерно през часове на будност, напротив, губят силата си. В резултат на това мишките (именно техните мозъци и неврони са били използвани в експериментите) „консолидират“спомените: те запазват важни неща в паметта си и забравят ненужните глупости. Общата маса и мощност на синапсите обаче практически не се увеличава. Така процесът може да се повтори много, много пъти: научете нови неща, след това заспивайте и се научете отново с свеж ум. Ако не беше този етап на съня, синапсите в мозъка на мишката щяха да нараснат изключително дълго, преди бедната мишка да има време да забележимо да по-мъдро.
Изследователите не се ограничиха до такъв лапидарен извод, а разгадаха всички основни молекулярни механизми, участващи в този процес. Ако някой се интересува от тях, нека прочете оригиналните статии в Science. И ако читателят вече е уморен от нашите научни изследвания, оставете го да спи: всички синапси, които се надуха в мозъка му, докато чете статията, ще се разтворят за една нощ без следа и тогава той ще прочете още една бележка за нещо друго със свеж ум.