Истинный творец всего. Как человеческий мозг сформировал вселенную в том виде, в котором мы ее воспринимаем

Николелис Мигель

Еще один аспект данного исследования, привлекший мое внимание, заключался в том, что всякий раз, когда на видео показывали определенное движение руки, у всех зрителей происходило возбуждение нейронов соматосенсорной коры, что вносило вклад в межмозговое сопряжение, которое измеряли Хассон с коллегами. И снова здесь все дело в сетях зеркальных нейронов разных людей, которые активируются, даже когда эти люди заняты такой простой и обычной, как считали несколько лет назад, зрительной дискриминационной задачей (с некоторыми периодическими исключениями в виде тактильных изысканий) – просмотром фильма.

Внезапно походы в кино, по крайней мере для меня, заиграли совершенно новыми красками!

Если пример кино вас не впечатлил, скажем, из-за того, что вы не находите ничего удивительного в том, что мозги людей, совместно просматривающих один и тот же фильм, одновременно проявляют одинаковую активность, я должен вам кое-что объяснить. Я рассмотрел этот пример не потому, что общий зрительный сигнал может на время синхронизировать мозг многих людей. Вообще говоря, это неинтересно. Меня гораздо больше интересует эффект от просмотра фильма, когда зрители уже покинули кинотеатр. Чтобы понять, к чему я клоню, нужно просто представить себе, что произошло бы, если бы мы решили

провести контрольный эксперимент с двумя группами зрителей: одна группа состоит только из людей, а вторая – только из шимпанзе. В этом эксперименте каждую группу зрителей разместили бы в отдельном помещении, но обе группы смотрели бы одно и то же, скажем, серию телесериала «Звездный путь», выходившего в середине в 1960-х годов. Во время просмотра нужно было бы регистрировать электрическую активность мозга всех индивидуумов в каждой группе с помощью беспроводной электроэнцефалографии. По мнению Хассона с коллегами, этот эксперимент выявил бы наличие синхронизации между активностью мозга у индивидуумов обеих групп. Вы можете сказать, что это тоже тривиально. Да, я с вами согласен. Но самая интересная часть эксперимента проявилась бы, если бы мы решили последовать за представителями обеих групп и посмотреть, чем бы они занимались после этого краткого периода синхронной мозговой активности, вызванной общим зрительным сигналом. Наблюдение за группой шимпанзе после завершения просмотра не выявило бы ничего особенного (шимпанзе вернулись бы к своим обычным каждодневным делам без каких-то явных признаков того, что совместный просмотр фильма повлиял на их обыденную жизнь), однако в человеческой группе наблюдалось бы совсем иное коллективное социальное поведение. После просмотра представители человеческой группы стали бы обсуждать друг с другом, а также с членами своей социальной группы, которые не были в кино, невероятные приключения капитана Кирка и Спока. В результате зрители и даже некоторые люди, не видевшие фильма, могли организовать клуб фанатов «Звездного пути», ходить в школу переодетыми в капитана Кирка или Спока и даже объяснять друзьям и родственникам, почему нельзя верить ромуланцам. Некоторые даже овладели бы в совершенстве клингонским языком и стали бы посещать ежегодные сходки фанатов «Звездного пути», чтобы взять автограф у исполнителей главных ролей или сфотографироваться с ними.

В общем, я веду к тому, что по прошествии некоторого времени, проведенного вместе в темном помещении за просмотром выдуманной истории с удивительными зрительными изображениями и захватывающей музыкой, глубоко затрагивающими эмоции, ожидания, желания, веру и представления о мире, члены этой группы людей интегрировались в новую абстрактную ментальную структуру – в выдумку, которая во многом стала определять их поведение. Согласен, что мой пример может выглядеть несколько карикатурным, но все же он помогает описать возможные нейрофизиологические механизмы, позволяющие трансформировать исходное и временное межмозговое сопряжение, созданное общим зрительным сигналом, в слитную человеческую мозгосеть, определяемую чувством принадлежности к социальной группе, которая связана новым набором абстрактных представлений – в данном случае участием в научно-фантастическом приключении. В соответствии с релятивистской теорией мозга это возможно по той причине, что за кратковременным этапом межмозговой синхронизации могла последовать фаза кристаллизации, опосредованная высвобождением во всей коре мощных нейрохимических модуляторов, в числе которых нейромедиатор дофамин. Поскольку исходная кратковременная синхронизация создает сильное ощущение удовольствия, разделяемое большой группой людей, попавших под влияние общего зрительного сигнала, вероятно, это активирует широкую мозгосеть, которая опосредует интенсивный поиск вознаграждения и удовольствия. Кроме участия в двигательном поведении, дофамин является ключевым нейромедиатором нейронных сетей, которые опосредуют естественный поиск вознаграждения, такого как секс и вкусная еда, но также и некоторые виды негативного поведения, например, злоупотребление наркотиками или страсть к азартным играм.

Я предполагаю, что вслед за начальной фазой кратковременной межмозговой синхронизации одновременное высвобождение дофамина в мозге многих людей в результате общего опыта может вносить вклад в формирование гораздо более долгосрочного объединения членов социальной группы в мозговую сеть. Известно, что на уровне нейронов дофамин вызывает изменение силы синапсов. Это показано на нижнем графике на рисунке 7.5, который иллюстрирует так называемый трехфакторный синапс Хебба. В соответствии с этим механизмом нейрон, использующий дофамин (или другие нейромодуляторы), может оказывать важное модуляторное влияние на классическое синаптическое взаимодействие по Хеббу, эффективно создавая контролируемый механизм синаптической пластичности. Важно, что вклад этого третьего нейрона может обеспечивать ошибочный сигнал, сообщать о величине вознаграждения по отношению к исходным ожиданиям или даже служить мерой общего уровня внимания или общего состояния осведомленности мозга. Хорошо известно, что дофамин свидетельствует о вознаграждении и в таком качестве может использоваться для модуляции синаптической пластичности и, следовательно, хеббиановского обучения. В случае социального поведения одновременное выделение дофамина в мозге у множества людей может усиливать механизм, подобный механизму Хебба, что способствует формированию сопряжения в результате межмозговой синхронизации. Этот опосредованный дофамином модуляторный эффект гарантирует, что возникающее за счет общих зрительных стимулов краткосрочное состояние межмозговой синхронизации может сохраняться на протяжении гораздо более длительного периода времени. Это особенно важно, если учесть, что однажды сформировавшаяся социальная группа за счет частых взаимодействий способна создавать укрепляющие ее гедонические сигналы. Важно, что в рамках релятивистской теории мозга возникает гипотеза о том, что действующие на синаптическом уровне механизмы, такие как хеббиановское обучение и нейромодуляция вознаграждения, также могут проявляться на уровне межмозговых взаимодействий и вносить вклад в образование и поддержание мозгосетей, определяющих формирование социальных групп людей и животных.

Теперь вы можете задать вопрос, почему такая эволюция от краткосрочного к долгосрочному межмозговому сопряжению не происходит у шимпанзе. Как мы обсуждали в главе 2, несмотря на очевидную способность к мимикрии, шимпанзе применяют ее гораздо реже, чем люди. В частности, это

означает, что шимпанзе все еще в большей степени используют эмуляцию (копируют конечный результат), тогда как люди – гораздо лучшие имитаторы – сосредоточены в первую очередь на воспроизведении всего процесса, направленного на решение той или иной двигательной задачи. Более того, благодаря значительному усилению коммуникационных возможностей за счет речи люди гораздо лучше умеют обучать других новым навыкам и распространять новые идеи. Иными словами, у людей догадки или ментальные абстракции могут распространяться в социальной среде гораздо быстрее за счет обсуждений и, в долгосрочном плане, за счет создания культурных инструментов.

Чтобы в рамках релятивистской теории мозга рассмотреть эту уникальную способность создавать мозгосети, давайте сконцентрируем внимание на ключевом элементе этого механизма – на реакции мозга разных приматов при наблюдении за движениями. Если сравнить пространственную картину активации коры при двигательном резонансе у шимпанзе и человека, немедленно выявляется поразительное различие, отражающее тот факт, что шимпанзе больше сильны в эмуляции, тогда как люди – гораздо более способные имитаторы. Рисунок 7.6 воспроизводит это сравнение, демонстрируя распределение активации коры при наблюдении шимпанзе и человека за одними и теми же движениями экспериментатора. Сразу видно, что у шимпанзе зона активации затрагивает главным образом лобную долю, с сильным вовлечением префронтальной коры и гораздо меньшим вовлечением теменной коры, тогда как у человека наблюдение за двигательной активностью создает картину активации, распространяющуюся на обширные зоны лобной, теменной и затылочно-височной коры. У человека наиболее сильная активация на этой обширной территории наблюдается в четырех взаимосвязанных областях: в вентральной префронтальной коре, вентральной премоторной коре, нижней теменной доле и нижней височной коре. Анализируя эти результаты, Эрин Хехт и Лайза Парр пришли к заключению, что картина активации коры у шимпанзе скорее напоминает аналогичную картину у макак-резусов, чем у человека при моторном резонансе. При внимательном анализе выясняется, что картина активации коры у человека при моторном резонансе во многом определяется взаимодействиями между отделами коры, которые в большей степени связаны с отражением намерений, контекста и конечной цели, такими как вентральная префронтальная кора, и другими отделами, которые в первую очередь отвечают за детали сенсорной и моторной интеграции, необходимой для планирования точной последовательности движений при мимикрии действия. К этой последней сети относятся вентральная премоторная область и лобная доля (отдел, где впервые были обнаружены зеркальные нейроны), а также многие участки теменной и нижней височной зоны. Хехт и Парр предполагают, что эти различия в характере активации коры могут объяснять, почему же «хоть шимпанзе и способны мимикрировать, обычно они этого не делают».

Рис. 7.6. Различия в характере активации коры у человека и шимпанзе, наблюдающих за хватательными жестами третьего индивидуума. C модификациями из работы: Hecht E. E. et al. Differences in Neural Activation for Object-Directed Grasping in Chimpanzees and Humans. Journal of Neuroscience 33, no. 35, August 2013: 14117–34.

Хотя описанные выше исследования в первую очередь касались характера активации серого вещества коры, сравнительный анализ распределения белого вещества в лобно-теменно-височных цепях у макак, шимпанзе и человека выявляет очень хорошее совпадение с функциональными данными. В анализе рассматривали три главных пучка белого вещества. Первый – так называемая крайняя капсула, которая связывает ключевые участки височной доли, такие как участки верхней височной борозды (STS) и нижней височной коры, с нижней частью префронтальной коры (рис. 7.7). Вторая система, связывающая STS с кластером зеркальных нейронов в теменной коре, образована так называемыми медиальными и задними продольными пучками. Наконец, существует еще верхний продольный пучок, который отвечает за связь между кластерами зеркальных нейронов в теменной и лобной долях.

Рис. 7.7. Вид сбоку на основные доли человеческого мозга (лобную, теменную, височную и затылочную). Кроме того, отражена детальная организация и подотделы верхнего продольного пучка (superior longitudinal fasciculus, SLF I, II и III; это один из важнейших проводящих путей, состоящий из белого вещества и соединяющий многие отделы коры), изображены крайняя капсула и средний продольный пучок (middle longitudinal fasciculus, MLF). Рисунок Кустодио Роса.

Сравнительный анализ этих трех структур белого вещества показал, что у макак-резусов связующая часть между структурами височной доли и лобной корой (так называемый вентральный компонент) намного пересиливает дорсальный лобно-теменной путь, опосредованный верхним продольным пучком, а также височно-теменную связь. В этой ситуации верхняя височная борозда – главный узел, обеспечивающий проводимость на диаграмме возбуждения мозга у макак. У шимпанзе дорсальная лобно-теменная проводимость несколько усиливается, но все еще несопоставима с вентральным компонентом. В результате в сети зеркальных нейронов кортикальные области не играют решающей роли (рис. 7.8).

Рис. 7.8. Обзор различий проводимости белого вещества коры у макаки, шимпанзе и человека. AIP – передняя межтеменная зона; aIPL – передняя нижняя теменная доля; DLPFC – дорсолатеральная префронтальная кора; EmC/ExC – крайняя/наружная капсулы; ILF/MLF – нижний/средний продольный пучок; IT – нижневисочная кора; pIPL – задняя нижняя теменная доля; PMd – дорсальная премоторная кора; PMv – вентральная премоторная кора; SLF – верхний продольный пучок; SPL – верхняя теменная доля; STS – верхняя височная борозда; VLPFC – вентролатеральная префронтальная кора. Hecht E. E., Parr L. A. The Chimpanzee Mirror System and the Evolution of Frontoparietal Circuits for Action Observation and Social Learning // New Frontiers in Mirror Neurons Research. Oxford University Press, 2015.