Магия мозга и лабиринты жизни

Перистимулярные гистограммы (ПСГ) частоты разрядов нейронов в прецентральной извилине (поле 4) коры правого полушария мозга человека и электромиограммы (ЭМГ) оральных речедвигательных мышц при выполнении теста на эмоции. Вверху – схематическое описание теста, слева – локализация нейронной популяции и пример оригинальной записи импульсной активности нейронов (ИАН). Внизу слева – ПСГ частоты ИАН; по оси абсцисс – время, каждая точка – 100 мс; по оси ординат – отклонение текущей частоты разрядов нейронов в каждом бине от среднего фонового уровня. Вертикальный точечный пунктир – экспозиция стимулов. 6.08 – среднее количество разрядов в фоне, принятое за единицу в ПСГ. 1, 2 – ПСГ. Под ПСГ точечной линией показаны уровни значимости отклонения частоты разрядов в каждом бине от среднего фонового уровня: длинные вертикальные отрезки соответствуют р<0,001, средние – р<0,01, короткие – р<0,05, точка – р>0,05. 1–2 – уровни значимости различия этих двух ПСГ. Внизу справа – ПСГ ЭМГ, обозначения те же, что в ПСГ ИАН

Каждый исследователь обязательно должен ставить перед собой задачи тактические и стратегические. О тактических задачах сказано выше. Полагаю, что на сегодня важнейшей стратегической задачей в науке о мозге человека является исследование мозгового кода мысли. Его расшифровка или отрицание – награда более молодому поколению ученых. Наши награды – в оптимальной реализации возможностей сегодняшнего дня.

Специальная, а пожалуй, и не специальная, а именно очень простая конструкция психологических тестов[19], но как-то не приходившая ранее в голову, обнаружила в импульсной активности нейронных популяций всплеск разрядов, коррелирующий с эмоциогенностью ситуации. Это, по-видимому, своего рода триггерный механизм, механизм запуска тех эмоций, которые связаны с собственно человеческой мыслительной деятельностью. Эта конструкция тестов, предложенная С. В. Медведевым, предполагала срочное развитие отрицательной эмоции в связи с отрицательной оценкой правильно выполненного простейшего психологического теста. Испытуемый был уверен в том, что все в порядке. И вдруг неожиданно (конечно, не во всех случаях) – злая школьная двойка. Методика сработала, развивались вызванные реакции в мозгу. И тут, пожалуй, впервые у человека удалось увидеть иерархию в работе системы обеспечения эмоций, место каждой важной для развития эмоций области мозга[20]. В выполнении психологического теста первой реагировала височная кора, и лишь затем включались эмоциональные зоны. Сначала – «понимание», «оценка», затем – эмоция с последовательным включением разных структур мозга и, конечно, миндалин. Это – экскурс в сегодняшние новые возможности изучения нейрофизиологической организации эмоций. А ранее рассмотрение собственно физиологических коррелятов и механизмов эмоций проводилось при точечной электрической стимуляции мозга и на основе данных, полученных при использовании сверхмедленных физиологических коррелятов. Те сдвиги в мозгу, которые могут быть охарактеризованы перестройками сверхмедленных процессов, несомненно существенны. Дело в том, что именно фон, уровень сверхмедленных физиологических процессов определяет то, чем сможет или не сможет заниматься данная зона (микрозона) мозга, степень ее богатства (полифункциональности) или, наоборот, бедности (в экстремальном варианте – монофункциональности).

Динамика сверхмедленных физиологических процессов в лимбических структурах височной доли (Hipp. – гиппокампе, Amg. – миндалине) правого (d.) и левого (s.) полушарий в период спонтанно возникшего воспоминания мелодии и слов любимой песни на фоне компенсированного эмоционального состояния (А) и воспоминания той же песни на фоне эмоциональных расстройств (тоска, тревога, раздражительность – Б). Момент начала реакции неизвестен, двумя вертикальными линиями обозначен период самоотчета больной при опросе

При развитии эмоциональных реакций у эмоционально здорового человека такого рода сдвиги, свидетельствующие о «задействованности», обнаруживаются в сравнительно небольшом числе зон мозга. Известно, однако, что эмоциональная реакция человека может очень существенно повлиять на протекание другой – как простой, так и сложной – деятельности человека. Мы полагаем, что при массивности местных физиологических сдвигов все остальное связано с более тонкими нейрохимическими перестройками мозга и организма, которые, очевидно, удастся вскоре обнаружить с помощью ПЭТ. Думаю, что уже сейчас это где-то делается. Делается, однако, без сопоставления с физиологическими перестройками в мозгу, без комплементарных возможностей инвазивной и неинвазивной техники.

Исследования сверхмедленных физиологических процессов при эмоциональных реакциях и состояниях раскрыли сущность того, как большая радость и особенно большая печаль могут нарушить нормальное течение мыслительных процессов, а в еще более яркой форме это происходит при болезненных эмоциональных реакциях и состояниях. Дело в том, что в таких случаях физиологические сдвиги – здесь, пожалуй, уместно сказать «грубые сдвиги» – происходят во многих зонах мозга. Это, естественно, приводит к изменению свойств этих зон, их возможностей, вплоть до затруднения выполнения какой-либо работы, причем прежде всего мыслительной, т. е. той деятельности, которая, как отмечалось выше, тем богаче, чем больше мозг может отпустить ей своих потенций… А если почти не может или совсем не может? Особенно наглядно все это видно, если вести наблюдения за одним и тем же человеком в разных состояниях.

В происходящих в мозгу выраженных физиологических перестройках свое слово, безусловно, говорит и нейрохимия. И трудно сказать, чему они больше обязаны: мгновенному запечатлению событий при эмоциональной буре или, наоборот, забыванию предшествующих событий. Вероятно, сверхмедленные физиологические процессы вместе с нейрохимическими перестройками, ими вызываемыми, создают предпосылки для «сверхзапоминания», незапоминания и забывания. Совокупность субъективных и объективных процессов нетрудно наблюдать в соответствующей ситуации. Научные наблюдения позволяют понять многие события повседневной жизни. И не стоит искусственно отрывать одно от другого.

Со мной однажды случилось такое. Я в какой-то миг увидела у очень близкого мне человека признаки, как казалось, опасной болезни. Не усомнилась в диагнозе и – мгновенно забыла то, что увидела. Две недели, целых четырнадцать дней, меня преследовало чувство, что что-то произошло. Тяжелое, страшное. Но что? Эти две недели я была вне контакта с больным. Не сразу вспомнила и встретив его. И только вновь увидев признаки болезни, уже усилившейся, вспомнила все: и то, что видела две недели назад, и всю обстановку, в которой я это увидела. Расстройство запоминания? В какой-то форме – да, хотя «чувство тяжести» – ведь это тоже память. Но это почти мгновенное событие не связано было с наличием у меня расстройства памяти в обычном понимании.

Двадцать восемь лет назад – а это было именно тогда – память меня не подводила. Очень редко подводит она меня и сейчас. А если слегка и подводит, то лишь тогда, когда я напряжена, то, что называется в быту – «нервничаю». Представляю себе, какая массивная вспышка физиологических перестроек развилась тогда у меня в мозгу. Что это было? Сверхмедленные перестройки? Или более быстрый, но все же сравнительно медленный процесс – пароксизмальная активность типа медленных волн в ЭЭГ? Этого я никогда не узнаю. Но и то и другое может быть языком забывания, в том числе и как проявление собственных защитных механизмов мозга.

Мозг человека и высших животных защищен несколькими оболочками от возможных внешних повреждений. А от тех, которые идут изнутри организма и через органы чувств? Хуже всего обстоит дело с влияниями «изнутри организма».

Динамика уровня сверхмедленных физиологических процессов в области левой (s.) и правой (d.) миндалин (Amg.) в период развития спонтанного пароксизма страха. Вертикальными линиями ограничен период клинических (поведенческих) проявлений патологической эмоции. Цифрами над кривыми справа обозначены анализируемые зоны миндалины, соответствующие номерам электродов

Терапевт, знающий побочное действие лекарств, предназначенных для лечения гипертонической болезни, посоветует: «Пусть 160 на 90, но не более 2–3 (варьирует) приемов лекарства». Пожалуйста, будьте осторожнее с этими советами в этом случае те, кому нужна полная сохранность мышления, памяти. Артериальная гипертензия все это потихоньку отнимет, думать станет не в удовольствие. А чистить картошку, мыть посуду, подметать пол и т. д. и т. п. – пожалуйста… Хотя, может быть, тоже не в удовольствие. А уж если не подаст организм в мозг крови в достатке… Ну да почему только об этом – можно и о печени, плохо фильтрующей яды, можно о желудочно-кишечном тракте. И о мышцах с малой или чрезмерной нагрузкой. Одним словом… in corpori sano!

Ну а сенсорика? Что, собственно, скрывается под этим термином? Наши органы чувств. Через них, хотим мы этого или не хотим, к нам поступает огромное количество сведений о состоянии окружающего мира, о происходящих в нем изменениях – как приятных, радостных, так и неприятных, горестных. Краткосрочного действия: что-то случилось и прошло. Что-то все время происходит. Может произойти что-то такое, что способно изменить обычное течение жизни. Например, кто-то неожиданно обидел. Обида острая, но завтра у эмоционально сбалансированного человека от нее ничего не останется. Человек может оказаться в исключительно неблагоприятных условиях, но, когда ситуация становится благоприятной, он более или менее быстро возвращается к нормальному видению мира. Или не возвращается, остается в устойчивом патологическом состоянии. Почему более и почему менее быстро? И почему иногда нормализация не наступает? Как это все происходит? И наконец, на исходно благоприятном или неблагоприятном фоне – острая, острейшая эмоциогенная ситуация. Она может вызвать аффект со всеми вытекающими последствиями. Может буквально изменить видение мира на долгие годы или практически навсегда. Есть такое выражение: «Я стал другим человеком». Но (и это очень важно!) аффект может и не развиться, а состояние человека, его душевное равновесие – восстановиться.

Все, что было сказано выше, можно увидеть и «изнутри» мозга. Судя по внутренним мозговым перестройкам, все это может происходить в трех основных вариантах.

1. Произошла нормализация состояния. Это бывает тогда, когда хорошо сработают собственно мозговые защитные механизмы. Их физиологическое выражение – в балансе сверхмедленных физиологических процессов, балансе местном и общемозговом. При регистрации это обнаруживается разнонаправленностью сдвигов сверхмедленных физиологических процессов.

2. Развился аффект – баланс нарушен, сдвиги сверхмедленных физиологических процессов, связанные непосредственно с эмоциогенной ситуацией, намного сильнее, чем сдвиги обратного знака. Защита не сработала… Почему? На это есть много ответов, но они всегда конкретны, если соотносить все с какой-то реальной ситуацией. А в общем виде – это и природная слабость собственно мозговой защиты, и ее нетренированность, и чрезмерная сила раздражителя, и, конечно, исходный неблагоприятный фон.

3. «Я стал(а) другим (другой)» после «этого» события (или вследствие долгого пребывания в эмоциогенной ситуации). Развилась общая перестройка мозга на новый режим работы. Она также может отразиться в общей, глобальной или – чаще – мозаичной перестройке уровней сверхмедленных процессов. При этом, если нет органического повреждения мозга, а в данном случае речь идет именно о таком варианте, в каких-то зонах мозга (чаще всего – из основных эмоциогенных структур) развились особенно существенные сдвиги, влекущие за собой, в том числе и по принципу баланса, в новых условиях общемозговую перестройку, отражающуюся также в сверхмедленных процессах. Последние, в свою очередь, меняют спектр свойств мозговых зон и человека в целом. Такого рода ситуация может быть устойчивым патологическим состоянием, и чаще всего им и бывает, независимо от того, диагностируется невроз или видится перемена в поведении человека, отмечаемая им самим или окружающими.

Мне могут сказать, что все это – схема. Я и сама так думаю, но знаю, что схема эта построена на реальном знании нейрофизиологических событий в здоровом и больном мозге человека. В реальной жизни возможны сочетания вариантов, взаимодействие различных механизмов мозга. И схемы бывают разные. Априорные – при почти полном отсутствии или существенном дефиците информации о реальности. Иногда и они работают. Мы называем человека талантливым или даже гениальным, если такая схема, представление, концепция оказываются верными. Схемы бывают апостериорными – когда разрозненные факты укладываются в стройную систему и сложные события оказывается возможным излагать просто, представить в виде схемы да еще предсказать что-то на ее основе. То, о чем говорилось выше, в очень большой мере апостериорная схема. Здесь тоже можно порассуждать, какими свойствами должен обладать исследователь, их строящий. Важно, чтобы и первые и вторые работали.

У человека очень много защитных механизмов, и чаще всего они работают по принципу саморегуляции. Но, подсмотрев, как работают хотя бы некоторые законы организма и мозга, человек научился (немного) и может учиться дальше (дорога неблизкая!) разумно усиливать и использовать защитные силы. Для разбираемой здесь ситуации эмоциональных реакций и состояний грех не вспомнить о межсистемной защите, о взаимодействии эмоций и движений, эмоций и речи.

Об эмоциональном состоянии человека, да и животного, можно с большой вероятностью судить по его двигательной и речедвигательной активности или неактивности. Вопрос довольно хорошо изучен, причем даже в масштабе отдельной семьи, не говоря уже о психиатрической больнице.

Хорошо известна бытовая мудрость гувернантки, воспитанники которой притихли в соседней комнате: «Дети, сейчас же перестаньте делать то, что вы делаете!»

Вы входите в дом – дети, муж (жена), другие родственники встречают вас радостно, с улыбкой, веселой речью – вам рады или вас чем-то порадуют… Может случиться наоборот… Однако очень уж это бытовой материал, чтобы излагать его здесь, хотя, Боже мой, как я ценила приветливую встречу мужа после тяжелого дня! Какая это была для меня радость в нашей маленькой теплой семье! Может быть, для тех, кто не знаком с двигательной характеристикой психически больных, стоит упомянуть об отделениях так называемых буйных (сейчас фармакологически контролируемых) и палатах депрессивных больных, лежащих неподвижно, часто лицом к стене, или целыми днями так же неподвижно сидящих.

Если человек не занимался специальной тренировкой, то вот чего уж не увидишь при сильной эмоции – так это его обычной двигательной активности! Даже если он вполне здоров. Попробуем рассмотреть это явление. На первый взгляд, все просто. Эмоции, даже у здорового человека, в форме физиолого-химических или преимущественно химических перестроек изменяют состояние мозга и организма. Отсюда, в зависимости от множества факторов (знак, сила эмоции, индивидуальная реактивность и т. д.), меняется все или очень многое, в том числе и двигательная активность. Но в организме человека все далеко не так просто. Углубляясь в механизмы процессов, познаешь как бы их первую, вторую и т. д. ступени. А затем – как у Алисы Л. Кэрролла: «Все страньше и страньше…»

При эмоциональных расстройствах очень хороши прогулки, разного рода двигательная активность. Что может сделать с человеком плавание, движение в воде! После водных процедур становишься просто другим человеком. Печально сидящего (лежащего, реже – стоящего) человека друзья стараются растормошить. И все это – тоже многовековой опыт, пожалуй, именно сейчас применяемый не только на основе реакций «входа и выхода», но и на основе следующей ступени познания – учета механизма межсистемного взаимодействия эмоциональных и двигательных процессов в организме и в мозге.

Это взаимодействие в человеческом мозге (болезнь, конечно, здесь дает наиболее яркие примеры) хорошо видно, и, наверное, пространственная его картина будет более точной тогда, когда окажется более «ручным» сочетание инвазивной и неинвазивной техники. А пока – только пример, показывающий, как даже эмоционально насыщенная речь спасает больного от пароксизма, внешне «немого», невыразительного и в то же время проявляющегося амнезией, кратковременным забыванием того, что предшествовало прекращению речи. Запись сверхмедленных физиологических процессов раскрыла «немой» пароксизм: по мозгу прошлась вспышка высоковольтных медленных волн. Речь была защитой. Но, по-видимому, проявлением защиты был и пароксизм сверхмедленных волн, описанный нами ранее (1980) как язык забывания… Конечный результат, безусловно, зависит от соотношения агрессивных и защитных сил – побеждает сильнейший, и часто, к счастью, в нашей ежедневной жизни сильнее оказывается защита…

Думаю, что если комплементарное увеличение возможностей познания механизмов мозга на основе взаимодействия инвазивной и неинвазивной техники позволит достичь новой ступени и в этих вопросах, то по крайней мере кое-что можно будет сформулировать с той степенью общности, которая обеспечит полнее социальное использование и этих мозговых законов. Ведь теория о гибких и жестких звеньях, о преобладании именно гибких звеньев, живущих как бы в автономном режиме, при реализации наиболее сложной – мыслительной – деятельности вполне может быть использована в оптимизации организации общества.

В том, что касается эмоций, мы пока можем просто провести аналогии. Здоровый мозг – локальные изменения при эмоциях: любая другая деятельность или не нарушена, или улучшается. Эмоционально несбалансированный мозг – распространенные изменения: большинство видов деятельности нарушается. Конечно, растревоженность общества прекрасна, как переход от спячки. Но лишь на определенном уровне этой, ну, скажем, общей обеспокоенности возможна оптимизация целенаправленной активности. Думаю, что дальше продолжать не стоит, все это может представить себе каждый.

В конце, конечно, обязательна тривиальная, но от этого не менее верная «нотка»: все не так просто, то, о чем здесь говорилось, и так, как говорилось, – упрощение, схематизация, и в отношении мозговых (организменных) законов, и в отношении законов общественной жизни. Конечно, схема. Конечно, не так просто. Но, может быть, не так уж и сложно?..

Этот умный мозг

Как он опять удивил нас, этот особенный человеческий мозг! Мы-то нацелились изучать систему, естественно, с убеждающей скептиков статистикой, а он опять… Корректурная проба. Казалось бы, чего проще: смотри себе на ряды незамкнутых колечек и отыскивай одинаковые или ищи среди них замкнутое. Всего-то… Так нет же, мозговая система обеспечения этой простенькой, максимально стереотипной, но все-таки мыслительной деятельности через короткие интервалы времени реорганизовалась[21]. Стабильной она была от половины до двух с половиной секунд. Мозг как будто бы «скучал» при этой стереотипии и играл с ней, как кошка с мышкой. Наверное – и почти наверняка, если все время повторять стереотипные задачи, все перейдет на автоматизм: мы будем машинально тянуться к выключателю, даже зная, что свет отключен; мы не будем думать, с какой ноги пойти, как держать мыло при мытье рук и т. д. и т. п., и, почти не думая совсем, мы будем решать и корректурный тест.

Уже говорилось о значении стереотипов в нашей жизни, о решении мозгом одинаковых задач по принципу, близкому к принципу меченых линий, т. е. путем минимального использования территорий, когда все остальное поле предназначено для мышления. Но здесь подчеркивается другое, а именно борьба мозга, пусть неравная, против стереотипа, борьба за самосохранение. Наверное, если бы к этой ситуации можно было подобрать девиз, он был бы: «Хочу мыслить!!!» Самосохранение мозга идет, по-видимому, и путем использования этого механизма. Однако наиболее мощным механизмом самосохранения мозга является его реакция на каждое изменение во внешней и, вероятно, внутренней среде. Роднит оба эти механизма самосохранения вовлечение обширных территорий мозга в активность, их активация. Но во втором случае это не просто обширная территория, это, наверное, практически весь мозг. И хочет человек этого или не хочет, оба эти механизма, и особенно второй, сберегают мозг человека для более сложных форм деятельности практически до того момента, когда жизнь мозга будет (или не будет – это не фатально) страдать от организменных нарушений или от болезней самого мозга.

Не хочется идти по линии тривиальных контрастов, но так и напрашиваются примеры наших рук, ног, которые в ходе эволюции не «придумали» себе механизма самосохранения. Вероятно, тогда, когда происходило становление человека или, мне просто приятнее так думать, когда появился (откуда – не знаю) человек в нецивилизованном мире, ни руки, ни ноги, ни другие его скелетно-мышечные образования от чего-чего, но от безделья не страдали. Вот и приходится нам, как это ни парадоксально, в нашем обездвиженном мире придумывать элегантный теннис, плавание, лыжи, коньки, рок-н-ролл и наслаждаться, далеко не всегда сознавая это, возможностью мыслить, решать сложнейшие научные задачи или, как четки, перебирать воспоминания. Этот умный мозг… Как он себя бережет – и нас, конечно!

Механизмы самосохранения мозга теснейшим образом смыкаются с внутренними механизмами его надежности. Они разные, эти механизмы надежности. Сюда могут быть отнесены механизмы защиты – они уже описаны нами выше. Это – вспышки медленных волн в электроэнцефалограмме, ночью стирающие или старающиеся стереть нежелательные очаги возбуждения и играющие ту же роль в больном мозге, прежде всего при эпилепсии (правда, с переменным успехом). Это – соизмеримость разнонаправленных сдвигов сверхмедленных процессов по количеству включенных зон мозга и интенсивности защиты, прежде всего в непосредственной близости к очагу патологического возбуждения (вероятно, именно это в не нейрофизиологическом варианте исследования определяется как «вал торможения» вокруг очага возбуждения).

Действительно, рассмотрение механизмов надежности мозга немыслимо без упоминания защитных механизмов. Что бы мы делали без них – просто думать не хочется! Каждая маленькая неприятность вызывала бы взрыв, аффект, каждое постоянное думание о чем-то – навязчивое состояние, не смытое ночной защитной волной. Наверное, вновь повторяюсь, здесь нельзя обойтись без упоминания о межсистемной защите – движение versus избыточные эмоции. И сколько их еще, защитных механизмов и механизмов самосохранения! Ведь каждый шаг в глубь мозга как бы открывает новые горизонты этих механизмов. Все они особенно важны для мозга с его почти астрономическим количеством клеточных элементов и связей между ними. Они, эти элементы и связи, если возникли на нашей планете и сохранились в веках, нуждались, по-видимому, в сохранении, защите. А если наш интеллект – явление инопланетное, во что я верю несколько больше, чем в сегодняшнюю схему земной эволюции, то и тогда он нуждался в том же – в сохранении.

Моя тяга к вере в иное, чем принято сейчас в научном мире, происхождение мозга и, следовательно, человека базируется на исключительной сложности и, как принято считать, сверхизбыточности мозга. (Конечно, могла быть такая мутация, но что сохранило именно ее? Хотя, в то же время, где та планета, на которой исходные требования к мозгу на много порядков выше?) Эти мысли не увядают у меня с годами нейрофизиологического общения с живым человеческим мозгом. Боюсь, что наш «железобетонный» материализм иногда все же лишает нас непредвзятого взгляда на события, без их обязательного строго определенного философского обрамления (одного-единственного, которое «обязательно верно», а то, что в него не вписывается, – то «от лукавого»).

Итак, множество клеток, множество связей. И однако, когда образуется базис стереотипов, огромное множество этого богатства становится открытым для мышления или избыточным. Но если избыточным, то зачем у всех без исключения людей нашей планеты работают механизмы самосохранения мозга? Затем, наверное, что никто не знает, когда ностальгия по мыслительной деятельности вернется к человеку. А мыслительная деятельность, как известно, обеспечивается описанным выше аппаратом переменных, гибких звеньев, осуществляется при условии использования очень многих, если не всех, физиологических и морфологических возможностей мозга! Калейдоскопическая, хотя на самом деле детерминированная, игра гибких звеньев теснейшим образом связана с тем, о чем говорилось вначале, – с реорганизацией системы. Они невозможны друг без друга. А потому гибкие звенья, этот механизм богатства и надежности мозга, извне смотрящиеся как основа возможности мыслить в самых разных условиях, изнутри мозга полноправно могут рассматриваться и как механизм его самосохранения.