Мозг: биография. Извилистый путь к пониманию того, как работает наш разум, где хранится память и формируются мысли

На протяжении многих веков сердце считалось основным органом мышления и чувств.

Представления о центральной роли сердца существовали также в Америке, где великие империи Центральной Америки – майя (250–900 гг. н. э.) и ацтеки (1400–1500 н. э.) – сосредоточились на сердце как на источнике эмоций и мыслей. Мы также имеем некоторые сведения о верованиях народов Северной и Центральной Америки, не создавших обширных городских культур. В начале XX века американские этнографы работали с коренными жителями, документируя их традиции и верования. Хотя мы не можем быть уверены, что записанные взгляды были типичны для культур, существовавших до прихода европейцев, большинство народов, которые внесли свой вклад в данные исследования, считали, что нечто вроде «души жизни» или эмоционального сознания было связано с сердцем и дыханием. Эта точка зрения была широко распространена от Гренландии до Никарагуа, и ее придерживались народы, живущие в самых разнообразных местах: эскимосы, прибрежные салиши северо-запада Тихого океана и хопи из Аризоны [4].

Подобные взгляды удивительно совпадают с воззрениями швейцарского психоаналитика Карла Юнга, который в начале XX века путешествовал по Нью-Мексико. На крыше одного из белых глинобитных зданий, построенных жителями индейской деревни на высоком плато Таос, Юнг разговаривал со старейшиной Очивай Бьяно из Таос-Пуэбло[7]. Бьяно сказал, что не понимает белых людей и считает их жестокими, беспокойными и тревожными.

– Мы думаем, они сумасшедшие, – сказал старейшина. Заинтригованный Юнг спросил Бьяно, почему он так думает.

– Они говорят, что думают головой, – ответил тот.

– Ну, конечно, а чем вы думаете? – с удивлением поинтересовался Юнг.

– Мы думаем этим, – произнес старейшина, указывая на сердце [5].

Не все культуры разделяют широко распространенную идею о важности сердца. Например, ключевым аспектом мировоззрения аборигенов и жителей островов Торресова пролива в Австралии была (и остается) связь с землей, которая распространяется на представления о разуме и духе. Поиск местозарождения мысли в теле, по-видимому, не является частью их восприятия мира [6].

Точно так же традиционный китайский подход к медицине и анатомии был в основном сосредоточен на взаимодействии ряда сил, а не на локализации функций. Однако когда китайские мыслители пытались определить роль отдельных органов, сердцу отводилась ключевая роль [7]. В «Гуань-цзы», документе, написанном в VII веке до нашей эры, утверждалось, что сердце является главным вместилищем для всех функций тела, включая чувства.

Такие взгляды соответствуют нашему повседневному опыту. Сердце меняет свой ритм вслед за сменой эмоций. А сильные чувства, такие как гнев, похоть или страх, кажется, сосредоточены на одном или нескольких внутренних органах. Эмоции ощущаются во всем теле и преобразуют мысли, как будто переносятся кровью. Вот почему сохранились эти старые выражения о том, что нужно «заглянуть в сердце» и так далее, – они соответствуют тому, как мы воспринимаем важную часть своей внутренней жизни. Так же как и с «очевидностью» факта, что Солнце вращается вокруг Земли, повседневный опыт человеческого существования нашел простое объяснение тому, что мысль рождается в сердце. Люди верили в эту идею, потому что она дарила смысл.

* * *

Несмотря на то что сердце часто рассматривалось как центр внутренней жизни, некоторые культуры все же признавали и функциональную роль мозга, даже если это можно обнаружить в результате его травмы. Например, в Древнем Египте несколько писцов создали медицинский документ, известный как «Папирус Эдвина Смита», или «Хирургический папирус» [8]. Рукопись содержит краткое описание извилин мозга и признание того, что повреждение одной стороны головы может сопровождаться параличом противоположной стороны тела. Но для этих писателей, как и для всех древних египтян, сердце все же оставалось вместилищем души и умственной деятельности.

Древние греки первыми распространили взгляды о главенствующей роли сердца.

Известно, что впервые вызов повсеместно распространенным взглядам о главенствующей роли сердца бросили древние греки. В течение трех с половиной столетий, между 600 и 250 годами до н. э., греческие философы сформировали фундамент современного восприятия множества вещей, включая мозг. Древние греки, как и другие народы, полагали, что сердце есть источник чувств и мыслей. Это можно увидеть в эпических устных поэмах, ныне приписываемых Гомеру, которые были созданы между XII и VIII веками до н. э. Точно так же самые ранние зафиксированные идеи философов были сосредоточены на сердце [9]. В V веке до н. э. философ Алкмеон Кротонский не согласился с общепринятой точкой зрения. Алкмеон жил в Кротоне[8], греческом городе близ Италии, и иногда его представляют как врача и отца неврологии, хотя все, что мы знаем о нем и его работе, известно лишь из пересказов. Ни одно из его сочинений не сохранилось: все, что осталось, – это фрагменты, процитированные более поздними мыслителями.

Алкмеона интересовали органы чувств, и это, естественно, заставило его сосредоточиться на голове, где сгруппированы ключевые из них. По словам последующих авторов, философ показал, что глаза и, следовательно, другие органы чувств соединены с мозгом тем, что он называл каналами. По имеющимся сведениям, Аэций, живший через 300 лет после него, сказал, что для Алкмеона «управляющим средством интеллекта является мозг». Неясно, как именно Алкмеон пришел к такому выводу. Позднее предполагали, что он основывал свои идеи не только на самоанализе и философских размышлениях, но и на непосредственном исследовании, хотя доказательств этому нет. Он мог рассечь глазное яблоко (не обязательно человеческое), наблюдать приготовление головы животного или просто использовать свои пальцы, чтобы выяснить, как глаза, язык и нос соединены с внутренними частями черепа животного [10].

Несмотря на эти прозрения, самые ранние недвусмысленные утверждения о центральной роли мозга были записаны через несколько десятилетий после смерти Алкмеона. Они пришли из медицинской школы на острове Кос, самым известным представителем которой был Гиппократ. Многие из работ, созданных Косской медицинской школой, приписываются Гиппократу, хотя настоящие авторы неизвестны. Один из самых значительных документов – трактат «О священной болезни». Он был создан около 400 года до н. э. для неспециалистов и касался эпилепсии. Почему эпилепсия считалась священной или божественной болезнью, неясно [11]. Автор(ы) пишет(ут):

«Всем должно быть известно, что источником удовольствия, веселья, смеха и радости, как и горя, боли, беспокойства и слез, является не что иное, как мозг. Именно этот орган позволяет нам мыслить, видеть и слышать, различать безобразное и прекрасное, плохое и хорошее, приятное и неприятное. …Именно мозг является вместилищем безумия и бреда, страхов и фобий, которые нападают на нас, часто ночью, но иногда даже днем, именно там лежит причина бессонницы и хождения во сне, мыслей, которые не удается ухватить, позабытых обязанностей и эксцентричных поступков» [12].

Приведенный в трактате аргумент был частично основан на какой-то новаторской, но примитивной анатомии («мозг человека, как и у всех других животных, двойной, и тонкая мембрана разделяет его посередине», – утверждал(и) автор(ы)), но он также выявил большую путаницу. Например, в документе утверждалось, что «когда человек втягивает воздух ртом и ноздрями, дыхание идет сначала к мозгу». Предполагалось, что вены транспортируют воздух по всему телу. Причину эпилепсии объясняли так: гумор или жидкость, называемая мокротой, проникает в вены, препятствуя попаданию воздуха в мозг, и таким образом вызывает припадок.

Некоторые люди очень серьезно относились к последствиям локализации эпилепсии в мозге. Аретей из Каппадокии, греческий врач, живший около 150 года до н. э., лечил ее трепанацией – сверлением отверстий в черепе. Данная процедура значилась в европейских медицинских руководствах вплоть до XVIII века [13]. Аретей не изобретал эту операцию. Самые ранние следы медицинского вмешательства, встречающиеся повсеместно, – отверстия, просверленные или выскобленные в черепах людей, возраст которых порой достигает более 10 000 лет [14]. Хотя заманчиво рассматривать доисторическую трепанацию как раннюю форму психохирургии (часто высказывается предположение, что трепанация проводилась с целью выпустить «злых духов»), глобальное господство представлений о сердце как об органе, порождающем мысли, говорит, что это маловероятно. Существуют более убедительные обоснования для такой опасной операции, включая облегчение болезненного внутричерепного кровотечения или удаление костных фрагментов после травмы головы.

Несмотря на доводы Алкмеона и Косской школы, в отсутствие каких-либо доказательств, что мозг действительно является местом зарождения мыслей и чувств, не было никаких оснований предпочесть данное утверждение очевидному объяснению, что все это происходит в сердце. Так, например, один из самых влиятельных греческих философов, Аристотель, отверг идею о том, что мозг играет какую-либо значительную роль в мышлении или движении. Вот что он писал в трактате «О частях животных»:

«Никаких ощущений причиной он [мозг] не служит, как и сам лишен чувствительности. …Источником ощущений является место около сердца… два чувства явно связаны с сердцем – чувство осязания и чувство вкуса»[9].

Аргумент Аристотеля в пользу сердца основывался на очевидных принципах, таких как связь между движением, теплом и мыслью. Философ отмечал, что сердце явно изменяет свою деятельность, когда человек испытывает эмоции, в отличие от мозга, который, по-видимому, ничего не делает. Мыслитель также говорил, что сердце является источником крови, необходимой для ощущений, в то время как мозг собственной крови не содержит. Более того, у всех крупных животных есть сердце, тогда как, – утверждал он, – только у высших животных есть мозг.

Раньше причиной эпилепсии считалась мокрота, которая проникала в вены и препятствовала попаданию воздуха в мозг и таким образом вызывала припадок.

В качестве заключительного доказательства Аристотель указывал на то, что сердце теплое и находится в движении, оба этих свойства рассматривались как существенные признаки жизни; напротив, мозг неподвижен и холоден [15]. Поскольку не было никаких фактических доказательств связи между мышлением и мозгом, логические аргументы Аристотеля казались столь же обоснованными, как и те, что можно найти в трудах мыслителей Косской школы. Выбора между ними не было. В других частях планеты все шло по-прежнему: для подавляющего большинства людей главным органом оставалось сердце.

* * *

После смерти Аристотеля новое понимание роли мозга пришло из Александрии, расположенной на западном краю дельты Нила, в Египте, управляемом греками. С сетью улиц, подземным водопроводом и многокультурным населением этот город был одним из самых значительных центров греко-римского мира. Среди тех, кто извлекал пользу из цветущей интеллектуальной атмосферы города, были два ведущих грека-анатома того времени – Герофил из Халкидона и Эрасистрат из Кеоса [16]. Оба они работали в Александрии.

Ни одно из сочинений Герофила и Эрасистрата не сохранилось, но последующие авторы утверждали, что они совершили важные открытия, касавшиеся структуры мозга. Причина научных прорывов в Александрии заключалась в том, что в течение короткого периода времени и, по-видимому, впервые в истории там было разрешено вскрытие человеческих тел. Говорят даже, что преступники, приговоренные к смерти, подвергались вивисекции[10] при ужасающих обстоятельствах[11].

Почему именно в Александрии было разрешено вскрытие, а не где-либо еще, неясно, но, как бы то ни было, врачи в городе добились значительных анатомических успехов в вопросах изучения строения и функционирования печени, глаза и кровеносной системы. Они даже описывали сердце как насос. Непосредственное изучение анатомии человека позволило Герофилу и Эрасистрату значительно продвинуться в области познания мозга и нервной системы. Герофил предполжительно описал анатомию двух ключевых составляющих человеческого мозга: коры (двух больших долей мозга) и мозжечка, находящегося под затылочными долями больших полушарий, – его древнегреческий анатом считал местом зарождения разума. Герофил также оставил сведения о спинном мозге и о том, как ветвятся нервы. Говорят, что он различал сенсорные нервы, связанные с органами чувств, и двигательные нервы, управляющие поведением. Герофил также развивал теорию ощущений, полагая, что зрительный нерв имеет внутри полость, через которую движется воздух [17]. Эрасистрат, по-видимому, придерживался другого подхода и, сравнивая человеческий мозг с мозгом оленя и зайца, пришел к выводу, что своим выдающимся интеллектом человек обязан большей усложненности мозговой структуры, о чем свидетельствуют извилины больших полушарий.

Предполагают, что в Александрии впервые в истории было разрешено вскрытие человеческих тел.

Медицинские труды Герофила и Эрасистрата хоть и были удивительно точны, но так и не разрешили вопроса о том, что является местом мысли и чувств: сердце или мозг. Они лишь продемонстрировали, что мозг сложен. Взгляд Аристотеля на сердце оставался чрезвычайно влиятельным, отчасти из-за сильного авторитета философа, но прежде всего потому, что эта гипотеза соответствовала повседневному опыту.

Прошло еще 400 лет, прежде чем были получены решающие доказательства главенствующей роли мозга благодаря работе одного из самых выдающихся мыслителей в истории западной цивилизации – Галена. Римлянин Гален родился в 129 году н. э. в богатой семье в городе Пергам, на территории современной западной Турции [18]. Хотя сегодня он известен главным образом как писатель по медицинским вопросам – его идеи формировали западную медицину и культуру в течение 1500 лет, – на самом деле Гален был одним из крупнейших древнеримских мыслителей, создавшим огромное количество философских трактатов и написавшим много томов поэзии и прозы [19].

Гален путешествовал по всему восточному Средиземноморью и учился в разных местах, включая Александрию, но важнейшие годы жизни провел в Риме. Он прибыл туда в 162 году н. э., в возрасте тридцати двух лет, после четырехлетней службы в качестве врача гладиаторов в Пергаме. Излечивая бойцов, Гален успел многое узнать о человеческом теле. Вскоре он стал модным римским врачом, посещал некоторых влиятельных лиц города, включая императора Марка Аврелия, и приобрел репутацию блестящего анатома, который имел вкус к полемическим спорам. Для демонстрации своих открытий Гален использовал лекции-комментарии, на которых он одновременно давал анатомические сведения и показывал все на животном. Слушатели на таких лекциях становились свидетелями-очевидцами выступления Галена и тем самым подтверждали правоту его заявлений – непосредственный опыт в процессе достижения понимания, по мнению мыслителя, крайне важен. (Ниже представлено довольно мрачное объяснение того, как Гален пришел к некоторым из своих выводов. Если вы брезгливы, то можете пропустить следующие три абзаца.)

Гален советовал не использовать обезьян в анатомических экспериментах, так как в процессе выражение их морд было очень отпугивающим.

Одним из ключевых вопросов, интересовавших врача, была роль мозга и локализация мысли и души – ученый уверенно полагал, что мозг имеет важнейшее значение для поведения и мышления и что это можно доказать экспериментами на животных. Соответственно никакой анестезии в то время не было. Гален не был равнодушен к тем ужасам, которые сам же и учинял, – он советовал не использовать обезьян, так как выражение их морды во время эксперимента было слишком страшным. Хотя ученый не соглашался с теми, кто утверждал, что животным недостает части души, связанной с гневом и желанием, он ничего не говорил о боли – боль не встречается в описаниях его работ [20].

Пожалуй, самый решительный эксперимент Галена был посвящен изучению роли нервов в порождении звуков. Опыт проводился на свинье, потому что «животное, которое визжит громче всех, наиболее удобно для экспериментов, в которых голосу причиняется вред» [21]. Гален разрезал плоть бедной свиньи, привязанной спиной к столу и с крепко замотанной мордой, и обнажил возвратные гортанные нервы, идущие вдоль шеи, по обе стороны от сонной артерии. Если он туго обвязывал нервы ниткой, приглушенный визг животного прекращался; если ослаблял ее, звук возвращался. Хотя визг явно производился гортанью, что-то, казалось, двигалось от мозга по нервам вниз.

Это понимание подкрепило одно из наиболее зрелищных выступлений Галена, во время которого он обосновал важность мозга, непосредственно бросив вызов оппонентам и последствиям их взглядов о центральной роли сердца. Вскрыв живое подопытное животное, Гален заставил своего противника сжать сердце зверя и не давать ему биться. Даже когда сердце остановилось, бедное создание продолжало приглушенно скулить, демонстрируя, что движение сердца не обязательно для того, чтобы животное издавало звуки. Но когда Гален вскрыл череп и заставил своего соперника надавить на мозг, животное немедленно перестало шуметь и потеряло сознание. Ослабив давление, Гален доложил: «Животное приходит в сознание и снова может двигаться». Это, должно быть, очень удивило зрителей. Как выразилась историк Мод Глисон, «анатомические выступления Галена все меньше и меньше напоминали интеллектуальные споры и больше – магическое шоу» [22].

На основании полученных данных – подтвержденных многочисленными анатомическими описаниями и хирургическими вмешательствами, в том числе и на пациентах, – Гален убедился, что мозг – это центр мысли. Он утверждал, что мозг вырабатывает особый вид воздуха, или пневмы, который просачивается наружу, если мозг поврежден, и вызывает обморок. Когда накапливается достаточное количество этого воздуха, сознание возвращается. По словам Галена, движение тела является следствием движения воздуха, производимого мозгом и двигающегося по полым нервам. Его анатомические исследования – в основном на животных, а не на людях – показали, что все нервы берут начало в мозге, а не в сердце, как утверждал Аристотель.

Несмотря на доказательства, представленные Галеном, авторитет таких мыслителей, как Аристотель, и сила повседневного опыта не позволили взглядам о центральной роли мозга вытеснить старые идеи даже в Риме. Гален оставил огромный объем работ – около 400 трактатов, из которых сохранилось более 170, охватывающих весь спектр медицины и естественных наук. Но падение Римской империи привело к разрушению интеллектуальной среды, в которой могли бы осуществиться дальнейшие открытия. Просто раздумья о том, откуда происходит мысль, никогда не решат проблему. Как видно из работ Галена, это потребует анатомического и экспериментального исследования, которое, в свою очередь, возможно только при условии интеллектуальной открытости и учета уже достигнутых успехов и неудач в масштабном круговороте идей. Подобных условий не создадут еще несколько столетий.

* * *

Значительная часть культурного наследия Рима и Греции была сохранена в библиотеках Восточной Римской империи с центром в Византии (современный Стамбул). Начиная с VII века появление различных халифатов, связанных с подъемом ислама, привело к созданию культуры, которая распространилась во Францию на западе, в Болгарию на севере и в Туркменистан и Афганистан на востоке. Исламское общество высоко ценило знания и технические навыки, и для удовлетворения аппетитов новых господствующих классов и правящих групп строились мосты и каналы, составлялись гороскопы, изготавливались бумага и стекло. Все это требовало повторного открытия старой мудрости или развития новых идей [23].

Сначала грянула волна переводов греческих и римских текстов, которые можно было найти в персидских или византийских библиотеках, – эти усилия были сосредоточены в Багдаде и спонсировались халифами и богатыми купцами. Идеи, содержащиеся в переведенных документах, были вскоре расширены, поскольку восточные мыслители разработали совершенно новые области знаний, такие как алгебра, астрономия, оптика и химия. Но медицина и анатомия оставались прочно укорененными в греческих и римских воззрениях и привязанными к переводимым текстам. В частности, рассуждения о роли сердца и мозга, существовавшие со времен Аристотеля и Гиппократа, передавались из поколения в поколение более или менее в неизменном виде.

Одним из ведущих врачей и философов этого периода был Абу Али Хусейн ибн Абдуллах ибн аль-Хасан ибн Али ибн Сина, известный на Западе как Авиценна. Родившийся в 980 году в небольшом селении Афшана (сейчас относится к Бухарской области в Узбекистане), Авиценна жил на территории современного Ирана и написал сотни книг. Его творчество сочетало греческое и арабское мышление наряду с методами лечения и диагностики из таких далеких мест, как Индия. Труды Авиценны, переведенные на латынь в XII веке, оказывали глубокое влияние на западную медицину в течение 500 лет. Авиценна согласился с утверждением Галена, что нервы происходят из головного или спинного мозга, но настаивал, подобно Аристотелю, что первоисточником всех движений и ощущений тем не менее является сердце [24]. Эта точка зрения также согласуется с Кораном, который часто ссылается на сердце как на источник понимания и, как и Библия, вообще не содержит никакого упоминания о мозге.

Другой путь, по которому идеи Галена передавались в рассматриваемый период, был связан с работой врача X века Али ибн аль-Аббас аль-Маджуси, известного на Западе как Али Аббас. Историк описал его как «перса, взявшего арабское имя и писавшего на языке Корана, зороастрийца, воспитанного греческими традициями, мыслителя из исламского мира, принятого западной латинской общиной менее чем через столетие после его смерти». Дабы подчеркнуть космополитическую «смесь» этого периода, добавлю, что работу Али Аббаса впоследствии перевел на латынь в Италии христианский монах, который был беженцем-мусульманином из Северной Африки [25].

Теория локализации желудочков, проиллюстрированная Грегором Райшем в 1504 году. Восприятие и воображение расположены спереди, мышление – в центре, а память – сзади

Среди трудов Галена, переведенных Али Аббасом, были работы, касавшиеся структуры и роли мозга: «Мозг является главным органом психических членов. Ибо в мозгу заключены память, разум и интеллект, а из мозга распределяются сила, ощущение и произвольное движение» [26].

Али Аббас также выдвинул идею, не встречавшуюся у Галена, – он утверждал, что три полости или желудочки мозга полны «животных духов»[12], которые были созданы в сердце и перенесены в кровь. Каждый из желудочков, по его словам, имеет свою психологическую функцию: «Животный дух в передних желудочках создает ощущение и воображение, животный дух в среднем желудочке становится интеллектом или разумом, а животный дух, передаваемый в задний желудочек, производит движение и память».

Несмотря на отсутствие доказательств, данная идея активно распространялась по всей Европе и Ближнему Востоку на протяжении более тысячи лет [27]. Впервые она появилась в IV веке в трудах епископа Немесия Эмесского[13] из Сирии, а несколько десятилетий спустя была кратко упомянута Аврелием Августином[14]. Таким образом, идея получила религиозное одобрение, что помогло сохранить ее популярность [28]. На протяжении более 1200 лет предположение о желудочковой локализации сохраняло свои позиции и воспринималось как само собой разумеющееся сведение. Между IV и XVI веками были выдвинуты по меньшей мере двадцать четыре различные версии этой концепции [29]. Среди тех, кто безоговорочно принял ее, были некоторые из величайших мыслителей Европы и арабского мира, включая Леонардо да Винчи, Роджера Бэкона, Фому Аквинского, Ибн Рушда (Аверроэс) и Авиценну.

* * *

К началу XIII века латинские переводы сочинений Авиценны (в том числе его непростая теория желудочковой локализации и происхождения всех мыслей и эмоций из сердца) доминировали в новых университетах Европы. Хотя Салернская врачебная школа[15] распространяла версию Али Абасса, основанную на идеях Галена о центральной роли мозга, в конце концов одобрили все же идеи Авиценны, потому что они основывались на философии Аристотеля. Представления Аристотеля главенствовали в европейском мышлении отчасти благодаря трудам доминиканского монаха Фомы Аквинского, который на протяжении столетий являлся ключевой фигурой западной интеллектуальной жизни. Фома Аквинский стремился синтезировать идеи Аристотеля с христианством, сплавляя религиозную догму с противоречивыми воззрениями древних язычников. Области научного понимания, которые должны были находиться в центре эмпирических исследований (к примеру, анатомия), оказались окутаны туманом религиозности, причем теологи играли решающую роль в передаче знаний и определении границ приемлемого.