Впрочем, и это «немногое» — гораздо больше, чем то, что люди знали о своем мозге на протяжении двух тысяч лет. Конечно, многие выводы и исследования, сделанные и проведенные сегодня, и через десять, двадцать, а то и пятьдесят лет будут считаться не полностью доказанными и неточными. Такова уж наука о мозге: внимательно наблюдая за окружающим миром, ученый высказывает гипотезу, проводит эксперименты, чтобы доказать или опровергнуть ее, используя доступные на данный момент технологии, — и на основании полученных результатов приходит к определенным выводам. Особенно интересно на этом заключительном этапе то, что во время него исследователь пытается выявить, какие физиологические, химические и структурные процессы лежат в основе в высшей степени субъективного опыта человечества, связанного с окружающим миром. Что происходит в вашем мозге, когда вы видите лицо любимого человека или любуетесь морским пейзажем, стоя на палубе корабля? Какие нейронные цепи активируются, когда художник достигает пика вдохновения, а наркоман делает инъекцию? Действительно ли среда формирует наш мозг, а мозг ежесекундно фильтрует, конфигурирует и интерпретирует воспринимаемые сенсорные сигналы? И нельзя ли применить понимание принципов работы мозга для того, чтобы помочь людям стать более счастливыми, творческими, любящими и менее подверженными стрессу существами?
Как я говорил ранее, нейробиология изучает невероятно большое количество моделей человеческого поведения и эмоций практически в любых условиях и обстоятельствах, но взаимодействие с водой по какой-то причине до сих пор не удостаивалось ее внимания. (Попробуйте-ка просмотреть в ближайшем книжном магазине или библиотеке предлагаемые научно-популярные книги по нейробиологии, психологии или саморазвитию. Как вы думаете, во многих ли из них рассказывается о воде?) Итак, эту главу мы начнем с обсуждения некоторых важных особенностей головного мозга человека. Но прежде предлагаю поговорить об основополагающих принципах изучения мозга.
Как мы изучаем мозг
Все наши действия и мысли, когда-либо возникавшие в голове, есть результат работы человеческого мозга. Но как именно он работает, остается одной из самых больших неразгаданных тайн; и создается впечатление, что чем глубже мы проникаем в секреты мозга, тем больше сюрпризов получаем.
Людей всегда интересовало, что происходит в их головах. В конце XIX — начале XX века некоторые психологи, в частности Зигмунд Фрейд и Уильям Джеймс, описывали, что думает и чувствует человек, основываясь на субъективных переживаниях пациентов, а также клинических наблюдениях за поведением людей. (Самоотчеты[15] и сегодня играют важнейшую роль в изучении работы человеческого мозга.) Врачебная практика тоже всегда была богатым источником информации. До начала XX века почти все известные людям факты о деятельности мозга выявлялись благодаря изучению процессов, происходящих в нем вследствие болезни или травмы. Но одно дело — предполагать, как функционирует мозг в нормальном состоянии, наблюдая за больным человеком, и совсем другое — понимать, как работает мозг здорового человека во время обычных занятий, когда он думает, спит, переживает, творит или вообще любым образом взаимодействует с внешним миром.
Благодаря разработке неинвазивных методов исследования[16] и новой сложнейшей аппаратуры современные ученые получили возможность изучать работу человеческого мозга здорового человека. Самым первым из таких устройств был электроэнцефалограф, или аппарат ЭЭГ. Его действие основывается на том, что ткань живого организма обладает определенными электрическими свойствами, которые можно измерить. Впервые аппарат ЭЭГ испытали на человеке в 1924 году, и на протяжении XX века он использовался как в качестве диагностического инструмента, так и для научных исследований.
Возбуждаясь, нейроны генерируют небольшие электрические заряды, а при одновременной активизации группы нейронов создается своего рода электрическая волна, которую можно обнаружить и записать. Данные собираются путем наложения электродов ЭЭГ (обычно они встроены в специальную шапочку, сетку или повязку) на голову испытуемого и записи пиков и спадов биоэлектрической активности его мозга. (Для удобства анализа сигнал искусственно усиливается.) ЭЭГ позволяет отслеживать и расположение мозговой активности, так как определяет, какая именно зона мозга участвует в «когнитивном событии». ЭЭГ определяет тип мозговых волн (альфа, бета, тета и дельта) — каждая из них соответствует своему диапазону частот и определенному уровню активности, что делает ЭЭГ чрезвычайно важным инструментом для исследований мозга в состоянии сна, — а также аномальную активность (например, при приступах эпилепсии, когда в мозге наблюдаются резкие всплески электрической активности). Новейшие аппараты ЭЭГ позволяют получать данные по шестидесяти восьми каналам неинвазивным методом каждые четыре миллисекунды и даже чаще и регистрировать изменения электрических волн буквально по миллисекундам [4].
15
Самоотчет — психологический метод исследования, направленный на анализ собственной деятельности и ее результатов.
16
Неинвазивные методы исследования — методы, во время которых на кожу не оказывается никакого воздействия с помощью любых хирургических инструментов.