Даже метеорологи не гадают на картах. По движению масс воздуха, температурам, состоянию ионосферы и десяткам других непрерывно изменяющихся признаков они определяют погоду, которая наступит наиболее вероятно.
Прогноз будущего, основанный на вычислении вероятности, – метод работы и нашего черного ящика. Дальше пойдет речь об опытах, сравнительно недавно уверенно доказавших это.
В клетке сидит зверек – обезьяна, кошка, собака. Подается вспышка света – животное настораживается. Неожиданный звук – та же реакция. Работает ориентировочный рефлекс (Павлов называл его реакцией «Что такое?») – без него ни одно живое существо не сумело бы уберечься в этом мире, где опасность возникает стремительно и вдруг.
Вспышки следуют одна за другой. Через несколько повторов животное становится к ним равнодушным и уже не обращает внимания. Вспышка чуть изменилась, стала ярче или глуше, – животное насторожилось опять.
Теперь нам придется отвлечься на недолгое, но существенное отступление, ибо слова «внимание», «насторожилось» и «равнодушно» – очень неточные определения. Ни один ученый не стал бы сегодня пользоваться ими всерьез, не имея точных, записанных прибором объективных доказательств, что животное насторожилось, напряглось или потеряло интерес. Доказательства существуют.
Более сорока лет назад немецкий психиатр Бергер приложил к голове человека тонкие металлические пластинки, соединил их проводком с чувствительным гальванометром и обнаружил электрические волны ничтожной величины. Теперь каждый школьник знает, что нервные клетки мозга – крохотные электрические генераторы, а тогда открытие суммарного электрического шума миллиардов клеток показалось коллегам Бергера (и без того считавшим его чудаком) настолько неперспективным, что исследования он некоторое время продолжал в одиночестве. За пять лет он сделал довольно много: обнаружил, что по форме кривых этих токов можно знать, спит или бодрствует человек, и что, кроме беспорядочных всплесков, можно выделить какие-то регулярные колебания.
Открытие опередило время. Электрические волны мозга лежали у самого нижнего предела чувствительности тогдашних приборов, а биология уже вступила в прямую, жесткую зависимость от успехов техники, дарующей приборы наблюдения. Как бы ни были талантливы исследователи, результат поисков все же определяется наличием или отсутствием точной и соответствующей аппаратуры. Развитие экспериментальной науки не может порвать зависимость от успехов приборостроения, ибо, как точно заметил поэт, самый лучший всадник не приходит к финишу раньше своей лошади.
В конце тридцатых годов появились мощные усилители, и энтузиазм, охвативший биологов, трудно описать. Начали стремительно появляться тысячи работ о биотоках мозга, и поток этот не иссякает до сих пор (несколько лет назад список статей и книг уже составил том в десять тысяч названий). Что же касается печати, то профессионально необузданное воображение прессы еще тогда наметило ничтожные сроки, оставшиеся до полной расшифровки мыслей.
Увы, ученые знают сейчас, как печально мало сведений выдают кривые биотоков – общий результат сложения миллионов электроручейков, разносящих по мозгу сведения и приказы.
Как ни мало, но кое-что выдают. Скептикам полюбилось сравнение записи мозговой активности с разноголосицей, которую произвели бы все телефонные разговоры многомиллионного города, сумей мы через какую-нибудь отводную трубку слушать их одновременно. Разве можно в этом шуме разобрать что-нибудь связное, какой-нибудь привлекающий нас разговор? Нет. Самое обидное – что каждый из собеседников говорит интересные вещи.
Но представьте себе, что в определенном настроении часть жителей города снимает трубку и в унисон напевает один мотив. Тогда в нашей отводной трубке будет слышен именно этот монолитный мотив, состоящий из слившихся воедино индивидуальных пений (его, правда, переврут солисты, лишенные слуха, но нарушить общую картину они не сумеют).
У населения мозга такое состояние существует. Слившиеся, одинаковые волны (с частотой восемь – десять колебаний в секунду) заполняют в спокойном, ни на что не нацелившем внимание мозгу многие нервные провода. Это так называемый альфа-ритм. (Есть несколько других ритмов, но их характер и роль еще изучены столь же мало.) Появление и исчезновение альфа-ритма фиксировалось учеными всего мира в совершенно одинаковых обстоятельствах. До тех пор, пока внимание хозяина мозга ни на что не направлено, нейроны нескольких областей сливают голоса в едином колебательном хоре (неизвестного, правда, назначения – с точки зрения физиолога). Внимание нацелено – хор замолкает.
Альфа– ритм, этот признак спокойствия, остается, когда какое-нибудь дело мы совершаем привычно, автоматически, не концентрируя на нем внимания. Дело может быть достаточно сложным -только мера навыка решает вопрос: сосредоточиться на деле или оно осилится машинально. Альфа-ритм записывали у Эйнштейна, производившего какие-то вычисления. Для великого физика это было настолько будничным делом, что расчеты привычно совершались отдельными областями, не просящими о помощи весь мозг. Внезапно альфа-ритм исчез. Эйнштейн поднял голову и обеспокоенно сказал, что во вчерашних расчетах есть ошибка, что надо позвонить домой, в Принстон.
Возникшие среди привычного шума новые звуки, попытка что-либо рассмотреть в темной комнате, даже внушение человеку под гипнозом, что он что-то видит, мгновенно сбивают альфа-ритм, существующий до тех пор, пока внимание ни на чем не сосредоточено.
А теперь вернемся к кошке (обезьяне, собаке, крысе), спокойно сидящей в клетке. От головы ее тянутся тонкие проводки, и по экрану прибора четко пляшут волны альфа-ритма. Кошку ничто не настораживает.
Вспышка света! Альфа-ритм исчез. Еще одна! Третья. Четвертая. Снова появляются волны альфа-ритма. Кошка успокоилась – вспышки ничем не угрожают ей и больше не интересуют.
Вспышка изменилась: стала несколько ярче или темнее. Или изменился промежуток времени между двумя вспышками. Кошка снова насторожена. На что она реагирует?
Меняли яркость, размер, цвет, положение в пространстве источника света – на каждое изменение следовала настороженная реакция.
Сигналы усиливали, ослабляли, удлиняли, укорачивали, меняли между ними промежутки, вклинивали другие сигналы – после нескольких повторов животное успокаивалось и реагировало снова только на одно качество. На какое?
Следующую ниже историю рассказал мне человек, некогда чудом уцелевший в концлагере. Однажды их вывели долбить лед, и несколько сот пленных оказались на опушке леса под охраной двух пулеметчиков, вскоре задремавших на своих вышках. Вышки стояли на узкой снежной поляне, отделявшей работавших от леса. Часовые спали, не реагируя на стук сотен ломов в лед, покрывавший бетонную площадку заброшенного аэродрома. Двое переглянулись и поползли через поляну. Часовые спали, но в разнобой ударов вклинился новый звук. Друзья этих двоих, зачарованно глядя то на них, то на вышки, машинально начали бить ломами в такт. Часовые проснулись мгновенно, вернуться невредимым успел только один из беглецов.
Мозг реагирует на одно лишь качество любого раздражителя – на новизну! На какое-нибудь (пусть крохотное на сильном привычном фоне) изменение в этом раздражителе. Многочисленные наблюдения подобного рода составили значительный архив. В любой науке время от времени собирается архив фактов, ждущих своего Линнея. Не будучи приведены в систему, такие архивы приносят немного пользы. А система (опирающаяся, казалось бы, всего лишь на сумму известных фактов) – уже совершенно новое качество. Это – ключ, с которым впору поставить новые опыты, приступить к еще не решенным проблемам. И успешность их объяснения – критерий справедливости системы. Странные факты реакций мозга на новизну скапливались при исследованиях на уровне отдельных нейронов, на уровне записи миллионного оркестра, рождающего альфа-ритм, и на уровне тонких наблюдений за поведением живого существа.