3.2. Мозг – это не машина, состоящая из отдельных частей, а сложнейшая сеть из множества сетей и подсетей
Сегодня у исследователей есть современные методы нейровизуализации (такие как магнитно-резонансная томография, компьютерная томография и др.), позволяющие наблюдать за активностью мозга живого человека. Раньше, когда такой возможности не было, ученые рассматривали головной мозг как машину, состоящую из отдельных частей, каждая из которых выполняет конкретную функцию. Естественно, они пытались определить, за что отвечает та или иная часть мозга. Например, 175 лет назад Поль-Пьер Брока обнаружил, что у людей, страдавших афазией (нарушением понимания и генерации речи), был поврежден конкретный участок коры головного мозга, который впоследствии был назван центром Брока.
После изобретения МРТ, и особенно метода функциональной МРТ, ученые смогли без помощи излучения и инъекций увидеть активность клеток головного мозга в режиме реального времени. Эти методы визуального исследования четко показали: головной мозг не состоит из отдельных частей, как машина. Он представляет собой сложнейшую взаимосвязанную систему огромного количества сетей и подсетей. У этой удивительной мозговой архитектуры есть одна общая черта с Всемирной паутиной: отсутствие центрального управляющего органа. Хотя, как я объясню чуть позже, в ней имеются сети высшего уровня, которые соединены между собой и оказывают влияние друг на друга. То, что раньше считалось автономными деталями, оказалось узлами (ядрами) сети, играющими роль коммутационных станций. При этом все эти бесчисленные сети и узлы оказались соединенными в единую систему{13}. Как мы увидим далее, одна из областей, где современные методы нейровизуализации произвели настоящую революцию, – это исследование эмоций.
В каком-то смысле эта сеть функционирует, как Всемирная паутина с ее огромным количеством соединений во всех направлениях. Однако способ ее работы носит не столько логический, сколько ассоциативный характер (более подробно об этом мы поговорим в разделе о памяти). Еще одно сходство с Мировой сетью: при нарушении одного из соединений в нашем головном мозге мы можем получать информацию через массу других.
Интересно: притом, что соединения постоянно изменяются, а сети перестраиваются, сами нервные клетки остаются неизменными. Шведский ученый Йонас Фризен открыл весьма нестандартный способ исследовать обновление клеток человека. Пометить их было невозможно. Но оказалось, что в 1950-е и 1960-е годы уже произошел «неумышленный» эксперимент по радиоактивному мечению клеток – когда проводились наземные испытания ядерного оружия. Измеряя остаточное радиоактивное излучение ядер различных клеток человеческого организма, исследователь смог определить возраст этих клеток и темпы их обновления. Фризен обнаружил, что все клетки нашего организма регулярно обновляются. Исключение составляют яйцеклетки в яичниках и… нейроны в головном мозге. Это не касается только части мозга, которая отвечает за долговременную память, – там происходит непрерывное обновление клеток. С возрастом производство новых клеток в этой зоне уменьшается, но никогда не прекращается{14}. Здесь ежедневно образуется около 700 новых клеток и несколько тысяч соединений. Это много, но недостаточно для того, чтобы заменить все клетки, которые отбраковываются мозгом. Так что количество клеток в этой зоне постепенно уменьшается. Но благодаря надежности и высокой отказоустойчивости мозга, это не вызывает каких-либо проблем – при нормальном темпе процесса, конечно.
13
Large-scale brain networks in affective and social neuroscience: towards an integrative functional architecture of the brain, Lisa Feldman Barrett, Ajay Bhaskar Satpute, Current Opinion in Neurobiology, Volume 23, Issue 3, June 2013, pp. 361–372.
A functional architecture of the human brain: emerging insights from the science of emotion. K.A. Lindquist, T.D. Wager, H. Kober, E. Bliss-Moreau, L.F. Barrett. Trends in Cognitive Sciences, November 2012, Vol. 16, № 11 533.
Clarify Brain Affective Processing Without Necessarily Clarifying Emotions.
Peter Walla and Jaak Panksepp. Novel Frontiers of Advanced Neuroimaging 2013. Chapter 6.
14
Dynamics of Hippocampal Neurogenesis in Adult Humans, Kirsty L. Spalding, Olaf Bergmann, Kanar Alkass, Samuel Bernard, Mehran Salehpour, Hagen B. Huttner, Emil Boström, Isabelle Westerlund, Celine Vial, Bruce A. Buchholz, Göran Possnert, Deborah C. Mash, Henrik Druid, Jonas Frisén, Cell, Volume 153, Issue 6, 6 June 2013, pp. 1219–1227.