Издательство Corpus представляет книгу одного из основателей когнитивной нейронауки Майкла Газзаниги «Кто за главного? Свобода воли с точки зрения нейробиологии» (перевод под редакцией Алены Якименко).
Загадка повседневной жизни заключается в том, что все мы биологические машины в детерминированной Вселенной, и тем не менее ощущаем себя целостными сознательными субъектами, которые действуют в соответствии с собственными целями и свободно принимают решения. В книге «Кто за главного?» Майкл Газзанига объясняет, несет ли каждый человек личную ответственность за свои поступки. Он рассказывает, как благодаря исследованиям расщепленного мозга был открыт модуль интерпретации, заставляющий нас считать, будто мы действуем по собственной свободной воле и сами принимаем важные решения. Автор помещает всё это в социальный контекст, а затем приводит нас в зал суда, показывая, какое отношение нейробиология имеет к идее наказания и к правосудию.
Предлагаем прочитать начало одного из разделов книги.
Расщепление мозга
С 1961 года появилась новая возможность исследовать работу мозга благодаря пациентам, которым разъединили полушария, — так называемым пациентам с расщепленным мозгом.
В конце 1950‑х годов в Калифорнийском технологическом институте лаборатория Роджера Сперри изучала последствия рассечения мозолистого тела у обезьян и кошек и разрабатывала методы выявления возможных эффектов. Исследователи обнаружили, что если одно полушарие животного с неповрежденным мозолистым телом осваивало какую‑то задачу, это умение передавалось и второму полушарию, чего не происходило, если мозолистое тело было рассечено. Разъединенные полушария по отдельности воспринимали информацию и обучались. Это удивительное наблюдение поставило вопрос: могли бы подобные последствия проявиться у человека? Идею встретили с изрядной долей скептицизма, причем по нескольким причинам.
Хотя в конце XIX века многие описанные неврологические случаи охарактеризовали специфические нарушения при очаговых поражениях мозолистого тела, эти открытия стали заложниками теории Лешли об эквипотенциальности коры головного мозга: их проигнорировали, замели под ковер и в буквальном смысле позабыли на долгие годы. Еще одним мнимым контраргументом скептиков был тот факт, что у детей, родившихся без мозолистого тела, не проявлялось никаких «побочных действий» [1]. И последняя важная причина заключалась в том, что одаренный молодой невропатолог Эндрю Акелайтис не обнаружил у двадцати шести своих пациентов никаких последствий (ни неврологических, ни психологических) после того, как им в 1940‑х годах в Рочестерском университете рассекли мозолистое тело (такая операция называется комиссуротомией), чтобы вылечить некурабельную эпилепсию. После операции все пациенты чувствовали себя прекрасно и сами не замечали никаких изменений. Карл Лешли ухватился за эти данные, чтобы продвинуть свои идеи о действии массы и эквипотенциальности коры мозга. Он утверждал, что отдельные нейронные сети неважны — имеет значение только общая масса коры. По его мнению, мозолистое тело нужно просто для того, чтобы удерживать полушария вместе.
Перед последним курсом обучения в Дартмутском колледже я устроился работать на лето в лабораторию Роджера Сперри в Калифорнийском технологическом институте, потому что интересовался исследованиями регенерации нервов, о которых мы говорили в прошлой главе. Однако тогда лаборатория уже сосредоточилась на мозолистом теле, так что я провел лето в попытках анестезировать половину мозга кролика и решил, что такая жизнь — посвященная фундаментальным исследованиям — по мне. Меня завораживал вопрос о том, что происходит с людьми после рассечения мозолистого тела. Поскольку в лаборатории выявляли существенные изменения в работе мозга кошек и обезьян, в том числе шимпанзе, после такой операции, я был уверен, что должны быть какие‑то последствия и у людей.
В мой последний учебный год я задумал во время весенних каникул заново обследовать тех пациентов, которых Эндрю Акелайтис наблюдал в Рочестерском университете, и разработал для этого новый метод. На свой первый грант в размере 200 долларов от Фонда Хичкок при Дартмутской медицинской школе, который покрывал расходы на прокат машины и комнату в отеле, я отправился в Рочестер. Мой арендованный автомобиль был забит тахистоскопами (устройствами докомпьютерной эпохи, которые демонстрируют изображения на экране в течение определенного промежутка времени), позаимствованными в дартмутском отделении психологии для проведения исследования. Однако когда я уже готовился начать работу, тестирование отменили, так что я уехал разочарованный и с пустыми руками.
Тем не менее мое любопытство не ослабло, я твердо решил вернуться в оживленную атмосферу Калифорнийского технологического института и поступить в аспирантуру, что и осуществил следующим летом.
В начале последипломной работы мне подвернулась новая возможность. Нейрохирурги Джозеф Боген и Филип Вогель из Мемориальной больницы Уайта в Лос-Анджелесе наблюдали одного пациента, которому, как считал Боген после критического анализа медицинской литературы, пошла бы на пользу операция по расщеплению мозга. Пациент дал свое согласие. Предыдущие десять лет у этого крепкого и обаятельного мужчины (назовем его У. Дж.) случалось по два больших эпилептических припадка в неделю, причем после каждого ему требовался день на восстановление. Нечего и говорить, как это чудовищно влияло на его жизнь, так что он сразу отважился на рискованную операцию.
Я уже располагал методиками тестирования, которые разработал в Дартмутском колледже, и мне поручили провести обследование У. Дж. до и после хирургического вмешательства. Операция прошла крайне успешно. Пациент был потрясен тем, что не чувствует никаких изменений в себе, а его большие судорожные припадки полностью прекратились. Я тоже был взбудоражен тем, что обнаружил относительно работы мозга У. Дж., и поражен результатами этого пациента (а потом и многих других).
Операцию по рассечению мозолистого тела проводили в тех случаях, когда уже были опробованы все другие методы лечения некурабельной эпилепсии. Уильям ван Вагенен, нейрохирург из Рочестера, штат Нью-Йорк, выполнил первую такую операцию в 1940 году, заметив, что одному его пациенту, страдавшему тяжелыми припадками, стало значительно лучше после того, как его мозолистое тело поразила опухоль. Врачи решили, что электрические импульсы, вызывающие приступы, не могут распространяться с одной стороны мозга на другую, когда соединение между двумя полушариями разрезается, — и это предотвращает генерализованные судороги. И всё же разделение мозга пополам — серьезное дело. Возможные побочные эффекты такой операции вызывали у всех огромные опасения. Не появится ли в результате расщепленная личность с удвоенным мозгом в одной голове? Однако процедура оказалась очень удачной. Судорожная активность пациентов снижалась в среднем на 60–70 %, некоторые полностью избавлялись от припадков, и при этом все чувствовали себя прекрасно — никаких расщепленных личностей, никакого расколотого сознания. Большинство пациентов совершенно не осознавали никаких изменений в своих психических процессах и выглядели абсолютно нормально. В общем, всё было прекрасно, что тем не менее озадачивало.
Операция по полному разделению полушарий включает в себя рассечение двух нервных трактов, связывающих половины мозга: передней комиссуры и мозолистого тела. Однако при этом не все связи между полушариями разрываются. Оба всё еще соединяются с общим мозговым стволом, который поддерживает у них одинаковый уровень возбуждения, чтобы для удобства они спали и бодрствовали в одно и то же время.
Подкорковые нервные пути остаются в неизменном виде, и оба полушария получают значительную часть одинаковой сенсорной информации от нервов тела, связанных с пятью органами чувств, и проприоцептивной[2] информации о положении тела в пространстве от афферентных нервов в мышцах, суставах и сухожилиях. В то время мы не знали, что оба полушария могут инициировать движения глаз и что существует, по всей видимости, только одна интегрированная система пространственного внимания (совокупность процессов, которые позволяют выделить определенные стимулы на фоне всех остальных), остающаяся единой после расщепления мозга. Поэтому‑то внимание не может распространяться одновременно на две пространственно разделенные точки. Хотя большинство современных водителей вполне уверены, что на это способны, к сожалению, правая половина мозга не может следить за дорогой, в то время как левая читает сообщения на мобильном телефоне. С тех пор мы также узнали, что эмоциональные стимулы, предъявляемые одному полушарию, всё равно влияют на суждения второго. Но с самого начала, благодаря исследованиям Дакса и Брока, мы знали, что речевые зоны у человека расположены в левом полушарии (исключение — некоторые случаи у левшей).
При обследовании до операции У. Дж. мог назвать объекты, предъявленные в поле зрения каждого глаза или помещенные в любую из его рук, а также понять команду и выполнить ее любой рукой. Иными словами, всё было в пределах нормы. Когда он вернулся на обследование после операции, то чувствовал себя прекрасно и, подобно пациентам из Рочестера, не отмечал в себе никаких изменений, кроме отсутствия припадков. Я разработал методику тестирования, которая, в отличие от использованной Акелайтисом, учитывала строение зрительной системы человека.
У людей зрительные нервы от каждого глаза встречаются в так называемом зрительном перекресте (или хиазме). Там каждый нерв разделяется на два. Половина нервных волокон, расположенная ближе к середине тела (внутренняя), после хиазмы продолжается в противоположную часть мозга, а наружная (внешняя) половина остается на той же стороне мозга. Таким образом, части обоих глаз, собирающие информацию от правого поля зрения, передают ее левому полушарию, а информация от левого поля зрения идет в правое полушарие и там обрабатывается. В экспериментах на животных зрительная информация не переходит из одного отделенного полушария в другое. Только правая часть мозга имеет доступ к информации, поступающей от левого поля зрения, и наоборот. Такое устройство зрительной системы позволяет подавать информацию только одной половине мозга животного.
Итак, наступил день первого обследования У. Дж. после операции. Что же мы обнаружим? Поначалу всё происходило в соответствии с нашими ожиданиями: поскольку центр речи у пациента находится в левом полушарии, он сможет назвать объекты, которые оно видит. И действительно он с легкостью называл объекты, предъявленные его левому полушарию. Так, когда мы быстро показывали изображение ложки, находившееся в его правом поле зрения, и спрашивали: «Вы что‑нибудь видели?» — он сразу отвечал: «Ложку». А затем последовало контрольное испытание: что случится, когда объект предъявят правому полушарию (из левого поля зрения)? Исследования Акелайтиса предполагали, что мозолистое тело не играет особенной роли в межполушарной интеграции информации. Следовательно, можно было ожидать, что У. Дж. без труда назовет предмет. Однако эксперименты на животных, проводимые в Калифорнийском технологическом институте, говорили об обратном — на что я и делал ставку. Итак, мы быстро показали изображение правому полушарию У. Дж., и я спросил: «Вы что‑нибудь видели?»
Если вы не занимаетесь научными исследованиями, то, должно быть, лучше прочувствуете наэлектризованность этого момента, если представите себе вращающееся колесо рулетки. Все свои сбережения за несколько лет вы поставили на красное. Вы надеетесь, что шарик остановится на красном, и тревога ожидания растет, когда колесо начинает замедляться, с вашими средствами к существованию и часами работы на кону. Так и я надеялся, что дизайн моего эксперимента выявит нечто еще неизвестное, и моя тревога резко выросла, когда настало время предъявить изображение правому полушарию У. Дж. Что произойдет? Адреналин перекачивался по моему телу, сердце скакало, как футбольный мяч в Дартмуте, когда тренером был Боб Блэкмен. Хотя сейчас этими открытиями уже никого не удивишь (они стали просто поводом для беседы за коктейлем), невозможно описать мое изумление, когда У. Дж. сказал: «Нет, я ничего не видел». Мало того что он не мог больше словесно описать, используя свое левое полушарие, предмет, представленный только что отделенному правому полушарию, он не знал, что изображение вообще показывали. Эксперимент, который я спланировал как студент старших курсов и смог поставить как аспирант, обернулся ошеломляющим открытием! Вряд ли Христофор Колумб чувствовал себя более взволнованным, когда обнаружил новую землю, чем я в тот момент.
Сначала казалось, что пациент просто слеп к стимулам, которые возникают в его левом поле зрения. Однако дальнейшее исследование показало, что это не так. Я припрятал еще один козырь в рукаве, чтобы вычислить, получает ли правое полушарие какую‑либо визуальную информацию. Хотя оба полушария могут управлять близкими к ним мышцами лица и плеч, удаленные от них мышцы кистей рук контролируются разными полушариями. Так, левая часть мозга управляет правой кистью, а правая — левой кистью. Если человек не видит своих рук, то левый мозг понятия не имеет, чем занимается правая кисть, и наоборот. Я спланировал эксперимент, в котором У. Дж., до того как дать словесный ответ (контролируемый левым полушарием), мог отреагировать на увиденный стимул левой рукой (контролируемой правым), используя кодовую таблицу азбуки Морзе.
Я адресовал вспышку света его правому полушарию — и в ответ он нажал на клавишу левой рукой, но заявил, что ничего не видел! Его правое полушарие не потеряло способность воспринимать зрительные стимулы, оно прекрасно видело вспышку и смогло сообщить об этом с помощью азбуки Морзе. Единственной причиной, по которой У. Дж. отрицал, что видел вспышку, могло быть только то, что передача информации между двумя полушариями была полностью прервана!
Оказалось, что любая зрительная, осязательная, проприоцептивная, слуховая или обонятельная информация, которая предъявлялась одному полушарию, обрабатывалась только в нем, а другая половина мозга об этом совершенно ничего не знала. Левая половина не представляла, над чем работает правая, и наоборот. Я обнаружил, что у пациента с расщепленным мозгом левое полушарие и его речевой центр не имеют доступа к информации, которая предъявляется правой половине мозга. Нам представилась совершенно уникальная новая возможность — изучать способности одного полушария, отделенного от другого, а не просто нарушение функций в результате повреждения.
[1] Позднее ученые пришли к выводу, что у таких детей развивались компенсаторные нервные пути.
[2] Информация, поступающая от проприоцепторов — специальных рецепторов, которые воспринимают раздражения в тканях тела, связанные с его движением и мышечной активностью. — Прим. ред.
Источник:
