Истории от разных полушарий мозга. Жизнь в нейронауке
Шрифт:
Часть первая
Познавая мозг
1
Погружение в науку
Физика подобна сексу: иногда дает практические результаты, но занимаются ей не поэтому.
В 1960 году в большинстве колледжей не было совместного обучения юношей и девушек. Я учился в Дартмутском колледже, глубоко в дебрях Хановера в штате Нью-Гэмпшир, с сотнями парней. К началу лета у меня в голове крутилась лишь одна мысль. Я подал заявку на стажировку в Калифорнийском технологическом институте, поскольку хотел провести лето рядом с девушкой из Уэллсли, которую встретил той зимой. Итогом стало чудесное лето в Калтехе, легендарном месте занятий биологией и совершения открытий. Девушка пошла своей дорогой, я пристрастился
Для меня одной из таких мыслей была следующая: “Но как же мозг обеспечивает всю эту работу?” Калтех привлек меня, когда я прочитал статью в Scientific American о формировании нервных сетей, написанную Роджером Сперри [2] . В ней повествовалось об исследованиях того, как нейрон растет от точки А до точки Б, чтобы сформировать нужную связь. Многое в нейробиологии, если не большая ее часть, завязано на этом простом вопросе. Сперри был лучшим, и я хотел узнать больше по теме. Кроме того, как я уже сказал, моя девушка жила неподалеку, в Сан-Марино.
2
Sperry R. The growth of nerve circuits. Scientific American. 1959. 201: 68–75.
Лишь годы спустя, когда мне рассказали о наблюдении, сделанном Луисом Альваресом, великим физиком из Калифорнийского университета в Беркли, я осознал, что за тем моим вопросом стояло не просто любопытство. Альварес отметил, что ученые занимаются наукой не потому, что они любопытные, а потому, что инстинктивно чувствуют: нечто устроено не так, как им рассказывали [3] . Их пытливые умы включаются в работу и придумывают, как еще это могло бы быть устроено. И пусть они даже приходят в восторг от какого-то открытия или изобретения, они инстинктивно, автоматически начинают искать альтернативные методы или объяснения.
3
По словам Ричарда Мюллера, профессора физики из Беркли и бывшего коллеги Альвареса.
Что касается меня, то я всегда ищу различные подходы к задачам. Частично так происходит потому, что мои математические способности скудны. Математика дается мне нелегко, и я обычно избегаю мудреных технических обсуждений почти чего угодно. Я обнаружил, что во многих случаях сложные задачи вполне можно разобрать, используя разговорный язык. Устройство мира это позволяет. В конце концов, не надо понимать строение атомов в составе бильярдного шара и квантовую механику, чтобы играть в бильярд. Простой и надежной классической физики вполне достаточно.
Мы, люди, постоянно обобщаем, то есть берем реальные факты и на их основе формируем более общую теорию и более общие представления. Таким образом мы постоянно получаем новые уровни описания процессов, более простые для восприятия мозгом, имеющим ограниченную емкость. К примеру, возьмем мой грузовик. “Грузовик” – это новый уровень описания транспортного средства с открытым пространством для перевозки различных предметов, состоящий из шестицилиндрового двигателя, радиатора, системы охлаждения, рамы и так далее. Теперь, когда у меня есть новое описание, каждый раз, когда я думаю о своем грузовике или касаюсь его в разговоре, мне не нужно перечислять все его части и мысленно собирать их в машину. Мне вообще не нужно о них думать (пока какая-нибудь из них не придет в негодность). Мы не можем оперировать в голове всеми деталями устройства предметов и явлений всякий раз, когда ссылаемся на них. Наш разум не способен на такое, для него это чересчур. Так что мы группируем их – даем механизму имя, “грузовик”, за счет этого снижая нагрузку на мыслительный аппарат с тысяч или миллионов наименований до одного. Как только у нас появляется обобщенный взгляд на ранее высокодетализированный объект, новые способы думать о нем – о том, как он устроен и работает, – становятся удивительно хорошо заметны. Получив новый термин и точку отсчета, разум высвобождается для обдумывания новых вопросов. Мать-природа словно бы вся слоиста.
То, что я называю “слоистым” взглядом на мир (я еще вернусь к нему позже), – это идея, идущая
Как бы то ни было, летом перед последним курсом обучения в Дартмуте, волнуясь, я оказываюсь в Калтехе, где происходит первый из длинной череды моих “первых разов” – встреча с Роджером Сперри в его офисе в Керкхофф-холле. Он оказался мягким, рассудительным человеком, которого мало что могло вывести из себя. Я позже слышал, что за несколько недель до моей встречи с ним из вивария сбежала обезьяна и прискакала в его офис, где уселась на стол. Он поднял глаза и сказал своему гостю: “Думаю, нам лучше перейти в другую комнату. Там, наверное, будет тише”.
В Калтехе была своя пьянящая атмосфера. Все были действительно умны [4] . За офисными дверями высококлассные ученые всех мастей занимались каждый своим делом. Все университеты заявляют нечто подобное (особенно сейчас, на своих хвалебных веб-страницах), вечно превознося свою междисциплинарность. На деле же обычно все не так. Но в Калтехе реальность соответствовала (и соответствует) разговорам о ней: проекты делались, а потом объединялись. Дух этого места хорошо выражает следующая фраза: “Я знаю, что он изобрел огонь, но что он сделал после?” Работа в группе, принуждающей тебя думать нетрадиционно, всегда напряженная. Кроме того, непросто поспевать за ее ритмом, если не сказать больше. Это касалось всех групп в Калтехе, но особенно – лаборатории Роджера Сперри.
4
Многие из этих биографических сведений уже публиковались: Gazzaniga M. S. Autobiographical essay // Squire L. R., ed. The history of neuroscience in autobiography. New York: Oxford: Oxford University Press, 2011. V. 7; Gazzaniga M. S. Shifting gears: seeking new approaches for mind/brain mechanisms. Annual Review of Psychology. 2013. 64: 1–20.
Пока я был новичком, я никак не мог всем этим насытиться. Наверное, оглядываясь назад, ни один человек не может сказать, какие жизненные перипетии определили его путь, или объяснить, как произошли те или иные события. Конечно, бывают случайные и одновременно масштабные вещи, из-за которых мы обнаруживаем себя в новых ситуациях и обстоятельствах. Столь же загадочным образом в этих новых обстоятельствах мы почти моментально вживаемся в иную динамику и иную фактологию. Довольно быстро у нас возникает желание достигать каких-то новых целей.
Скоро стало очевидно, что еще одно горячее направление исследований в лаборатории наряду с сетями роста нервов – идеей, которая и притянула меня туда, – это изучение расщепленного мозга в попытке выяснить, может ли одно полушарие учиться независимо от другого. Лаборатория кишела постдоками, исследующими поведение обезьян и кошек после операции по разделению полушарий – хирургической процедуры, разъединяющей половины мозга. Как бы мне влиться в эту работу?
Вскоре я придумал сделать “временно расщепленный мозг”. Моя идея заключалась в том, чтобы применять на крысах процедуру под названием “распространяющаяся депрессия”. В ходе этой процедуры кусочек марли или желатиновой губки, смоченный раствором соединения калия, кладется на одно из полушарий мозга, чтобы спровоцировать сон или период неактивности, а другое полушарие остается бодрствующим и способным к обучению [5] . Офис одного из мировых авторитетов в этой области, Антони ван Харревелда, находился рядом с помещениями Сперри, так что получить нужную консультацию было бы легко. Он был добрым и обходительным человеком, очень отзывчивым, особенно если речь шла о науке. К сожалению, из той моей затеи так ничего и не вышло, потому, вероятно, что от крыс у меня мурашки бегали по коже!
5
Aristides A. P. Spreading depression of activity in the cerebral cortex. Journal of Neurophysiology. 1944. 7: 359–390.