Науки о мозге

На пике веры XIX в. в научный прогресс многие люди считали, что самый прямой путь к познанию человека лежит через его тело. Секреты человеческой души, утверждали ученые, заключены в мозге — материальном субстрате психики. К концу XX в. эта мысль стала весьма влиятельной и стимулировала огромные объемы инвестиций в исследования мозга.

Экспериментальные психологи первого поколения чувствовали себя обязанными объяснить, почему их исследования не являются только вспомогательными по отношению к нейрофизиологии — науке о функциях нервов, и почему психология должна быть независимой наукой, а не просто отраслью физиологии. Очевидным ответом было считать областью исключительной компетенции психологии сознание. Как утверждал в 1913 г. Энджелл, «покидая твердыню сознания, где она является единоличной хозяйкой, психология, скорее всего, обнаружит, что как автономное правительство она перестала существовать» [цит. по: 127, с. 204]. Впоследствии психологи использовали такие категории, как поведение, интеллект, научение и познание для описания своего предмета, чтобы сделать его наблюдаемым, как физический объект в естественных науках, но все же отличным от предмета физиологии. После того как психология стала самостоятельной наукой (наиболее ярко это проявилось в США), психологам все же пришлось объяснять, каким образом то, что они изучают (например, зрительные образы или поведение), соотносится с мозгом, изучаемым физиологами. На практике, поскольку и психология, и физиология стали обширными и высокоспециализированными дисциплинами с большим количеством отраслей, ученые могли с легкостью игнорировать подобные проблемы — тем более, что у них было предостаточно материала для исследовательской работы. Однако некоторые исследователи все же сожалели о подобном разделении в науке, которая, как они утверждали, должна была бы быть единой наукой о животном под названием «человек». В некоторых областях предпринимались попытки достичь такого единства. Гештальтпсихологи, например, выдвинули гипотезу о так называемом изоморфизме, т. е. параллелизме между психической формой в сознании и физической формой в мозге. Существовала и долгая традиция исследований в психофизике — области психологии, занимавшейся поиском количественного соотношения психологических и физиологических сенсорных процессов. Английский физиолог из Кембриджа Эдгар Эдриен (Edgar D.Adrian, 1889–1977) в своих исследованиях пытался соотнести свойства нервов с особенностями зрительного восприятия; обращаясь к темам, представляющим интерес для психологов, он при этом выдерживал четкость экспериментальной физиологии.

В XX в. по вопросу о соотношении психики и мозга не было достигнуто ни ясности, ни согласия. Большая часть представителей естественных наук считали эту проблему не научной, а философской, оставляя ее на откуп тем, кто любит заниматься подобными вещами. В силу своей профессиональной подготовки и склонностей, ученые-естественники искали эмпирические ответы на вопросы о функционировании мозга как материальной основы психики. Это заставляло их локализовать психические функции, устанавливать соотношение между психическими процессами и определенными зонами мозга — например, зрительного восприятия и верхними буграми четверохолмия (зрительным отделом среднего мозга). Но такая работа не давала понимания того, как именно психика соотносится с мозгом. Вообще, многие ученые и философы утверждали, что это вопрос скорее концептуальный, а не эмпирический: дело не в фактах, а в том, как мы используем язык, чтобы формулировать утверждения о мире. Однако начиная с 1975 г. ситуация сильно изменилась. В настоящее время проблема соотношения психики и мозга является одной из главных тем в психологии, над которой совместно работают философы и ученые. Она вызывает оживленные споры, и загадка сознания снова оказалась в центре внимания психологов.

Чтобы понять современный интерес к этой проблематике, обратимся к истории исследований мозга с середины XX в. После 1940 г. эта область быстро развивалась и стала одной из самых крупных в естественных науках.

Исследования Карла Лешли (Karl S.Lashley, 1890–1958) стали важным связующим звеном между более ранним периодом — временами Павлова и Уотсона — и современной нейронаукой. Изначально Лешли работал с Уотсоном и Майером в Университете Джонса Хопкинса, занимаясь поиском нервных путей условных рефлексов. Хирургическим приемам, необходимым для проведения экспериментов, Лешли научился у Шеперда И.Франца (Shepherd I.Franz, 1874–1933) — физиолога и психолога, пытавшегося локализовать приобретенные навыки в областях мозга. Считая его проект неосуществимым практически и запутанным теоретически, Лешли вместо этого принялся за изучение активности головного мозга (что говорит о том, насколько сложно было перевести исследования обусловливания, как того хотел Павлов, в теорию высшей нервной деятельности). Лешли подверг сомнению господствовавшее убеждение в локализации функций и выдвинул альтернативную теорию действия массы: мозг функционирует как целое, и для тяжести нарушения имеет значение только объем поврежденных отделов мозга. В этой теории функции — такие как приобретение навыков — соотносились со всем мозгом. Лешли был потрясен сложностью и скоординированностью работы мозга — тем, что нейрофизиолог старшего поколения Шеррингтон назвал интегративной деятельностью нервной системы: «единицы мозговой деятельности — не просто реакции или условные рефлексы… а способы организации» [цит. по: 106, с. 305]. Эмпирические доказательства были получены в экспериментах по формированию навыка у крыс, у которых последовательно разрушали зоны мозга: изучалось, как это влияет на способность крысы найти дорогу в лабиринте. Поскольку Лешли сменил несколько кафедр — в Миннесоте, Чикаго и Гарварде (он также работал в Лаборатории биологии приматов Йеркса), у него было много студентов, воспринявших его экспериментальный подход к психологическим вопросам. Исследования Лешли сделали явными многолетние расхождения между учеными, одни из которых стремились разделить мозговую деятельность на элементарные единицы, а другие выступали за молярный (в противоположность молекулярному), или холистический, подход к функционированию мозга. Павлов придерживался второй точки зрения, которая на тот момент на Западе считалась устаревшей, и это еще больше разделяло русскую школу и западную нейрофизиологию. Бросив вызов основному направлению западных исследований, Лешли поднял важные вопросы о целостности мозга и психики.

К 1940-м гг. несколько обстоятельств дали возможность почувствовать, насколько увлекательными могут быть исследования мозга. Честолюбивые ученые, щедрые фонды и институциональная поддержка видоизменили масштаб и темп исследований. Появились новые методы, сделавшие мозг доступным для изучения в такой степени, в какой это было невозможно раньше. Нейрофизиологи, многие из которых ранее работали с Шеррингтоном, достигли детализированного знания о нервном импульсе и механизмах химической связи — синаптической трансмиссии — между нервными клетками. Это поставило перед исследователями мозга сложную задачу найти микроуровневые способы организации, лежащие в основе жизненных функций животного. Появление новых технологий, включая микроэлектроды, микрохирургию и электронный микроскоп (в 1930-е гг.) и нейрофармакологию (в 1950-е гг.), сулили новый уровень точности экспериментальной работы. Пятьдесят лет прогресса в медицине, клинической неврологии и нейрохирургии создали впечатление, что эти области обладают огромным потенциалом. В 1929 г. заведующий отделением неврологии в госпитале Йены Ганс Бергер (Hans Berger, 1873–1941) изобрел электроэнцефалограмму (ЭЭГ), тем самым введя важный аналитический метод экспериментальной работы и клинической диагностики. ЭЭГ — это паттерн электрической активности мозга, который можно увидеть в виде волн на экране осциллоскопа или, позднее, с помощью записывающих устройств. Это было захватывающим: казалось, что происходящее в мозге — например психические состояния — становится видимым. Другие исследования регуляции телесных процессов, соединившие новые данные о гормональной системе с нейрофизиологией, указывали на значение среднего мозга — сложной области, прежде практически недоступной для исследований. Гораций Магоун (Horace W.Magoun, род. в 1907 г.) в 1944 г. сообщил о найденном им экспериментальном подтверждении того, что в среднем мозге существует особый центр торможения. Такие работы, как проведенная Лешли на крысах и исследователем из Йеля Джоном Фултоном (John Fulton, 1899–1960) на обезьянах, принесли фундаментальное знание по физиологии испытуемых экспериментальных исследований.

В годы Второй мировой войны, во время которой врачам приходилось иметь дело с многочисленными случаями мозговых ранений, экспериментальные исследования мозга получили дополнительное финансирование; возросла и вера в то, что они приносят пользу человечеству. В 1940-е гг. и позднее эта область рассматривалась как последний великий рубеж в естественных науках, что пошло ей на пользу. Быстрое развитие атомной физики в 1930-е гг. привело к созданию атомного оружия; казалось, что завершилась целая эпоха в науке. В поиске новых интеллектуальных задач ученые обратились как к генетике, где физики помогали в разработке молекулярной биологии, так и к наукам о мозге. Наряду с космическими исследованиями изучение мозга представало единственным оставшимся приключением на пути осмысления места человека во вселенной. Существовало также неоднозначное, хотя и довольно распространенное, о чем свидетельствует процветание научной фантастики, мнение о том, что мозг — ключ к тайне человеческого бытия. Некоторые исследователи были даже убеждены, что, кроме мозга, изучать больше нечего, следовательно, с покорением в 1960-х гг. космоса мозг стал последним вызовом для науки.

Как бы то ни было, в 1950-е гг. науки о мозге стали одной из наиболее динамично развивающихся областей, и рост их продолжается. Средоточием этих исследований являлись США, но, как это свойственно науке в целом, деятельность ученых становится международной. К концу 1950-х гг., с разрядкой политического напряжения после Холодной войны, исследования мозга стали ареной взаимодействия американских и советских ученых. Когда- то большевики, в надежде изучить гениальность физическими методами, поручили Оскару Фогту (Oskar Vogt, 1870–1959) — директору Института мозга при Обществе кайзера Вильгельма в Берлине — разрезать мозг покойного Ленина, надеясь найти параллели между умственной деятельностью и микроанатомией мозга. (Срезы сейчас хранятся в ’Москве.) Однако эта работа зашла в тупик. Те исследования в СССР, которые шли под знаменем павловской теории, но на деле довольно далеко от нее отклонялись, также включали в себя изучение физиологии мозга. Иван Соломонович Бериташвили (или Беритов; 1885–1974), например, работал йад деятельностью мозга (в Грузии, в сталинский период), а Лурия изучал соотношение психических функций и движений с повреждениями мозга. Исследователи мозга из стран — бывших противников в Холодной войне, впервые встретились друг с другом на конференции в Праге в 1956 г.; там же состоялась и неофициальная дискуссия о наследии Павлова. Затем в 1958 г. на организованном ЮНЕСКО семинаре ученые встретились уже в расширенном составе, и это привело к созданию Международной организации исследований мозга (IBRO — International Brain

Research Organization). Годом раньше была основана Всемирная федерация неврологии — ассоциация врачей. В самом СССР Всесоюзная конференция по философским вопросам высшей нервной деятельности и психологии (1962 г.) стала поводом для переоценки павловского наследия. На этом съезде работы Николая Александровича Бернштейна (1896–1966) наметили альтернативный путь осмысления отношений между нервной деятельностью и психикой.

Большая часть научного знания получена в результате скромных, но методологически точных шагов. Мозг является фантастически сложным объектом, и работающий мозг очень трудно изучать непосредственно. В итоге детальный технический анализ, бесконечная изобретательность в планировании и проведении экспериментов, вопросы защиты животных и этики их использования в экспериментах раздробили поле исследований на множество специализированных областей. Каждая область, в свою очередь, тоже разрослась: билатеральная симметрия и функциональное доминирование одного из двух полушарий головного мозга или взаимозависимость между ними; роль нейротрансмиттеров (химических посредников нервного импульса) среднего мозга в эмоциональном контроле и в развитии таких заболеваний, как шизофрения и болезнь Паркинсона; связи между сетчаткой глаза, оптическими нервами и их окончаниями в мозге; физиологический субстрат разных видов памяти и так далее. Каждая тема оказывалась более сложной и сопряженной с большими издержками, чем ожидалось вначале. Немногим ученым удавалось или хотелось делать обобщения и переосмыслять понятийные и теоретические основания этой обширной и сложной области.

Философская проблема понимания того, как разум и мозг соотносятся друг с другом (иногда называемая психофизической проблемой), отражала и социальный раскол между психологией (наукой о психических функциях) и физиологией (наукой о функциях тела). Большую часть времени физиологи занимались физиологическими экспериментами (как школа Шеррингтона в Оксфорде), а психологи — психологическими исследованиями (как школа Бартлетта в Кембридже), непосредственно друг с другом не общаясь. Однако и те, и другие периодически интересовались функциями мозга и то и дело использовали как психологические, так и физиологические термины. Значение школы Павлова заключалось в том, что она пыталась объединить эти области; но, как показала борьба советской психологии за свою независимость от физиологии в 1950-е гг., это единство не было подлинным. Подобным образом, в тот же период на Западе в исследованиях по восприятию и эмоциям — крайне важных и для физиологов, и для психологов — ученые сосредоточились на физических аспектах проблемы. На практике ученые либо обсуждали восприятие и эмоции просто как физические явления, и затем занимались физиологией, либо рассматривали их как «функции» мозга и снова погружались в дуализм, который не объяснял психику и сознание.

В этой ситуации попытки объединения были особенно важны. Наиболее влиятельной стала работа Дональда Хебба (Donald О.Hebb, 1904–1985), канадского ученого, который пытался осмыслить структуру мозга в таких понятиях, которые имели бы отношение и к психологии. В книге «Организация поведения» (The Organization of Behavior, 1949), в которой заметно влияние Лешли, Хебб говорил о «широком взгляде», в то же время постоянно обращаясь к нейрональной структуре мозга. Он напомнил своим коллегам-психологам о физиологическом аспекте их деятельности и вселил в них надежду на то, что знание о мозге даст, наконец, ответ на психологические вопросы. Некоторое время Хебб работал в Монреале с Уайлдером Пенфилдом (Wilder Penfield, 1891–1976) — англичанином, принявшим канадское гражданство, и прогрессивным, использовавшим новаторские методы, нейрохирургом, также заинтересованном в общих проблемах функционирования мозга; затем он работал вместе с Лешли в лаборатории Йеркса. Под их влиянием Хебб стал подчеркивать роль мозга как центральной организующей инстанции, что подрывало бихевиористские теории научения, делавшие акцент на связи стимула и реакции. Эти работы продолжил Карл Прибрам (Karl Н. Pribram, род в 1919 г.). Он начинал свою карьеру как нейрохирург, и эти навыки помогли ему в последующих исследованиях — сначала в Йельском университете, затем в университете Стэнфорда. Он рассмотрел возможность того, что характер, или тип, мозговой организации не повторяет характер, или тип, психологической организации. Он предполагал, что психологическое исследование должно следовать собственным понятиям и не ограничивать себя идеями, согласующимися с современными знаниями о мозге. Задача, с точки зрения Прибрама, заключалась в том, чтобы изучить все модели и метафоры деятельности мозга, даже если для этого понадобится выйти за пределы имеющегося массива знаний, чтобы увидеть, как возможно если не объяснить, то представить психологические явления в качестве структур мозга. К примеру, в 1970-е гг. Прибрам и его сотрудники изучали голограмму — воспроизведение цвета в трех измерениях — как способ изобразить зрительное восприятие и память в мозге, что произвело большое впечатление на обывателей. В 1962 г. биофизик из Массачусетского технологического института Фрэнсис Шмидт (Francis О.Schmitt, 1903–1995) предложил Программу нейронауки, чтобы объединить ведущих исследователей из разных областей и таким образом создать единую дисциплину. В результате термин нейронаука закрепился, но область по-прежнему оставалась очень разноплановой.

Достоин внимания один интересный момент, касающийся взаимодействия науки с обществом. В 1970-е гг. в западном общественном мнении произошел неожиданный сдвиг: изменилось к худшему отношение ко многим типам исследований, возникло движение за права животных, были подняты этические вопросы, подобные тем, которые затрагивались в дебатах о вивисекции конца XIX в. и которые многие ученые считали уже решенными. Большинство ученых допускало, что ценность знания как такового, а также тот значительный вклад, который исследования мозга внесли в медицину, оправдывали эксперименты над животными, естественно, в рамках юридически определенных норм. Сторонники движения за права животных и противники вивисекции ставили под сомнение оба пункта: они сомневались в ценности знаний, полученных путем насилия над природой, и приводили аргументы в пользу альтернативных методов медицинских исследований. Затем, к концу XX в., серия новаторских исследований мозга в медицине вызвала совершенно новые этические вопросы. Оправданно ли пересаживать людям ткани головного мозга животных? Допустимо ли экспериментировать с нервными клетками, взятыми у человеческих эмбрионов? Что именно свидетельствует о прекращении мозговой деятельности (смерти мозга) у людей с серьезными травмами? Подобные вопросы несли потенциальную опасность для общепринятых представлений об идентичности и неприкосновенности личности.

Date: 2015-09-24; view: 303; Нарушение авторских прав