Кроме того, когда мы объединили и усреднили результаты нескольких тестов на соматическую чувствительность, выяснилось, что пациенты стали восприимчивее к боли и начали лучше опознавать тактильную стимуляцию на участках тела значительно ниже поврежденного участка спинного мозга. Также значительно усилились ощущения давления и вибрации.
В конечном итоге к концу 2015 года благодаря этим неожиданным неврологическим улучшениям все семеро пациентов, продолжавших упражнения (один пациент вынужден был покинуть проект в конце 2014 года), перешли в группу ASIA C, что означает, что теперь они считались лишь частично парализованными! Например, Джулиано Пинто теперь неотчетливо ощущал прикосновения к его стопам и пальцам ног!
Но и это было еще не все. В 2016 году двое из наших пациентов, включая Джулиано, поправились настолько, что могли воспользоваться методом нейрореабилитации, который называют неинвазивной функциональной электростимуляцией. До тренировок по нашей программе этот метод стимуляции, при котором для улучшения мышечных сокращений поверхность кожи подвергают воздействию слабых электрических токов, был бы для них бесполезен. Теперь же двое из них могли ходить с помощью простых ходунков, опирая на землю 30–40 % массы тела. К концу 2017 года они могли проходить уже почти по 5000 шагов с такой минимальной поддержкой.
Дальнейшие клинические исследования показали, что наши пациентки начали вновь ощущать сокращения в брюшной полости, свидетельствовавшие о приближении менструаций. У одной из участниц проекта функции внутренних органов и тактильные ощущения в области промежности восстановились настолько успешно, что она решила во второй раз забеременеть. Девять месяцев спустя, испытав в положенный срок толчки ребенка и схватки, она родила здорового мальчика.
Кроме неожиданного улучшения клинических показателей, мы обнаружили, что наша программа нейрореабилитации сумела помочь нашим пациентам переосмыслить собственное самовосприятие. В результате их мозг принял синтетическое устройство – роботизированный экзоскелет – в качестве полноценного продолжения их биологического тела!
Всех нас больше всего интересовал один и тот же вопрос: какие механизмы или свойства мозга могли вызвать эти радикальные перемены в ощущениях пациентов и привести к таким удивительным и беспрецедентным неврологическим улучшениям?
Возможно, для многих удар Джулиано в тот день стал настоящим символом наступления эры кибернетики или гимном трансгуманизму, но лично я придерживаюсь диаметрально противоположной точки зрения. Там, где многие увидели триумф гибридного и бесшовного сопряжения человека и машины, я обнаружил очередное явное свидетельство непревзойденной и поистине воодушевляющей адаптивной мощности, которую человеческий мозг раз за разом демонстрировал на протяжении всей нашей истории всякий раз, когда ему приходилось сталкиваться с неизвестными прежде обстоятельствами.
Пытаясь в полной мере обосновать такую интерпретацию и мою убежденность в том, что человеческий мозг является органическим вычислительным устройством, с которым не может сравниться ни одна когда-либо созданная машина, включая самую мощную и успешную из всех – цифровой компьютер, я вскоре понял, что современной нейробиологии требуется совершенно новая теория. Теория, которая наконец покажет, как миллионы лет эволюции человеческого мозга сделали его Истинным творцом всего.
Вначале
Истинный творец всего сказал:
Да будет свет!
А после короткого молчания
провозгласил:
И да будет
E = mc
Глава 1
Вначале…
Вначале был только мозг приматов. И из глубин этой сложной и запутанной сети из 86 миллиардов нейронов в результате слепого эволюционного пути и множества ментальных «больших взрывов» за миллиарды лет возник человеческий разум. Свободный, ничем не ограниченный и быстро расширяющийся, словно некая биологическая плазма, он вскоре образовал континуум, породивший гремучую смесь из прямохождения, ловкости рук, умения изготавливать орудия труда, устной и письменной речи, сложных социальных взаимодействий, абстрактного мышления, способности к рефлексии, сознания и свободы воли. Из того же ментального котла вышло самое комплексное представление о времени и пространстве, которое когда-либо порождала органическая материя, послужившее идеальной основой для появления множества ментальных абстракций – поистине священных органических скрижалей, на которых зиждется человечество. Вскоре эти ментальные построения стали определять сущность человеческого бытия и цивилизации: от нашего эгоистического самовосприятия до глубочайших верований, сложных экономических и политических структур, а также уникального нейронного воспроизведения окружающего мира. Из простых электромагнитных возмущений нервных клеток возник великий скульптор нашей материальной реальности, виртуозный композитор и единоличный архитектор нашей героической и трагической истории, самый талантливый исследователь глубочайших тайн природы, неутомимый искатель ускользающей истины о нашем происхождении, искусный иллюзионист, неортодоксальный мистик, артист со множеством талантов, лирик, облекающий в свои несравненные нейробиологические рифмы любые мысли, изречения, мифологические метафоры, наскальные рисунки, религиозные догмы, письменную историю, научные теории, памятники, экспедиции первооткрывателей, чудовищный геноцид и грандиозные завоевания, а также каждый жест любви, каждую мечту или галлюцинацию, когда-либо испытанную каким-либо гоминидом на этой несовершенной голубой планете, которую мы называем своим домом.
И тогда, примерно через 100 тысяч лет после стремительного взлета, Истинный творец всего оглянулся назад на свои невероятные творения и, к собственному удивлению, обнаружил, что создал совершенно новую вселенную.
«Истинный творец всего» – это рассказ о том, как работает человеческий мозг, и о его центральном месте в космологии человеческой вселенной. Под человеческой вселенной я понимаю гигантский набор знаний, восприятий, мифов, верований и религиозных представлений, научных и философских теорий, культурных, моральных и этических традиций, интеллектуальных и физических достижений, технологий, искусства и всех других побочных продуктов, которые возникают в процессе работы человеческого мозга. Если говорить коротко, человеческая вселенная – это все плохое и хорошее, что определяет наше наследие как вида. Однако это вовсе не учебник истории и не подробный перечень всего, что известно (или считается известным) нейробиологам о фокусах и трюках человеческого мозга. Скорее это научный труд, цель которого заключается в описании мозга в качестве совершенно новой структуры. Центральная часть повествования посвящена деталям новой теории, объясняющей, как человеческий мозг, самостоятельно или в составе широкой сети других мозгов, реализует свои удивительные функции. Я называю эту новую теоретическую систему релятивистской теорией мозга.
Когда я задумался над созданием книги, я намеревался в основном сосредоточиться на той научной сфере, которой посвящена большая часть моей профессиональной деятельности, – исследованиях мозга. Однако вскоре я понял, что это слишком узкий подход. Масштаб моего интеллектуального труда требовалось значительно расширить и включить области знания, в которые нейробиологи редко забредают в наши дни, – философия, искусство, археология, палеонтология, история вычислительной техники, квантовая механика, лингвистика, математика, робототехника и космология.
После многих месяцев чтения и с растущим разочарованием по поводу того, что мне все еще не удалось найти подходящего начала для моего повествования, я почти случайно наткнулся на великолепную книгу «История искусства» выдающегося немецко-британского историка Э. Х. Гомбриха. Беспокоясь о моем писательском ступоре, моя мать, известная в Бразилии писательница, подарила мне эту книгу на Рождество 2015 года. Прибыв домой поздно ночью, я решил немного почитать перед сном. Но несколько первых предложений полностью меня разбудили. Это было оно! На глянцевой бумаге черным по белому был записан первый виток моей собственной истории. Я так и не закрыл книгу до раннего утра следующего дня.
Вот что писал Гомбрих: «Не существует на самом деле того, что величается искусством. Есть художники. В давние времена они, подобрав с земли кусочки красящих минералов, набрасывали в пещерах фигуры бизонов. В наши дни люди этой породы покупают краски в магазинах и рисуют, например, плакаты, которые мы видим на стенах и заборах. Их руками создано и многое другое»[1 - Здесь и далее цит. по: Гомбрих Э. История искусства. АСТ, 1995. – Здесь и далее, если не указано иное, прим. перев.].
Неожиданно я нашел союзника. Кого-то, кто понимал, что без человеческого мозга, этой особенной разновидности мозга приматов, смоделированной и сформированной в результате уникального эволюционного процесса, который, скорее всего, никогда больше не повторится нигде в окружающем нас гигантском космосе, не было бы и искусства, поскольку все проявления артистизма являются побочным продуктом пытливого и беспокойного человеческого разума, жаждущего наложить на внешний мир образы из своей внутренней нейронной вселенной.
Это может показаться крохотным нюансом, маловажным семантическим вопросом о нашем мировосприятии. Однако размещение человеческого мозга в центре человеческой вселенной оказывает огромное влияние на наше восприятие собственной жизни и на выбор будущего, которое унаследуют наши потомки. На самом деле, если заменить всего несколько слов, замечание Гомбриха могло бы послужить началом любой книги, описывающей продукты человеческого мозга, например, книги о физике. Наши физические теории столь успешно описывают природные явления, происходящие на разных пространственных масштабах, что большинство из нас, включая постоянно работающих в этих сферах ученых, забывают, что на самом деле означают ключевые понятия физики, такие как масса или заряд. Мой добрый друг бразильский физик-теоретик Марсело Глейзер из Дартмутского колледжа писал в замечательной книге «Остров знаний»: «Масса и заряд не существуют сами по себе. Они лишь часть информационной картины, которую люди создают для описания мира вокруг себя»[2 - Глейзер М. Остров знаний. Питер, 2017.].
Мы с Марсело пришли к одинаковому определению человеческой вселенной: если бы иное разумное существо, скажем, знаменитый Спок с планеты Вулкан[3 - Персонаж научно-фантастических телесериалов и фильмов «Звездный путь».], прибыл бы на Землю и чудесным образом смог с нами общаться, вероятнее всего, мы бы обнаружили, что объяснения и теории, не говоря уже о фундаментальных концепциях и понятиях, которыми он воспользовался бы для описания его космологических взглядов на вселенную, были бы совершенно не такими, как наши (рис. 1.1). А с чего нам ожидать сходства? В конце концов, мозг Спока был бы совсем не таким, как наш, поскольку являлся бы продуктом эволюционного процесса и культурного развития на Вулкане, а не на Земле. На мой взгляд, ни одно из двух описаний в таком случае не было бы более точным: они бы просто представляли собой результаты двух наиболее удачных попыток двух разных типов органического разума объяснить окружающую их действительность. В конце концов, что бы ни существовало где-то там в этой вселенной возрастом 13,8 миллиарда лет (по человеческим оценкам), с точки зрения нашего мозга (и, осмелюсь предположить, также с точки зрения любого инопланетного мозга) космос представляет собой массу потенциальной информации, ожидающей разумного наблюдателя, способного извлечь из нее знания и практически сразу придать им какой-то смысл.
Рис. 1.1. Мозгоцентрическая космология: описание вселенной, сделанное человеческим мозгом (в данном случае с помощью математических выкладок), с большой вероятностью будет отличаться от описания, созданного центральной нервной системой инопланетного существа (рисунок Кустодио Роса).
Именно в присвоении смысла вещам – в создании знаний – Истинный творец всего выступает во всем своем блеске. Знания позволяют нам адаптироваться к постоянно меняющейся окружающей среде и сохранять способность поглощать новую потенциальную информацию из космического супа. Протоны, кварки, галактики, звезды, планеты, камни, деревья, рыбы, кошки, птицы: в сущности, неважно, как мы их называем (наверняка Спок сказал бы, что у него названия более подходящие). С позиции нашего человеческого мозга все это – разные способы описания сырой информации, поступающей к нам из космоса. Наш мозг дает всем этим объектам имя и (для операционного удобства) значение, но в исходном виде их содержимое всегда одно и то же – это потенциальная информация.
Чтобы вы не подумали, что кто-то что-то подмешивает в воду, которую пьют в детстве бразильские нейробиологи и физики родом из Сан-Паулу или Рио-де-Жанейро, позвольте мне прояснить свою мысль. В большинстве случаев мы говорим о физике как о некой универсальной сущности, живущей собственной жизнью, как Искусство с заглавной буквы «И», о котором говорит Гомбрих. Однако физики per se вообще не существует. На деле существует лишь набор человеческих ментальных конструктов, которые на сегодняшний день обеспечивают наилучшее и наиболее точное описание окружающего нас мира. Физика, как и математика или любая другая отрасль научных знаний, определяется отражениями и отзвуками электромагнитных возмущений, происходивших когда-то в мозгах таких гениев, как Фалес, Пифагор, Эвклид, Архимед, Диофант, Аль-Хорезми, Омар Хайям, Коперник, Кеплер, Галилей, Ньютон, Максвелл, Бор, Кюри, Резерфорд, Эйнштейн, Гейзенберг, Шрёдингер и Штюкельберг, а также многих других.
Таким же образом, данное Гомбрихом определение искусства соответствует фантастической коллекции ментальных изображений, созданных человеческим мозгом, которые за последние десятки тысяч лет были вырезаны, выгравированы, вылеплены, нарисованы или записаны для закрепления внутренних воспоминаний, ощущений, желаний, космологических представлений, верований или предчувствий, записи на самых разных носителях (сначала в человеческих телах, а затем на камнях, костях, дереве, стенах пещер, металле, ткани, мраморе, бумаге, церковных сводах и окнах, видеопленке, CD- и DVD-дисках, в полупроводниковой памяти или в облачном хранилище). В этой коллекции содержатся все творения человека – от потрясающей наскальной росписи, выполненной неизвестными художниками эпохи верхнего палеолита в пещерах Альтамира и Ласко, до работ Боттичелли, Микеланджело, да Винчи, Караваджо, Вермеера, Рембрандта, Тёрнера, Моне, Сезанна, Ван Гога, Гогена и Пикассо, и это если перечислить лишь нескольких художников, превративших незримые мозговые процессы в красочные эпические аллегории человеческого бытия.
В рамках той же логики наши лучшие и наиболее точные описания вселенной – не что иное, как устоявшаяся извилистая история развития ментальных производных, таких как математика и логика, которым обычно присваивают имена их создателей: законы Кеплера для описания движения планет, астрономические наблюдения Галилея, законы движения Ньютона, уравнения Максвелла для электромагнетизма, специальная и общая теория относительности Эйнштейна, принцип неопределенности Гейзенберга или квантово-механические уравнения Шрёдингера.
Рис. 1.2. Три космологических представления, выдвинутых Истинным творцом всего в разные исторические периоды: «Зал быков» в пещере Ласко, расписанный нашими предками из верхнего палеолита; Сикстинская капелла Микеланджело; наиболее современное описание происхождения Вселенной, по данным НАСА (рисунок Кустодио Роса).
Прежде чем возмущенные физики начнут вскакивать со стульев, замечу, что эта идея вовсе не ставит удивительные открытия и достижения сообщества физиков под сомнение, а лишь дополняет их, подтверждая, что физики являются по совместительству талантливыми нейробиологами и способны постичь самые глубинные механизмы человеческого разума (даже если большинство из них обычно отрицают фактор влияния их собственного сознания на процесс научных изысканий). Но эта идея также означает, что поиски священного Грааля в физике – теории всего – не приведут к успеху без учета детальной теории человеческого разума. Большинство консервативных физиков являются ярыми противниками идеи о том, что физиология человеческого мозга имеет какое-либо отношение к формированию основных физических теорий, которые они считают абсолютно объективными. Я же в этой книге рассчитываю доказать, что некоторые из самых загадочных природных явлений, включая такие базовые и древние концепции, как пространство и время, нельзя понять полностью, не поставив на передний план самого наблюдателя – и человеческий мозг.
Ну а теперь – вперед!
Согласно наиболее широко распространенному варианту описания событий, примерно через 400 тысяч лет после сингулярного взрыва, в результате которого образовался космос, наконец выделился свет. Он несся через вселенную, пока не встретил на своем пути кого-то или что-то, что попыталось воссоздать его путешествие и придать произошедшему смысл. На поверхности небольшого голубоватого камня, сформировавшегося около пяти миллиардов лет назад из межгалактической пыли на орбите обычной желтой звезды, затерянной в ничем не примечательном уголке очередной заурядной галактики, этот первозданный свет встретил существ, которые загорелись желанием осмыслить его и при помощи выработанных в ходе эволюции ментальных способностей и инструментов начали настойчиво воссоздавать в своих головах происхождение этой потенциальной информации и определять ее значение. Три космологических представления, изображенные на рисунке 1.2, отражают крошечные фрагменты этого невероятного коллективного труда человеческой мысли. Глядя что на новейшее визуальное описание известной нам вселенной, предложенное НАСА, что на фрески Микеланджело, что на наскальные рисунки из пещеры Ласко, нельзя не затаить дыхания, не ощутить собственную незначительность и глубокое волнение при виде невероятных свершений, достигнутых Истинным творцом всего за такой короткий отрезок времени.
Глава 2
Эволюционное происхождение Истинного творца всего
В тот момент, когда встревоженный донесшимся из кустов высоким свистом бизон поднял из травы свою тяжелую черную голову, его судьба уже была решена.
В условиях плохой видимости из-за окутавшего долину плотного тумана могучий бык испытал отвратительное чувство страха, когда прямо перед ним из густой листвы показалось пламя и раздались дикие гортанные крики и вопли. После секунды растерянного колебания он развернул свое массивное тело и приготовился бежать – одновременно от огня и от орды двуногих существ, выскочивших из кустов и бросившихся в его сторону. В этот момент внезапного перехода от мертвящего страха ко всепоглощающему желанию бежать прочь бык ощутил первый пронзающий удар в спину. Последовавшая за этим вспышка боли была резкой и сильной, но еще прежде, чем он понял, что его ноги уже перестали подчиняться срочным приказам возбужденного мозга, за несколько секунд один за другим последовало еще несколько подобных ударов, решивших его удел. Ему оставалось лишь поддаться слабости, которая начала охватывать его тело, и просто повалиться на землю.
Дикие крики раздавались все ближе и ближе, пока, по необъяснимой причине, не начали стихать, хоть бык и видел теперь, что его окружала большая толпа ликующих охотников, каждый из которых был одет в несколько слоев дубленых шкур животных и держал по грозному каменному клинку, изготовленному умелыми и ловкими руками. Затихающий звук голосов вовсе не означал, что охотники уходили. Скорее, наоборот – они никуда не денутся еще много тысяч лет. Нет, это таяла на глазах способность самого быка воспринимать происходящее. Он проживал свои последние секунды на земле, все еще пораженный тем, насколько стремительно оборвалась его жизнь.
Быка бы это вряд ли утешило, но эта история практически наверняка была потом навеки запечатлена в виде наскального рисунка: чтобы почтить его память и жертву, обучить будущих охотников примененной в то утро тактике и, возможно, отразить веру в мистическое царство, в которое отправился бык, пав жертвой изобретательности нового разрушительного образа жизни, который ему не дано было понять. В свои последние мгновения это великолепное животное никак не могло понять, что его убийство было тщательно спланировано заранее, а затем безошибочно осуществлено самым мощным, изобретательным, эффективным и порой самым смертоносным параллельным органическим компьютером, когда-либо порожденным наугад естественным отбором – человеческой мозгосетью.
Воспроизведение этой сцены первобытной охоты, хоть и вымышленное, отражает некоторые ключевые нейробиологические свойства, возникшие в ходе сложного эволюционного процесса, начавшегося примерно 6 миллионов лет назад, когда наши самые ранние предки отделились от нашего общего с современными шимпанзе предшественника. Этот процесс наделил представителей нашего вида уникальными умственными способностями. Даже сегодня остаются сомнения по поводу точной причинно-следственной цепочки событий, благоприятствовавшей возникновению таких выдающихся неврологических характеристик. И поэтому я хочу, не углубляясь в детали, крупными мазками набросать важнейшие метаморфозы и гипотетические нейробиологические механизмы, позволившие мозгу современного Homo sapiens появиться и завладеть всей планетой. В более узком плане моя задача состоит в том, чтобы описать, каким образом этот органический компьютер (именно так мне нравится называть человеческий мозг) достиг своей нынешней конфигурации и в процессе приобрел способность создавать важнейшие варианты человеческого поведения – необходимый шаг в процессе становления Истинного творца всего в качестве центрального элемента человеческой вселенной.
Исторически первым, что привлекло внимание палеонтологов и антропологов в качестве потенциальной причины усложнения человеческого поведения в ходе эволюции, было увеличение объема нашего мозга. Этот процесс, называемый энцефализацией, начался примерно 2,5 миллиона лет назад (рис. 2.1). До этого у первых двуногих гоминидов, таких как представительница вида Australopithecus afarensis, которой дали прозвище Люси, головной мозг имел объем около 400 см
, примерно как у современных шимпанзе и горилл. Однако 2,5 миллиона лет назад объем мозга Homo habilis, научившегося изготавливать орудия, составлял уже около 650 см
– более чем на 50 % больше, чем у Люси.
Рис. 2.1. Гипотетическое семейное дерево гоминидов. Вопросительные знаки стоят там, где палеоантропологи не уверены в картине расхождения ветвей. Иллюстрация любезно предоставлена Джоном Хоуксом; впервые опубликована в книге: Berger L., Hawks J. Almost Human. New York: National Geographic, 2017.
Еще 2 миллиона лет спустя началась вторая фаза ускоренного роста мозга. Она стартовала примерно 500 тысяч лет назад и продолжалась 300 тысяч лет. За этот период объем мозга Homo erectus – следующего главного героя нашей эволюционной пьесы – достиг 1200 см
. В период же с 200 до 30 тысяч лет назад объем мозга наших собратьев достиг максимума у неандертальцев и составил примерно 1600 см
. Однако ко времени появления уже нашего вида объем мозга мужчин составлял лишь 1270 см
, а объем мозга женщин – порядка 1130 см
