Читаем Мозг против мозга. Mind vs brain полностью

История открытия весьма необычна. Произошло это во время лечебного сеанса пациента с болезнью Паркинсона при помощи вживленных в мозг долгосрочных тонких электродов. Лечение требует крайней осторожности, ведь это прямое воздействие электрическим током на вещество мозга. С помощью такой методики можно было одновременно исследовать поведение мозга путем регистрации различных сигналов с электродов. При этом никакого воздействия на сам мозг не проводилось, следовательно, это было абсолютно безопасно для больного.

Такая возможность прямого контакта с мозгом стала настоящим прорывом в исследованиях с начала 1960-х годов. Общепринятая методика была такова: больному предлагали выполнять определенные задания и на различных приборах регистрировали, что происходит в мозге при их выполнении. Задания были самыми разнообразными. Прочитать на память стихотворение, прослушать рассказ, произвести в уме некоторые арифметические действия и т. п. – при этом фиксировались изменения сигналов, появляющиеся во время исполнения заданий. Эти исследования позволяли без ущерба для больного получить массу интереснейших и важнейших данных о работе мозга. Разумеется, все сеансы проводили под строжайшим контролем врача.

Это было время великого энтузиазма, когда практически каждый день мы узнавали что-то новое. Работа была тяжелейшей. Компьютеров не было, исследователь линейкой измерял амплитуды и интервалы с утра до глубокой ночи. Кстати, и весело отдыхали. Сложился даже свой фольклор. Молодой исследователь Валечка Чернышова (лауреат Государственной премии СССР профессор В.А. Илюхина) проводила исследование восприятия пациенткой стихов. Пришла комиссия и, естественно, работать в этот час было нельзя. Лишь дождавшись ее ухода, Валя начала проникновенно, с выражением, читать: «Ты жива еще, моя старушка…»

Именно тогда выработался подход, который оказался очень плодотворным и с различными вариациями используется сейчас. Почему? Как он организован? Дело в том, что исследователь ставит задачу изучить определенный вид деятельности. Человек же одновременно (мы еще поговорим, что значит «одновременно») выполняет множество действий. Нам нужно разделить, что в сигнале отражает информацию об интересующих нас событиях, а что связано с другими действиями. Например, он выполняет арифметические действия и одновременно размышляет, что будет на обед. Чтобы избежать «перемешивания золота и песка», используют следующий прием. Каждое задание испытуемые выполняют как минимум дважды, парами, но первое задание немножко отличается от второго. Например, в первом задании цифры надо складывать и называть текущую сумму, а во втором – просто повторять. Таким образом, в первом задании есть арифметические операции, а во втором их нет. Далее, сравнивая регистрируемые сигналы, замечают в первом какие-то особенности, которых нет во втором. Делают вывод, что именно эти особенности связаны с мозговым обеспечением арифметических операций.

Начиная с 60–70-х годов на протяжении 25 лет активно велись исследования сигналов с имплантированных электродов при выполнении различных видов деятельности. Такую возможность, напомню, имели всего три лаборатории в мире; пожалуй, наиболее продвинутой была лаборатория (отдел) Н.П. Бехтеревой. Имплантированные электроды были, по ее классификации, первым прорывом в изучении механизмов деятельности мозга; эти исследования дали совершенно фантастические результаты, о которых я расскажу ниже. Но наиболее драматичной оказалась судьба открытия, с которого мы начали эту главу, – механизма детекции ошибок.

Итак, во время очередного лечебного сеанса измерялось так называемое напряжение кислорода – показатель, который оценивает снабжение данного участка мозга артериальной кровью, насыщенной кислородом, – мозговой кровоток. Испытуемый выполнял задание. Самописец исправно чертил кривые. И вдруг пациент ошибся. Ну, скажем, вместо 2 × 2 = 4 сказал «пять». И потребление кислорода на одном из участков повысилось. Сначала врачи-исследователи подумали, что это случайность, и продолжили сеанс. Но задание было довольно напряженным, поэтому ошибка повторилась, кривая показала тот же рисунок. (Для специалистов это не рисунок, а паттерн – понятие, которое ввел Грей Уолтер.) Заинтересовались. Оказалось, что каждый раз, когда испытуемый делал ошибку, паттерн повторялся (рис. 40).

Рис. 40. Открытие механизма детекции ошибок в мозге человека: а – отсутствие реакции на ошибку; b – воспроизводимая реакция на ошибку.

Замечу сразу, что это были не собственно ошибки, а, скорее, оговорки. Правильное решение человек знал, но путал слово в знакомом стихотворении, неправильно называл цвет и т. п. Если он принимал заведомо неверное решение, то паттерн не появлялся. Результаты этих экспериментов были опубликованы в 1968 году в научном англоязычном издании. В статье этот феномен был назван детектором ошибок.