4. МОЖЕТ ЛИ МОЗГ МЫСЛИТЬ?

4. МОЖЕТ ЛИ МОЗГ МЫСЛИТЬ?

Мозг — самое завораживающее образование в теле человека. Является ли мозг сущностью нашего внутреннего «я»?

Способен ли мозг мыслить? Какова связь между мозгом и душой? — загадки, над которыми продолжают ломать головы многие ученые. Исследованиями деятельности человеческого мозга занимаются самые различные дисциплины: физиология, психология, психиатрия, психофизика и другие.

Всем известно, что мозг — это материальная субстанция, и он является составной частью нервной системы. Нервная система, пронизывая все органы тела, совместно с эндокринной осуществляет регуляцию деятельности органов и их систем, а также обеспечивает целостность организма. К нервной системе человека относят: спинной и головной мозг, нервные стволы, нервные узлы, нервные сплетения и нервные окончания. В ней различают центральный и периферический отделы. Последний включает соматическую и вегетативную части.

Соматическая нервная система осуществляет иннервацию, т. е. связь органов и тканей с центральной нервной системой (ЦНС) посредством нервов. Различают афферентную иннервацию (от органов и тканей к ЦНС) и эфферентную (от ЦНС к органам и тканям).

Вегетативная (автономная) нервная система регулирует деятельность внутренних органов и систем дыхания, пищеварения, размножения, выделения, кровообращения и др., а также обмен веществ и функциональное состояние тканей организма.

Центральная нервная система состоит из головного мозга, ствола мозга и спинного мозга.

Спинной мозг представляет собой тяж из нервных волокон, расположенный в позвоночном канале. Он участвует в осуществлении большинства рефлексов и служит связующим звеном между периферией и головным мозгом: его волокна передают двигательные и чувствительные импульсы от головного мозга к частям тела и обратно. Спинной мозг на входе в череп расширяется, образуя ствол мозга, в котором находятся жизненно важные структуры ЦНС, ответственные за дыхание, работу сердца, пищеварение и т. д.

Головной мозг — высший отдел центральной нервной системы наряду с эндокринной системой участвует в регуляции всех жизненно-важных функций организма. Он расположен в полости черепа. По своему химическому составу головной мозг состоит примерно на 75 % из воды, а 25 % составляют белки, углеводы, нуклеиновые кислоты и продукты их обмена, неорганические вещества. Вес мозга человека при рождении составляет около 300 граммов, у взрослого — 900–2000 граммов.

Основными анатомическими отделами мозга являются: ствол мозга (включает продолговатый, задний, средний, промежуточный мозг) и конечный мозг (рис. 4.1). Внутри головного мозга расположены полости — желудочки мозга, в которых происходит образование спинномозговой жидкости. Снаружи головной мозг покрыт тремя мозговыми оболочками, осуществляющими защитные и другие функции.

Продолговатый мозг является продолжением в полости черепа спинного мозга. В нем содержатся: ядра черепно-мозговых нервов, принимающие информацию от вкусовых и слуховых рецепторов (то есть окончаний чувствительных нервных волокон или специализированных клеток, преобразующих внешние или внутренние раздражения в нервное возбуждение — импульс, передаваемый в ЦНС), от органов равновесия, внутренних органов; ядра, являющиеся эфферентными (двигательными) центрами для внутренних органов, сосудов, мышц языка и гортани. Продолговатый мозг участвует также в механизмах дыхания и кровообращения.

Задний мозг состоит из моста и мозжечка. Мост связывает кору больших полушарий с корой мозжечка; содержит ядра черепно-мозговых нервов — тройничкового, отводящего, лицевого и др.

Мозжечок состоит из червя и двух полушарий. С соседними частями головного мозга он связан с помощью волокнистых пучков — ножек мозга, которые соединяют его с мостом, продолговатым и передним мозгом. Мозжечок осуществляет регуляцию координации движения тела через специальные системы восходящих и нисходящих проводящих путей, связывающих его со спинным мозгом, откуда начинаются двигательные нервные волокна, идущие к скелетным мышцам.

Средний мозг находится между мостом и промежуточным мозгом. Состоит из четверохолмия и ножек мозга. Верхние холмики четверохолмия являются первичными зрительными центрами,

а нижние — слуховыми. Через ножки мозга проходят восходящие пути, несущие импульсы к таламусу и полушариям мозга; и нисходящие пути, проводящие импульсы к мосту, мозжечку и спинному мозгу.

Главными образованиями промежуточного мозга являются таламус или зрительные бугры, являющиеся коллекторами всех чувствительных (кроме обонятельных) путей, приходящих к головному мозгу, гипоталамус (подбугорье), коленчатые тела с подкорковыми зрительными и слуховыми центрами (забугорье) и шишковидное тело с прилежащими образованиями (надбугорье). Таламус (от греч. комната) является главным подкорковым центром, направляющим импульсы всех видов чувствительности (температурной, болевой и др.) к стволу мозга, подкорковым узлам и коре больших полушарий. Гипоталамус (от греч. под комнатой) расположен книзу от таламуса и представляет собой скопление нервно-проводниковых и нейросекреторных клеток. Гипоталамус большим числом нервных путей связан с ниже и выше лежащими отделами центральной нервной системы; является местом взаимодействия нервной и эндокринной систем. Нервные центры гипоталамуса осуществляют регуляцию: обмена веществ (в частности водно-солевой обмен и терморегуляцию), кровяного давления, дыхания, голода, насыщения, деятельности сердечно-сосудистой, пищеварительной, выделительной систем, желез внутренней секреции, механизмов сна, бодрствования, эмоций. Кроме того, гипоталамус контролирует функции размножения, лактации, постоянства внутренней среды организма (гомеостаза), участвует в реализации защитно-приспособительных реакций организма в целом; содержит центры регуляции иммуногенеза. Гипоталамус связан с гипофизом (железой внутренней секреции) в единую гипоталамо-гипофизарную систему. Клетки гипоталамуса вырабатывают рилизинг-гормоны, стимулирующие или угнетающие секрецию гормонов передних долей гипофиза, а также нейрогормоны, вазопресин, окситоцин, выделяемые гипофизом.

Конечный или большой мозг разделен продольной бороздой на два полушария — правое и левое, соединенных между собой мозолистым телом. Размеры конечного мозга превышают все другие отделы головного мозга вместе взятые; сверху он полностью покрывает ствол мозга и мозжечок. Полушария конечного мозга покрыты плащом, образованным серым веществом — корой головного мозга, изрезанным большим количеством борозд, между которыми находятся извилины. Белое вещество полушарий образовано нервными волокнами, связывающими кору одной извилины с корой других извилин своего и противоположного полушария, а также с нижележащими образованиями.

В других структурах головного мозга также различают белое и серое вещество. Белое вещество образует пучки нервных волокон, соединяющие различные образования головного мозга между собой и со спинным мозгом. Серое вещество представляет собой скопление нервных клеток, из которых образованы базальные ядра, ядра черепно-мозговых нервов, кора головного мозга и мозжечок.

Следует отметить, что «строительными блоками» в мозгу являются нервные клетки — нейроны, их число достигает примерно ста миллиардов. Нервная клетка представляет собой тело клетки с отходящими от него отростками — дендритами длиной менее 1 мм и одного аксона длиной от долей миллиметра до метра и более (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Схема строения нервной клетки (нейрона):

_{1 — дендриты; 2 — тело; 3 — аксон; 4 — эффекторные нервные окончания}

Тело нейрона содержит ядро, митохондрии и другие структуры, характерные для клеток организма человека (рис. 4.2). Ветвящиеся отростки нейрона — дендриты принимают сигналы от других нейронов, рецепторных клеток или непосредственно от внешних раздражителей, а тело клетки — от других нейронов. Аксон передает нервные импульсы от данного нейрона другим нейронам в области синапса — места, где концевые участки аксона близко подходят к телам или дендритам других нейронов, не соприкасаясь с ними вплотную. Нервный импульс (волна возбуждения) распространяется по нервному волокну со скоростью от 0,5 до 120 м/с.

Рис. 4.2. Схема строения клетки тела человека:

_{1 — микроворсинки; 2 — пиноцитозные пузырьки; 3 — десмосома; 4 — митохондрии; 5 — агранулярная эндоплазматическая сеть; 6 — гранулярная эндоплазматическая сеть; 7 — впячивание плазматической мембраны; 8 — плазматическая мембрана (плазмолемма); 9 — базальная мембрана; 10 — рибосомы; 11 — комплекс Гольджи; 12 — лизосомы; 13 — секреторные пузырьки; 14 — клеточный центр; 15— ядерная оболочка (видны наружная и внутренняя мембраны, перинуклеарное пространство); 16 — кариоплазма; 17 — ядрышко; 18 — пора ядерной оболочки. Стрелками указано направление процесса (например, образования пиноцитозных пузырьков или транспорта различных веществ из ядра в цитоплазму)}

Каковы же взаимоотношения нервной системы с телом человека? Отвечая на этот вопрос, известный российский физиолог Иван Михайлович Сеченов (1829–1905) писал в работе «Физиология нервных центров» (1890): «С тех пор, как современная физиология доказала, что на животное тело можно смотреть, как на своеобразно устроенную машину, все работы которой направлены, в конце концов, к поддержанию индивидуального существования, общее значение нервных актов в жизни тела было найдено: в этих границах деятельности, притом как часть животной машины, нервная система не может работать иначе, как на счет внешних сил, и деятельности ее, в свою очередь, должны быть направлены к тому, чтобы поддерживать индивидуальную жизнь, т. е. сохранять, наперекор разрушающим влияниям, анатомическую и физиологическую целость тела. Правда, сфера участия нервной системы в рабочих процессах еще не определена в точности… но везде, где связь между нервной системой и рабочим органом очевидна, физиологическое отношение между ними, как частями машины, всегда проявляется на один и тот же лад».

Хотя деятельность рабочих органов тела «с виду крайне разнообразна, но, тем не менее, зависит она от нервной системы на один и тот же лад — нарушьте каким бы то ни было образом связь органов с последней, и вся их деятельность сразу прекращается.

На мышце, отделенной от нервной системы, легко показать прямыми опытами (искусственного раздражения), что она сохраняет способность производить свойственную ей работу, если заменить нормальные импульсы из нервной системы искусственными (раздражающими) толчками. Значит, мышцу, вне ее связи с нервами, можно рассматривать, как существенную часть машины, предназначенной производить механическую работу, а нервный снаряд ее считать придатком, который, смотря по потребностям организма, пускает машину в ход или останавливает ее, усиливает или ослабляет ее деятельность. Но такие придатки в машинах называют обыкновенно регуляторами, следовательно: в отношении мышц и многих желез как рабочих органов нервная система представляет собрание разнообразных регуляторов их деятельности; притом действие регуляторов должно быть согласовано с интересами организма, в смысле обеспечения анатомической и физиологической сохранности тела.

В большинстве общеизвестных машин регуляцией заведует машинист, — его рука пускает в ход тот или другой придаток. Но есть в машинах и такие регуляторы, которые заменяют руку машиниста, приходя в целесообразную деятельность, как говорится, сами собой, но в сущности — под влиянием изменяющихся условий в ходе машины. Наиболее известным примером такого регулятора может служить предохранительный клапан в паровиках Уатта. По мере того, как напряжение пара в котле возрастает за известный предел, клапан сам собою увеличивает отверстие для выхода пара вон, и наоборот. Таких приспособлений известно множество и все они носят название анатомических регуляторов.

В животном, как самодействующей машине, регуляторы, очевидно, могут быть только автоматическими, т. е. приводиться в действие измененными условиями в состоянии или ходе машины и развивать деятельности, которыми эти неправильности устраняются. Только при этом условии самодействующий регулятор способен заменять руку машиниста, руководимую разумом. Отсюда уже легко понять, что устройство регуляторов должно отвечать следующим двум основным условиям: снаряд должен быть чувствителен ко всяким нарушениям правильности в состоянии или ходе машины и направлять деятельность рабочих органов к устранению вытекающих отсюда неудобств для организма».

И головной мозг, пишет Сеченов в работе «Физиология головного мозга», действует, как любая машина, точно так, как, например, в стенных часах стрелки двигаются роковым образом от того, что гири вертят часовые колеса. Мысль о машинности мозга, при каких бы то ни было условиях, для всякого натуралиста клад. Он в свою жизнь видел столько разнообразных, причудливых машин, начиная от простого винта до тех сложных организмов, которые все более и более заменяют собою человека в деле физического труда; он столько вдумывался в эти механизмы, что если поставить пред таким натуралистом новую для него машину, закрыть от его глаз ее внутренность, показать лишь начало и конец ее деятельности, то он составит приблизительно верное понятие и об устройстве этой машины [мозга] и о ее действии. Однако это самая причудливая машина в мире. И все-таки всякая машина, как бы хитра она ни была, всегда может быть подвергнута исследованию. <…>

Мир явлений, который родится из деятельности головного мозга, охватывает собою всю психическую жизнь… Мозг есть… такой механизм, который, будучи приведен какими ни на есть причинами в движение, дает в окончательном результате тот ряд внешних явлений, которыми характеризуется психическая деятельность. <…> Все бесконечное разнообразие внешних проявлений мозговой деятельности сводится окончательно к одному лишь явлению — мышечному движению. Смеется ли ребенок при виде игрушки, улыбается ли Гарибальди, когда его гонят за излишнюю любовь к родине, дрожит ли девушка при первой мысли о любви, создает ли Ньютон мировые законы и пишет их на бумаге — везде окончательным фактом является мышечное движение… Все без исключения качества внешних проявлений мозговой деятельности, которые мы, — пишет Сеченов, — характеризуем, например, словами: одушевленность, страстность, насмешка, печаль, радость и пр., суть не что иное как результаты большего или меньшего укорочения какой-нибудь группы мышц — акта… чисто механического».

Иван Михайлович полагал, что «все акты сознательной и бессознательной жизни по способу происхождения суть рефлексы».

При этом под рефлексом понимается реакция организма на раздражение рецепторов, представляющих собой анатомические образования (чувствительные нервные окончания или специализированные клетки), преобразующие воспринимаемое раздражение (возбуждение) в нервные импульсы. Нервные импульсы передают по нервам сигнал о возбуждении в центральную нервную систему, которая в свою очередь отвечает на него также возбуждением; последнее по эфферентным (секреторным, двигательным и др.) нервам передается к различным органам (железам, мышцам и др.).

По мнению Сеченова, именно с позиции физиологии — науки о жизнедеятельности целостного организма и его отдельных частей— клеток, органов, функциональных систем возможно познание глубин человеческой психики. Главное доказательство, приводимое им, сводилось к следующему: раз между физиологическими и психическими процессами не усматривается четкой границы, то не существует различия между двумя явлениями и по сути. По этому поводу к. м. н. И. В. Князькин и д. м. н. А. Т. Марьянович в комментариях к книге «Главные труды Сеченова» (2004) пишут: «Между двумя классами явлений (в том числе явлениями физиологическими и психологическими) может и не быть четкой границы, но это совсем не означает тождества самих явлений».

Сеченов не поддерживал версию многих философов и психологов о том, что ни один орган человека, в том числе и его мозг, сознанием не обладают, то есть, что человек = тело + душа.

Академик Павлов Иван Петрович (1849–1936), российский физиолог, продолжая идеи Сеченова, строил свое учение о высшей нервной деятельности на основе гипотезы о том, что в основе психической деятельности лежат материальные физиологические процессы, происходящие в коре больших полушарий и подкорковых центрах головного мозга. Он, как и Сеченов, полагал, что мышление есть продукт деятельности мозга.

С точки зрения материализма, писал оппонент Сеченова в «Задачах психологии» профессор Кавелин К. Д. (1872), психические процессы — это «нервный или головной рефлекс, который не предполагает ни особой психической среды, ни участие воли и совершается механически… Как бы много ни было сделано наукою… никогда не удастся доказать, что вся психическая жизнь сводится к одним рефлексам». Существует множество явлений, которые не могут быть объяснены иначе, как собственною, свободною инициативою души. «Несмотря на то, что в мозгу и нервах совершаются психические явления, эти предметы, сами по себе, как физические и материальные, не одно и то же с психической жизнью, которой они служат подкладкой. Этот вывод, бросающийся в глаза, не обратил на себя… должного внимания реалистов. Усиливаясь доказать, что психические явления не что иное, как необходимое роковое последствие материальных условий и фактов, реалисты, сами того не замечая, делают прыжок из материального мира в психический, недоступный внешним чувствам и потому закрытый для их исследований. Если бы даже все психические явления имели единственною причиною материальные изменения в мозгу и нервах, и первые соответствовали последним, как звуки рояля ударам по клавишам, то все же надобно было бы признать, что существуют два рода явлений: одни материального свойства, другие — психические; узнать и определить их взаимные отношения можно не иначе, как зная те и другие и сравнивая их между собою; а путем реальных исследований мы можем знать только один ряд явлений, именно материальные факты; другой же ряд, — соответствующие им явления психические — остается недоступным для реального исследования, вследствие чего, как бы мы глубоко ни изучали физиологию и патологию мозговой и нервной системы, мы бы не только не узнали, но и не подозревали бы происходящих в ней психических явлений, если бы они не были доступны другим путем, — посредством психического наблюдения. <…>

Телесные действия, выполняемые посредством нервов, движения по решениям души, называются произвольными… Так или иначе все-таки первичная причина произвольного движения заключается в способности души направлять деятельность нерва. <…>

Рядом с такими, несомненно, произвольными движениями, мы выполняем множество других, не только непроизвольно, но даже вопреки решениям души… Конвульсии, судороги и т. п. приводят наши члены в движения непроизвольные, которые мы осознаем, но которых остановить не можем.

Действия произвольные и непроизвольные прямо противоположны друг другу; тогда как первые мы исполняем вследствие решения души и они, стало быть, вызываются психическим деятелем, вторые, наоборот, выполняются автоматически, без всякого участия души, нередко вопреки ее решениям, вследствие одних внешних, материальных возбуждений и причин. <…> За очень немногими исключениями, все непроизвольные движения и действия были сначала произвольными и только вследствие более или менее долгого в них упражнения обратились в привычку, и вследствие лишь того могут исполняться автоматически, непроизвольно и даже бессознательно [подсознательно]. Разлагая сложные произвольные действия на их составные части, мы уже замечаем в них присутствие движений непроизвольных, которые вначале были произвольными. Никто, несмотря на прирожденный талант, не может сделаться художником, не овладев сперва техникой искусства; техника же, между прочим, именно и состоит в умении выполнять быстро и отчетливо, и притом по привычке не думая, бесчисленное множество движений, необходимых для возможно совершенного воспроизведения художественного образа, звука и т. п. Если бы в каждое мелочное движение, при беспрестанных его повторениях, вносились и сознание и воля, то человек не мог бы выполнить ни одного сколько-нибудь сложного и быстрого действия; оно потому и возможно, что входящие в его состав отдельные движения выполняются непроизвольно, по привычке; а чтобы приобрести такой навык, необходимо выучиться этим движениям, то есть бесчисленное множество раз проделать их с намерением и сознательно. Внимательно следя за постепенным развитием человека с младенчества, нетрудно заметить, что его речь, физиономия и манеры образуются из бесчисленного множества отдельных, сначала произвольных движений, которые мало-помалу обратились в непроизвольные и бессознательные [подсознательные]; потому-то мы и узнаем по ним, как по признакам, психические свойства и нравственную биографию человека. <…> Но в то же время непроизвольные действия так целесообразны, носят на себе несомненную печать психического происхождения, наконец, они до того кажутся рассчитанными, обдуманными, предумышленными, что невольно возбуждается сомнение, не следует ли отнести и их к явлениям психическим, так как нет внешнего мерила для различения их от действий произвольных. <…> Никакого особого своего содержания произвольная деятельность и не имеет и иметь не может, точно так же, как нет и не может быть чистой, безусловной произвольности, или так называемой безусловной воли. Свободный почин души — единственная черта, которою произвольная деятельность отличается от других явлений — вполне обусловливается наличными в душе мыслями, понятиями, представлениями, как непроизвольная деятельность обусловлена вызывающими ее невольными побуждениями и толчками. То, что не содержится в душе в виде мысли, представления, понятия, не может, ни в каком случае, быть обращено произвольным актом души в мотив деятельности. Этого мало. В развитии и действиях своих, свободный почин души ограничен ее привычками, прирожденными наклонностями, способностями, свойствами и тому подобными положительными данными. Переходя в объективный или реальный мир, произвольная деятельность ограничена его законами, с которыми должна сообразоваться и которых ни отвергнуть, ни переступить не может. <…>

Произвольная деятельность предполагает, что вся жизнь души не исчерпывается мыслями, обобщениями и отвлечениями, которые в ней заключены, но имеет, кроме того, еще и особое, независимое от них существование. Следовательно, центр произвольной деятельности должен находиться в самой душе, из нее самой должен идти толчок, превращающий безразличную, холодную мысль в мотив деятельности. Только при таком условии возможно произвольное ее отношение к мыслям, отвлечениям и обобщениям.

…Находясь в теснейшей связи и беспрерывном взаимодействии с материальными условиями своего существования, психический организм непрерывно испытывает на себе влияние окружающей среды, которая не может оставаться чуждой ее настроениям и расположениям. <…> Материалисты и реалисты не признают существование психического организма и, подводя все психические отправления под законы механики, глубоко искажают смысл этих отправлений».

Знаменитый математик и физик Джон (Янош) Нейман (1903–1957) в ряде своих работ развил мысль о том, что организм человека и вычислительная машина — это два вида «автоматов». Так, в книге «Общая и логическая теория автоматов» (1951) он писал:

«Изучение центральной нервной системы обнаруживает в ней наличие элементов обеих процедур — цифровой и моделирующей. Нейрон передает импульс. По-видимому, в этом состоит основная его функция, хотя последнее слово относительно этой функции и о том, ограничивается ли ею роль нейрона в центральной нервной системе, еще далеко не сказано. Нервный импульс в основном подчиняется принципу «включено — выключено», «все или ничего», и его можно сравнивать с двоичной цифрой. Таким образом, наличие цифрового элемента очевидно, но также очевидно, что это еще не все. Многое из того, что происходит в организме, обусловлено не явлениями этого рода, а зависит от общего химического состава крови и других гуморальных сред [гуморальные среды — жидкость, лимфа, тканевая жидкость]. Хорошо известно, что в организме имеется множество сложных функциональных цепей, в которых переход от первоначального раздражения к конечному эффекту осуществляется через целый ряд этапов; некоторые из этих этапов являются нейронными, т. е. цифровыми, другие гуморальными, т. е. моделирующими. Цифровые и моделирующие участки такого рода цепи могут различным образом чередоваться. В некоторых случаях этого типа цепь может фактически иметь обратную связь «на себя», т. е. стимул на ее выходе может в свою очередь оказывать воздействие на ее начальный вход.

Хорошо известно, что такие смешанные (частично нейронные, а частично гуморальные) цепи обратной связи могут порождать весьма важные процессы. Так, механизм, поддерживающий постоянство кровяного давления, является механизмом смешанного типа.

Нерв, который воспринимает давление крови и сигнализирует о его величине, осуществляет это в виде последовательности нейронных импульсов, т. е. цифровым способом. Мышечное сокращение, вызванное этой системой импульсов, можно описать как результат наложения многих цифровых импульсов. Однако влияние этого сокращения на ток крови является гидродинамическим и, следовательно, моделирующим. Воздействие изменившегося давления на нерв, сигнализирующий о давлении крови, замыкает кольцо обратной связи, и в этом месте моделирующая процедура вновь превращается в цифровую. Следовательно, в этом пункте аналогия между живыми организмами и вычислительными машинами явно не полная. Живые организмы являются очень сложными — частично цифровыми, а частично моделирующими — механизмами. Вычислительные же машины, по крайней мере, в том виде, какой они имели до настоящего времени (и из которого я исхожу в настоящем изложении), являются чисто цифровыми. <…>

Нейроны, — считает Нейман, — вполне допустимо рассматривать как электрические органы. Раздражение нейрона, развитие и протекание его импульса, а также воздействие этого импульса на синапс — все это может быть описано электрически». Нейрон и электронная лампа, рассматриваемые как «черный ящик», служат примерами того, что принято обозначать терминами «переключательный орган» или «релейное устройство». Основными переключательными органами живых организмов являются нервные клетки (нейроны). Основными переключательными органами вычислительных машин старого поколения служат электронные лампы; в современных машинах переключательные органы представляют собой полупроводниковые приборы.

Функцию памяти в вычислительных машинах выполняют различного класса запоминающие устройства, емкость памяти которых зависит от класса машин. «Наличие запоминающего устройства (или, возможно, нескольких устройств) в нервной системе, — пишет Нейман в работе «Вычислительная машина и мозг» (1956), — это вопрос догадок и предположений…»

Исходя из предположения, что память содержится в нервной системе, Нейман выполнил оценку «емкости» памяти у человека по аналогии с расчетом «емкости» памяти искусственных автоматов — вычислительных машин. Память способна хранить определенное максимальное количество информации, а любая информация всегда может быть преобразована в некоторую совокупность двоичных единиц — битов. «Принимая общее число нервных клеток за 10¹⁰ и допуская, что при соответствующих условиях каждая из них является по существу рецептором (внутренним или внешним), получаем, — пишет Нейман, — суммарный вход в 14?10¹⁰ битов в секунду» (каждый стандартный рецептор может воспринимать 14 различных цифровых выражений в секунду).

Принимая далее допущение (в пользу которого есть некоторые свидетельства), что в нервной системе ничего по-настоящему не забывается, иными словами, однажды полученные впечатления могут лишь уходить из основных областей нервной деятельности, т. е. из центра внимания, но не изглаживаться окончательно, можно получить оценку для всей продолжительности нормальной человеческой жизни. Принимая ее за 60 лет ? 2?10⁹ секунд, получаем (при принятых допущениях) необходимую емкость памяти примерно в 14?10¹⁰ х 2?10⁹  = 2,8·10²⁰  битов. Безусловно, цифра астрономическая. Реальна ли она, если считать, что памятью обладают нервные клетки?»

Д. Вулдридж, известный английский физик, в книге «Механизмы мозга» (1965) и анализирует вопрос о том, существует ли реальная возможность у мозга хранить информацию, которую мы получаем в течение всей жизни. То, что эта информация где-то хранится, подтверждают уже давно распространенные в литературе сообщения о феноменальных проявлениях памяти в состоянии гипноза. «Одно такое сообщение, — пишет Д. Вулдридж, — обсуждавшееся на нескольких симпозиумах, посвященных исследованию мозга, касается 60-летнего каменщика, который в состоянии гипноза мог описать отдельные кирпичи в стене, выложенной им в возрасте между 20 и 30 годами. Наличие описанных им в гипнозе неровностей на поверхности кирпичей можно было проверить, и они оказались там на самом деле! Еще один случай, приводимый психологами, касается взрослого человека, которого просили вспомнить некоторые подробности классной комнаты, где он сидел в возрасте 6 лет. Вначале он не смог этого сделать даже в состоянии гипноза, но легко описал нужные детали, когда гипнотизер внушил ему, что ему снова 6 лет!

Такого рода намеки на сохранение в мозгу постоянной записи прошлых событий, далеко превосходящей по полноте то, что мы обычно можем воспроизвести сознательно, заставил некоторых исследователей серьезно отнестись к возможности того, что все… данные, которые мы получаем на протяжении нашей жизни, полностью сохраняются где-то в памяти».

Согласно выполненным Нейманом расчетам, емкость памяти должна составлять у человека ~2,8?10²⁰ битов информации. Если для записи одного бита, — пишет Вулдридж, — требуется один двухпозиционный переключатель, то это означает, что на каждый нейрон в нервной системе приходится объем памяти, эквивалентный 30 миллиардам таких переключателей». Поскольку указанное число для одного нейрона является фантастическим, то Вулдридж, желая спасти идею о том, что сознание есть продукт деятельности мозга, сделал попытку уменьшить это число. Для этого он ограничил расчет количеством информации, доставляемой одними лишь сенсорными рецепторами. «Большая часть нашей входной информации, — пишет в связи с этим Вулдридж, — приходится на долю зрения; емкость памяти, вычисленная на основе данных об электрической активности волокон зрительных нервов, не слишком отличалась бы от той, которая требуется для записи всех входных раздражителей. Если число рецепторов в сетчатках обоих глаз принять равным 2 миллионам, среднюю частоту выходного сигнала раздражаемого нейрона сетчатки — 14 импульсам в секунду и продолжительность жизни — 2?10⁹ секундам, или 60 годам, то необходимая емкость памяти составит уже всего 6?10¹⁶ битов, что соответствует 6 миллионам двоичных элементов памяти на каждый нейрон. Это число, хотя оно и значительно меньше полученного фон Нейманом, все же кажется нам малоутешительным», поскольку наша память хранит значительно больший объем информации, чем принято в данных расчетах.

Тогда возникает вполне естественный вопрос: служит ли основным элементом памяти нейрон? Ведь это возможно лишь в том случае, если число битов хранимой информации меньше числа нейронов в головном мозгу. Как видно из вышесказанного, это требование удовлетворить невозможно.

«Нам совершенно неизвестен, — пишет Вулдридж, — механизм образования следов памяти на микроскопическом нейронном уровне. Не удалось даже идентифицировать какой-либо участок головного мозга, который, подобно запоминающему устройству электронной цифровой вычислительной машины, можно было бы с уверенностью признать местом хранения информации; ни одному хирургу еще не удалось с помощью скальпеля «удалить» воспоминание об отдельном событии или программу какого-либо определенного навыка».

Что касается речи, которой обладает только человек, то, как показали многочисленные хирургические операции, удаление участков мозга в так называемой «речевой» зоне коры не вело к существенному расстройству речи. Центр, связанный с управлением речью, считает известный нейрофизиолог доктор Вильдер Пенфилд (1891–1976), располагается в стволе мозга (в центральной части таламической области). Ни результаты электрического раздражения, ни наблюдавшиеся последствия естественных поражений мозга или хирургического давления его частей не дают сведений о том, где же хранится память о различных словах и в каких нейронах записана программа языковых синтаксических отношений. Нарушение процесса изложения смысловой речи ряд ученых связывают с какого-то рода «поломкой» мозговых устройств.

Пенфилд, анализируя клинические исследования мозга, выполненные им и его коллегами в Монреальском неврологическом институте (США), пишет в книге «Речь и мозговые механизмы» (1964): «Если существует переход между мышлением и мозгом, то при всяком речевом общении этот переход происходит дважды.

Очевидно, что-то происходит при переходе от сознания к мозговым механизмам говорящего и от мозговых механизмов слушателя к его сознанию», т. е. существует граница между мозгом и мышлением. «Этой границы, по объяснению некоторых философов, вовсе не существует. Но для нейрофизиолога такая действующая граница, бесспорно существует. Физиологические методы все больше приближают его к этой границе, но тут он приходит в тупик и выйти из этого тупика с помощью современных методов нейрофизиолог не может. Если он будет утверждать, что распространение нервных импульсов по определенным ганглиозным структурам и мышление — одно и то же, то он не много добавит для будущей работы, за исключением того, что лишит себя полезной терминологии.

Любой человек, применяющий дуалистическую терминологию, говорит о двух элементах живого сознательного человека: теле и душе, мозге и мышлении, электрической энергии, проводимой по интегративным путям полушарий мозга, и сознательной мысли; живой машине и духе [душе]…

Необходимость (которую чувствуют многие ученые) обращения к дуалистическим концепциям разума и тела выражена известным анатомом С. Ж. Херриком (1955) следующим образом: «Проблема мысли и тела, — писал он, — никогда не будет разрешена путем игнорирования таких больных вопросов, как дух и материя…

Имеются и две другие гипотезы: во-первых, существует точка зрения, когда-то настойчиво проповедовавшаяся епископом Беркли, что материя не существует вне восприятия мыслью человека или мыслью бога. Во-вторых, существует противоположная точка зрения, именуемая материалистической. Для тех, кто придерживается последней, не существует души, и разум человека следует объяснять только механизмами мозга. <…>

Ученики Ивана Павловна надеются, что условные рефлексы…

могут служить для материалистического объяснения мышления».

В настоящее время наиболее важная часть исследований в России посвящена условным рефлексам, но это еще не решает проблемы.

«В конечном счете то, что мы ищем, — пишет Пенфилд, — это раскрытие тайны, которая хранится с незапамятных времен…

В научной медицине нет места для недоказуемых гипотез. Мы должны удовлетворяться изучением человека и животных научным методом, пользуясь языком «делового здравого смысла». Это — язык дуализма.

В настоящее время у нас нет оснований для научного объяснения отношений между мышлением и мозгом… И если когда-нибудь наступит день, когда научный анализ тела и мозга решит «тайну», то люди, искавшие истину со всей искренностью, будут одинаково рады: убежденные материалисты и дуалисты, ученые и философы, агностики и верующие. Безусловно, никто не должен бояться правды».

В течение длительного времени предполагалось, что мозговая кора является высшим органом и что деятельность сознания совершается здесь. Совершенно очевидно, что в мозгу находится центральный координирующий и интегрирующий механизм. «Если эта «машина» [мозг] во всем сходна с другими машинами, то в ней должно быть место, в котором происходит конвергенция [схождение] потока сенсорных импульсов; должно быть место, из которого выходит поток моторных импульсов, приводя в движение обе руки, выполняющие симультанное [одновременное], планированное действие; должны быть нейронные цепи, в которых деятельность обоих полушарий каким-то образом суммируется, — цепи, активация которых делает возможным такое сознательное планирование. Исходя из определенной философской точки зрения, можно сразу же отказаться от изложенного выше предположения. Так как никто не знает природу психической деятельности, так же легко представить… что она зависит от центрально расположенной зоны, где нейронная деятельность суммируется и окончательно интегрируется… Имеются доказательства, указывающие на то, что центральная интеграция действительно имеет место».

В 1936 г. Пенфилд на основе клинических исследований сделал следующее заключение: «Имеются данные о наличии уровня интеграции в центральной нервной системе более высокого, чем интеграция, которую можно найти в мозговой коре… Необходимая основа сознания лежит вне мозговой коры, возможно, в диэнцефалоне [гипоталамической области]…

Высший уровень интеграции, описанный Хьюлингом Джексоном [известным английским неврологом], локализуется не в лобных долях, как он считал, а в диэнцефалоне и мезенцефалоне», т. е. центральная интегральная система расположена в верхних отделах мозгового ствола (рис. 5.2). При поражении центрэнцефалической системы сознание человека выключается.

При раздражении электродами определенных частей головного мозга, по наблюдениям Пенфилда и его коллег, у некоторых больных возникали переживания «уже виденного» («deja vu») и «уже пережитого» («deja vecu»). Например, у одной больной при воздействии электродов возникало ощущение того, что эта операция уже производилась раньше, и она даже знает, что будет хирург делать дальше. Другой больной стало казаться, что сейчас она рожает ребенка, причем окружающие предметы и события точно соответствуют тому, что окружало больную при действительных родах. «Обычно, — пишут Пенфилд и Робертс, — когда раздражение во время оперативного вмешательства вызывает у больных реакцию, отражающую прошлый опыт, сам больной считает, что его ответ — это нечто, имевшееся в прошлом опыте. В то же время больной может вполне осознавать тот факт, что он лежит на операционном столе. Таким образом, больной в состоянии размышлять, говорить об этом двойственном представлении и рассматривать его как странный парадокс.

Молодой человек И. Т. (Пенфилд и Джаспер, 1954, с. 136), недавно приехавший со своей родины, Южной Африки, восклицал во время раздражения верхней поверхности правой височной доли: «Да, доктор! Да, доктор! Вот я слышу смех людей — моих друзей — в Южной Африке». После прекращения раздражения больной мог обсуждать свое двойственное переживание и выражать удивление, так как ему казалось, что он был со своими кузинами у них дома, где он смеялся вместе с двумя молодыми девушками. Он не помнил, над чем они смеялись… По крайней мере, для больного вся сцена была так ясна, как если бы он закрыл глаза и уши и буквально через 30 секунд после этой сцены воспроизвел бы всю сцену «по памяти». Все то, что он видел, слышал и его личная интерпретация — было воспроизведено при приложении электродов.

Важно, однако, что во время воспроизведения прошлого переживания у больного не было побуждения говорить со своими кузинами; и он обращался к «доктору», находившемуся в операционной… Больные никогда не считали подобный опыт воспоминанием. Им представлялось, что они как будто вновь слышат, вновь видят — вторично переживают моменты прошлого…

Одна больная слышала рождественскую песню на своей Родине в Голландии. Ей казалось, что она находится в церкви и что она так же растрогана красотой окружающего, как это было в сочельник, несколько лет назад.

При описываемых реакциях на электрическое раздражение не бывает неподвижных образов. «Вспышка пережитого» имеет значительные зрительные и слуховые компоненты. Они всегда развертываются в виде зрительных и звуковых ощущений, а также, хотя и редко, в виде ощущения положения тела.

Когда электрод нейрохирурга случайно активирует пережитое в прошлом, то переживание развертывается от момента к моменту.

Это несколько сходно с магнитофонной записью или с лентой кинофильма, на которой запечатлено все то, что однажды пережил индивидуум… Лента времени в таком фильме, проходя вперед, следует от начала к концу, никогда не движется назад, даже если она воскрешалась из прошлого. Представляется, что лента движется вперед с тем же неизменным шагом времени… Пережитое в прошлом воскрешается до тех пор, пока приложены электроды.

Оно не останавливается, не возвращается назад, не перекрещивается с другими периодами. Когда электроды убирают, переживание останавливается так же внезапно, как и началось.

Прервав раздражение и вскоре повторив его в той же или соседней точке, можно иногда повторить какой-либо кусок ленты. В этом случае каждый раз ответ начинается с того же момента времени». Наличие «вспышек пережитого в прошлом» указывает на то, что запечатленное в памяти сохраняется на длительный период времени. Пенфилд высказывает предположение, что подобно ленте кинофильма, содержание записи проецируется на экране человеческого сознания, а его дубликат, созданный прохождением потенциалов по постоянно меняющимся кругам конечной интеграции, запечатлевается во временной последовательности между предыдущими и последующими событиями, совершенно точно в мозгу человека.

Профессор Берлинского университета Герман Эббингауз (1850–1909) в книге «Основы психологии» (1912) писал: «Головной мозг является центральным органом чисто телесных и недуховных процессов». Носитель же духовной жизни, как совокупность всего содержания сознания, называется душой. «Только совершенный педант будет этим смущаться и стремиться даже совсем изгнать это слово из психологии… В тесной зависимости от воззрения на душу, как на существо неделимое и простое, находится и мысль о связи души с мозгом, связи, ограниченной одною лишь точкою или — самое большее — точно ограниченною небольшой областью. Действительно, трудно себе представить отношения между простым [душою] и пространственно столь обширным органом, как мозг, на протяжении всей его массы… Дело поэтому представляется так, что душа — самое большее — может находиться только в одном непротяженном элементе тела, в одной его точке, влиять на него и воспринимать от него воздействия. Как следует представлять себе внутреннее строение мозга, чтобы оно могло целесообразно служить находящемуся где-то в нем седалищу души?

Образно говоря, оно должно было бы походить на карту железных дорог Франции. Это значит, что нервные пути должны с известною определенностью указывать на один и тот же центр, в котором они сходились бы и из которого исходили бы. <…>

Далее, как должен был бы функционировать мозг в случае существования в нем седалища души? Очевидно, с разрушением этого определенного места или заполнения его иной тканью, вместо нормальной, вся душевная жизнь в ее зависимости от тела совершенно прекратилась бы; повреждение же всех остальных мест имели бы лишь маловажное значение и лишь постольку, поскольку они прерывали бы связь с определенными периферическими органами».

Действительно, многочисленные клинические данные о последствиях крупных травм мозга, его повреждений во время войн, врожденные аномальные случаи демонстрируют относительно малую чувствительность умственных способностей к обширным повреждениям мозга.

Интересное исследование провел профессор нейрофизиологии Шеффлдского университета Джон Лорбер («Is your brain really necessary?», 2006, http://www. alternative science.сom/no brainer.htm). Когда один из студентов математического факультета обратился к врачу по поводу незначительного недомогания, то тот заметил, что размер головы студента несколько больше обычного. Врач послал студента к профессору Лорберу на обследование. Студент отличался хорошей успеваемостью и имел коэффициент интеллекта (IQ) 126. Выполненное Лорбером сканирование мозга показало, что у пациента практически отсутствует мозг: вместо двух больших полушарий в черепной коробке был обнаружен слой церебральной ткани толщиной менее 1 мм, покрывающий верхнюю часть позвоночного столба. Студент страдал гидроцефалией — нарушением циркуляции спинномозговой жидкости, когда последняя вместо того, чтобы циркулировать вокруг мозга и затем поступать в кровь, оказывалась запертой внутри черепной коробки. Как правило, подобная патология приводит либо к смерти в первые месяцы жизни ребенка, либо к серьезной умственной неполноценности. Однако этот студент жил совершенно нормальной жизнью, закончил университет и даже достиг определенных успехов в математике.

Подобные случаи не так уж редки. Так, в 1970 г. в возрасте 35 лет скончался житель Нью-Йорка. В свое время он закончил школу (без особых академических достижений). Работал консьержем, обслуживал систему отопления дома, любил читать прессу и пользовался уважением хозяина и жильцов дома. Когда произвели вскрытие трупа для определения причины преждевременной смерти, то было обнаружено отсутствие у этого человека мозга.