Нередко задают вопрос: какой процент мозговой ткани участвует в работе? Я бы ответила – близкий к 100, и чем ближе, тем лучше. Только не все зоны участвуют в деятельности всегда. Богатство мозга – это его кажущаяся избыточность. Кажущаяся. Чем больше вовлекается мозг в деятельность, тем ярче человек, тем менее избиты его ассоциации. А уж талант!..
Еще сложнее с гением. Его мозг устроен так, что правильное решение идет по минимуму внешней информации, минимуму и количественному, и по уровню ее над шумом. Но это еще не все. Этим механизм гениальности не исчерпывается. Гениальный человек обладает своей биохимией мозга, определяющей легкость ассоциаций, и, вероятно, многим другим «своим».
В изучении нейрофизиологии мышления человека полнее всего сейчас исследованы перестройки частоты импульсной активности нейронов. Используются для этого разные методы извлечения полезного сигнала из шума: изменений частоты, связанных с деятельностью, на фоне того, что происходило до этого, и при анализе активности совокупности нейронов – их физиологического шума. Шум – это «щетки» разрядов нейронов, отражающие наиболее вероятно активность нейронов, более далеко расположенных от электрода, чем первые, «исследуемые», и все же в непосредственной близости к нему. Привычнее для всех метод постстимульной гистограммы (ПСГ). Как она выглядит? По-разному, в том числе и при психологических тестах. Долгие годы работы с ПСГ позволяют уже по минимуму информации делать какие-то предположения. Допустим, мы знаем, что ПСГ построена на основе накопления динамики импульсной активности, записанной при выполнении обследуемым лицом множества психологических проб. Известна также точка отсчета – начало психологических проб, предъявление первого сигнала (единственного, если он один). Что тогда? На ПСГ может быть – или не быть – коротколатентный всплеск, увеличение или уменьшение частоты разрядов через 100–200 мс после сигнала. По-видимому, данная точка отзывается на физические характеристики стимула.
Тест «Детекция семантических и грамматических признаков речи». Пациент Под. Нейронная популяция в 4-м поле коры правого полушария. Внизу – локализация популяции и пример оригинальной записи импульсной активности нейронов (ИАН). Справа – ПСГ частоты ИАН в данной зоне мозга при выполнении теста. По оси абсцисс – время, каждая точка – 100 мс. По оси ординат – отклонение текущей частоты разрядов нейронов в каждом бине от среднего уровня. Вертикальный точечный пунктир – экспозиция стимулов. Черным на ПСГ обозначены уровни значимости отклонения частоты разрядов в каждом бине от среднего уровня; p < 0.01. Под ПСГ – уровни достоверности различий, наиболее длинный штрих – p < 0.001
Постстимульная гистограмма выглядит как более или менее гористая местность, часть горных вершин которой может быть покрыта, ну, скажем, искусственным снегом или углем, кому что нравится, – таким образом отражается авторами высокая достоверность (вероятность) развивающихся событий. Естественно, достоверность можно отмечать и иначе. Есть в ПСГ и «долины», причем глубина их также отражает степень достоверности развивающихся событий, вероятность их появления в аналогичных условиях. Различие здесь в том, что «гора» развивается при увеличении частоты разрядов, «долина» – при ее уменьшении. То и другое – события, только разного знака: в первом случае активация, во втором – угнетение.
Нельзя сказать, какое из этих событий более важно, хотя вряд ли угнетение (торможение) развивается на стимул в физиологических пределах его интенсивности исходно, как первичный процесс. Важны и знак реакции, и время ее наступления. Значимое увеличение или уменьшение частоты разрядов, наступившее позже, через 300–400 мс после сигнала, по нашим результатам, отражает переработку значения, смысла поступившего сигнала, задания, психологической пробы. Если наблюдаются еще более поздние реакции, тут уж остается гадать: то ли идет подготовка к двигательному ответу и его реализации, то ли продолжается фазовый мыслительный процесс, то ли развивается нейронный запуск эмоциональной реакции. Для исследования нужны опять адекватные психофизиологические подходы.
Можно исследовать ПСГ и тогда, когда обозначен не только первый стимул, но и последующие, и время команды к ответу. Хотя бы также вновь без расшифровки того, какой именно стимул, что именно за ответ задан в условиях задачи… Не все элементы (компоненты) ПСГ могут обнаружиться в каждой точке мозга, да и вообще может ни один из них не обнаружиться, это еще должно повезти. Но, однако, в любом случае при минимуме исходной информации суждение о содержании мыслительной деятельности по частотной динамике импульсной активности невозможно. Были у нас ранние исследования, скорее, лишь опорные, в которых изучалась динамика интервалов между разрядами. И все же кое-что интересное забрезжило в этих наблюдениях. На коротких отрезках записи (секунды, минуты) в словах, имеющих смысловую общность, в словах, которые могли бы быть обобщены каким-то другим одним словом, выявлялись одинаковые интервальные последовательности – из трех и более интервалов.
Тест «Детекция семантических и грамматических признаков речи». Пациент Шик. Нейронная популяция в полях 10 и 46 коры левого полушария. ПСГ частоты ИАН в поле 46 лобной коры левого полушария мозга человека при выполнении теста на детекцию семантических и грамматических признаков речи. Обозначения те же, что на предыдущем рисунке
Для того чтобы подтвердить или отвергнуть смысловое значение интервальных последовательностей, необходима более совершенная методика исследования разрядов нервных клеток, нужно реализовать микроэлектродное отведение разрядов совокупности близлежащих, и не только близлежащих, нейронов. И все же… Можно ли думать, что при этом методическом дополнении удастся расшифровать содержание мыслительных процессов? По крайней мере полностью – вряд ли.
Будем пока надеяться на исследования физиолого-биохимико-биофизических механизмов мозга. Не все еще исчерпано в возможностях, уже имеющихся или принципиально реализуемых. Очень важно дойти до сегодняшней границы в познании мозга, признать границу и, пытаясь разрабатывать новые методы познания, не бояться сказать: сегодня мы еще этого не можем, а иногда и не знаем, как к этому подобраться.
Потенциал сегодняшнего дня в науке о мозге, безусловно, очень велик. Если в течение столетия материалы о различных аспектах функциональной организации мозга накапливались буквально по крупицам и очень многое оставалось в форме предположений, в последнюю его декаду, Декаду Мозга, действительно определились наиболее существенные прорывы в знаниях о мозге человека, о мозговой организации мыслительной деятельности.
Одной из ближайших задач в области изучения мозга является хотя бы разовая унификация психологического аспекта исследований разных лабораторий для получения сопоставимых данных. Попытки сравнения сейчас очень нелегки[12]. Соответственно, если такая международная унификация удастся, можно будет говорить с гораздо бóльшим правом, чем сейчас, о типовых вариантах событий в мозгу, о пределах индивидуальных вариаций, о роли различных внешних и внутренних факторов в мозговой организации этой наиболее человеческой деятельности человеческого мозга – деятельности мыслительной.
В то же время для раскрытия физиологической сущности мозговой нейродинамики необходимы сочетанный подход к изучению мозга с использованием возможностей неинвазивной и инвазивной техник, дополнение данных ПЭТ данными функциональной магниторезонансной томографии (ФМРТ) и другими нейрофизиологическими показателями, причем в последнем случае наиболее глубокий анализ развивающихся в мозгу явлений возможен при дополнении результатов пространственной оценки нейромозаики сведениями о динамике импульсной нейронной активности. В этом случае станет значительно яснее физиологическая сущность того состояния в мозгу, которое высвечивается, в частности, на ПЭТ и обозначается как активация.
