Недавно нейрофизиологам удалось непосредственно наблюдать, как у мышей растут новые нейроны и как они соединяются по мере того, как мыши обучаются выполнять новые задачи. Впечатляет (или раздражает — в зависимости от вашей точки зрения), что удалось стереть у мышей некоторые воспоминания, ослабив конкретные синапсы, и даже искусственно внедрить мышам ложные воспоминания, непосредственно стимулируя конкретные нервные клетки электродами. Воспоминания — это физические сущности, которые находятся у вас в мозге.

Коннектома напоминает политическую карту мира. Такой карты далеко не достаточно, чтобы понимать политику, но знание содержащейся на ней информации — важный аспект более крупной задачи. Имея хорошую карту, всё равно можно заблудиться, но в то же время она может помочь вам добраться домой.

* * *

Одно из важнейших свойств мозга заключается в том, что мозг — не просто серая масса связанных нейронов. Коннектома — это сеть, причём сеть иерархическая; нейроны связаны друг с другом в группы, эти группы также связаны друг с другом, вплоть до целого мозга. Бурная работа сознания, где объединяются различные ментальные модули, работающие на вход и на выход и формирующие человеческое «я», отражается на работе мозга. Каждая из различных зон мозга отвечает за решение собственных задач, но лишь в результате их объединения возникает сознательная личность.

В пользу этого факта свидетельствует ряд доказательств, и некоторые из них были получены при изучении бессознательных состояний: например, когда мы спим или находимся под наркозом. Так, в ходе одного из исследований проводилась слабая магнитная стимуляция отдельных зон в мозге пациента. Затем эффекты сигнала измеряли по мере того, как они распространялись по мозгу. Когда пациент был в сознании, сигнал индуцировал реакции сразу во всём мозге, а в бессознательном состоянии реакции ограничивались небольшой областью поблизости от места первичного стимула. Подобные результаты представляют далеко не только академический интерес: врачи давно пытались ответить на вопрос, полностью ли отсутствует сознание у пациента, находящегося под наркозом или получившего черепно-мозговую травму, либо пациент просто не может двигаться и контактировать с окружающим миром.

Утверждая, что коннектома представляет собой иерархическую сеть, мы подразумеваем, что она обладает некоторой связностью в промежутке от максимальной (каждый нейрон коммуницирует со всеми остальными нейронами) до минимальной (каждый нейрон коммуницирует только со своими ближайшими соседями). Насколько можно судить, коннектома является примером сети из разряда мир тесен (small-world network). Название взято из знаменитого эксперимента о шести рукопожатиях, поставленного психологом Стенли Милграмом. Он обнаружил, что произвольно отобранные жители города Омаха, штат Небраска, связаны с конкретным человеком, живущим в Бостоне, штат Массачусетс, цепочками примерно по шесть прямых знакомств в каждой. В теории сетей принято говорить, что сеть относится к категории «мир тесен», если большинство её узлов не связаны друг с другом, но от любого узла до любого другого можно добраться за небольшое число переходов.

Именно это наблюдается в коннектоме. Нейроны обычно соединяются с близлежащими нейронами, но есть и такие связи, которые простираются достаточно далеко. Структуры из категории «мир тесен» возникают во многих контекстах: между вебсайтами, в электросетях, в системах личных знакомств. Это неслучайно: по-видимому, такая организация оптимальна для решения определённого класса задач, поскольку позволяет выполнять обработку локально, а её результаты быстро распространять по всей системе. Кроме того, такая система устойчива; разрыв нескольких соединений существенным образом не повлияет на её работоспособность. Это отлично подходит для общающихся зон нашего мозга.

О сети из разряда «мир тесен» можно сказать, что она «структурирована в любом масштабе». Это не просто клубок нейронов, соединённый с другими такими клубками. Нет, нейроны объединяются в группы, эти группы объединяются с другими подобными группами, те объединяются в ещё более крупные группы и т. д. Судя по некоторым признакам, такое расположение описывает не только пространственную организацию коннектомы, но и распределение мозговых сигналов во времени. Слабые сигналы срабатывают относительно часто, средние — реже, а очень сильные — относительно редко.

Физики говорят, что системы с подобным иерархическим поведением находятся в критической точке. Этот феномен повсеместно распространён в области изучении фазовых переходов, поскольку система достигает критической точки непосредственно перед переходом из одного состояния в другое. При кипении в воде образуется множество мелких пузырьков, меньше более крупных и т. д. Критическую точку можно считать золотой серединой между скучным порядком и бесполезным хаосом. Как выразился нейрофизиолог Данте Чиалво, «мозг, не находящийся в критической точке, либо каждую минуту делает одно и то же, либо впадает в другую крайность: в нём воцаряется такой хаос, что он в любой момент действует спонтанно, независимо от обстоятельств. Это мозг идиота».

Итак, как в пространственной, так и во временной плоскости найдены доказательства, свидетельствующие о том, что человеческий мозг — это сложная система, максимально эффективно использующая свою сложность. Учитывая, сколь впечатляюще человеческий мозг справляется со сложными задачами, это не должно нас удивлять.

* * *

Мы могли бы изучить мозг в мельчайших деталях, охарактеризовать каждый нейрон и картировать каждое соединение, но всё равно этого бы было мало, чтобы на уровне мозга объяснить существование разума, мыслительной деятельности человека как таковой. Ещё в главе 26 мы говорили о возражениях принцессы Елизаветы против декартовской концепции нематериальной души, взаимодействующей с физическим телом, — возможно, через эпифиз. Как ни интересны были эти возражения, они не позволяют закрыть вопрос окончательно, пока мы не проследим прямую связь между процессами, происходящими в мозге, и нашим восприятием себя как личностей. За минувшие годы психология и нейрофизиология проделали огромный путь именно в этом направлении.

Мы уже убедились, что воспоминания физически зашифрованы в мозге. Поэтому неудивительно, что там же зашифровано и наше чувственное восприятие. В определённом грубом приближении это совершенно верно, что и демонстрируют магнитные поля, фонящие у меня из головы. Однако недавно учёным удалось получить довольно детальные образы того, о чём думают пациенты, просто присмотревшись к работе их мозга. Определив по снимкам МРТ, какие зоны мозга активны, когда испытуемый рассматривает картинки или смотрит видео, учёные могут подобрать шаблон, по которому затем можно восстанавливать образы прямо на основе информации, зафиксированной при фМРТ, то есть не жульничая и не подглядывая, на что именно смотрят пациенты. Это ещё не чтение мыслей — по крайней мере, пока; мы можем выстраивать самые общие представления о том, о чём думает человек, а не воссоздавать те образы, которые возникают у него в голове. Возможно, это просто вопрос времени.

Всё это может показаться неубедительным для истового картезианского дуалиста, желающего верить в нематериальные души. Разумеется, признаёт он, в мозге что-то происходит, когда мы думаем и воспринимаем мир. Но происходит не только это. Переживания, чувства, человеческая душа как таковая — всё это сущности совершенно иного порядка. Возможно, мозг напоминает радиоприёмник. Если изменить или повредить мозг, он станет барахлить, но это не означает, что исходный сигнал возникает внутри самого устройства.

На самом деле эта идея также не выдерживает критики. Если сломать радио, это может повредить приёму: например, нам будет сложнее настроиться на любимую станцию. Однако сама станция от этого не начнёт передавать хэви-метал, если ранее передавала уютный джаз. Напротив, травмы мозга могут изменить личность на самом фундаментальном уровне.