Игорь Губерман - Чудеса и трагедии чёрного ящика
К концу прошлого века завоевала первенство (и вскоре подтвердилась тысячами фактов) теория, согласно которой деятельность мозга – это взаимодействие четырнадцати миллиардов нервных клеток – нейронов. Каждый из них – сам по себе очень сложный орган, пропускающий электрические сигналы, перерабатывающий и рождающий их. Сочетанием и связью цепей нейронов шифруется и воспроизводится все, что знает, умеет, делает и ощущает человек. Как шифруется? Пока неизвестно. Но назначение наших органов чувств – перекодирование в нервные импульсы многообразных сведений из внешнего мира и передача этих сигналов на обработку в мозг по цепочкам нервных отростков-кабелей.
Как перерабатывается в запутаннейших нервных сетях вся эта информация (да плюс еще мириады электрических посылок из внутренних органов), опять-таки пока неизвестно. Поэтому, кстати, и писать о мозге – значит описывать только внешние проявления его работы, лишь в редких случаях поверхностно затрагивая предположительный механизм их создания.
Мозг моделирует мир. Человек уже давно пользуется тысячами моделей в своей повседневной практике. Речь, записанная на магнитофонную пленку, – довольно полная модель выступления. Однако остаются не отраженными мимика, жесты, движения оратора. А если снять немое кино, получится модель выступления, страдающая неполнотой другого вида. Озвученный кинофильм будет более полной моделью. Характеристики движения, расчеты и чертежи самолета – его инженерная, конструкторская модель. А преимущество, модели объемной, проходящей испытания в аэродинамической трубе, – другой набор его свойств. Выбрав систему координат, от которых будет вестись отсчет, можно набором чисел создать модель положения человека в пространстве. А другой набор чисел отразит тогда его движение. Законы микромира – это описательная модель устройства атома, все более полная по мере роста наших знаний об этой неисчерпаемой области. Законы, события и факты истории – словесная модель социального развития человечества. Модель может ничем не походить на свой прообраз. Так, незримый электрический ток не имеет внешне ничего общего с мощной и своевольной рекой, но законы гидравлики можно промоделировать с помощью электрических цепей.
Мозг моделирует мир. Переводя все услышанное, увиденное – словом, все уловленное из внешнего мира на неведомый пока «нейронный язык», мозг создает какие-то очень полные, удивительно глубокие и всесторонние образы, модели явлений, вещей, событий и действий: Внутренние приборы сообщают мозгу данные о положении и состоянии всех частей нашего тела и помогают составлять мысленные модели движений и состояний. Оперирование с тысячами (если не с миллионами) таких моделей и есть величайшая пока загадка мышления, творчества, памяти, действий, движений и поступков.
Факты и наблюдения надежно подтверждают справедливость нейронной теории, ее правдоподобное соответствие возможным законам устройства черного ящика. Задача исследователей последующих поколений, казалось бы, ясна и определенна (что не умаляет, естественно, величайших ее трудностей): изучать законы взаимодействия отдельных нейронов и целых специализированных образований, познавать и моделировать работу единичной клетки, и тогда когда-нибудь (работы – на века!) появится стройная картина устройства мозга и возможность создать его искусственную копию. Однако уже возникла – а значит, не исчезнет до выяснения – одна совершенно новая идея.
Дело в том, что миллиарды нейронов не одиноки в коробке черепа. Более того – стороннему наблюдателю, непрофессионалу мозг показался бы состоящим вовсе не из нейронов, а из массы так называемых глиальных клеток, в которые только вкраплены скопления нейронов. Глия – так называется масса этих клеток (их раз в десять больше, чем нейронов). Наука уже давно приписала этим клеткам роль пассивных участников мозгового обмена веществ и как бы соединительной ткани, чисто механически поддерживающей скопления нейронов. Не правда ли, подозрительно жалкое назначение для гигантского количества клеток, помещенных в самом важном центре живого организма? Объясняется это пренебрежение к глии чисто человеческим, очень понятным отношением к темной и неразрешимой проблеме: махнемка на нее пока рукой, истина здесь отыщется не скоро, ибо неясно даже, как подступиться. А между тем уже лет сто как высказана прозорливая мысль, что «глия есть носитель разума, потому что размеры ее возрастают от низших животных к высшим». Согласитесь – это убедительная логика. Еще один довод: деятельность нейронов измеряется в тысячных и сотых долях секунды, самое наглядное проявление их работы – посылка, передача или временная задержка короткого электрического сигнала-импульса. А где же хранится необъятная наследственная информация: инстинкты, навыки, системы обработки сигналов, врожденные модели поведения? Не глиальные ли клетки служат хранилищем всех этих программ, организуя и направляя кратковременную работу нейронов? Клетки глии плотно окружают структуры нейронов, тесно прилегают к телу каждой клетки, они явно в состоянии оказывать на нее гигантское влияние. Не они ли хранят архивы нашей памяти? Ведь нейронная теория не в состоянии объяснить пока факт запоминания единого даже слова, буквы, числа. Не является ли миллиардоклеточная глия программой вычислительной машины, в которой нейроны – не главные и единственные, а рядовые рабочие элементы? С помощью химических веществ – шифрованных посланий от глиальных клеток – цепи нейронов могли бы точно исполнять хранимые в глии инструкции.
Гипотеза эта (ультрановая, но, как водится, имеющая предков – гениальные отдельные догадки давних лет) пока висит в воздухе. Неизвестно, как исследовать неразговорчивые глиальные клетки. Самые ближайшие годы могут принести науке о мозге потрясения, равные появлению в физике теории относительности.
* * *Печальные слова одного известного ученого: «К несчастью, в биологических науках – по крайней мере в психиатрии – мы имеем дело с чуждой или даже враждебной машиной. Мы не знаем точно, что может делать машина, и заведомо не знаем ее плана».
Нельзя пройти мимо расстройств в работе черного ящика. Нельзя, потому что срывы этого изумительно налаженного механизма приносят исследователям сведения, которые нормально работающий мозг доставить не в состоянии. Конструктор, изучающий какой-нибудь сложный прибор, сам разбирает его и разлаживает, чтобы обнажить устройство и обнаружить принцип действия отдельных систем.
Так появилась вторая половина названия книги. Но в каких тонах писать о трагедиях черного ящика? Сдержанно, приглушенно, ханжески соболезнующе?
Нет! Не в притушенном, вроде бы стыдящемся тоне, как у постели больного, – надо говорить о сдвигах психики по-деловому, как спорят инженеры над машиной с расстроенными характеристиками. Тем более, что уже намечаются способы приведения ее в порядок.
И осталось только вынести в предисловие одну мысль, очень важную в любом нашем дальнейшем маршруте.
* * *Последние десятилетия в связи с интересом к науке, судьбам ее идей и их творцов получили широкое хождение туманные, притчеобразные изложения трагедии Галилео Галилея. В поведении Галилея усматриваются разночтения, насчитывающие несколько вариантов. По первому (наиболее распространенному) Галилей вслух ради безопасности отрекся от своих идей, но смысл его дальнейшей работы определялся фразой: «Все-таки она вертится». Другие авторы утверждают, что, мягко и вовремя предупрежденный, Галилей более никогда не возобновлял крамольные изыскания, а вполголоса сказанная в сторону знаменитая фраза – не более чем кукиш, спрятанный в кармане для компенсации морального ущерба и вымещения безвыходного гнева. Третьи вообще утверждают, что эту фразу сказал не Галилей, а один из инквизиторов, которые уже в то время отличались полным пониманием происходящего, но считали, что возглашение истины несвоевременно, ибо послужит поводом к пересмотру других незыблемых основ. Четвертые считают, что главное – положить начало: высказать идею о вращении Земли, а потом, спасая жизнь, можно отрекаться спокойно и насовсем, уповая на время, которое неминуемо и неодолимо возродит и продолжит истинное, ибо ложь преходяща, а механизм инквизиции – тоже не вечный двигатель (последний образ заимствован мной у польского сатирика Леца, много размышлявшего над современными проблемами).
Читая книги об этапах познания мозга, легко обнаружить, что каждый, кто открывал в этом поиске новую дорогу, также обладал (вынужден был обладать), кроме таланта, еще и огромным личным мужеством. Оно было связано с разными обстоятельствами, но присутствовало всегда. В науке о мозге, во всех ее частях, как ни в какой другой области естествознания, все проблемы чисто академические особенно тесно сцеплены с их общечеловеческими, социальными проявлениями, с воззрениями и предрассудками общества. Поэтому вместе с добытыми знаниями ведущие исследователи всегда незримо передавали эстафету обязательной отваги.
