Эти потрясающие открытия позволяют установить связь между состоянием нейронов и психики, однако говорить о причинах и следствиях пока не приходится. Одна из самых сложных задач, стоящих перед нейробиологами, именно такова: доказать, что тот или иной рисунок деятельности мозга является причиной того или иного ментального состояния. Практически все неинвазивные методики нейровизуализации позволяют говорить о корреляции, но не о причине и следствии, поскольку сводятся к пассивному наблюдению за корреляцией мозговой активности и ментального состояния. Правда, мы все-таки располагаем двумя методиками безопасной стимуляции человеческого мозга, причем безопасным и обратимым образом.
Мозговую активность у здоровых участников эксперимента мы можем возбудить с помощью метода транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС). Этот метод был впервые открыт в начале XX века71, а распространился позже, с появлением современных технологий72, и сегодня используется повсеместно (рис. 23). Работает он так. На верхнюю часть головы человека помещают электромагнитную катушку. Аккумуляторная батарея внезапно пропускает по катушке сильный разряд электрического тока. Возникает магнитное поле, которое проникает в голову и провоцирует разряд в «перспективной точке» коры головного мозга. Как гласит инструкция по технике безопасности, методика совершенно безболезненна и сопровождается лишь щелкающим звуком и — изредка — неприятным подергиванием мускулатуры. С помощью ТМС можно простимулировать практически любую область коры здорового мозга с точным соблюдением любых сроков.
Рисунок 23. Транскраниальная магнитная стимуляция используется для вмешательства в работу человеческого мозга и для воздействия на сознательный опыт. Первыми эту методику предложили С.П. Томпсон (1910, слева) и С.И. Магнуссон и Х.С. Стивенс (1911, посредине). Сегодня метод ТМС значительно упростился и обходится дешевле (справа). Под воздействием создаваемого аппаратурой магнитного поля в коре головного мозга возникает электрический импульс, который может нарушить процесс восприятия или даже породить иллюзорный опыт, например заставить человека «увидеть» вспышку света. Эксперименты такого рода служат доказательством существования причинно-следственной связи между активностью мозга и сознательным опытом
Еще большей точности позволяет добиться стимуляция нейронов посредством электродов, помещенных в мозг. Конечно, этот вариант используется только с больными эпилепсией, болезнью Паркинсона или двигательными расстройствами — во всех этих случаях врачи все чаще вживляют в мозг электроды для диагностики. С согласия пациента на эти провода можно подать небольшой разряд тока, синхронизировав его со внешними стимулами. Можно даже подать разряд во время хирургической операции. Болевых рецепторов в мозгу нет, и потому электрическая стимуляция не наносит вреда и может очень помочь в выявлении особо важных участков, к которым нельзя подпускать скальпель — например, областей, отвечающих за речь. Во многих больницах мира эти жутковатые эксперименты во время операции успели стать обычным делом. Пациент лежит на операционном столе, кусок черепа вскрыт, но человек остается в сознании и подробно описывает свои ощущения всякий раз, когда подается небольшой разряд в строго определенный участок мозга.
Эти исследования дают потрясающие результаты. Эксперименты со стимуляцией человеческого мозга и мозга обезьян-приматов показали наличие прямого причинного отображения, существующего между состоянием нейронов и сознательным восприятием. Одна лишь стимуляция нейронных цепей в отсутствие каких-либо событий объективной реальности способна вызвать сознательное субъективное ощущение, содержание которого будет зависеть от того, какая цепочка была затронута при стимуляции. Так, транскраниальная магнитная стимуляция зрительной коры в полной темноте создает у пациента ощущение света, так называемый зрительный фосфен: сразу после разряда перед глазами у пациента появляется неяркое пятно света, местоположение которого зависит от точки стимуляции. Перемещаем электромагнитную катушку вбок, к области MT/V5, отвечающей за движение, и ощущение вдруг меняется: теперь участник эксперимента сообщает, что чувствует стремительное движение. Таким же образом можно вызвать и цветовые ощущения.
Фиксируя данные нейронной активности, мы давно установили, что каждый параметр зрительного образа имеет привязку к определенному участку зрительной коры. Нейроны, находящиеся в различных секторах затылочной коры, реагируют на форму, движение или цвет. Исследования с использованием стимуляции показывают причинно-следственную связь между активностью этих нейронов и соответствующими ощущениями. Направленный разряд в любое место этой области даже в отсутствие реального образа способен вызвать небольшой всплеск осознания таких свойств, как освещенность или цвет.
Вводя электроды в мозг, можно добиться еще более направленной стимуляции73. Подадим разряд на электрод, расположенный над вентральной областью зрительной коры — участком, отвечающим за распознавание лиц, — и у человека возникнет субъективное ощущение, будто он увидел лицо. Сдвигаемся вперед, стимулируем переднюю височную долю — и у пациента возникают сложные воспоминания из прошлого. Так, один пациент ощутил запах подгоревшего хлеба, а другой услышал, как играет симфонический оркестр. У некоторых пациентов наблюдались еще более сложные и невероятно яркие состояния, напоминающие сон: люди видели, как они рожают, дрожат от страха, когда смотрят фильм ужасов, или возвращались к эпизоду из собственного детства, который их память воспроизводила с точностью, достойной Пруста. Канадский нейрохирург Уилдер Пенфилд, первым отважившийся на проведение подобных экспериментов, пришел к выводу, что в микроцепочках нашей коры хранятся спящие воспоминания о крупных и мелких событиях нашей жизни и что стимуляция мозга помогает эти воспоминания пробудить.
Результаты систематических исследований заставляют предположить, что каждый участок коры головного мозга хранит информацию определенного рода. Возьмем островок — область в глубине коры, скрывающуюся под фронтальной и височной долями. Стимуляция островка может повлечь за собой массу неприятных ощущений, в том числе чувство удушья, жара, жжения, покалывания, перегрева, тошноты или падения74. Переместим электрод глубже под поверхность коры, к субталамическому ядру, и тот же самый разряд немедленно вызовет депрессию — человек начнет плакать и всхлипывать, заговорит монотонным голосом, примет униженную позу, а мысли ему в голову полезут самые мрачные. Пощекочем определенные участки теменной доли — и у пациента возникнет ощущение головокружения и даже странное чувство, будто он вышел из тела и парит под потолком, разглядывая оттуда себя самого75.
Если вы еще хоть сколько-то сомневались в том, что источником всего происходящего в психике является деятельность мозга, примеры эти положат конец сомнениям. Стимулируя мозг, мы можем спровоцировать практически любые ощущения, от оргазма до дежавю. Впрочем, этот факт не является доводом в пользу причинных механизмов сознания. Возникшая в точке стимуляции активность нейронов немедленно перекидывается на другие цепи, и с причинностью становится уже не разобраться.
