Темная энергия мозга

Маркус Рэйкл называет то, что изучает последние двадцать лет, темной энергией[105]. В астрофизике понятием «темная энергия» обозначают нечто загадочное, проницающее все пространство и составляющее две трети всей энергии во Вселенной, однако в повседневной жизни его невозможно засечь. В результате астрономы и физики много веков не замечали темную энергию, пока случайно не обнаружили ее в конце 1990-х. Но Рэйкл – нейробиолог, а не астроном, и энергия, которую он изучает, – «темная энергия» мозга, энергия пассивного режима его работы.

Аналогия здесь уместна: как и темная энергия астрофизиков, темная энергия пассивного режима – своего рода «фоновая», она возникает из фона мозговой деятельности. И она так же, вопреки своей вещественности, долго от нас скрывалась, поскольку пассивный режим работы в повседневных делах не задействован. Он как раз оживляется, когда исполнительный мозг не направляет нашу аналитическую мысль ни на что конкретное.

Исследования пассивного режима работы мозга сейчас повалили валом – это результат цикла статей, которые Рэйкл написал в 2001 году, после того как провозился с этой темой всего несколько лет[106]. Сейчас, пока я сочиняю эту книгу, ту первую статью процитировали уже более семи тысяч раз – в среднем больше чем в одной научной статье на заданную тему в день, и каждая – плод месяцев или даже лет труда. Но, как и многие научные прорывы, понятие о пассивном режиме работы мозга болталось непризнанным в великом море научных идей задолго до того, как Рэйкл открыл его заново и опубликовал статью, придавшую этим представлениям их современный вес.

Эта сага началась в 1897 году, когда один двадцатитрехлетний выпускник аспирантуры приступил к работе в психиатрической клинике Университета Йены в Германии[107]. Его специальностью была нейропсихиатрия. Корни этого направления в науке уходят в XVII век, в труды Томаса Уиллиса – его исследования того, как умственные расстройства можно увязать с теми или иными процессами в мозге. В 1897 году наблюдать эти процессы можно было лишь одним способом – вскрыв испытуемому череп, а потому в эту научную область желающие не то чтобы ломились. Но тот молодой психиатр все изменил – он проработал в Йене сорок один год и создал первый замечательный инструмент нейробиологии.

Сослуживцы Ханса Бергера описывали его как застенчивого, молчаливого, сдержанного, задумчивого, внимательного к деталям и невероятно самокритичного человека. Кто-то даже сказал, что Бергер «очевидно обожал свои инструменты и физические приборы и вроде как боялся своих пациентов»[108]. Другой человек, позднее ставший объектом Бергеровых экспериментов, говорил, что Бергер никогда «не предпринимал ничего, выходящего за рамки [ему] привычного. Его дни походили один на другой, как две капли воды. Год за годом он читал одни и те же лекции. Он был воплощением статики»[109].

И вместе с тем у Бергера была тайная и дерзкая внутренняя жизнь. У себя в дневнике он запечатлевал головокружительно нетрадиционные научные соображения. Перемежал их оригинальной поэзией и духовными рассуждениями. А в своих исследованиях, которые он фактически держал в тайне от всех, Бергер увлекался тем, что в его время было шокирующими научными помыслами. И одна такая затея была связана с опытом, который он пережил в двадцать лет, когда служил в армии.

Во время учений Бергера сбросила лошадь, и он едва выжил. В тот же вечер он получил телеграмму от отца – первое за все время службы послание от родни, – в которой отец интересовался его здоровьем. Как позднее выяснилось, сестра Бергера, жившая далеко, попросила отца связаться с ним, поскольку в то утро ее вдруг одолела тревога за сохранность брата. Наложение этих событий убедило Бергера, что пережитый им ужас как-то передался его сестре. Как он писал много лет спустя, «то был случай спонтанной телепатии, при котором, оказавшись в смертельной опасности, я осмыслял неминуемую гибель и передавал свои мысли, тогда как моя сестра, по-особенному со мной близкая, оказалась приемником»[110]. После этого он сделался одержим попытками понять, как энергию человеческой мысли можно передать от одного человека другому.

В наши дни понятие ментальной телепатии представляется ненаучным, поскольку ее давно и тщательно исследовали и опровергли; в век же Бергера свидетельств против телепатии было куда меньше. Так или иначе, ценность научного исследования определяет не то, что именно исследуется, а насколько тщательно и разумно исследование проведено. Бергер занимался своими исследованиями с той же неукоснительной научной строгостью, какую его коллеги ему всегда приписывали. Но чтобы привнести эту строгость в понимание энергетических преобразований в нервной системе и увязать их с умственным опытом, ему пришлось искать способ измерить энергию мозга.

Хотя никто прежде не брался решать эту задачу, Бергера посетила гениальная идея, как это устроить. Вдохновленный работами итальянского физиолога Анджело Моссо, Бергер рассудил, что, поскольку метаболизм требует кислорода, можно снимать данные от тока крови как с посредника энергопередачи. Этот подход опережал свое время чуть ли не на сто лет – это ключ к функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), способствовавшей началу нейробиологической революции 1990-х. Конечно фМРТ зависит от массивных сверхпроводящих магнитов, мощных компьютеров и теоретических разработок, основанных на квантовой теории, а ничего из этого Бергеру, когда он принялся за свои исследования в начале ХХ века, доступно не было. Располагал он лишь инструментами, какие ныне водятся в физической лаборатории какой-нибудь средней школы, да еще пилой. Как же ему при таком оснащении удалось наблюдать ток крови в мозге?

Ответ довольно тошнотворный, но тут Бергеру повезло: клиника Йены, где он работал, предоставила ему доступ к пациентам, которые, либо из-за той или иной опухоли, либо, что случалось нередко, из-за несчастных случаев при верховой езде, вынуждены были подвергаться частичному удалению черепной кости в процессе лечения. Что одному человеку потолок, другому – пол; одному человеку краниотомия, а другому – окно в мозг.

Первым подопытным Бергера оказался двадцатитрехлетний фабричный рабочий с восьмисантиметровой дырой в черепе – таков был результат двух хирургических попыток извлечь застрявшую пулю. Хотя пациент маялся судорогами, умственно он никак не пострадал. С его разрешения Бергер соорудил небольшой резиновый пузырь, наполнил его водой и ловко закрепил в дыре у человека в голове. Подсоединил этот пузырь к прибору, записывавшему перемены в объеме пузыря: когда кровь приливала к области мозга под пузырем, мозг слегка распухал и нажимал на пузырь.

Бергер попросил своего пациента проделывать разные задания – простые арифметические упражнения, например, считать пятна на стене напротив и ожидать прикосновений к уху перышком. Он называл мысли, необходимые для выполнения этих задач, «волевой сосредоточенностью» и измерял прилив крови к мозгу, когда пациент выполнял задания. Измерял Бергер и ток крови при «невольном внимании». Порядок проведения эксперимента в этом случае был несколько менее невинный: он вставал позади своего неосведомленного пациента и палил из пистолета.

Если и существовал в области нейропсихиатрии в те времена какой-либо этический кодекс, планка его вряд ли была высока. Вдобавок к общей обременительности для пациентов, эксперименты Бергера полнились техническими трудностями. За годы исследований они привели к нескольким публикациям – например, к книге 1910 года «Изучение температуры мозга», где Бергер доказывал, что химическую энергию мозга можно превращать в тепло, работу и электрическую «психическую энергию». Но его выводы – и его данные – оказались слабы, Бергера снедали сомнения в себе и мучила неотступная депрессия.

Однако к 1920 году Бергер осмелел. Он исследовал функции мозга, вводя электроды в мозг пациентам и воздействуя на него электрическим током. План состоял в том, чтобы увязать географию мозга с тем, что подопытный ощущает, когда разные области коры стимулируются слабым электрическим током. Бергер вел подобные эксперименты на мозге семнадцатилетнего студента колледжа в июне 1924 года, и тут его посетило озарение: а что если подсоединить электроды не к стимулятору коры головного мозга, а к прибору, который меряет электрический ток? Иными словами, Бергер перевернул эксперимент с ног на голову: не подавать ток к мозгу, а изучать собственное электричество мозга.

Оказалось, это ключ к успеху: за следующие пять лет Бергер научился считывать эти данные, не внедряясь в черепную коробку испытуемому, а подсоединяя электроды к поверхности головы. Как можно себе вообразить, это сильно расширило поле добровольцев. Метод можно было применять к кому угодно, и конечно, Бергер снял тысячи показаний, в том числе – и с собственного сына.

Бергер назвал свой прибор электроэнцефалографом – ЭЭГ. В 1929 году, в свои пятьдесят шесть, Бергер наконец-то опубликовал первую статью, посвященную этим исследованиям, – «Об электроэнцефалограмме человека». В следующие десять лет он издаст еще четырнадцать статей, все с одним и тем же названием, различие – только в порядковом номере.

Бергерова электроэнцефалография стала одним из самых важных изобретений ХХ века. Ученый открыл окно в мозг, позволил нейропсихиатрии стать настоящей наукой. Ныне исследователи постоянно применяют ЭЭГ для изучения мыслительных процессов, подобных тем, что вдохновили мозг Мэри Шелли в тот вечер, когда она расслабила ум. Но первое большое открытие в этом направлении произвел сам Бергер.

Применив свой новый прибор, Бергер показал, что мозг деятелен, даже если человек не занят сознательным мышлением, когда мозг грезит или блуждает, – как это было с Мэри Годвин, когда у нее родился замысел сюжета. Что еще неожиданнее: электрическая энергия, характерная для такого неактивного состояния, измеренная при помощи ЭЭГ, уменьшалась в тот же миг, когда начиналась «волевая сосредоточенность» или же внимание испытуемого устремлялось к какому-нибудь событию в окружающей среде.

Соображения Бергера противоречили научному видению того века: считалось, что мозг электрически активен, только если исполняет задачу, требующую внимания. Бергер проповедовал важность своего нового открытия, но мало кто слушал[111]. Ученые понимали, что, когда человек не думает, должна происходить некая остаточная деятельность, чтобы обеспечивать всякие функции вроде дыхания и сердцебиения, и потому сочли, что Бергеров ЭЭГ засекает какой-то случайный шум. Такое отношение не было лишено смысла, но все же, окажись ученое сообщество более открытым, стало бы ясно, как это было ясно и Бергеру, что сигналы отнюдь не случайны. Как ни печально, то был случай, когда существовавшая парадигма встала на пути у интеллектуального прогресса; дело более чем обычное.

К концу 1930-х работы Бергера с ЭЭГ породили громадное научное поле, но никто не изучал энергию покоящегося ума. Современные Бергеру исследования развивались в других направлениях, а сам Бергер остался позади. И тут 30 сентября 1938 года, когда Бергер делал обход пациентов в клинике, его внезапно вызвали к телефону: нацистские власти сообщили ему, что он с завтрашнего дня уволен. Вскоре всю его лабораторию распустили.

В мае 1941 года, в разгар Второй мировой войны, его карьере помешали нацисты – исследования ЭЭГ не пошли в том направлении, в каком Бергеру хотелось, – и он записал у себя в дневнике: «Не сплю ночей, размышляю и борюсь с самобичеванием. Не в силах ни читать, ни работать упорядоченно, однако хочу заставить себя, ибо так, как есть, невыносимо»[112].

По сути, оставшись со сломанной научной карьерой, Бергер счел, что своей главной цели жизни – увязать электрические процессы в мозге с тем, что переживает ум, – он достичь не смог. Он сделал важный шаг на этом пути, выявив электричество мозга, занятого грезами, однако не смог ни развить эту тему, ни убедить кого бы то ни было в ее важности. Последние слова, которые Бергер опубликовал на бумаге, – призыв к коллегам отнестись к этой идее серьезно:

Я бы желал обратить внимание на соображение, высказанное мною в прошлом. Когда производится умственная работа или же когда деятельность того рода, какую принято называть активной сознательной деятельностью, проявляется так или иначе… в связи с этим сдвигом в деятельности коры головного мозга наблюдается значительное уменьшение амплитуды потенциала колебаний[113].

С тем же успехом Бергер мог вопить в космический вакуум. Его слова ничьих ушей не достигли – вот как, в частности, расплачиваешься за то, что так далеко обогнал свое время. Тридцатого мая 1941 года Ханс Бергер покончил с жизнью. На стене в его кабинете висело стихотворение[114], сочиненное его дедом по материнской линии, поэтом Фридрихом Рюккертом:

Пред очами у каждого образ

Того, кем судьба ему стать.

Покуда он не достигнут,

Нет полного мира душе.