Мозг: Ваша личная история - [21]
Даже с закрытыми глазами вы знаете положение своих рук и ног. Левая рука поднята или опущена? Ноги согнуты или выпрямлены? Плечи развернуты или сгорблены? Эта способность знать состояние своих мышц называется проприоцепцией. Рецепторы в мышцах, сухожилиях и суставах поставляют информацию об угле поворота сустава, о напряжении мышцы и ее длине. Все это вместе дает мозгу точную картину положения тела и обеспечивает быструю корректировку.
Временное отключение проприоцепции вы испытывали, например, когда пытались ходить с «онемевшей» ногой. Давление на пережатые сенсорные нервы препятствовало приему и передаче сигналов. Не чувствуя положения рук и ног, почти невозможно совершать простейшие действия – нарезать еду, набирать текст на клавиатуре или ходить.
Из-за редкого заболевания Иэн Уотермен лишился сенсорной информации от своего тела. Его мозг больше не имеет доступа к осязанию и проприоцепции. В результате каждый шаг требует от него сознательного планирования и постоянного зрительного мониторинга положения рук и ног.
Иэн не желает жить в неподвижности. Поэтому он встает и идет, однако ему приходится сознательно отслеживать каждое движение своего тела. Не чувствуя, где находятся его руки и ноги, Иэн вынужден всецело сосредотачиваться на том, что делает. Зрение позволяет ему следить за положением рук и ног. При ходьбе он наклоняет голову и смотрит на ноги. Чтобы сохранить равновесие, ему приходится все время проверять, что руки отведены назад. Иэн не чувствует, когда его ноги касаются поверхности, и поэтому при каждом шаге должен оценивать точное расстояние до земли и напрягать ногу. Каждый его шаг сознательно вычисляется и координируется.
Утратив способность ходить автоматически, Иэн на себе прочувствовал, что такое удивительная координация, которую все мы считаем естественной, когда отправляемся на прогулку. Окружающие его люди двигаются так легко и непринужденно, отмечает он, что совсем не замечают сложнейшую систему, которая управляет этим процессом.
Если Иэн отвлечется или задумается о чем-то постороннем, то может упасть. Ему нужно отбросить все, не связанное с ходьбой, и сосредоточиться на мельчайших деталях: наклоне поверхности, движении ноги.
Проведя с Иэном пару минут, вы поняли бы необыкновенную сложность простейших действий, обсуждать которые нам не приходит в голову: как мы встаем, пересекаем комнату, открываем дверь, пожимаем руку. Несмотря на кажущуюся простоту, они чрезвычайно сложны. Поэтому, когда вы в следующий раз увидите человека, который идет, бежит трусцой, едет на скейте или велосипеде, попробуйте восхититься не только красотой человеческого тела, но и мощью мозга, который незаметно для хозяина тела безупречно управляет его движением. В основе самых разных аспектов наших элементарных действий лежат триллионы вычислений, которые выполняются в пространственном масштабе, недоступном нашему зрению, и сложность которых мы не в состоянии осознать. Еще не созданы роботы, возможности которых хотя бы приближались к тому, что умеет человек. И если суперкомпьютер потребляет огромное количество энергии, то мозг выполняет свою работу с удивительной эффективностью – энергии ему нужно не больше, чем 60-ваттной лампе.
Встраивание навыков в структуру мозга
Нейробиологи нередко проникают в тайны мозга, изучая людей, которые добились выдающихся результатов в той или иной области. С этой целью я поехал на встречу с Остином Набером, десятилетним мальчиком, обладавшим уникальными способностями: ему принадлежал мировой рекорд среди детей по капстекингу (скоростной сборке и разборке пирамид из специальных пластиковых стаканчиков).
Быстрыми, точными движениями, за которыми глаз не успевает следить, Остин превращает стопку вложенных друг в друга стаканчиков в симметричную фигуру из трех отдельных пирамид. Затем, действуя обеими руками, он перестраивает эти пирамиды в две маленькие стопки, после чего сооружает из них одну высокую пирамиду, которая снова преобразуется в первоначальную стопку стаканчиков.
Он проделывает это за пять секунд. Моя лучшая попытка заняла сорок три секунды.
ЭЭГ, или электроэнцефалограмма, позволяет оценить общую электрическую активность, отражающую активность нейронов. Маленькие электроды, помещенные на кожу головы, регистрируют электроэнцефалограмму – так называются усредненные электрические сигналы, которые создаются в результате обмена информацией между нейронами.
Первую электроэнцефалограмму записал немецкий физиолог и психиатр Ганс Бергер в 1924 г., а 1930-х и 1940-х гг. исследователи выделили несколько разных типов ритмов: дельта-ритм (менее 4 Гц), который наблюдается во время сна, тета-ритм (4–7 Гц), ассоциирующийся со сном, с глубокой релаксацией и визуализацией, а также альфа-ритм (8–13 Гц), регистрируемый в спокойном и расслабленном состоянии, и бета-ритм (13–38 Гц), наблюдающийся при активном размышлении и решении задач. С тех пор было идентифицировано еще несколько важных ритмов, в том числе гамма-ритм (39–100 Гц), который указывает на напряженную умственную деятельность, такую как логические рассуждения и планирование.
