Вставка. Музыка и современный мозг

Наша способность воспринимать музыку, несомненно, является физиологической функцией нервной системы. Хотя основную нагрузку в восприятии музыки несет правое полушарие, нет отдельной группы нейронов, ответственных за эту задачу. Активизируются различные системы нейронов, в зависимости от того, включает ли музыка элементы текста и играет ли человек на музыкальном инструменте или просто пассивно слушает (Lemonick, 2000). Неврологические исследования показали, что интенсивная практика игры на музыкальных инструментах приводит к заметному увеличению участков коры головного мозга, слоя серого вещества, наиболее тесно связанного с высшими мозговыми функциями. МРТ-исследования свидетельствуют, что у музыкантов, начавших заниматься музыкой до 7 лет, мозолистое тело на 10-15% толще, чем у людей, не занимающихся музыкой или начавших изучать ее позже этого возраста (Pantev, Oostenveld, Engellen, Ross, Roberts & Hoke, 1998). Однако связь между музыкальными способностями и другими интеллектуальными функциями далеко не прямолинейна.

Для большинства людей музыкальные и общие когнитивные способности являются в целом независимыми (Lemonick, 2000). Аутистичные люди умственно неполноценны, хотя многие из них являются профессиональными музыкантами, а некоторые – даже «светилами музыки», обладающими экстраординарным талантом. Около 1% всех людей абсолютно не способны воспринимать музыку. Это состояние называется амузией. Функциональные нарушения в самых задних отделах височной доли проявляются в виде рецептивной амнезии или глухоте к чистому тону (Corballis, 1994). Люди, страдающие этим расстройством, не способны узнавать даже простые, всем известные мелодии. Они могут идентифицировать песни, но для них нет разницы, поется ли песня или говорится. Экспрессивная амузия, неспособность продуцировать музыку, связана с функциональными нарушениями в коре лобной доли. Как оказалось, у больных амузией имеет место врожденное отсутствие нервных путей, необходимых для восприятия музыки. Неврологические тесты не выявили у этих людей каких-либо явных признаков повреждения мозга или нарушений кратковременной памяти, а при магнитно-резонансной томографии (МРТ) мозг выглядит нормальным.

Факт того, что больные амузией нормально функционируют в когнитивном плане, несмотря на полную неспособность воспринимать музыку, крайне интересен с эволюционной точки зрения. Это свидетельствует о том, что музыкальные способности — это, скорее, специализированная адаптация, чем побочный биологический эффект при развитии других навыков (см. вставку «Через призму дарвинизма» в главе 5). То обстоятельство, что у некоторых людей отмечается полное исчезновение музыкальных способностей, заставляет предположить, что этот признак контролируется относительно небольшим числом генов. По-видимому, музыкальные возможности возникли в процессе нашей эволюционной истории очень недавно (в пределах последних 100 000 лет) как результат генных мутаций и новых их комбинаций. Амузия же представляет собой конкретный пример существования выраженных поведенческих различий, которые не могут быть выявлены обычными методами.

Происходили ли значительные изменения в нервной организации человека до креативного взрыва, который произошел 40 000-50 000 лет назад, — на эту тему велись долгие дебаты. В результате раскопок обнаружены останки морфологически современных людей возрастом более 120 000 лет. Генетические исследования свидетельствуют о том, что наш вид возник около 150 000 лет назад. Однако несмотря на подобный современному облик, у этих людей в течение десятков тысяч лет не происходило изменений в культурном и технологическом развитии. Изобретение новых инструментов и зачатки искусства возникли около 50 000 лет назад. С этого момента начался быстрый культурный рост. Уровень искусства и технологического развития кроманьонцев в конце Ледникового периода не оставляет сомнений в том, что их разум был столь же развит, как и мозг. Культурная стагнация в течение 100 000 лет до креативного взрыва порождает загадку относительно поздних стадий эволюции головного мозга человека. Произошли ли 50 000 лет назад микроскопические изменения в нейтральной организации, ознаменовавшие появление современного человеческого мозга? Существование наследственной амузии говорит о том, что эта гипотеза жизнеспособна. И то, что поведенческие основы музыки заложены в небольшой группе генов, не приводящих к ощутимым изменениям в головном мозге, несомненно, подтверждает такую возможность.

Латеральность

Люди обладают билатеральной симметрией, то есть если мы проведем вертикальную линию через центр нашего тела, то правая и левая половины будут приблизительным зеркальным отражением друг друга. Многие важнейшие системы органов продублированы на правой и левой сторонах тела. Например, у нас имеются правая и левая почка; у женщин правый и левый яичники, а у мужчин правое и левое яичко. Назначение подобного дублирования очевидно. Это — резервная система на случай, если один из жизненно важных органов откажет из-за повреждения. Отдельные половины головного мозга, возможно, возникли (хотя бы отчасти) как резервная система. Однако из-за вынужденных ограничений родовых путей и постоянно возрастающей сложности поведения билатеральность головного мозга приобрела новое адаптивное значение, позволяя размещать как можно большее число сложных нервных структур в минимальном объеме. В результате это привело к тому, что у людей левое полушарие специализируется на языковой функции и обработке логической информации, а правое полушарие занимается более целостными процессами, такими как опознавание объектов и интерпретация и проявление эмоционального поведения. Высоко латерализированная природа человеческого головного мозга давно известна западной науке, но только блестящие эксперименты, выполненные в начале 70-х годов, показали истинную степень латерализации, которую даже сложно было предположить (Gazzaniga, Ivry & Mangun, 1998).

В начале 1970-х для лечения эпилепсии была разработана хирургическая операция, предполагавшая перерезание мозолистого тела. Мозолистое тело — это сильно миелинизированный (миелин — жироподобное изолирующее вещество, повышающее скорость распространения нервного импульса) пучок волокон, соединяющий правую и левую кору больших полушарий головного мозга. Эпилепсию вызывает повышенная нервная активность в крошечных центрах, называемых очагом. Когда эти центры возбуждаются, они генерируют волны нервных импульсов, которые доходят до противоположного полушария, сходятся и рикошетом возвращаются обратно, снова встречаясь в отправной точке. Схождение в одной точке прибывающих и исходящих волн нервной активности приводит к эпилептическому припадку.

Целью операции по расщеплению мозга (Gazzaniga, Ivry & Mangun, 1998) является рассечение мозолистого тела, что приводит к разъединению двух полушарий головного мозга. Развивающаяся эпилептическая нервная активность будет изолирована в одном полушарии и не сможет достигать интенсивности, приводящей к припадку. Когда данную хирургическую методику впервые применили на практике, то было отмечено, что операция полностью устраняла эпилептические симптомы. Пожалуй, даже более любопытно то, что перенесшие операцию люди казались нормальными во всех остальных отношениях. Так было до того момента, пока пациенты с расщепленным мозгом не были изучены в тщательно контролируемых экспериментах, где было отчетливо показано, насколько сильно на самом деле отличаются эти люди по своему поведению.

В типичной схеме исследования пациента с расщепленным мозгом испытуемый сидит и внимательно смотрит на находящееся непосредственно перед ним пятно на экране (Gazzaniga, Ivry & Mangun, 1998). На это пятно проецируются изображения. Из-за перекреста зрительных путей в головном мозге изображения в левом поле зрения передаются в правое полушарие, а изображения в правом поле зрения — в левое. У людей с неповрежденным мозолистым телом эта отличающаяся информация интегрируется обоими полушариями. У пациента с расщепленным мозгом функционально неравнозначные полушария работают изолированно. Если показать испытуемому объект в правом поле зрения и попросить его распознать, то будет дан быстрый и правильный ответ. Когда тот же самый объект предъявляется в левом поле зрения и у испытуемого запрашивают информацию о том, что это за объект, то типичным ответом испытуемого будет фраза «Я не знаю» или «Я ничего не вижу». Тем не менее может быть показано, что, несмотря на неспособность этих людей вербально ответить на вопросы, касающиеся объектов, предъявляемых в левой части поля зрения, они все же обрабатывают получаемую информацию. Если попросить испытуемого ощупать левой рукой объекты, помещенные за экраном, и выбрать один из них, то он неизменно будет выбирать объект, идентичный предъявляемому в левом поле зрения. Эксперименты такого типа доказывают, что у пациентов с расщепленным мозгом одновременно существует два обособленных участка сознания и самосознания.

Хотя связь с левым полушарием может поддерживаться напрямую, посредством нормального языка (речи), можно утверждать, что наличие сознания, демонстрируемое правым полушарием вопреки отсутствию способности к вербализации, тем не менее реально. Идея о том, что сознание и самосознание не являются единой функцией у каждого человека, имеет глубокие философские и научные последствия. Информация такого рода основательно бы потревожила умы философов-дуалистов, к каким относился живший в XVII веке Рене Декарт. Декарт, как и многие философы до и после него, рассматривал самоощущение как нечто более высокого порядка, чем биологическая функция, и, собственно, не как часть физического мира. Демонстрация того, что посредством простой нейрохирургической операции в голове человека можно получить два обособленных набора сознания и самоосознания, серьезно поколебала бы подобные воззрения. В частности, Декарт полагал, что разум является нефизической сущностью, которая находится за пределами законов биологии и физики. В следующем разделе мы рассмотрим факты, свидетельствующие о том, что психика не является единым феноменом, а состоит из множества модулей.