Научно-популярная литература может изменить жизнь. Так, математик Дарья Проклова прочитала книжку Оливера Сакса «Человек, который принял жену за шляпу» и уехала в Италию изучать нейробиологию. Она поведала «Науке в Сибири», что подвигло её на такие радикальные перемены, и рассказала, на какие фокусы способен человеческий мозг.
— Как ты решилась на такой крутой поворот в своей жизни? Что в книге Оливера Сакса тебя так впечатлило?
— В России очень рано идут в университет. Мне было 16 лет, и я была не готова выбрать себе профессию на всю жизнь, но все поступали, и нужно было тоже определяться. Так я оказалась на мехмате НГУ и очень скоро осознала, что мне там не очень интересно. Но почему-то было очень страшно взять и бросить учёбу через 2 года и идти поступать куда-нибудь ещё, вокруг меня было мало примеров таких резких перемен. К тому же, я все еще не знала, чем хочу заниматься вместо математики, так что мехмат я в итоге всё-таки закончила. К тому моменту я читала много научно-популярных книжек, влюбилась в генетику из-за книги Мэтта Ридли «Геном», но с нуля поступать на факультет естественных наук опять же было страшновато. Затем я прочитала «Человек, который принял жену за шляпу» Оливера Сакса и поняла, что мозг — самая интересная вещь на свете.
Оливер Волф Сакс — американский невролог и нейропсихолог британского происхождения, автор ряда популярных книг, описывающих клинические истории его пациентов.
Если это первое, что ты читаешь про мозг, то книга тебя поражает. У заглавного героя было расстройство зрения, и он потянулся к жене, чтобы надеть её на голову, как шляпу. Что должно происходить в мозге, чтобы такое случилось? У Оливера Сакса описано много таких историй, которые встречались в его практике. Я стала думать, где можно было бы изучать эту область в магистратуре. Мне давно хотелось поучиться за рубежом, но казалось, что с математическим дипломом поступить будет очень сложно — обычно нужен биологический или медицинский, много мест отпали уже по этому принципу. А потом в Италии, в Университете Тренто, где по другой специальности учился мой друг, обнаружилась магистерская программа по когнитивным наукам, куда берут людей с самым разным бэкграундом.
«Вид у меня наверняка был ошеломленный, в то время как П., похоже, полагал, что хорошо справился с задачей. На лице его обозначилась легкая улыбка. Решив, что осмотр закончен, профессор стал оглядываться в поисках шляпы. Он протянул руку, схватил свою жену за голову и... попытался приподнять ее, чтобы надеть на себя. Этот человек у меня на глазах принял жену за шляпу! Сама жена при этом осталась вполне спокойна, словно давно привыкла к такого рода вещам». Оливер Сакс. «Человек, который принял жену за шляпу»
— Сложно было погружаться в совершенно другую область?
— Мое образование там восприняли даже на ура. Считалось, раз я математик, то у меня не будет проблем с логикой, статистикой, программированием. Конечно, пришлось наверстывать биологическую часть, но мне все было настолько интересно, я чувствовала, что наконец-то оказалась в правильном месте, поэтому все получалось легко. В любом случае, в магистратуре дают базовые знания, предполагается, что когда ты начинаешь работать в лаборатории, то сам доучиваешь, что тебе нужно. Сейчас я аспирант и изучаю, как мозг воспринимает разные категории объектов.
— Расскажи подробнее про свой проект. Над чем конкретно ты работаешь сегодня?
Мы используем магнитно-резонансный томограф (МРТ), изучаем зрение у людей, а именно — как человек воспринимает объекты. Возьмём, например обычную чайную чашку. Когда ты смотришь на неё, тебе в глаза поступает информация о ее форме, цвете: ты видишь что-то вертикальное, белое, цилиндрическое, с ручкой. Эти данные поступают в первичную зрительную кору в затылке, которая обрабатывает такую простую информацию о форме и ориентации, потом они передаются в височные доли — и в какой-то момент ты характеризуешь этот объект как чашку, то есть происходит узнавание. Со всеми категориями объектов так же: будь то лица или здания.
— Что происходит при повреждениях этой системы?
— Из предыдущих исследований мы знаем, что в мозге есть зоны, «специализирующиеся» на определённых категориях объектов. Например, одна из них очень важна для восприятия лиц, и у всех людей она предсказуемо находится примерно в одном и том же участке мозга. Когда он повреждается, у человека могут возникнуть проблемы с узнаванием лиц. Он видит какие-то отдельные составляющие лица: глаза, нос, рот, но не может сложить это вместе, и потому не узнаёт людей. При этом с чашками, ножами у него таких трудностей нет. У кого-то другого могут быть проблемы с неодушевлёнными объектами: животных он узнаёт, а стулья, диваны — нет. Первая история в книжке Оливера Сакса как раз и написана про человека, который не узнавал ни лица, ни предметы. Ему давали перчатку, и он говорил: «Это какой-то футляр с отверстиями». То есть, он видел предмет и по его форме пытался угадать, чтобы это могло быть, но ментального узнавания, как у обычных людей, у него не происходило.
— Такие нарушения обычно врождённые или могут произойти от того, что человек неудачно ударился головой?
— И так, и так. Иногда это врожденное расстройство, когда почему-то в мозге неправильно развивается зона распознавания предметов или лиц. Например, сам Оливер Сакс с младенчества не узнавал лица, даже себя самого в зеркале – это называется врожденная прозопагнозия. Но нарушение функций мозга может случиться и позже, в результате инсульта или мозговой травмы.
— То есть, грубо говоря, можно точно утверждать, что повредив именно этот участок мозга, ты вызовешь это конкретное нарушение?
Мозг — невероятно сложный орган, и с уверенностью про него утверждать почти ничего нельзя. Даже общеизвестные зоны, участвующие в восприятии отдельных категорий, это такие верхушки айсберга — они являются частью более сложной системы, точного устройства которой мы не знаем. Сейчас мы как раз изучаем, по каким принципам происходит специализация коры. Есть свидетельства (которые подтверждаются нарушениями у людей), что в зрительной коре существует разделение между одушевленными и неодушевленными объектами: они воспринимаются по-разному, и бывают расстройства, при которых животных человек узнаёт, а предметы — нет, или наоборот. Мы изучаем, почему оно происходит. Возможно, причина когнитивная, ведь живые и неживые объекты — это нечто, разное по смыслу, а возможно, дело в том, что они просто по-разному выглядят. Например, многие животные похожи между собой: у них есть голова, морда, четыре лапы — общие внешние черты, которые их объединяют и отличают от неживых предметов.
— Каким образом можно понять, какая причина здесь играет решающую роль?
В нашем эксперименте мы как раз пытались так подобрать одушевлённые и неодушевлённые объекты, чтобы они напоминали друг друга по форме. Допустим, веревка и змея (фотографии, на которых они в похожей конфигурации). Всё это показывали в томографе людям и смотрели: если зоны мозга, участвующие в восприятии одушевленных и неодушевлённых объектов, похожим образом реагируют на оба стимула, значит, они чувствительны именно к форме. А если, несмотря на почти одинаковую форму, змея и веревка воспринимаются по-разному — значит, здесь имеет место смысловое противопоставление. Судя по нашим результатам, второй вариант ближе к истине.
— Эти повреждённые области мозга человека нельзя «починить», чтобы он опять видел, как надо?
— Насколько я знаю, пока нет. В нашем случае мы просто хотим понять, как мозг работает, но не обязательно ищем этим результатам какое-то немедленное применение. Хотя для медицины эта информация тоже важна. Нейрохирурги, оперирующие, например, людей с эпилепсией, знают о специализированных участках и стараются их не задеть. Во время такой операции человек должен находиться в сознании (мозг не чувствует боли), чтобы врачи постоянно проверяли, не повредили ли они что-то важное по соседству с проблемной зоной. Обычно следят за сохранением речи, функции распознавания людей. Проверять, какая зона за что отвечает, можно с помощью электродов, прикрепленных к поверхности мозга. Когда через них посылается небольшой разряд, человек испытывает то же самое, как если бы это участок коры был активен в нормальной жизни. То есть если направить разряд через зону, которая распознает лица, человек увидит перед собой лицо. Для мозга нет разницы, стимулируются ли эти нейроны чем-то реальным или электрическим сигналом извне. Кстати, при стимуляции некоторых участков, отвечающих за память, к людям могут вернуться какие-то давно забытые воспоминания.
— Наверное, подобными нарушениями мозга можно объяснить и некоторые галлюцинации?
— Сегодня ещё не известно, откуда они берутся. Пока такой связи не установили, но все может быть. На одной из лекций Оливер Сакс рассказывал: когда человек начинает терять зрение в старости, у него в какой-то момент могут возникнуть галлюцинации, довольно скучные — например, люди, которые просто ходят вверх-вниз по лестнице. Он объясняет это тем, что мозг привык всю жизнь получать какую-то входящую информацию, и если она внезапно прекращается, он может начать ее компенсировать.
Специализированные участки мозга будут активны, даже если нам что-то только кажется. Например, если бы можно было просканировать его в тот момент, когда мы в темноте принимаем халат за привидение, мы бы увидели активность, как на кого-то одушевленного. Даже смайлики мозгом воспринимаются примерно так же, как лица. Вообще, он не просто пассивно обрабатывает информацию, а постоянно достраивает ее, рассчитывает вероятность того, что перед ним тот или иной объект.
— Какие исследования в современной нейробиологии тебе кажутся наиболее интересными и перспективными?
— Несмотря на то, что эта область науки довольно молодая (томография, позволяющая неинвазивно изучать мозг в действии, появилась только 20-25 лет назад), здесь происходит много всего интересного. Например, исследование механизмов возникновений болезни Альцгеймера (эта проблема очень актуальна сегодня для Европы с её высокой продолжительностью жизни). Мне нравится исследования с участием слепых. Интересно, что даже если человек родился незрячим, то у него активны зоны, отвечающие за распознавание лиц, зверей, неодушевленных предметов. Он так же, как все остальные, реагирует на слова. Например, при слове «собака» он мысленно представляет собаку, и мозг при этом ведет себя так же, как если бы зрячий человек увидел ее перед собой. Есть исследования, что людей, слепых с рождения, можно научить «видеть» воображением, преобразуя зрительную информацию в «шумы». Некоторые используют что-то вроде эхолокации: они издают звуки, которые отталкиваются от предметов вокруг, возвращаются обратно, и таким образом человек получает представление, как далеко находится та или иная вещь, из чего она сделана. При этом слепые часто говорят, что они «видят» — у них в голове создаётся какой-то образ окружающего пространства, даже если глаза никогда не были не активны.
— Ты планируешь когда-нибудь возвращаться и продолжать исследование в России?
— Думаю, это не очень вероятно. В России сложнее получить доступ к томографу, их меньше, а значит меньше часов можно использовать сканер, к тому же его эксплуатация обходится очень дорого, нужны деньги. У нас часть исследования оплачивает провинция, правительство региона, в котором мы живём, но также нужны гранты — в Италии сейчас, как и везде, урезаются затраты на научные исследования. Другая проблема — общение с научным сообществом, с людьми, которыми занимаются близкими со мной темами — это тоже лучше организовано за рубежом.
Беседовала Диана Хомякова
Фото предоставлены Дарьей Прокловой (1,3) и из свободных источников (2)
