Последние пятнадцать лет я имел счастье работать в развивающейся области когнитивной нейронауки. Эта книга квинтэссенция огромной части моей работы, которая заключалась в том, чтобы распутать одну неуловимую нить за другой таинственные связи между мозгом, разумом и телом. В предстоящих главах я излагаю мои исследования различных аспектов нашей внутренней ментальной жизни, которой мы, конечно, интересуемся. Как мы воспринимаем мир? Что представляет собой так называемая связь «разум- тело»? Что определяет половую идентичность? Что такое сознание? Что нарушено при аутизме? Как мы можем объяснить все те загадочные способности, которые делают человека человеком, такие, как искусство, язык, метафора, творчество, самосознание и даже религиозная восприимчивость? Как учёным, мною движет сильное любопытство узнать, как мозгу обезьяны (подумайте только обезьяны!) удалось развить такой божественный набор психических способностей.

Мой подход к этим вопросам состоял в том, чтобы исследовать пациентов с повреждениями или генетическими отклонениями в различных областях мозга, которые вызывают странные эффекты в их умственной деятельности и поведении. В течение многих лет я работал с сотнями пациентов, которые страдали (хотя некоторые из них ощущали свою болезнь как дар) от многих необычных и странных неврологических расстройств. Например, это люди, «видящие» музыкальные тона или «познающие» строение всего, чего они касались, или пациент, ощущавший, будто он отделяется от тела и наблюдает за ним с потолка. В этой книге я опишу то, что мне удалось выяснить благодаря этим случаям. Подобные расстройства первоначально сбивают с толку, но благодаря волшебству научного метода мы можем сделать их постижимыми, если поставим правильные эксперименты. Рассказывая о каждом таком случае, я проведу вас след в след по тем же умозаключениям иногда заполняя пробелы неожиданными интуитивными догадками, которые я сам делал, когда ломал голову над тем, как их можно объяснить. Часто, когда с клинической точки зрения загадка решена, её объяснение открывает нечто новое относительно того, как работает нормальный, здоровый мозг, и приводит к неожиданным догадкам о некоторых из наиболее заветных психических способностях. Надеюсь, что подобные путешествия будут интересны вам так же, как и мне.

Читатели, которые следили за моими работами все эти годы, уже знакомы с несколькими случаями, которые я описал в моих предыдущих книгах, Phantoms in the Brain и A Brief Tour of Human Consciousness. Этим читателям будет приятно узнать, что я могу сказать кое‑что новое даже о моих прежних открытиях и наблюдениях. В последние пятнадцать лет наука о мозге сделала гигантский шаг вперёд, дала новые перспективы относительно да что там, вообще относительно всего. После десятилетий прозябания в тени «точных» наук нейронаука поистине переживает время расцвета, и этот стремительный прогресс дал направление моей работе и обогатил её.

За последние два столетия мы стали свидетелями захватывающего прогресса во многих областях науки. В физике, как раз в то время, когда великие умы XIX века провозгласили, что теория физики близка к завершению, Эйнштейн показал нам, что пространство и время являются намного более странными, чем могла бы представить себе предшествующая философия, а Гейзенберг выявил, что на субатомном уровне терпят крах даже самые основные представления о причине и следствии. Как только мы оправились от шока, мы были вознаграждены открытием чёрных дыр, квантовой сцепленности, а также сотнями других загадок, которые будут вызывать у нас чувство удивления ещё и в грядущие века. Кто мог бы представить себе, что Вселенная состоит из струн, вибрирующих в тон с «Божественной музыкой»? Подобные списки можно составить и для открытий в других областях. Космология подарила нам расширяющуюся вселенную, тёмную материю и поразительный взгляд на бесчисленные миллионы галактик. Химия объяснила мир при помощи периодической таблицы элементов и подарила нам пластмассу и рог изобилия, дающий чудесные лекарства. Математика даровала нам компьютеры хотя многие «чистые» математики предпочли бы, чтобы их дисциплина не была запятнана столь практическими целями. В биологии с утончённой подробностью были разработаны анатомия и физиология тела, стали проясняться механизмы, двигающие эволюцию. Болезни, мучившие человечество с начала его истории, были наконец‑то объяснены с точки зрения науки, а не колдовства или божественной кары. Произошли революции в хирургии, фармакологии и здравоохранении, так что продолжительность жизни в промышленно развитых странах удвоилась за последние четыре или пять поколений. Основным революционным прорывом была расшифровка генетического кода в 1950–х годах, что стало рождением современной биологии.

По сравнению с этими областями знаний науки о разуме психиатрия, неврология, психология влачили жалкое существование на протяжении долгих веков. Действительно, вплоть до последней четверти XX века невозможно было найти строгих теорий о восприятии, эмоциях, познании и умственных способностях (единственным значимым исключением было цветовое зрение). В течение большей части XX века все, что можно было предложить для объяснения поведения человека, исчерпывалось двумя теоретическими построениями фрейдизмом и бихевиоризмом, и оба пережили в 1980–х и 1990–х значительный упадок, когда нейронаука смогла продвинуться дальше своего бронзового века. Для истории это совсем небольшое время. По сравнению с физикой и химией нейронаука все ещё молодая выскочка. Но прогресс остаётся прогрессом, и какой это был прогресс! От генов к клеткам, от клеток к нейронным сетям, от них к процессам познания. Сегодняшняя нейронаука с её глубиной и широтой как бы далека она ни была от законченной Великой единой теории отдалилась на целые световые годы от той точки, когда я начинал работу в этой области. В последнее десятилетие нейронаука стала достаточно уверенной в себе, чтобы начать предлагать идеи дисциплинам, которые обычно считались гуманитарными. Например, сейчас у нас есть нейроэкономика, нейромаркетинг, нейроархитектура, нейроархеология, нейроправоведение, нейрополитика, нейроэстетика (см. главы 4 и 8) и даже нейротеология. Некоторые из них просто нейроочковтирательство, но в целом они создают реальный и востребованный вклад во многие области.

Хотя эта книга покрывает значительный спектр вопросов, вы обнаружите, что некоторые важные темы проходят красной нитью сквозь все. Первая из них что люди действительно уникальны и особенны, а не являются «просто» ещё одним видом приматов. Я все же считаю несколько удивительным то, что эта позиция нуждается в защите причём не только от бредней антиэволюционистов, но и от немалого числа моих коллег, которым почему‑то удобно утверждать, что мы «всего лишь обезьяны», тем беспечным, снисходительным тоном, в котором слышится нескрываемое удовольствие от умаления человека. Иногда я думаю: возможно, это своеобразная мирская гуманистическая версия первородного греха?

Ещё один общий лейтмотив это всепроникающая эволюционная перспектива. Невозможно понять работу мозга без понимания того, как он развивался. Как говорил великий биолог Феодосий Добжанский, «в биологии ничто не имеет смысл иначе как в свете эволюции». Это заметно контрастирует с большинством других задач инженерного толка. Например, когда великий английский математик Алан Тьюринг взламывал код нацистской машины «Энигма» устройства, используемого для шифровки секретных сообщений, ему не нужно было ничего знать о разработке и истории появления этого устройства. Ему не нужно было знать ничего о его прототипах и ранних моделях. Все, что было необходимо, это работающий образец машины, блокнот и его собственный блестящий ум. Однако в биологических системах существует глубокое единство структуры, функционирования и происхождения. Вы не сможете достичь значительного прогресса в понимании какого‑либо одного из этих вопросов, если не обращаете пристального внимания на два других.

Как вы увидите, я буду отстаивать, что многие из наших уникальных психических черт появились, очевидно, благодаря нестандартному развитию структур мозга, которые первоначально выделились в отдельные структуры совсем для других целей. Такое происходит в эволюции постоянно. Перья развились из чешуек, чья первоначальная задача заключалась не в полёте, а скорее в изоляции. Крылья летучих мышей и птеродактилей являются модификациями передних конечностей, первоначально предназначенных для ходьбы. Наши лёгкие развились из плавательного пузыря рыб, который возник для управления плавательным процессом. Адаптационную, «случайную» природу эволюции отстаивали многие авторы, больше других Стивен Джей Гулд в своих знаменитых очерках по естественной истории. Я утверждаю, что тот же самый принцип в ещё большей мере приложим к эволюции человеческого мозга. Эволюция нашла способы радикально изменить задачи многих функций мозга приматов, чтобы создать совершенно новые функции. Некоторые из них на ум приходит, например, язык оказались настолько мощными, что я рискну утверждать, что тот вид, который они в результате создали, превосходит приматов примерно так же, как жизнь превосходит «обычную» химию и физику.

Таким образом, эта книга является моим скромным вкладом в великую попытку взломать код человеческого мозга, с его мириадами связей и блоков, которые делают его гораздо более загадочным, чем любая машина «Энигма». Введение излагает историю вопроса и перспективы развития уникального человеческого разума, а также даёт краткую справку по основам анатомии человеческого мозга. В первой главе, обращаясь к моим предыдущим экспериментам с фантомными конечностями, которые ощущали многие люди после ампутации, я показываю поразительную способность человеческого мозга к изменениям, а также раскрываю, как эта степень гибкости могла повлиять на ход нашего эволюционного и культурного развития. Во второй главе объясняется, как мозг обрабатывает входящую сенсорную информацию, в частности зрительную. Даже здесь я обращаю внимание на человеческую уникальность: несмотря на то, что наш мозг использует те же базовые механизмы обработки сенсорной информации, что и мозг других млекопитающих, у нас эти механизмы достигли совершенно нового уровня. Третья глава посвящена интригующему феномену синестезии странному смешению чувств, которое испытывают люди из‑за нестандартных связей в мозге. Синестезия проливает свет на ту связь между генами и мозгом, которая делает некоторых людей творчески одарёнными, а также даёт ключ к пониманию того, что сделало настолько творческим наш вид в целом.

Следующие три главы посвящены исследованию особого типа нервных клеток, который, по моему мнению, делает нас людьми. Четвёртая глава знакомит с этими особыми клетками зеркальными нейронами, которые лежат в основе нашей способности принимать чужую точку зрения и сопереживать друг другу. Зеркальные нейроны у человека достигают такого уровня сложности, который оставляет далеко позади уровень любого из низших приматов. Они являются эволюционным объяснением того факта, что мы достигли полноценного культурного развития. В пятой главе исследуется вопрос, как неполадки в системе зеркальных нейронов могут лежать в основе аутизма, расстройства развития, которое характеризуется предельным душевным одиночеством и отстранением от социума. В шестой главе исследуется вопрос о том, как зеркальные нейроны могли сыграть роль в становлении венца развития человечества языка (говоря более технически, протоязыка, то есть языка без синтаксиса).

«Вы знаете мои методы, Ватсон», говорит Шерлок Холмс перед объяснением того, как он нашёл необходимую улику. Итак, перед тем как мы отправимся в дальнейшее путешествие по тайнам человеческого мозга, я полагаю, что необходимо в общих чертах описать методы, лежащие в основе моего подхода. Прежде всего это самый широкий, многопрофильный подход, движимый любопытством и непрестанным вопросом: «А что, если?» Хотя в настоящее время я интересуюсь неврологией, моя первая влюблённость в науку случилась, когда я ещё был подростком, в индийском городе Ченнай. Меня постоянно завораживали природные явления, и моей первой страстью была химия. Я был заворожён идеей, что вся Вселенная основана на простых взаимодействиях между элементами, составляющими законченный список. Позже я обнаружил, что меня привлекает биология со всеми её озадачивающими, но в то же время завораживающими сложностями. Помню, когда мне было двенадцать, я читал об аксолотлях, которые, будучи видом саламандр, развились таким образом, что постоянно остаются в водной личиночной стадии. Им удаётся сохранить жабры (в отличие от саламандр и лягушек, которые развивают их в лёгкие), останавливая процесс преобразования и достигая половой зрелости в воде. Я был совершенно изумлён, прочитав, что, если просто ввести этим существам «гормон преобразования» (экстракт щитовидной железы), можно заставить аксолотля превратиться в своего вымершего, сухопутного взрослого предка с отсутствующими жабрами, из которого он развился. Можно было вернуться назад во времени, воскресить доисторическое животное, более не живущее на Земле. Кроме того, мне было известно, что по каким‑то таинственным причинам у взрослых саламандр не регенерируются отрезанные ноги, но у головастиков регенерируются. Моё любопытство заставило меня сделать ещё один шаг и задать вопрос, мог ли аксолотль который в конечном счёте является «взрослым головастиком» сохранить способность регенерировать потерянную ногу, как это сейчас делают головастики лягушек. И сколько же ещё существует на Земле, размышлял я, подобных аксолотлям существ, которых можно вернуть к их предковой форме, просто введя им гормоны? Можно ли человека который, в конце концов, является эволюционировавшей обезьяной, сохранившей недоразвитые способности, вернуть в предковую форму, что‑то вроде Homo erectus, использовав соответствующий коктейль из гормонов? В моем уме разворачивался целый поток вопросов и рассуждений, и я навсегда «подсел» на биологию.

Везде я находил загадки и возможности. Когда мне было восемнадцать, я прочитал сноску в одном малоизвестном медицинском справочнике, где говорилось, что если у человека с саркомой, злокачественной опухолью, поражающей мягкие ткани, вследствие инфекции развивается сильный жар, рак иногда переходит в полную ремиссию. Сокращение раковой опухоли как результат жара? Почему? Что может это объяснить и мог бы этот факт послужить основой для практического лечения рака?

В отрочестве у меня также было страстное увлечение ботаникой. Помню, как долго я размышлял над тем, как бы мне обзавестись собственной венериной мухоловкой, которую Дарвин назвал «самым изумительным растением на Земле». Он показал, что она захлопывается, если быстро прикоснуться последовательно к двум волоскам внутри её ловушки. Двойной спусковой механизм, судя по всему, соответствует движениям насекомых в противоположность неодушевлённым предметам, случайно попадающим или падающим внутрь неё. Как только добыча захвачена, растение остаётся закрытым и начинает выделять пищеварительные ферменты, но только в том случае, если оно поймало действительно пищу. Это возбудило моё любопытство. С помощью чего определяется, что это пища? Остаётся ли мухоловка закрытой из‑за аминокислот? Жировых кислот? Каких‑то ещё кислот? Крахмала? Чистого сахара? Сахарина? Насколько сложны определители пищи в её пищеварительной системе? Увы, тогда мне так и не удалось обзавестись таким питомцем.

Моя мать активно поощряла мой юношеский интерес к науке, доставая для меня зоологические экспонаты со всех концов света. Особенно хорошо я помню, как она однажды подарила мне крошечного высушенного морского конька. Мой отец тоже одобрял мои увлечения. Он купил мне цейссовский исследовательский микроскоп, когда я был ещё совсем подростком. Мало что может сравниться с удовольствием разглядывать инфузорию — туфельку или вольвокс через мощную линзу объектива. (Как я потом узнал, вольвокс единственное биологическое существо на Земле, обладающее колесом.) Позже, когда я собирался поступать в университет, я сказал отцу, что моё сердце принадлежит фундаментальной науке. Будучи мудрым человеком, он убедил меня заняться медициной. «Ты можешь стать второсортным врачом и все же неплохо зарабатывать, говорил он, но ты не можешь стать второсортным учёным, это несовместимые понятия». Он обратил моё внимание на то, что, занимаясь медициной, я ничем не рисковал, а потом, получив диплом, я смогу решить, заниматься мне исследовательской работой или нет.

Все мои сокровенные отроческие занятия отличались, как я полагаю, милым старомодным, викторианским привкусом. Викторианская эра закончилась более столетия назад (формально в 1901 году) и может показаться уж слишком далёкой от нейронауки XXI века. Но я чувствую себя обязанным упомянуть мою раннюю любовь к науке XIX столетия, поскольку она оказала решающее влияние на мой стиль мышления и постановки опытов.