Поиски Крика побудили меня воспринимать свой недостаток опыта как разрешение на инакомыслие в области когнитивной нейробиологии и вдохновили на выход за узкие границы собственного понимания.
Как-то раз утром я приехал из отеля в лабораторию Урсулы, чтобы начать работу пораньше. «Пораньше» для меня означало семь утра, а Урсула была там с шести. Пока мы сидели у нее в кабинете за компьютерами, Урсула поставила чашку с кофе на стол и посмотрела на меня с озорным блеском в глазах: «Ты бы хотел сегодня встретиться с Фрэнсисом?» Совпадение меня поразило, потому что всего за месяц до этого я познакомился с Уотсоном, вместе с Криком получившим Нобелевскую премию.
Я запаниковал: на меня накатило давнее воспоминание. Когда я только начинал работать звукорежиссером, Мишель Зарин, менеджер одной из лучших студий звукозаписи в Сан-Франциско под названием Automatt, устраивала у себя в офисе вечеринки с вином и сыром по пятницам после работы, куда приглашала только близкий круг общения. Я несколько месяцев работал с неизвестными группами вроде Afflicted и Dimes и наблюдал, как в пятницу днем к ней в кабинет устремляется элита рок-сцены: Карлос Сантана, Хьюи Льюис, продюсеры Джим Гейнс и Боб Джонстон. Как-то раз в пятницу она сказала мне, что в городе будет Рон Невисон — звукорежиссер моих любимых пластинок Led Zeppelin, который также работал с группой Who. Мишель пригласила меня к себе в кабинет и показала, где встать в образовавшемся полукруге. Люди пили и болтали, а я почтительно слушал. Рон Невисон, похоже, не обращал на меня никакого внимания, а с ним-то я как раз и хотел познакомиться. Я посмотрел на часы — прошло 15 минут. На стереосистеме в углу играла музыка Боза Скэггса (одного из клиентов студии). Прозвучали «Lowdown» («Грязная правда») и «Lido» («Лидо»). Прошло уже 20 минут. Познакомлюсь я с Невисоном или нет? Зазвучала песня «We’re All Alone» («Мы совсем одни»), и — как это часто бывает с музыкой — ее слова словно проникли мне под кожу. Я решил взять дело в свои руки. Подойдя к Невисону, я представился. Он пожал мне руку и вернулся к своему разговору. На этом все. Позже Мишель меня отругала — такие дела так просто не делаются. Если бы я подождал, пока она меня представит, она напомнила бы ему, что я тот самый молодой продюсер, о котором она с ним говорила, потенциальный ученик, воспитанный и вдумчивый молодой человек, с которым она хочет его познакомить. Невисона я так больше и не увидел.
В обед мы с Урсулой вышли на улицу навстречу теплому весеннему ветру Сан-Диего. Над головой раздавались крики чаек. Мы дошли до угла кампуса Солка, откуда открывался лучший вид на Тихий океан, и, миновав три лестничных марша, поднялись в профессорскую столовую. Я сразу узнал Крика, хоть он и казался довольно слабым: ему было далеко за восемьдесят, и в дверь осторожно стучалась девятая круглая дата. Урсула указала мне на место справа от него, примерно через четыре человека.
Разговор за обедом превратился в настоящую какофонию. Я слышал обрывки разговоров о гене рака, который только что идентифицировал один из профессоров, и о расшифровке генов зрительной системы кальмара. Кто-то рассуждал о фармацевтическом вмешательстве для замедления потери памяти, связанной с болезнью Альцгеймера. Крик в основном слушал, но иногда говорил таким тихим голосом, что я не мог разобрать ни слова. Когда профессора закончили есть, обеденный зал наполовину опустел.
После десерта Крик по-прежнему сидел через четыре места от меня и оживленно разговаривал с соседом слева, сидящим к нам спиной. Я хотел познакомиться с Криком, поговорить об «Удивительной гипотезе» и узнать, что он думает о взаимосвязи между познанием, эмоциями и двигательным контролем. Что ученый, открывший структуру ДНК, расскажет о возможной генетической основе музыки?
Урсула, почувствовав мое нетерпение, сказала, что познакомит меня с Фрэнсисом перед выходом. Я уже разочаровался, представив себе разговор вроде: «Здравствуйте. До свидания». Урсула взяла меня за локоть; в ней всего метр сорок семь, и ей приходится
Крик поинтересовался, проводили ли мы какие-нибудь нейровизуализационные эксперименты, и я рассказал ему о наших исследованиях музыки и мозжечка. Его заинтриговали наши результаты и вероятность того, что мозжечок может участвовать в музыкальных эмоциях. Роль мозжечка в том, чтобы помогать исполнителям и дирижерам следить за временем в музыке и поддерживать постоянный темп, уже была хорошо известна. Многие также предполагали, что этот орган участвует в отслеживании музыкального времени у слушателей. Но при чем же тут эмоции? Какая может быть эволюционная связь между эмоциями, измерением времени и движением?
Прежде всего, какова вообще эволюционная основа эмоций? Ученые пока даже не пришли к единому мнению о том, что это такое. Мы различаем эмоции (временные состояния, которые обычно являются результатом какого-то внешнего события, настоящего, вспоминаемого или ожидаемого), настроения (более длительные состояния, которые могут иметь или не иметь внешнюю причину) и черты характера (склонность проявлять определенные состояния, например «она в целом счастливый человек» или «он вечно недоволен»). Некоторые ученые используют слово «аффект» для обозначения валентности (положительной или отрицательной) наших внутренних состояний, а слово «эмоция» — для обозначения конкретных состояний. Таким образом, аффект может принимать два значения (или три, если считать отсутствие аффективного состояния), и в каждом из них мы наблюдаем диапазон эмоций: положительные эмоции включают, например, счастье и сытость, отрицательные — страх и гнев.
Мы с Криком говорили о том, что в эволюционной истории эмоции тесно связаны с мотивацией. Крик напомнил мне, что эмоции для наших древних предков-гоминидов были нейрохимическим состоянием, которое служило мотивацией к действию, как правило, в целях выживания. Мы видим льва, мгновенно испытываем страх, внутреннее состояние — эмоцию, которая возникает, когда собирается определенный коктейль нейромедиаторов и достигается определенная скорость активации нейронов. Это состояние, которое мы называем страхом, побуждает нас прекратить то, чем мы занимаемся, и, не раздумывая, броситься наутек. Мы съедаем кусок испорченной пищи и испытываем отвращение. Тут же включаются определенные физиологические рефлексы: например, мы морщим нос (чтобы избежать возможного токсического запаха) и высовываем язык (чтобы выбросить кусок изо рта). Еще мы сжимаем горло, чтобы ограничить количество пищи, которое попадет в желудок. Мы видим водоем после нескольких часов блуждания в поисках питья и ощущаем приподнятое настроение — мы пьем, и насыщение наполняет нас чувством благополучия и удовлетворенности, эмоциями, которые, когда мы в следующий раз окажемся в этих краях, помогут нам вспомнить, где находится водоем.
Не всякая эмоциональная деятельность приводит к двигательной активности, но многие важные эмоции ее вызывают, и основной активностью является бег. Мы можем бежать быстрее и гораздо эффективнее, если делаем это в регулярном темпе — так мы с меньшей вероятностью споткнемся или потеряем равновесие. Роль мозжечка здесь ясна. И идея, что эмоции могут быть связаны с нейронами мозжечка, тоже имеет смысл. Самые важные действия, направленные на выживание, часто включают бег, например от хищника или за добычей, — и нашим предкам приходилось реагировать быстро, мгновенно, не анализируя ситуацию и не обдумывая наилучшую стратегию действий. Короче говоря, те из них, кто оказался наделен эмоциональной системой, непосредственно связанной с системой двигательной, реагировали быстрее и за счет этого выживали, передавая свои гены следующему поколению.
По-настоящему Крика интересовали не эволюционные основы поведения, а результаты исследований. Он читал работы Шмахмана, пытавшегося воскресить многие старые идеи, оказавшиеся в опале или просто забытые, например из статьи 1934 года, в которой говорилось, что мозжечок участвует в модуляции раздражения, внимания и сна. В 1970-х годах мы узнали, что удаление определенных областей мозжечка может вызвать резкие изменения в чувстве злости. Обезьяны с поражением одной части мозжечка испытывали ярость, которую ученые называли притворной, потому что она не имела никакого объективного внешнего стимула. (На самом деле у обезьян были все основания злиться, потому что какой-то хирург только что повредил им часть мозга, но эксперименты показывают, что животные проявляют эту ярость только после повреждения определенных частей мозжечка — и никакой иной области мозга.) Повреждения других частей мозжечка делают обезьян спокойнее — эти знания используются в клинических условиях для того, чтобы успокоить шизофреников. Электрическая стимуляция тонкой полоски ткани в центре мозжечка, называемой червем, может привести к агрессии у человека, а стимуляция другой области — к снижению уровня тревожности и облегчению депрессии.
Перед Криком по-прежнему стояла тарелка с десертом, и он ее отодвинул. Он сжимал стакан с ледяной водой. У него на руках сквозь кожу проступали вены. На мгновение мне показалось, что я вижу, как бьется его пульс. Крик вдруг замолчал, всматриваясь в пространство и размышляя. В зале стало совершенно тихо, лишь через открытое окно слышался шум волн внизу.
Мы обсудили работу нейробиологов, которые в 1970-х годах показали, что внутреннее ухо связано не только со слуховой корой, как считалось ранее. У кошек и крыс — животных, чья слуховая система хорошо изучена и имеет значительное сходство с человеческой, — наблюдаются связи, приходящие в мозжечок напрямую из уха, которые координируют движения животного, связанные с ориентацией в пространстве по слуховым стимулам. В мозжечке есть даже специальные нейроны, чувствительные к местоположению, и именно они позволяют быстро повернуть голову или все тело к источнику звука. Эти области, в свою очередь, направляют проекции в области лобной доли, которые, как показали наши с Урсулой и Винодом Меноном исследования, активно участвуют в обработке как языка, так и музыки, — это области в нижней лобной доле и орбитофронтальной коре. Что здесь происходит? Почему связи, идущие из уха, минуя слуховую кору — основную зону восприятия звуковой информации, тянутся массой волокон сразу в мозжечок — центр двигательного контроля (и, возможно, эмоций)?
Избыточность и распределение функций — важнейшие принципы нейроанатомии. Суть игры в том, что организм должен прожить достаточно долгое время, чтобы передать свои гены через репродукцию. Жизнь опасна, есть большая вероятность получить по голове и лишиться некоторых функций мозга. Чтобы он сохранил работоспособность после черепно-мозговой травмы, нужно, чтобы повреждение одной его части не выключило всю систему. Поэтому у важных частей мозга развились дополнительные связи.
Наша система восприятия тонко настроена на обнаружение изменений в окружающей среде, потому что они могут сигнализировать о надвигающейся опасности. Это прослеживается в каждом из пяти чувств. Наша зрительная система, способная видеть миллионы цветов и даже различать детали в темноте, улавливая одиночные фотоны, наиболее чувствительна к резким изменениям. Целая область зрительной коры — медиальная височная доля — специализируется на обнаружении движения. В ней срабатывают нейроны, когда в нашем зрительном поле перемещается какой-нибудь объект. Наверняка вам доводилось инстинктивно прихлопывать насекомое, севшее вам на шею, — ваша сенсорная система замечает чрезвычайно тонкое изменение давления на кожу. И, хоть это и клише из детских мультфильмов, но способность улавливать изменение запаха, например аромата яблочного пирога, остывающего на подоконнике у соседа, может вызвать настороженную реакцию, которая заставит нас заново сориентироваться в пространстве. Но самую сильную реакцию испуга обычно вызывают звуки. Внезапный шум может заставить нас вскочить, повернуть голову, пригнуться или закрыть уши ладонями.
Слуховой испуг — самая быстрая и, наверное, самая важная из наших реакций страха. И это имеет смысл: в мире, где мы живем, под покровом атмосферы внезапное движение объекта, особенно большого, вызывает возмущение воздуха. Это движение молекул воспринимается нами как звук. Принцип избыточности заставляет нашу нервную систему сохранять способность реагировать на звуковые сигналы даже при частичных повреждениях. Чем глубже мы заглядываем в мозг, тем больше обнаруживаем избыточных связей, скрытых цепей и соединений между системами, о которых раньше не подозревали. Эти запасные системы выполняют важную для выживания функцию. В научной литературе недавно появились статьи о людях, которые лишились всех зрительных соединений, однако по-прежнему «видят». Несмотря на то что они не сознают, что видят, и даже считают себя незрячими, они по-прежнему ориентируются в объектах и иногда могут их идентифицировать.
Похоже, у нас есть рудиментарная, или дополнительная, слуховая система, связанная с мозжечком. Таким образом, у нас сохраняется способность быстро реагировать — эмоциями и движением — на потенциально опасные звуки.
С рефлексом испуга и исключительной чувствительностью слуховой системы к изменениям связана схема привыкания. Если у вас постоянно гудит холодильник, вы настолько привыкаете к гулу, что перестаете его замечать. Представим, что крыса спит у себя в норе и слышит громкий шум наверху. Это могут быть шаги хищника, и крыса испугается, что вполне разумно. Но это может быть и ветка, которая из-за ветра более или менее ритмично стучит о землю над норой. После пары десятков таких ударов крыса поймет, что опасность ей не угрожает, и перестанет обращать внимание на звуки. Если их интенсивность или частота изменится, это будет значить, что крысе нужно снова прислушаться. Ветер усилился, и ветка, закачавшаяся с новой силой, вот-вот разрушит жилище? Или же ветер стих и тогда можно без опаски выйти наружу и поискать пищу либо партнера? Привыкание — важный и необходимый процесс, позволяющий разграничить то, что нам угрожает, и то, что не угрожает. Мозжечок выполняет функцию своеобразного хронометра, поэтому при его повреждении у нас нарушается способность отслеживать регулярность сенсорной стимуляции и, как следствие, привыкать к чему-либо.
Урсула рассказала Крику о том, что Альберт Галабурда в Гарварде обнаружил дефект формы мозжечка у людей с синдромом Вильямса. Синдром Вильямса возникает, когда у одной хромосомы (7-й) не хватает около 20 генов. Такое бывает у одного из 20 000 новорожденных, то есть встречается в четыре раза реже, чем более известное расстройство развития — синдром Дауна. Как и синдром Дауна, синдром Вильямса является результатом ошибки при считывании генетической информации, которая происходит на ранних стадиях развития плода. Результаты потери этих 20 генов из 25 000 или около того, которые у нас вообще есть, оказываются разрушительными. У людей с синдромом Вильямса бывают серьезные когнитивные нарушения. Мало кто из них способен научиться считать, определять время или читать. Однако у них остаются вполне невредимыми языковые навыки, а кроме того, эти люди очень музыкальные, необычайно общительные и приятные. Во всяком случае, они эмоциональнее большинства людей и, безусловно, дружелюбнее и коммуникабельнее среднестатистического человека. Как правило, больше всего им нравится создавать музыку и заводить новые знакомства. Шмахман обнаружил, что поражение мозжечка может вызывать симптомы, похожие на те, что возникают при синдроме Вильямса: люди внезапно становятся слишком общительными и ведут себя чересчур фамильярно с незнакомцами.