43. Ритм Бергера
Порядок: Мозг
нейронные контуры → мозг
- Из чего
- Сотни областей, каждая — огромная толпа нейронных ансамблей, сшитых длинными проводами белого вещества.
- Что нового
- Ритм и согласованность: десятки миллионов клеток стреляют в такт, области делят труд внутри сетей, крупные сети включаются и гаснут целиком. Держать этот хор дорого, и почти вся энергия уходит на фон, а не на задачу. Важен узор, а не материал.
- Куда дальше
- Здесь развилка на шесть ветвей: вбок к другим мозгам, где тот же этаж собран из другого материала, и вверх к сознанию, образу себя, семье, общине и языку.
Девятнадцатилетний Ганс Бергер служил в конной артиллерии в Вюрцбурге. Однажды весной на учениях его лошадь встала на дыбы, и он упал прямо перед упряжкой, которая тянула пушку. Ездовой едва успел остановить коней. Вечером пришла телеграмма от отца: старшая сестра дома вдруг почувствовала, что с братом беда, и настояла, чтобы отец узнал, всё ли с ним в порядке. Почти полвека спустя Бергер описал этот день как телепатию: в миг смертельной опасности он был передатчиком, а сестра приёмником. Мысль стать астрономом он оставил, выучился на врача, стал психиатром и десятилетиями мерил кровоток и температуру мозга, разыскивая энергию, которой одна голова могла бы дотянуться до другой.
В 1924 году в Йене он приложил электроды к голове юноши, у которого после операции остался дефект черепа, и увидел на записи медленные колебания, примерно десять в секунду. Пять лет он проверял, не помеха ли это в проводах, и опубликовал запись только в 1929-м. Признание пришло, когда ритм повторили в Кембридже: Эдгар Эдриан, к тому времени уже нобелевский лауреат, так и назвал его ритмом Бергера. Телепатии Бергер не нашёл. Он нашёл, что голова звучит.
Звучит не клетка. Контур из нескольких сотен нейронов умеет узнавать наклон линии и хранить память в узоре связей, а мозг собран из сотен областей, и каждая из них сама складывается из множества таких контуров. Области сшиты длинными проводами в изолирующей оболочке, их называют белым веществом. Если вытянуть провода мозга двадцатилетнего человека в одну нить, ею можно обмотать экватор примерно четыре раза. Провода занимают в мозге больше места, чем тела клеток, от которых они отходят.
Отдельный нейрон умеет немногое: собрать сигналы от соседей и, если их набралось достаточно, выстрелить. Ток одной клетки слишком слаб, чтобы пробиться сквозь кость и кожу, и электроды на голове ловят только сумму. Если клетки работают вразнобой, их токи гасят друг друга, и запись остаётся ровной. Чтобы проступила волна, в такт должны сработать десятки миллионов клеток на участке коры размером с почтовую марку. Так с улицы не разобрать ни одного голоса за стенами собора, но хор, который поёт в унисон, слышен за квартал. И темп у этого хора меняется: в глубоком сне волны катятся медленно, как прибой, с закрытыми глазами идёт ритм Бергера, а при напряжённом внимании кора дрожит мелкой частой рябью.
Области делят труд, но не как кабинеты с табличками на дверях. В апреле 1861 года в парижской больнице Бисетр умер пациент, которого все звали Тан: он понимал вопросы, но на любой отвечал одним этим слогом. Поль Брока вскрыл его мозг, нашёл повреждение в левой лобной доле, и у речи появился адрес. Через сто с лишним лет выяснилось, что по этому адресу живёт не одна речь: та же область работает в музыке и в планировании действий, а у тех, кто слеп от рождения, в чтение шрифта Брайля включается зрительная кора. Функцию задаёт не место, а сеть, в которую входит область, и то, что в эту сеть приходит.
Крупные сети вступают и замолкают целиком, как партии в хоре. Одну из них заметили, сравнивая снимки мозга в томографе во время задачи и в покое. Целый набор далёких друг от друга областей работает вместе, пока человек витает в мыслях, и дружно притихает, стоит ему взяться за дело.
Держать такой хор дорого. Мозг весит чуть больше пакета сахара, а в покое съедает пятую часть энергии всего тела, около двадцати ватт, как зарядка телефона. Трудная задача добавляет к этому расходу лишь несколько процентов. Почти всё уходит на фон: клетки переговариваются без перерыва, даже когда человек смотрит в потолок, и после каждого выстрела и каждого принятого сигнала батарейку клетки приходится заряжать заново. Хор тратит дыхание не на арию, а на то, чтобы держать общий тон.
Отсюда лестница расходится сразу на шесть ветвей, и самая короткая уходит не вверх, а вбок: к мозгам, собранным по другим чертежам. Пять остальных растут вверх, потому что мозг впервые строит модель мира, которую можно повернуть в разные стороны. Повёрнутая внутрь, она даёт сознание, единую сцену опыта, и образ себя: мозг моделирует собственное тело и собственные состояния. Повёрнутая к другим, она даёт семью, где надо узнавать своего детёныша и помнить его, и общину, где надо помнить, кто кому союзник. Повёрнутая наружу через знаки, она даёт язык, передачу узора из одной головы в другую. Это и есть то, что искал Бергер, только вместо психической энергии работают голос и слух. Стаи и косяки к этим ветвям не относятся: они бывают у рыб, у саранчи и даже у бактерий, и сложный мозг им не нужен.
По ленте Бергера можно сказать, спит человек, отдыхает с закрытыми глазами или сосредоточенно работает: в каждом состоянии кора поёт в своём темпе. Томограф добавит, какие партии вступают вместе, а какие молчат. Обе записи рассказывают, как клетки поют вместе, и ни одна не говорит, из чего сделаны певцы. Важен узор, а не материал: песню узнают, даже когда её насвистывают.