Путеводный нейрон. Как наш мозг решает пространственные задачи - Майкл Бонд

или ноги, птицу можно было превратить в аиста, цаплю, утку, лебедя, чайку или нечто промежуточное. После тренировки добровольцам предложили визуализировать, как меняется облик птиц, – представить, что ноги и шея удлиняются или укорачиваются до определенного размера, – в то время как исследователи смотрели на их мозг с помощью сканера фМРТ. Ученые стремились понять, участвуют ли в организации концептуального знания те отделы мозга, которые обычно управляют знанием о пространстве, такие как энторинальная кора, ретроспленальная кора и префронтальная кора. «Эти области мозга делают много интересного, причем никак не связанного с пространством, – писал мне Беренс в электронном письме. – Интересно, чем заняты нейроны решетки в этих областях?»

К удивлению многих специалистов, выяснилось, что мозг воспринимает абстрактное упражнение как пространственную задачу: похоже, нейроны решетки картировали одномерную визуализацию как движение в двух измерениях. Растяжение шеи птицы заставляло нейроны решетки возбуждаться по одной траектории, а растяжение ног – по другой, перпендикулярной. Одновременное растяжение шеи и ног приводило к тому, что нейроны активизировались по промежуточной траектории, угол наклона которой зависел от соотношения размеров ног и шеи в воображении испытуемого. Нейроны решетки как будто в прямом смысле проводили людей через задачу. По мнению Беренса, это указывает, что мозг использует нейроны решетки, лежащие в основе восприятия пространства, и для решения абстрактных задач[157]. Пространственная система мозга, по всей видимости, обращается к картам не только для отображения пространства, но и для организации самых разных типов знания. Они помогают нам ориентироваться во внутреннем мире так же хорошо, как и во внешнем[158].

Подобные открытия вызвали массу предположений о природе когнитивной функции. Одна из самых спорных теорий заключается в том, что язык – вероятно, самая главная система абстрактного знания – сам построен на пространственной основе. Эта гипотеза еще интересна тем, что ее предложил Джон О’Киф, первооткрыватель нейронов места и убежденный эмпирик. Всю свою научную карьеру он посвятил изучению гиппокампа и взаимодействия животных с пространством, однако время от времени отвлекался от основной темы своих исследований.

Почти полвека назад, в ходе одного из своих первых исследований нейронов места, О’Киф рассматривал возможность того, что когнитивная система картирования играет роль глубинной структуры языка. Он предположил, что речь у людей развилась для того, чтобы они могли делиться информацией о физическом мире – например, о местоположении ценных ресурсов и путей к ним, – и что это связало гиппокамп (особенно левый гиппокамп, где выполняется большая часть обработки речи)[159] с другими отделами мозга – точно так же, как память. О’Киф указывает: все языки строятся вокруг предлогов, а почти все предлоги описывают пространственные взаимоотношения между местами и объектами.

Чаще всего используются такие предлоги, как позади, впереди, рядом, за, у, к, от, в, из, под, над, через, сквозь и поперек. Они выражают связи между объектами и во многих языках сокращаются до приставок или суффиксов. В языке предлоги отражают направление и расстояние, как векторы в геометрии, причем не только буквально, как «поехать из Лондона в Париж», но и метафорически, как «от великого до смешного». По мнению О’Кифа, левая доля гиппокампа снабжает нас не только пространственной, но и семантической картой, и, хотя он признает, что еще не нашел доказательств этой гипотезы[160], их могли найти другие. В 2017 году группа нейробиологов под руководством Николы Вуковича из Орхусского университета продемонстрировала, что когда мы слушаем речь другого человека, то анализируем предложения с местоимениями, такие как «Я чищу банан» или «Ты режешь помидор», с помощью пространственных отделов мозга и что точка зрения, высказываемая в предложении, определяет тот отдел, который при этом активизируется[161]. Например, если собеседник использует местоимение ты, вынуждая нас рассматривать вопрос со своей точки зрения, включается задняя теменная кора, традиционно управляющая «эгоцентрической» навигацией. Если же собеседник говорит от первого лица, вынуждая нас сосредоточиться на его точке зрения – то есть использовать более общий, если хотите, пространственный взгляд, – то обработка речи в основном происходит в левом гиппокампе, как и предсказывал О’Киф[162].

Пространственные метафоры вездесущи. Когда вы в следующий раз услышите «пройди по дорогам памяти», «оставь все позади», «представь все в перспективе», «поставь себя на их место», помните: это с вами говорит древний мозг собеседника. Мы постоянно используем подобные выражения и при описании социальных отношений: «близкий друг», «отдаляться», «круг знакомых», «социальная лестница». Связанные с пространством термины помогают нам описывать личные отношения подобно тому, как мы выражали бы геометрические связи между объектами и ориентирами.

Тот факт, что мы применяем пространственный словарь в сфере отношений между людьми и что наш мозг составляет карту взаимоотношений, похожую на карту пространства, не должен нас удивлять. Из первой главы вы, наверное, помните, что именно потребность поддерживать социальные связи на расстоянии сотен километров палеолитического ландшафта могла привести к появлению у нас способностей к навигации. Эксперименты с летучими мышами и крысами показали: их нейроны места отмечают не только собственное положение в пространстве, но и положение других особей[163] – совершенно очевидно, что им важно знать, где находятся их друзья. Измерить такие вещи у людей очень сложно, но было бы странно, если бы у нас отсутствовало это качество.

Недавно группа нейробиологов под руководством Даниелы Шиллер из Медицинской школы Икана Маунт-Синай в Нью-Йорке обнаружила свидетельства того, что человеческий мозг использует пространственный подход при анализе сложных социальных взаимодействий. Шиллер изучает, как проявляются эмоции в мозге, и ее особенно интересует, как люди справляются с травматическим опытом (ее отец пережил Холокост). Она заметила, что большинство выживших, жизнь которых сложилась успешно, обладают одной общей чертой: развитые социальные навыки. «Они рассказывали о пережитой боли, и становилось очевидным, насколько глубоко и зрело они понимают социальную среду, – рассказывала она мне. – Например, они понимали, что собирался сделать солдат, и знали, что соседи были их врагами. Они были способны разместить каждого в социальной среде, и это помогло им выжить».

Шиллер хотела понять, как такой социальный интеллект отражается в работе мозга и как мозг отслеживает связи между людьми. Они с коллегами придумали «игру во взаимоотношения», в которой добровольцы должны были взаимодействовать с выдуманными персонажами; мозг испытуемых сканировали на аппарате фМРТ. В процессе игры исследователи манипулировали двумя переменными, влиявшими на динамику всех взаимоотношений: власть (вы подчиненный или начальник по отношению к другому человеку?) и близость (в какой степени вы готовы делиться с ним личной информацией?). «Допустим, у вас два лучших друга и один из них получает большую власть, например становится вашим боссом, – объясняет Шиллер. – Это сразу же влияет