Причуды золотой рыбки

Кащей Бессмертный - обычный персонаж старинных русских сказок. Жил он за толстыми стенами своего замка, вход в который охранял трехглавый Змей Горыныч. Стражем Змей был надежным, справиться с ним было трудненько. Три его зубастые пасти представляли собой достаточно грозное оружие. А кроме того, три головы, три, хотя и небольших, умишка тоже со счета сбрасывать нельзя. Правда, старинные русские сказки почему-то это обстоятельство обходят молчанием.

Честно признаться, в детстве я серьезно завидовал Горынычу. Надо же, как повезло: иметь сразу три головы. Всегда есть с кем посоветоваться! Любой вопрос можно обмозговать сообща. Кто же не знает: ум хорошо, а три значительно лучше.

Завидовал я, конечно, напрасно. Трехголовых существ, к счастью, не бывает, зато на земле обитает немало животных, имеющих два достаточно самостоятельных мозга. Двойным мозгом природа одарила рыб, амфибий и других примитивных животных. Их центральная нервная система устроена таким образом, что правая ее половина знает только то, что видит ее левый глаз, а левая то, что заметил правый.

Большое ли счастье иметь два мозга? Вряд ли! У меня в аквариуме жила золотая рыбка, которую» я научил носить на голове колпак, чтобы она видела меня лишь левым глазом, и кормил вкусными червяками, а иногда так, чтобы я был виден лишь правым глазом, и нещадно гонял ее по аквариуму.

Обучение обеих половин мозга прошло быстро, и теперь, когда она видела меня левым глазом, радостно спешила навстречу, а если видела правым, в ужасе забивалась в заросли растений. Когда же я вообще снял колпак и она смогла взглянуть на меня сразу двумя глазами, это ее потрясло. Два ее мозга не смогли договориться, что ей следует делать, и она заболела.

Мозг цыпленка работает как два самостоятельных механизма только первые 8…12 дней жизни, пока не окрепнут связи между правой и левой ее половинами и у них появится возможность осуществлять широкий обмен информацией.

Как известно, многие птицы появляются из яйца уже достаточно самостоятельными. Цыплята в первый день жизни способны следовать за своей матерью, но сначала им необходимо ее увидеть и хорошенько запомнить.

Процедура знакомства завершается в один-три дня. В этот период над ними можно зло подшутить, система тически показывая вместо курицы любой подвижный предмет. Цыплята запомнят его и будут считать родной матерью. Если им позволить смотреть на футбольный мяч правым глазом, тогда только левое полушарие будет знать, как выглядит «искусственная приемная мать». Увидев тот же мяч левым глазом, малыши скорее всего испугаются, постараются держаться от него подальше и при этом будут издавать звуки недовольства.

С цыплятами можно поступить и более жестоко, если позволить им на родную мать смотреть лишь правым глазом, а на утку только левым. Теперь, в зависимости от того, какой глаз у малышей будет заклеен, они побегут сломя голову то за курицей, то за уткой, каждый раз считая, "что именно эта птица их мать. Подумать страшно, что бы чувствовал каждый из нас, оказавшись на их месте. Захотел бы кто-нибудь после этого иметь две головы?

У животных большим полушариям мозга обеспечены отличные условия для обмена информацией. У млекопитающих, в том числе у человека, они располагают несколькими линиями связи, мощными кабелями, в которых объединены десятки миллионов проводников. Главнейшие из них сосредоточены в мозолистом теле. Когда, раздвинув полушария, рассекают лежащее в глубине мозолистое тело, линии взаимосвязей обеих половин нашего мозга оказываются прерванными. Это приводит к тому, что контакты между правым и левым полушариями почти полностью прекращаются, и теперь каждое из них вынуждено действовать само по себе, как будто является отдельным вполне самостоятельным мозгом.

Разобщенные полушария получают одинаковую зрительную информацию. Это происходит потому, что зрительные нервы, прежде чем войти в мозг, встречаются на его нижней поверхности, и здесь каждый из них делится на два пучка: для правого и левого полушарий. Место, где это происходит, называется хиазмой. Внешне оно похоже на печатную букву X. Если рассечь хиазму вертикальным разрезом, превратив Х в знаки «больше» и «меньше», то после операции нервные волокна от правого глаза будут попадать только в правое полушарие, а от левого - в левое. Поведение таких животных будет разительно отличаться от того, с чем мы обычно сталкиваемся.

Нормальную кошку или собаку несложно научить отличать квадрат от треугольника, светлое пятно, двигающееся по экрану слева направо, от такого же пятна, перемещающегося в обратном направлении. Если в процессе обучения животным завязывать левый глаз, а затем, когда задание будет усвоено, перенести повязку на правый и проэкзаменовать левый, станет очевидным, что он, хотя и был полностью освобожден от уроков, справляется с заданием не хуже тренированного, в течение нескольких дней усиленно обучавшегося решать зрительные задачи. Ведь у нормальной кошки каждый глаз посылает информацию обоим полушариям.

Если теперь рассечь у животного хиазму и повторить опыт, ничего нового увидеть не удастся. Кошка по-прежнему будет решать поставленные задачи. Опять необученный глаз будет полностью информирован обо всем, с чем познакомился тренированный. Дело в том, что у полушарий кошачьего мозга благодаря прямым каналам связи осталась возможность обмениваться любой информацией. Оказывается, они не очень скрытны и без утайки поверяют друг другу свои секреты. Таким образом, даже когда кошка с рассеченной хиазмой смотрит под стол одним глазом, оба полушария ее мозга знают, что там сидит мышь.

Совсем иначе будет вести себя кошка, если ликвидировать основные линии связей между полушариями ее мозга. Когда животное оправится от операции, можно убедиться, что правый глаз превосходно справляется с заданием, а левый смотрит на него как баран на новые ворота. Можно подумать, что не повязку перенесли на другой глаз, а подменили кошку.

Метаморфоза кошачьих реакций объясняется тем, что благодаря проделанным операциям у животного оказалось два совершенно самостоятельных мозга. Такую кошку легко научить открывать кормушку, на крышке которой нарисован квадрат, когда она смотрит на мир правым глазом, и снимать крышку с кормушки, обозначенной треугольником, если окружающий мир она созерцает левым глазом. Надо только следить, чтобы один глаз был всегда закрыт, и не вызвать у кошки нервного потрясения.

Кошку с разобщенным мозгом можно научить радостно мяукать в ответ на информацию, поступившую в одну половину мозга через правый глаз, и в ярости ощериваться на ту же информацию, переданную в противоположную половину с помощью левого глаза. Такое животное, закрыв ему правый глаз, можно научить на вспышку света нажимать на педаль левой лапой, чтобы получить из кормушки мясо, а закрыв левый глаз, на ту же вспышку света надавливать на выключатель правой лапой, чтобы предотвратить удар электрического тока.

Нормальную кошку таким премудростям не научишь. Даже после многих недель тренировки она постоянно путает задания. Оперированной кошке путать нечего. Ее правое полушарие не будет знать, что видит левый глаз, а левое - на что смотрит правый. Поэтому она ведет себя как две разные кошки.

Две разные обезьяны

Удивительные результаты экспериментов, проделанных на кошках, привлекли всеобщее внимание. Оказалось неожиданным, что путем простого разреза, одним ударом ножа один мозг можно превратить в два достаточно полноценных и совершенно независимых друг от друга мозга. Благодаря операции в одном кошачьем теле оказываются две разные кошки, в одной обезьяньей шкуре - две разные обезьяны.

После разобщения хиазмы и перерезки мозолистого тела можно в черепной коробке макаки поселить две различные обезьяньи «личности». Для этого придется сделать еще одну операцию - лоботомию одного из полушарий, то есть рассечь белое вещество, прервать связи лобной доли с остальным мозгом. Эта операция меняет характер обезьяньей «личности», скрывающейся в поврежденном полушарии. Она делает ее благодушной.

Теперь в одном обезьяньем теле будут уживаться два зверя. «Здоровая обезьяна», глядящая на мир глазом, связанным с неповрежденным полушарием, будет, как и все нормальные обезьяны, вздорным, сварливым, злопамятным существом. «Браниться» с соседями по клетке, ссориться с ними из-за пищи, игрушки, удобного места в углу на полке. Она не станет прощать обид, безжалостно наказывая слабых, а сильным делать пакости исподтишка, по-прежнему будет панически бояться змей, крупных собак, незнакомых людей.

У второй обезьяньей «личности» характер неузнаваемо изменится, ее перестанут развлекать каждодневные свары. Она не станет отвечать на коварные выпады неуравновешенных соседей, ей не испортит настроения обезьяна, стащившая из ее миски лакомый кусочек. Она не испугается ни змей, ни овчарки, не убежит от незнакомого человека, если увидит их «своим» глазом.

У здоровых животных и у человека известная часть информации поступает лишь в одно из полушарий мозга. Дело в том, что в отличие от глаза, который в равной степени информирует каждое из полушарий о том, что видит, ухо адресует информацию главным образом противоположному полушарию, а рецепторы кожи, кроме рецепторов лица, связаны исключительно с противоположным мозговым полушарием.

У исследователей возник естественный вопрос: где хранится эта односторонняя информация? Теоретически можно представить себе, что левое полушарие систематически знакомит своего правого партнера с собранной информацией и, в свою очередь, знакомится с информацией, накопленной правым полушарием. В этом случае оба полушария располагали бы одинаковой информацией, одинаковым уровнем знаний, и в случае повреждения одного из них здоровое полушарие вполне бы заменило целый мозг.

Существует и другая точка зрения. Можно предположить, что информация, поступившая лишь в одно полушарие, только здесь и хранится, но благодаря обширным связям между полушариями второе тоже может ею пользоваться, посылая по мере надобности запросы и тотчас же получая на них исчерпывающие ответы.

Разобраться в правилах обмена информацией помогли эксперименты на обезьянах и крысах. Сначала изучили поведение животных с рассеченной хиазмой. Оно позволило убедиться, что у обезьян, как и у кошек, информация, поступающая в одно полушарие, становится достоянием всего мозга.

Чтобы выяснить механизм ее использования, поставили второй эксперимент. Обезьяну с перерезанной хиазмой обучили левым глазом отличать круг от квадрата, но затем, прежде чем проверить правый, рассекли ей мозолистое тело. При предъявлении рисунка правому глазу правое полушарие уже не могло обращаться за помощью к левому. Однако экзамен дал положительные результаты. Это значит, что информация, поступающая в одно полушарие, позже передается и другому.

Теперь оставалось узнать, когда обмениваются полушария поступающей к ним информацией: по мере ее поступления или позже, на досуге. Для этого применили еще один прием - химическое выключение одного из полушарий. Хлористый калий и пуромицин, попадая в клетки больших полушарий, временно, но на достаточно продолжительный срок прекращают их деятельность.

Не ухудшается ли работа расщепленного мозга? По-видимому, нет. По некоторым показателям, расщепленный мозг даже превосходит нормальный. Две его половинки, работая независимо друг от друга, за одно и то же время успевают собрать в два раза больше информации, чем мог бы накопить целый мозг.

У обезьян изучали память. Перед животным на короткий срок, всего лишь на 600 миллисекунд, включали свет в 8 из 16 ячеек, а потом проверяли, что запомнила обезьяна. Она должна была, начиная снизу, последовательно стучать лапой по всем ячейкам, где произошла вспышка света. Расположение мигнувших и темных ячеек каждый раз менялось. Ячейки располагались прямо перед животным по четыре в каждом ряду, и благодаря специальному оптическому устройству половина их была видна лишь правому глазу, а вторая половина - левому.

После перерезки мозолистого тела обезьяна, используя два своих мозга, превосходно справлялась с поставленной задачей, оказавшись способной всего за 200 миллисекунд запомнить все 8 мигнувших ячеек. Впечатляющий результат!

Кустарь-одиночка

Наука в наши дни развивается бешеными темпами. Буквально каждый день приносит новые открытия. Невольно возникает впечатление, что наука широко распахнула перед нами двери в неведомое. И только крупные ученые понимают, как трудно высказать совершенно новую, свежую мысль. Как трудно быть оригинальным.

Идея о двух человеческих личностях, сосуществующих в одном теле, еще в древние времена обсуждалась и философами и поэтами, постепенно обрастая наблюдениями и точными фактами. Книга английского психиатра А. Вигана «Двойственность разума» прямо указывала на то, что каждое полушарие оперирует своей собственной системой мыслей. Виган считал этот вопрос доказанным, и, нужно сказать, для этого у него были известные основания. Безусловно, наблюдать каждую отдельную личность в чистом виде психиатры в те времена еще не могли. Эта возможность появилась лишь в наши дни.

Жизнь - странная штука. Может показаться удивительным, что такой изуверской операции, как разобщение больших полушарий, были подвергнуты люди. Между тем в Лос-Анджелесе (США) эти операции проводят для лечения эпилепсии, не поддающейся другим способам лечения.

Применившие этот метод лечения хирурги рассчитывали на то, что, прервав связи между полушариями, удастся ограничить судороги одной половиной тела и тем значительно смягчить течение болезни. Результаты операции превзошли самые смелые ожидания. По недостаточно понятным причинам она приводила к почти полному прекращению судорожных припадков, даже односторонних.

Всех, кому удалось понаблюдать за людьми с разобщенными полушариями, больше всего поражает, как мало эта серьезная реконструкция мозга отражается на личности больного. Внешне поведение таких людей, пока им не дают особых специфических заданий, ничем не отличается от нормальных. У них хорошая координация движений. Их походка не меняется. Если до операции больные умели плавать или ездить на велосипеде, они прекрасно это делают и с расщепленным мозгом. Перенесенная операция не мешает больным играть в теннис, волейбол и другие подвижные игры, и качество игры серьезно не снижается.

Ни характер, ни интеллект, ни темперамент тоже не претерпевают серьезных изменений. Правда, в первые дни и недели после операции у части больных нарушается речь и память, но потом все приходит в норму. Люди с расщепленным мозгом, оправившись от операции, нередко возвращаются к трудовой деятельности и вновь становятся полноценными членами общества.

Пристальные систематические наблюдения за больными все же позволяют заметить в их поведении кое-что необычное. Первое, что обращает на себя внимание, это игнорирование левой половины своего тела. Больной в повседневной деятельности активно не пользуется своей левой рукой и ногой, хотя ничего, казалось бы, этому не мешает. Если его попросить сделать шаг с левой ноги, он четко выполнит задание, но, играя в футбол, будет бить по мячу только правой ногой, а упавший на пол платок поднимет правой рукой, даже если для этого придется прервать начатую деятельность и предварительно ее освободить. Совершенно свободную левую руку он к этой операции не привлечет.

Зрительная система человека устроена таким образом, что информация, попавшая в правое поле каждого глаза, затем поступает в левое полушарие, а информация из левого поля обеих глаз - в правое. Ученые во время исследований этим обстоятельством широко пользуются, адресуя с помощью специальных оптических устройств необходимую зрительную информацию отдельно каждому из полушарий. Пользуясь этим способом, удается раздельно изучить функцию полушарий, правую и левую человеческую личность.

Адресуя самую различную информацию по очереди в каждое из полушарий, удается узнать о них удивительные вещи. Если левому полушарию больного с расщепленным мозгом показать картинку, направив ее изображение в правую половину поля зрения обоих глаз, он отлично в ней разберется и сможет рассказать о ее мельчайших деталях. О той же самой информации, посланной в левые поля каждого глаза, то есть адресованной правому полушарию, он ничего сообщить не сможет. Скорее всего просто скажет, что ничего не видел.

Примерно так же будет вести себя человек с расщепленным мозгом, если ему завязать глаза и в обе руки дать по одинаковому предмету. Знакомый предмет, находящийся в правой руке, он легко узнает и даст о нем исчерпывающий отчет. Рассказать о предмете, находящемся в левой руке, не сможет. Обычно больные говорят, что в левой руке у них ничего нет или что она затекла и потому ничего не чувствует.

С чем связаны подобные нарушения в двигательной сфере и в сфере восприятия? Отсутствие активности левых конечностей, как мы уже убедились, никоим образом не является следствием нарушения их подвижности. Просто принятие решения о тех или иных действиях - сфера деятельности левого полушария. Обычно оно дает соответствующие указания своему правому соседу, но после разобщения мозга его распоряжения не достигают командных центров левых конечностей, вот они и оказываются без дела.

Сходным образом объясняются расстройства восприятия. Специальные опыты убедительно показывают, что после рассечения мозолистого тела правое полушарие нисколько не теряет способности к утонченному зрительному или осязательному анализу. Однако бесполезно спрашивать больного, что у него в левой руке. Сказать он этого не сможет, но зрительно узнает. Если в числе нескольких различных предметов ему предъявить для опознания такой же предмет, он уверенно на него покажет.

Можно провести и обратный эксперимент: «показать» правому полушарию какой-то предмет, а потом предложить найти его на ощупь с завязанными глазами среди многих предметов, разложенных на столе. Больной блестяще справится и с этой задачей, правда, если будет работать левой рукой. Правая рука в этом случае ничем помочь не сможет.

После разобщения мозга в левое полушарие перестают поступать сведения о том, что видит и что ощущает правое. Оно не знает, что надо искать, и не сможет дать никаких указаний подчиненной ему руке. Таким образом, правое полушарие продолжает анализировать зрительную, осязательную, акустическую информацию, но не может сообщить о результатах анализа левому партнеру. А так как левый двойняшка теперь не знает, над чем трудится правый, то, естественно, в буквальном смысле слова ничего об этом сказать не может. Полушария не теряют своей квалификации, но их совместная работа разлаживается. Одно слово - кустари-одиночки.