Живой мозг. Удивительные факты о нейропластичности и возможностях мозга - Дэвид Иглмен

Спустя несколько лет группа ученых Стэнфордского университета во главе с Джереми Бейленсоном приступила к более научному исследованию феномена гомункулярной подвижности. Они задались вопросом, смогут ли люди обучиться четко управлять третьей рукой в виртуальной реальности26. Когда вы надеваете VR-очки и берете в руки по контроллеру, то в виртуальном пространстве видите две свои руки, а также дополнительную третью: удобно расположенная посередине вашей виртуальной груди, она так и приглашает воспользоваться ею. Авторы эксперимента ставили перед испытуемыми простую задачу: дотрагиваться до коробки, как только она поменяет цвет. Но коробок было очень много, и, чтобы успевать вовремя коснуться каждой, требовалось задействовать все три руки. Если контроллеры в руках пользователя позволяли легко управлять двумя настоящими руками, то для управления третьей требовалось вращать запястьями. Испытуемые за три минуты обучились орудовать третьей рукой. Иными словами, сумели приспособиться к новой схеме тела, показателем чего служило качество выполнения задачи.

Исследователей ожидает непочатый край разнообразных форм и конструкций телесности: представьте, например, что из вашего копчика произрастает виртуальный хвост и вы можете ловко управлять им движением бедер27. Или вообразите, что ваше тело размером с мячик для гольфа, или что оно величиной с многоэтажный дом, или что у вас по шесть пальцев на руках, или что вы обернулись комнатной мухой и трепещете крылышками. Или по примеру дока Ока превратились в осьминога.

Научившись сочетать гибкость мозга и нарождающуюся креативность дизайна виртуальных миров, мы прорвемся в новую эру, где наши виртуальные идентичности больше не будут ограничены телами, в которых мы развились по прихоти эволюции. Более того, в новой эре мы сможем даже пришпорить эволюцию — с бесконечных миллиардов лет до каких-то часов. Тела таких форм и размеров, о каких и помыслить не могла Матушка-природа, мы уже сейчас можем примерять на себя, превращая своих виртуальных аватаров в нейронально реальных.

Интересная возможность таится в гипотезе о том, что с изменением тела мозг тоже может претерпеть изменения. Одно исследование показало, что студенты колледжей, использующих аватары граждан старшего возраста (проще говоря, пенсионеров), более склонны помещать деньги на банковские сберегательные счета; мужчины, выбравшие женские аватары, больше заботятся о ближних; некоторые пользователи при виде своих аватаров, выполняющих физические упражнения, проявляют больше желания последовать их примеру в реальной жизни28. (В мире фантастики подобная перемена тела, как предполагается, и послужила причиной злодейства дока Ока: идея состоит в том, что, получив в свое распоряжение четыре дополнительные конечности, его мозг изменил схему нейронной сети, из-за чего изменился образ мыслей дока29.) Иными словами, то, кто мы есть, определяется тем, как смонтирована в нашем мозге нейронная сеть. Подправив какую-нибудь мелочь в теле, мы рискуем изменить личность его обладателя.

Приведу пример из жизни. Литейщик Найджел Окленд в результате несчастного случая на производстве лишился руки до локтя. Несчастье сокрушило его физически и морально, но ему поставили великолепный бионический протез30. Мозг Найджела посылает команды неповрежденным нервным волокнам и мышцам, сигналы интерпретируются бионической начинкой протеза, и он плавно двигается более чем в дюжине направлений. А фокус вот в чем: попросите Найджела повернуть запястье. Он поднимет руку и повернет ладонь, а она как миленькая продолжит вращение, пока не повернется вокруг своей оси раз, другой, и так и будет медленно вращаться, словно волчок, пока Найджел не остановит ее. Стало быть, тело у Найджела лучше, чем у вас, в том смысле, что имеет меньше ограничений и больше степеней свободы движения. При конструировании роборуки биоинженеры сообразили, что нерентабельно снабжать ее связками и сухожилиями, ограничивающими диапазон движения живой кисти. Как предполагается, Найджел способен генерировать мысли, на которые не способны мы (скажем, «Пускай рука продолжает поворачиваться» или «Сейчас одним поворотом руки вкручу лампочку»).

Один мозг в бесконечном разнообразии строений тела

Как мы убедились на примере лучника Мэтта и собаки Фэйт, мозг приноравливается обеспечивать локомоцию того тела, какое ему случилось получить. И, как в случаях с роборукой Джен и хватающей маршмеллоу механической рукой обезьянки, мозг, стоит ему обнаружить новое оборудование, сообразит, как им оперировать. Смонтированные под сводами черепа нейронные сети проделывают подобные трюки на основе простого алгоритма: высылают моторные команды (отклонись влево!), оценивают обратную связь (скейтборд кренится, теряет устойчивость) и соответственно корректируют параметры действия, все больше и больше совершенствуя мастерство.

Сумеет ли мозг приспособиться к любому миру или любому строению тела? Через сколько-то сотен лет мы, должно быть, увидим, как младенцы рождаются где-нибудь на Луне или на Марсе. И расти они будут в пределах другой, не земной гравитации. В результате их тела, скорее всего, будут развиваться иначе, и для передвижения они, видимо, приспособят иные наборы расширений. В этом далеком будущем нейробиологи станут изучать проблемы развития новых тел и новых мозгов и задаваться вопросами, вырастут ли младенцы не такими, как земные, в плане памяти, познавательных способностей или осознанного опыта.

Подумайте, как изменится наша индустрия, когда мы изучим и освоим принципы нейронных связей. Представьте, какие преимущества мы получим, если у автопроизводителя появится возможность спроектировать один потенциально многоцелевой двигатель, который, будучи установленным на любое транспортное средство (газонокосилку, трицикл, грузовик, космический корабль), сам собой модифицируется под особенности конструкции, чтобы оптимально обеспечивать движение. А рынок послепродажного обслуживания и автозапчастей сможет добавить к вашему автомобилю любые новые компоненты — плавники, например, или телескопические ноги — без реконструкции самого автомобиля, потому что он сам сообразит, как ими пользоваться на ваше благо.

Мы вступаем в бионическую эру, когда люди получат в свое пользование оборудование мощнее и долговечнее, чем биологическое тело-робот, предоставляемое нам при рождении. И когда через миллионы лет нас начнут изучать наши любознательные, неведомые нам потомки, они, возможно, назовут наше сегодня временем, когда человечество впервые сошло с медленных путей, коими влекла нас неспешная эволюция, и взяло в собственные руки будущее своих тел. Чем дальше, тем больше бионика будет становиться общественным достоянием. Когда у наших праправнуков будут отказывать ноги, они не станут покорно усаживаться в инвалидные кресла; если им ампутируют руки, эта беда не заставит их уповать на подаяние. Как бы не так! Они снабдят свои тела искусственными конечностями, зная, что их мозг прекрасно приспособится управлять новым оборудованием. Люди с парализованными ногами будут вовсю отплясывать в управляемых силой мысли экзоскелетных костюмах31.

Мало того, помимо восстановления утраченной функции наши потомки раздвинут свои моторные способности за пределы естественных биологических ограничений. В грядущие века история про дока Ока с его восемью конечностями покажется такой же безнадежной архаикой, какой сегодняшнему читателю представляются дерзкие по своим временам мечты Жюля Верна пересечь Атлантику всего за сутки. Тем, кто придет в этот мир после нас, не придется ограничивать себя пределами собственного тела; напротив, они смогут расширять свою телесность во Вселенной, вбирая в нее все, что окажется под их контролем.