Карл Саббаг - Веревка вокруг Земли и другие сюрпризы науки

• Название: Веревка вокруг Земли и другие сюрпризы науки
• Автор: Карл Саббаг
• Издательство: Ломоносовъ
• Жанр: Научпоп
• Год: 2012
• ISBN: 978-5-91678-144-1

Есть детские вопросы, на которые не каждый взрослый ответит: почему ночью небо темное? почему мы не проваливаемся сквозь пол? кто изобрел колесо? почему зеркало меняет местами только лево и право, а не верх и низ? Карл Саббаг подробно разбирает эти и многие другие загадки (да-да, загадки, причем Большой Науки!), и не просто разбирает, а легко, доходчиво, с хорошим юмором рассказывает об окружающих нас чудесах физики, химии, биологии, психологии и даже космологии. Вот еще вопросы: как работает Гугл? можно ли увидеть нейтрино? что такое пятый вкус, о котором никто не знает, кроме японцев? обижаются ли на нас собаки? кто был автором первого в истории мультфильма? Интересно? При чтении этой книги будет еще интереснее! Потому что именно с такой целью она и писалась: напомнить нам, что мир вокруг таинствен и удивителен.

Карл Саббаг (р. 1942) — британец палестинского происхождения, писатель, журналист, телевизионный продюсер. Автор многих научно-популярных книг, документальных фильмов и научно-популярных телесериалов.

---

Столь асоциальное поведение объясняется тем, что все испытуемые были очень малы. Самому младшему была всего 41 минута от роду, а самому старшему — 72 часа, так что во внезапном опорожнении кишечника, в общем-то, нет ничего удивительного. Экспериментаторы поставили перед собой задачу разобраться в феномене, который многие подмечали у младенцев, — в их странной способности копировать мимику склонившегося над ними взрослого. Странность заключается в том, что новорожденный младенец с его минимальным или даже вовсе никаким опытом жизни в большом мире способен установить концептуальную связь между розовым кусочком плоти, шевелящимся в дыре на лице взрослого (движения языка), и мышцами, управляющими его, младенца, собственным языком, которого он и не видел-то никогда.

Прежде для изучения этой способности брали детей постарше. Психологи предполагали, что у них вырабатывается нечто вроде условного рефлекса. Якобы ребенок сначала совершает целый ряд случайных движений, и наконец его движение произвольным образом совпадает с движением взрослого, после чего взрослый сразу начинает улыбаться, смеется и спешит позвонить бабушке — поделиться новостью. Такой результат служит для младенца поощрением, и, когда взрослый в следующий раз высунет язык, ребенок с большей охотой скопирует его действия. Мельцофф и его коллега решили, что в действительности все не так просто. Они задумались, не врожденная ли это способность. Чтобы докопаться до истины, им нужно было поставить эксперимент на младенцах, у которых почти или совсем не было возможности выработать какие-либо условные рефлексы, а также любые другие стили поведения, то есть дети должны быть как можно моложе. А значит, испытуемых нужно было брать прямо из родильной палаты или из отделения для новорожденных — разумеется, с разрешения родителей.

Этот эксперимент положил начало длительной программе исследований, подразумевавших наблюдения за маленькими детьми разных возрастов и их способами подражания взрослым. Со всей серьезностью и максимальной осторожностью, положенными хорошим исследователям, ученые часами корчили перед малышами забавные рожи и играли в игрушки, при этом тщательно контролируя ситуацию, чтобы получить надежные и не вызывающие разночтений данные. Например, двое ученых садились рядышком напротив младенца, а за ребенком висели два видеомонитора. Один монитор показывал малыша и его действия в процессе возни с игрушкой, а другой демонстрировал запись предыдущего испытуемого — другого ребенка, игравшего с той же игрушкой. Один ученый повторял действия нынешнего испытуемого, а второй — предыдущего. Ребенок неизменно проявлял больше интереса к ученому, имитировавшему его собственные действия, а не движения предыдущего испытуемого. Однако без второго ученого мы так и не узнали бы, что ребенка привлекает сам факт имитации.

Ученые уверены: результаты их опытов показывают, что на базовом уровне способность воспринимать других как «похожих на меня» дается ребенку с рождения и играет важную роль в развитии личности и восприятии ребенком самого себя. Эта способность нужна человечеству, поскольку делает возможным сопереживание и позволяет представлять себя на месте другого.

Ученые подытожили полученные результаты следующим образом: «Наши опыты дают возможность предположить, что дети уже в раннем младенчестве регистрируют эквивалентность своих действий действиям другого. Они умеют делать это еще до того, как научатся говорить или сравнивать себя и других в зеркале. Эта базовая эквивалентность окрашивает первичное восприятие младенцами мира и позволяет им наделять поведение других людей смыслом, хотя бы на уровне ощущений».

Параллельно с этими опытами в области поведения специалисты из совсем другой отрасли науки обнаружили особый тип клеток мозга, которые могут отвечать за эту способность. Открытие произошло случайно. Ученые, изучавшие мозговую активность обезьян, нашли в мозге особый участок, возбуждавшийся в тот момент, когда обезьяна совершала определенное движение рукой, чтобы достать порцию еды. В один прекрасный день ученые, к своему удивлению, зафиксировали сигнал в мозге обезьяны, когда она не совершала нужного движения, зато его поблизости совершала другая обезьяна. Выходит, даже наблюдение за определенными действиями вызывало сигнал в том участке мозга, который обычно был активен, если обезьяна совершала действие сама. Мозговые клетки, отвечавшие за эту функцию, были названы «зеркальными нейронами», а их открытие сочли одним из самых значительных достижений неврологии за последнее десятилетие. Хотя за работой зеркальных нейронов в человеческом мозге нельзя следить напрямую, исследования мозговой активности посредством функциональной магнитно-резонансной томографии выявили участки мозга, отвечающие одновременно за активность самого испытуемого и за наблюдения за сходной активностью у других. Это дало благодатную почву для исследований, и теперь неврологи и психологи пытаются установить связь между зеркальными нейронами и речью, сопереживанием и даже аутизмом.

В археологии и антропологии понимание механизма работы зеркальных нейронов поможет разобраться в вопросе передачи культуры — того, как люди перенимают друг у друга навыки и поведенческие модели. Не исключено, что зеркальные нейроны не просто облегчают подражание, но могут также помочь нам проникать в намерения других людей и даже в их умонастроения, — а ведь это ключевой аспект того, что отделяет нас от животных.

Могут ли слепые видеть?

За последние 150 лет благодаря развитию медицины мы стали понимать, каким образом разные участки мозга отвечают за различные задачи в работе нашего тела. Есть отдельные мозговые центры, руководящие памятью, движением, зрением и слухом, осязанием и обонянием, речью и так далее.

Посередине задней части мозга расположена зона, получившая название зрительной коры, — уже давно известно, что именно здесь сосредоточены клетки, отвечающие за зрительные ощущения. Значительная часть сведений о том, как функционирует та или иная часть мозга, была получена в ходе изучения травм и повреждений. Когда в результате несчастного случая страдает некий участок мозга, врачи по изменениям в поведении или способностях человека могут судить о том, за что отвечает этот участок в нормальном, неповрежденном состоянии. Хотя это не столь совершенный, как хотелось бы, инструмент получения знаний. Повреждения не так уж часто затрагивают только один участок мозга, так что полученной в ходе исследования информации зачастую недостает точности. Если в машине после аварии не работают фары, это может объясняться целым рядом причин: например, вышел из строя аккумулятор, или генератор переменного тока, или лампы, или переключатели, — тут нужно быть осторожным и не делать скоропалительных выводов.

Впрочем, при всех этих «но» в одном ученые уверены на сто процентов: если зрительную кору головного мозга серьезно повредить или удалить, пациент ослепнет.

Но как узнать, что человек действительно слеп? Вопрос может показаться глупым, тем не менее одно исследование, начатое в 1970-х годах, продемонстрировало, что слепота — не совсем то, чем она кажется. Очевидный способ проверить, слеп человек или нет, — спросить у него об этом. Большинство людей не станет врать в столь серьезном деле, именно поэтому связь зрительной коры со зрением не вызывает сомнений. Все те, чья зрительная кора была сильно повреждена, не могли видеть — в том смысле, который мы обычно вкладываем в это слово. Они были неспособны делать все то, что делают зрячие, с трудом ориентировались в пространстве и, естественно, не воспринимали никаких визуальных образов.

Но в 1974 году человек, оставшийся в науке под инициалами Д. Б., перенес операцию по удалению опухоли мозга, которая затрагивала его зрительную кору, и в результате ослеп на одну половину поля зрения. Это означало, что он мог видеть только половину окружающего его пространства, ту, что находилась слева, но понятия не имел, что происходит справа. Также были случаи, когда животные с поврежденными или отсутствующими зрительными центрами по-прежнему могли выполнять задачи, требовавшие использования зрения. Они, например, поворачивали голову в сторону вспышки света. Поскольку животные не в состоянии сообщить, видят они что-нибудь или нет, долгое время было непонятно, в чем дело. Но, столкнувшись с пациентом, который заверял докторов, что ничего не видит, группа ученых из Оксфорда во главе с профессором Ларри Вайскранцем решила выяснить, может ли пациент, несмотря на слепоту, выполнять те же задачи, что и животные.

К удивлению ученых (а также самого пациента), Д. Б. мог проделывать такие вещи, каких от слепого не ожидают. Он различал местонахождение внешнего раздражителя, например яркого света, и указывал в верном направлении. Он также мог сказать, движется источник света или стоит на месте, а еще был способен определить, направлен световой луч горизонтально или вертикально. Но самое удивительное: когда ему последовательно демонстрировали два цветных световых луча, он мог определить, одинаковы цвета или различны. И все это, между прочим, пациент проделывал, не осознавая, что может видеть свет, направление луча и цвета. Напротив, как вы, наверное, догадались, когда пациенту предложили выполнить все эти задания, он решил, что врачи сошли с ума. Как можно ожидать, что человек различит свет и цвета в той части своего поля зрения, в которой он ничего не видит? Всякий раз, когда Д. Б. указывал в определенном направлении или отвечал на серии вопросов, ему казалось, что он просто угадывает. И каково же было его изумление, когда ему сообщили: все его действия и ответы доказывали, что он по-прежнему в некотором роде может «видеть».