Большие дебаты о мозге — Тед Альтшулер

На протяжении истории учёные предлагали противоречащие друг другу идеи о том, каким образом мозг выполняет такие функции, как восприятие, запоминание и движение. Ответственна ли за эти задачи какая-то определённая область мозга? Или несколько областей выполняют эти функции совместно? Тед Альтшулер рассказывает об обеих сторонах, участвовавших в этих дебатах.

В 1861 году два учёных
начали острую дискуссию.

А именно, у них были
различные представления о том,

как функционируют речь и память
в человеческом мозгу.

Эрнест Аубертин,
модель которого была локальной,

считал, что за каждый отдельный процесс

отвечает определённый участок мозга

Пьер Гасьоле, с другой стороны,

выступал в пользу модели распределения,

в которой разные участки
сотрудничают друг с другом

при выполнении этих различных функций.

Начатые ими дебаты не утихали
всю оставшуюся часть века,

и в них участвовали некоторые
из величайших учёных того времени.

На стороне Аубертина
и его локальной модели

были некоторые из известных учёных.

В XVII веке Рене Декарт связал
свободу воли и человеческую душу

с шишковидной железой.

А во второй половине XVIII века

молодой студент
по имени Франц Йозеф Галль заметил,

что у тех из его однокурсников,
кто обладал наилучшей памятью,

глаза были наиболее выпуклые

и решил, что это было связано

с более высоким развитием
прилегающей части мозга.

Будучи врачом, Галль
создал учение о френологии,

согласно которому
при высоких умственных способностях

имеются высокоразвитые участки мозга,

которые можно обнаружить
по шишкам на черепе.

Из-за того что френология
была очень популярной в начале XIX века,

чаша весов склонилась
в сторону локализма Аубертина.

Но проблема состояла в том,

что Галль не удосужился
проверить научными методами,

применимы ли построенные им карты мозга
ко всем людям.

В 1840 году Пьер Флуранс
бросил вызов френологии,

выборочно разрушая
участки мозга животных

и наблюдая, какие функции
при этом утрачиваются.

Флуранс обнаружил,
что повреждение коры головного мозга

связано с рассудком
и двигательными функциями в целом,

но ему не удалось обнаружить
никакой области,

связанной с какой-нибудь
отдельной функцией,

что привело его к заключению,

что благодаря коре выполняются
функции мозга в целом.

Флуранс одержал победу над Гасьоле,
но это длилось недолго.

бывший студент Галля, Жан Батист Буйо,

бросил вызов утверждению Флуранса,

заметив, что у всех пациентов
с нарушениями речи

имелось повреждение
лобной доли головного мозга.

После того как Поль Брока в 1861 году
при вскрытии трупа пациента,

потерявшего способность говорить,
но не способность понимать речь,

обнаружил локальное повреждение
лобной доли головного мозга,

стало казаться,
что модель распределения обречена

Локализм стал популярным.

В 1870 году Карл Вернике связал
часть левой височной доли мозга

с пониманием речи.

Вскоре после этого
Эдуард Гитциг и Густав Фритш

стимулировали
кору головного мозга собаки

и обнаружили область
лобной доли головного мозга,

ответственную за движение мускулов.

На основании их работы

Дэвид Ферриер составил
карту коры головного мозга,

на которой отметил
соответствие её областей

движениям отдельных частей тела.

В 1909 году Корбиниан Бродман

составил свою собственную
карту коры головного мозга,

отметив на ней 52 отдельные области.

Казалось, что восторжествовала
локальная модель Аубертина.

Однако у психоневропатолога
Карла Вернике

появилась интересная идея.

Поскольку области,
ответственные за речь и её понимание,

не прилегают друг к другу,

повреждение области,
через которую они связаны,

может привести к особой форме
языкового нарушения,

известного теперь как сенсорная афазия.

Модель Вернике о соединениях
помогла объяснить нарушения,

не являющиеся результатом
нарушения функции только одной области.

Современные средства неврологии
показывают, что мозг более сложен,

чем это представляли себе
Гасьоле, Аубертин или даже Вернике.

В наши дни гиппокамп связывают
с двумя различными функциями мозга:

запоминанием и обработкой
данных о местоположении.

Кроме того, мы теперь различаем
две разновидности связей:

анатомическую связь
между двумя взаимодействующими

прилегающими областями
коры головного мозга

и функциональную связь
между удалёнными областями,

взаимодействующими друг с другом

при осуществлении
одного и того же процесса

Кажущаяся простой функция,
например, как зрение,

на самом деле состоит
из множества более мелких функций,

причём разные области
коры головного мозга

соответствуют форме,
цвету и местоположению.

Когда какие-то области
перестают функционировать,

мы можем распознавать предмет,
но не видеть его, и наоборот.

Есть даже разные виды памяти
для фактов и рутинных операций.

Память о чём-то,
вроде вашего первого велосипеда,

включает в себя
несколько различных областей,

одна из которых связана
с понятием о средстве передвижения,

другая — с формой велосипеда,
третья — со звуком звонка,

четвёртая — с эмоциями,
связанными с этой памятью.

В конце концов как Гасьоле,
так и Аубертин оказались правы.

Мы всё ещё используем обе их модели

для понимания того,
как происходит познание.

Мы теперь можем, например,

измерять активность мозга
в таком мелком временном масштабе,

что мы можем видеть
отдельные локализированные процессы,

составляющие в совокупности
один акт запоминания.

Но все эти различные процессы
и области, объединяясь вместе,

создают знакомую нам когерентную память.

Теории, казавшиеся
противоречащими друг другу,

оказались двумя аспектами
более полной модели,

которая, в свою очередь,
будет пересматриваться и улучшаться,

по мере того как будут совершенствоваться

научные технологии и методы,
применяемые для понимания мозга.