Мозг материален - Ася Казанцева

На этом удивительные истории про – так называемую! – моторную кору не заканчиваются, а только начинаются. В принципе, никто не спорит, что ее основная функция – контроль за движениями. Но само слово “контроль” подразумевает, что ей нужно эти движения как‐то спланировать и представить. То есть о них подумать. Это то, что она точно умеет делать – и делает, независимо от того, собираемся ли мы выполнять какое‐то движение сами.

Я рассказывала вам, что для первоначальной настройки оборудования для ТМС используется именно стимуляция моторной коры. Вы, например, посылаете импульсы на участок мозга, отвечающий за управление мышцами ноги, и постепенно увеличиваете силу тока в катушке (и, соответственно, возникающее вокруг нее магнитное поле) – до тех пор, пока не зарегистрируете мышечное сокращение. Вы запоминаете, какой была интенсивность стимуляции в случае этого конкретного человека в этот конкретный день, для надежности увеличиваете ее еще чуть‐чуть и дальше приступаете к работе с тем участком мозга, который вас, собственно, интересует. Но есть нюанс. Пока вы это делаете, важно не говорить с испытуемым о футболе, потому что это повлияет на возбудимость его моторной коры^[113] и вы не сможете правильно определить требуемую силу стимуляции^[114].

То есть, когда мы думаем о каком‐то действии, мы активируем те же зоны мозга, как и в том случае, если бы мы выполняли это действие. (А когда думаем о картинке, задействуем зрительную кору и так далее.) На английском языке этот феномен иногда называют embodiment theory of language. Устоявшегося перевода на русский, кажется, нет, но можно было бы сказать “телесная теория языка”, или “теория воплощения языка”. С ней согласуются и работы по “чтению мыслей” – угадыванию того, о каком предмете думает испытуемый, по активности его мозга с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии. С первых же шагов исследования демонстрировали, например, что, когда человек читает слово “молоток”, или “отвертка”, или “плоскогубцы”, то у него активируется моторная кора, связанная с управлением мышцами руки^[115].

Ну то есть это мы так думаем, что она активируется потому, что связана с управлением мышцами руки. Но всегда остаются альтернативные трактовки. Может быть, например, этот участок связан не с распознаванием названий инструментов, а с распознаванием слов, в которых есть буква О? Эту трактовку тоже можно исключить с помощью фМРТ, если дать испытуемым прочитать, например, слово “пассатижи” (инструмент, но нет буквы О) или слово “море” (море – не инструмент, но буква О там есть).

А вот чего совсем нельзя сделать с помощью фМРТ – понять, почему моторная кора активируется при чтении слова “молоток” или прослушивании предложений, описывающих, как футболисты пинают мяч. Здесь возможны два объяснения. Может быть, мы поняли, с помощью каких‐то других отделов мозга, что речь идет об инструменте или о действии, и после этого у нас активировалась моторная кора, потому что заботливый мозг готовит хозяина к тому, чтобы забивать гвозди или играть в футбол. Но возможно, все гораздо интереснее: мозг сначала воспроизводит соответствующую картину активности, а потом – из‐за этого! – понимает, что речь в принципе идет о молотке или об ударе по мячу.

Функциональная магнитно-резонансная томография позволяет довольно точно установить, где конкретно в мозге находятся участки, активирующиеся при виде слова “молоток”. Но она не предоставляет информации о том, в какой последовательности они активируются, они делают это слишком быстро, чтобы об этом можно было судить по притоку крови к тому или иному отделу мозга. И главное – она ничего не позволяет сказать о причинно-следственных связях, о том, принципиально ли, чтобы у человека вообще была моторная кора, чтобы он понял, что вы показываете ему молоток.

Транскраниальная магнитная стимуляция решает обе эти проблемы. Во-первых, если вы подавили работу какого‐то участка мозга и после этого человек стал хуже справляться с заданием, то это очень сильный аргумент в пользу того, что этот участок для выполнения этого задания именно нужен, а не просто активируется заодно с какими‐то другими. Во-вторых, по сравнению с фМРТ, транскраниальная стимуляция хуже сфокусирована в пространстве, но зато ее можно идеально подогнать по времени. Если у вас, например, два подозреваемых участка и вы не знаете, кто из них вовлекается первым, а кто вторым, то ТМС позволяет подать импульсы, например, ровно через 100 или ровно через 300 миллисекунд после того, как человек увидел свое задание. И если выясняется, что один участок, чтобы все испортить, нужно стимулировать раньше, а второй, наоборот, позже, то логично предположить, что вот в такой последовательности они в этом задании и участвуют.

Это открывает широкие возможности для того, чтобы посмотреть, необходима ли моторная кора для понимания смысла слов. В 2017 году ученые из Центра нейроэкономики и когнитивных исследований НИУ ВШЭ^[116] опубликовали статью как раз об этом^[117].

Вы приходите в лабораторию и выполняете там два задания. В одном задании вам показывают на экране русские слова, а вы должны, нажимая на кнопки на клавиатуре, указать, настоящие ли это слова (“рисуешь”) или выдуманные (“шмакишь”). В другом задании все слова настоящие, а ваша задача – определить, конкретные ли это действия (“пишешь”) или абстрактные (“веруешь”).

Пока вы все это делаете, над вами стоит человек с катушкой. Сразу, как только на мониторе на полсекунды возникло новое слово, катушка отправляет вам в моторную кору четыре импульса – бац, бац, бац, бац! – через каждые 50 миллисекунд. Работа моторной коры, управляющей движениями руки, у вас нарушается. Вам пробуют стимулировать поочередно то левое, то правое полушарие (а на кнопки вы каждый раз нажимаете той рукой, чье полушарие сейчас никто не трогает). С заданием вы в большинстве случаев справляетесь, но что здесь интересует исследователей – это время реакции. Сколько вы думали, прежде чем отнести слово к какой-нибудь категории. Вас просят думать как можно быстрее. Если вы тормозили больше полутора секунд, то на экране появляется укоризненное сообщение о том, что как‐то вы слишком медленно принимаете решения. (Сами же подействовали катушкой, да еще и ругают! Но в большинстве случаев людям, несмотря на катушку, полутора секунд хватало.)