Читать бесплатно онлайн книгу  Мозг и его “Я”. Кто мы? Откуда мы? Куда мы идем?

авторы Татьяна Черниговская, Константин Анохин

Часть I. Мозг: начало

К. В. Анохин. Выход мозга на арену истории

Андреас Везалий. Созерцающий скелет.

Иллюстрация из трактата De humani corporis fabrica («О строении человеческого тела»), Базель, 1543.

Авторство гравюры приписывают Яну Стефану ван Калькару, ученику Тициана. Существует предположение, что именно этот образ вдохновил Шекспира на монолог Гамлета – «Увы, бедный Йорик!».

Тысячелетиями человек пытался понять смысл собственного существования, природу своего «Я». Стремление это, по-видимому, возникло с появлением самосознания, осмыслением конечности жизни и мучительным вопросом: «что будет со мной, когда мое тело перестанет существовать?» Но с кем – со мной? Кто этот «Я»? Откуда мое «Я» появляется и куда уходит? Из этих экзистенциальных вопросов выросло огромное дерево проблем – о душе, психике, разуме, сознании и их связи с телом. Попытки дать ответы на эти вопросы присутствуют в каждой религии, составляют краеугольный камень любой философской системы.

На арену этих исканий мозг вышел, пожалуй, последним. И это не странно. Любому, кто видел обнаженную ткань человеческого мозга, напоминающую что-то промежуточное между желе и загустевшим маслом, сама идея, что этот «костный мозг черепа», как называли его хирурги Древнего Египта, отвечает за все наши чувства и желания, радости и печали, смех и боль, мысли и воспоминания, может показаться почти абсурдной. И тем не менее шаг за шагом, век за веком человечество пришло к пониманию, что именно эта розовато-серая ткань – единственная живая субстанция, способная чувствовать, переживать и размышлять о самой себе.

Это знание не относится к числу тех, которые непосредственно монетизируются в повседневной жизни. Вы можете спокойно прожить свою деловую жизнь и умереть, так никогда и не задумавшись над истинной сущностью своего «Я». Но если когда-либо – в юности, зрелости или в приближающихся сумерках жизни – вы захотите понять, что вы из себя представляете, откуда возникли, почему чувствуете, страдаете и мыслите, что вообще значит для человека существовать и что ждет вас в конце пути, – вам придется всерьез задуматься о своем мозге.

Двадцать иллюстраций этого раздела – сжатое введение в историю нескольких десятков веков познания человечеством этого поразительного органа, над созданием которого эволюция трудилась несколько сотен миллионов лет.

Доисторический мир: злые духи в черепе

Трепанированный череп инка.

Череп с искусственным отверстием, возникшим в результате краниотомии; археологический образец, Перу, XV–XVI века. Гравюра, XIX век.

Практика вскрытия черепа существовала задолго до письменной медицины и была распространена в самых разных культурах. Она отражает раннее понимание того, что внутри черепа находится что-то жизненно важное.

В 1865 году в древнем городе инков Куско в Перу американский археолог и этнолог Эфраим Джордж Сквайер получил от своей хозяйки, сеньоры Зентино, известной коллекционерки предметов древности, необычный подарок. Им стал череп из обширного инкского захоронения неподалеку. Необычность черепа заключалась в том, что в нем имелось ровное отверстие диаметром около полутора сантиметров. Сквайер предположил, что оно возникло в результате преднамеренной хирургической операции – трепанации, и что человек пережил эту операцию. Но когда он представил находку Нью-Йоркской академии медицины, американские врачи отказались поверить, что древние инки были способны на столь искусную операцию. Тогда Сквайер отвез череп в Париж, ведущему европейскому неврологу Полю Брока. Тот после обследования черепа подтвердил гипотезу, что отверстие в черепе явилось результатом успешной трепанации, и пациент некоторое время прожил.

С тех пор человеческие черепа с намеренно проделанными отверстиями были найдены в древних захоронениях во многих частях света. Во Франции при раскопках неолитических стоянок возрастом около 10 тыс. лет были обнаружены сотни подобных экземпляров. В одной из раскопок было найдено 120 черепов, 40 из которых имели искусственные дефекты черепа. Края отверстий были зазубренными, как будто черепа скребли острым камнем. Доисторические черепа с искусственными отверстиями были найдены и во многих других европейских странах, включая Испанию, Португалию, Англию, Данию, Швецию, Австрию, Польшу, Италию и Россию.

Многочисленные черепа с искусственными отверстиями были найдены и в Новом Свете. В районе Куско было обнаружено более 10 тыс. трепанированных черепов, многие с несколькими отверстиями, проделанными в результате серии успешных операций. Оценки выживаемости на основе изучения трепанированных черепов колеблются от 50 % до 90 %.

Мы мало что знаем о причинах этих операций. Некоторые предполагают, что они могли проводиться для лечения головных болей, судорог и психических патологий. Эти расстройства, вероятно, приписывались демонам и, возможно, отверстия были сделаны для того, чтобы облегчать выход злым духам.

Как бы то ни было, столь распространенная практика вскрытия черепа позволяет считать, что древние люди подозревали о чем-то важном, происходящем внутри него.

Трепанация: хирургия души сквозь века

Практика трепанации черепа не исчезла с доисторическим миром. Напротив, в европейской медицинской традиции она сохранялась на протяжении многих веков, постепенно меняя свои объяснения и цели. Помимо лечения черепно-мозговых травм, трепанация применялась при эпилепсии, меланхолии и прочих психических расстройствах – состояниях, происхождение которых связывали с «испарениями», «ядовитыми соками» или злокачественными силами, заключенными внутри головы.

В хирургическом трактате XII века Practica chirurgiae Роджер Пармский рекомендовал: «при мании или меланхолии делается крестообразный разрез в верхней части головы и вскрывается череп, чтобы позволить ядовитым веществам выйти наружу». Роберт Бертон в своей знаменитой «Анатомии меланхолии» (1652 г.) писал о сверлении отверстия в черепе для освобождения «черных испарений», а Томас Уиллис – автор первого систематического труда по анатомии мозга Cerebri anatome (1664 г.) – допускал трепанацию как одно из средств лечения безумия наряду с лекарствами и ограничительными мерами.

Эти медицинские представления получили широкое отражение в изобразительном искусстве Северной Европы. В ранней фламандской живописи и графике появляется устойчивый мотив «удаления камней глупости» – аллегорического вмешательства, призванного излечить человека от безумия, неразумия или нравственного порока. Самым известным примером стала картина Иеронима Босха «Извлечение камня глупости» (ок. 1494–1516 гг.), которая высмеивает поверье, что безумие вызвано физическим «камнем» в голове, который можно удалить хирургическим путем. За ней последовали работы Питера Брейгеля Старшего «Извлечение камня глупости» (или «Ведьма из Маллегема») (1559 г.), Яна Стена, Питера Гюйса и Николаса Вейдманса. На гравюре Вейдманса хирург извлекает из головы пациентки воображаемые «камни», соединяя образ медицинской процедуры с языком символа и сатиры. Надпись под гравюрой гласит: «Придите, возрадуйтесь: мы иссекаем у женщины камень».

К XVIII веку большинство уважаемых и просвещенных хирургов отказались от трепанации для воздействия на ментальные функции при психических расстройствах.

Но, несмотря на многовековое высмеивание и предостережения врачей, эта практика полностью не исчезла и сегодня. Международная группа по защите трепанации (ITAG), основанная в 1997 году Питером Халворсоном, проведшим в 1972 году самотрепанацию с помощью электрической дрели, и по сей день занимается продвижением трепанации как способа достижения «постоянного эйфорического состояния» и расширения сознания.

Древний Египет: первое слово «мозг»

Мозг и сердце в представлениях Древнего Египта. Вверху слева: Имхотеп – предположительный автор хирургического папируса Эдвина Смита. Вверху справа: иероглифическое обозначение мозга в этом папирусе (ок. 1650 г. до н. э.) – первое известное письменное упоминание мозга в истории.

Внизу: сцена «взвешивания сердца» из Книги мертвых (папирус Хунефера, ок. 1275 г. до н. э.).

Египетские врачи описывали головной мозг как «костный мозг черепа» и связывали его повреждения с симптомами травм головы. Однако в Древнем Египте мозг не считался органом мышления, им было сердце.

В 1862 году в Луксоре, на территории древних Фив, американский египтолог Эдвин Смит купил у местного жителя, вероятно, расхитителя гробниц, древний свиток. Смит, изучавший египтологию в Лондоне и Париже, смог понять, что текст касается медицины. Но только его последующая расшифровка выдающимся американским египтологом Джеймсом Генри Брэстедом радикально изменила наши представления о знаниях Древнего Египта.

Свиток длиной 4,68 м восходит к трем составителям: первоначальному автору времен раннего Старого царства (Брэстед считал, что возможно это был сам Имхотеп – легендарный “отец” египетской медицины), комментатору текста несколькими веками позже, и третьему писцу, вносившему свои пояснения черными и красными чернилами около 1650 г. до н. э. Последний автор по неясной причине оборвал свою работу на полуслове, оставив нижнюю часть свитка незаполненной.

Папирус состоит из детального описания сорока восьми пациентов с различными травмами по схеме: «осмотр → диагноз → прогноз → лечение». В заголовке шестого случая впервые появляется слово «мозг»:

Наставления относительно зияющей раны на голове, проникающей до кости, разбивающей череп и обнажающей мозг.

Подобные открытые переломы черепа позволяли египетским врачам видеть то, что они назвали «костным мозгом черепа» – фактически головной мозг. Его поверхность описывается как «извитая» и сравнивается с видом шлака, образующегося после выплавки меди. В нескольких случаях отмечается пульсация мозга – признак его связи с сердцем и сосудами.

Но древние египтяне не рассматривали мозг как нечто важное. Центральным органом для них было сердце – «седалище» души и рассудка, как при жизни, так и после смерти. Сердце имело в ранней египетской культуре настолько огромную мистическую значимость, что бальзамировщики, готовившие тела для мумификации, иногда убегали в страхе, едва увидев его. Египетская «Книга мертвых» предписывала особо бережное сохранение сердца во время мумификации, дабы в загробной жизни тело было пригодно к воскресению души. Для этого сердце и другие «важные» органы тщательно взвешивали, оборачивали и возвращали в тело или аккуратно помещали в канопы. Мозг же, напротив, вызывал полное безразличие. Геродот описывает, как у знати при мумификации его выскребали железным крючком через ноздри или основание черепа и выбрасывали, а остатки вымывали химическими растворами.

Фараоны отправлялись в вечность тщательно подготовленные – со всем, кроме мозга.

Наследие древнего мира: сердце как обитель души

Для хирургов Древнего Египта не существовало загадки, где находится центр внутренней жизни. Сердце билось, отзывалось на страх и радость, «болело» от утраты и учащалось от волнения. Через сосуды – мету – его пульсация распространялась по всему телу. Мозг же оставался холодной, нечувствительной аморфной массой, лишенной видимой связи с переживаниями. В свете этих наблюдений сердце становилось средоточием человеческого «Я» – с такой же очевидностью, как Земля казалась центром мира, вокруг которого движутся Солнце и звезды.

Подобные взгляды разделяли культуры Месопотамии, Индии, Китая, Древнего Израиля и обеих Америк. В «Эпосе о Гильгамеше» чувства и намерения локализуются в сердце; в гимнах «Ригведы» сердце выступает местом мысли; в библейских текстах именно сердце становится источником замысла – человеческого и божественного. Даже Аристотель, собственноручно вскрывший 49 видов животных – от морских ежей до слона, был убежден, что центром восприятия и мышления является именно сердце, а не мозг.

Христианство унаследовало и закрепило эти взгляды. В Священном Писании именно сердцу приписываются высшие функции человеческого духа – вера в Бога и любовь к Нему. Сердце становится символом внутреннего мира, местом нравственного выбора, страдания и спасения человека, уязвимого для искушений и нуждающегося в защите. На гравюре Антония Вирикса (1555–1604 гг.) младенец Христос оберегает сердце верующего от ловушек дьявола – как если бы именно в нем сосредоточено всё, что подлежит спасению.

Эти представления до сих пор слышны во многих языках: мы говорим «сердечная боль», «разбитое сердце», «сердце обливается кровью», «от всего сердца» – попробуйте заменить в этих выражениях «сердце» на «мозг».

Такая многовековая инерция идей и гипотез, уже ставших предрассудками, но закрепившихся в языке, – закономерность, которая будет встречаться вновь и вновь на протяжении истории поисков человеком обители своего «Я». Сомнения превосходно подытожил Шекспир в «Венецианском купце»:

 

Tell me where is fancy bred,

Or in the heart, or in the head? [3]

 

Двадцатый век поставил своеобразный experimentum crucis для этого многовекового вопроса: какие из свойств человеческого «Я», его памяти, личности в действительности следуют за сердцем при его пересадке в другое тело?..

Гиппократ и Гален: разумный мозг и животные духи

Гиппократ и Гален: мозг как центр разума и управления телом.

Вверху слева: бюст Гиппократа (V–IV вв. до н. э.), Национальный археологический музей, Афины;

Вверху справа: портрет Галена (II в. н. э.) из Vienna Dioscurides, Константинополь.

Внизу: ксилография XVI века, изображающая перевязывание Галеном возвратных гортанных нервов у свиньи.

Потеря голоса у животного стала наглядным аргументом Галена в пользу роли нервов и мозга, подрывавшим вековое господство «сердечной» модели разума.

Революция в признании мозга как вместилища души и разума началась не в Древнем Египте, а тысячелетием позже в Древней Греции. Гиппократ (ок. 460–370 гг. до н. э.), которого называют «отцом медицины», – фигура почти мифическая. Как и Гомер, он дал имя многовековой традиции, о самом же человеке известно удивительно мало. Тем значимее редкие античные портреты, один из которых воспроизводится здесь.

Главное наследие Гиппократа – собрание текстов Corpus Hippocraticum. В одном из трактатов, посвященных эпилепсии, – «О священной болезни» – он первым в истории утверждает:

Люди должны знать, что из мозга, и только из мозга, возникают наши удовольствия, радости, смех и шутки, точно так же, как и наши горести, боль, печаль и слезы.

Эта идея получила развитие при Птолемеях в эллинистической Александрии, где Герофил (ок. 335–280 гг. до н. э.) и Эразистрат (ок. 310–250 гг. до н. э.) впервые стали систематически препарировать человеческие тела – сотни трупов. В истории сохранились слухи, что они занимались даже вивисекцией – вскрывали живых преступников. Герофил впервые описал желудочки мозга, а Эразистрат, сравнивая человеческий мозг с мозгом разных животных, первым связал сложность извилин коры головного мозга с интеллектом.

Гален (129-ок. 216 гг. н. э.) превратил эти идеи в систему – и одновременно в зрелище. Родившийся в Пергаме, обучавшийся в Александрии, врач гладиаторов и придворный медик четырех римских императоров, он прославился публичными анатомическими демонстрациями. На изображенной здесь гравюре показан его знаменитый опыт: перерезая возвратные гортанные нервы у свиньи, Гален лишал животное голоса. Свидетели видели: действия подчиняются нервам.

Гален оставил сотни трудов по физиологии и анатомии. Поскольку вскрытие человека было уже под запретом, он использовал в качестве подопытных целый «зоопарк» – обезьян, собак, медведей, оленей, верблюдов и даже одного слона. На основе этих исследований он полагал, что жизненные силы, вырабатываемые в левом желудочке сердца, переносятся по сонным артериям к мозгу и преобразуются там в высшие «животные» силы внутри rete mirabile («чудесной сети») – сосудистого сплетения у основания мозга, либо же в желудочках мозга. Местом же пребывания рациональной души, по его утверждению, должно быть вещество мозга.

Так мозг впервые становится не только анатомическим органом, но и центром разума – в галеновской концепции, которая будет определять представления о теле и душе почти полторы тысячи лет.

Ибн аль-Хайсам: первая схема нервной системы

Ибн аль-Хайсам (Альхазен). Схема глаза и зрительных путей в мозг.

Иллюстрация из Kitab al-Manzir («Книга оптики»), Каир, ок. 1000–1030 гг.

Одно из самых ранних изображений нервной системы. Зрение здесь представлено как упорядоченный путь: от внешнего мира – через глаз – внутрь головы. Эта идея прохождения информации в нервной системе на столетия определила язык нейронауки.

По-видимому, самое раннее изображение нервной системы принадлежит перу выдающегося ученого исламского золотого века Ибн аль-Хайсаму (ок. 965–1039 гг.). Он составил его в XI веке в период домашнего ареста египетским халифом аль-Хакимом за невозможность выполнить порученный ему проект постройки Асуанской плотины. Чтобы спасти свою жизнь, Ибн аль-Хайсам был вынужден до самой смерти аль-Хакима симулировать сумасшествие, и продуктом этого периода стал его знаменитый фундаментальный труд «Книга оптики», латинские переводы которого оказали сильное влияние на таких европейских ученых, как Роджер Бэкон, Кеплер, Декарт и Гельмгольц.

С падением античной культуры главенство в медицине перешло к народам Востока. В эпоху, когда античная научная традиция в Европе была прервана, именно арабский мир стал пространством ее сохранения, перевода и развития. Так, великий персидский ученый, философ и врач Абу Ибн Сина (980–1037 гг.), известный на Западе как Авиценна, вслед за Галеном помещал ощущения, мышление и контроль движений в головной мозг, который, однако, и это была дань Аристотелю, контролировался сердцем.

Взгляды Ибн аль-Хайсама также частично основаны на учении Галена. Изображение, набросанное Ибн аль-Хайсамом, выглядит очень ясным: крупный нос внизу, глаза по обе стороны, и от каждого глаза выходит полый зрительный нерв, который сначала соединяется на мгновение с соседним, а затем они расходятся и направляются в мозг. Но это не просто анатомия – это также визуализация идеи нервной связи и одно из первых изображений этапов зрительного пути: хрусталика, сетчатки, зрительных нервов и их перекреста, ведущего к мозгу, – краеугольный переход от древней теории об испускании глазом лучей наружу к идее передачи (интромиссии) света в мозг.

Из этого простого наброска следует фундаментальное утверждение: «духи», или потоки информации, как бы мы назвали это сегодня, движутся по нервным путям. Это стало одной из отправных точек для последующих гипотез о том, что сигналы в нервной системе могут передаваться, обрабатываться и интерпретироваться на каждом этапе своего пути.

Идеи эти найдут потом отражение в XVII в. в схемах Декарта, изображающих стрелки распространения зрительной информации по нервной системе, в концепции рефлексов и диаграммах движения сигналов в клеточных сетях мозга у Рамон-и-Кахаля.

И в наши дни эти идеи и схемы передачи информации между клетками и структурами мозга можно найти в большинстве учебников по нейронауке.

Средние века: желудочки мозга как «ячейки» души

Вверху: Иероним Бруншвейг. Схема «внутренних чувств» в желудочках мозга.

Ксилография из Liber de arte distillandi, Страсбург, 1525 г.

Внизу: Альбрехт Дюрер. Caput physicum («Физическая голова»).

Ксилография для Trilogium animae, Нюрнберг, 1498 г.

Схема Бруншвейга отражает представление о желудочках как вместилище памяти, воображения и рассудка. У Дюрера эта доктрина становится художественным образом мысли как анатомически локализованного свойства человека.

Когда античная наука утвердила мозг как орган чувствования и разума, вопрос был решен лишь наполовину. Оставалось главное: где именно в нем располагается душа, – и каким образом она устроена?

Наиболее значительные концептуальные сдвиги в поиске ответа на этот вопрос произошли, по-видимому, в IV–V веках. Немесий Эмесский (конец IV – начало V вв.) ранневизантийский богослов и философ, автор трактата «О природе человека», опираясь на идеи Галена о «животных духах» и о полых нервах как путях их проведения, предположил, что, достигая мозга, эти духи попадают в передние (боковые) желудочки, где осуществляется восприятие. Познание он относил к среднему желудочку, а память – к заднему. Возможно, как и Ибн аль-Хайсам, Немесий мыслил этот процесс как последовательность этапов: принятие, обработка и сохранение информации.

У Аврелия Августина и Фомы Аквинского эта концепция получила философское и богословское одобрение и на тысячелетие стала каноном. Между IV и XVI веками было предложено более двадцати ее вариантов. Многие из них, включая приводимую схему Иеронима Бруншвейга, восходили к модели доминиканского епископа и философа Альберта Великого (ок. 1193–1280 гг.). В трактате «Философия природы» он описывал, как «животные духи», порожденные внешними чувствами, обрабатываются системой внутренних чувств (sensus interiores), расположенных в трех желудочках мозга. Возникая в первом желудочке, расположенном в лобном отделе, они затем преобразуются и сохраняются в виде воспоминаний во втором и третьем из них. Особое значение придавалось задней полости: именно туда душа, по его словам, «откладывает» образы. Используя латинское слово cellula – «ячейки», Альберт подчеркивал функцию хранилища, а не просто канала движения духов.

Эти представления приняли величайшие умы Европы и арабского мира – Авиценна, Али Аббас, Роджер Бэкон, Леонардо да Винчи. В ксилографии Caput physicum (1498 г.) – буквально «физическая голова», созданной для философско-медицинского трактата Trilogium animae Людовика из Пруссии, Альбрехт Дюрер (1471–1528 гг.) изображает голову знаменитого гуманиста эпохи Возрождения, своего интеллектуального друга Виллибальда Пиркхеймера, размеченную буквами A—F – предполагаемыми зонами «свойств души» или «сил ума».

Это уже не просто портрет, это визуальная гипотеза: психические качества мыслятся как раздельные и поддающиеся локализации в пространстве мозга – и даже проекции на поверхность головы.

Леонардо да Винчи: поиски обители души

Леонардо да Винчи. Исследования головы и желудочков мозга человека.

Вверху: сагиттальное сечение головы с изображением желудочков мозга (ок. 1490–1493 гг.).

Внизу: изображение головы с желудочками и черепными нервами (ок. 1508 г.).

Рисунки из анатомических тетрадей Леонардо; Королевская коллекция, Виндзор, и Klassik Stiftung Weimar.

Первая в истории попытка трехмерного, анатомически правдоподобного изображения внутренних полостей человеческого мозга.

К концу XV века доктрина желудочков мозга как вместилища души была философски санкционирована, богословски принята и визуально закреплена. Однако детальное устройство этой системы оставалось загадкой. Именно здесь появляется гений Леонардо да Винчи (1452–1519 гг.). Препарируя ночами под сводами флорентийской больницы Санта-Мария-Нуова десятки человеческих тел «в компании ужасных расчлененных и освежеванных трупов», он ищет ответ на questio de sede animae – вопрос об обители души. Его наблюдения и около 1500 анатомических зарисовок остаются на столетия скрытыми от мира и полностью выходят в свет лишь в конце XX века – в собрании, известном как Codex Windsor.

На первом рисунке (ок. 1493 г.) представлена ранняя версия его решения. Мозг изображен как полость с тремя сообщающимися расширениями – желудочками, соединенными с глазом через зрительный нерв. Передний желудочек Леонардо обозначает как imprensiva – термин, не встречающийся ни у предшественников, ни у последователей. В него, по его мысли, поступают зрительные впечатления. «Зрение – окно души», – повторяет он в разных формулировках. Средний желудочек он называет senso comune – итальянским эквивалентом латинского sensus communis. В отличие от средневековых схем, помещавших sensus communis спереди, Леонардо делает именно центральный желудочек местом синтеза чувств и возникновения суждения. «Все наши знания, – пишет он, – имеют источник в ощущениях». Здесь же, по его мнению, располагается и душа: «душа, кажется, обитает в суждении, а суждение – в том месте, где сходятся все чувства».

Однако эта схема остается крайне абстрактной. В 1504–1509 годах Леонардо предпринимает новую, блестящую попытку. Вводя расплавленный воск в желудочки мозга быка и затем удаляя окружающую ткань, – метод, заимствованный им из литейной практики, – он получает их объемный слепок, впервые позволяющий увидеть истинную трехмерную конфигурацию желудочковых полостей.

На втором рисунке (ок. 1508 г.) эта реконструкция вставлена в схему человеческого мозга. Пару передних боковых желудочков Леонардо снабжает надписью imprensiva, третий желудочек – senso comune, а четвертый – memoria.

Воображение, мышление и память у Леонардо да Винчи по-прежнему локализуются в полостях, а не в ткани мозга.

Андреас Везалий: новая анатомия мозга

Андреас Везалий. Препарирование мозга и раскрытие желудочков.

Иллюстрации из De humani corporis fabrica fabrica («О строении человеческого тела»), гравюры, приписываемые мастерской Тициана, Базель, 1543 г.

Поэтапная демонстрация вскрытия черепа и препарирования мозга. Желудочки впервые представлены как анатомические структуры, лишенные символического смысла.

В истории естествознания трудно найти дату, более символичную, чем 1543 год. Почти одновременно выходят De revolutionibus orbium coelestium Николая Коперника и De humani corporis fabrica Андреаса Везалия. Эти труды закладывают начало раздельного изучения двух Вселенных, соединенных в космологических схемах прошлого: внешней – небесной и внутренней – телесной.

Андреас Везалий (1514–1564 гг.), происходящий из семьи фламандских врачей, с детства был охвачен стремлением проникнуть в тайны устройства человеческого тела. Подростком он вскрывал мертвых животных, учась на врача в Париже, ночами пробирался на «Кладбище Невинных» за костями из могил, а позже тайком забрался на виселицу за останками повешенного преступника. В возрасте двадцати двух лет Везалий с блеском защищает степень доктора медицины, и его сразу приглашают на кафедру анатомии и хирургии Падуанского университета. Здесь он начинает систематические вскрытия человеческих тел и быстро сталкивается с расхождениями между наблюдаемой им анатомией и царствовавшими почти полторы тысячи лет описаниями Галена.

Ключевое событие его жизни происходит в 1540 году в Болонье. Во время двухнедельного публичного вскрытия трех человеческих тел и шести собак Везалий изготавливает скелеты человека и обезьяны – в благодарность коллегам за гостеприимство. Сопоставление различий этих скелетов приводит его к ошеломительному выводу: Гален вовсе не был плохим анатомом и не ошибался как наблюдатель. Просто из-за запрета на вскрытие человеческих тел в Древнем Риме все его положения об анатомии человека основывались на вскрытиях лишь животных. Это озарение открывает путь к революционным исследованиям, приводящим Везалия в возрасте двадцати восьми лет к написанию одной из важнейших книг в истории медицины – De humani corporis fabrica («О строении человеческого тела»).

Этот 663-страничный труд состоит из семи частей; последняя посвящена мозгу. В ней описаны двенадцать этапов препарирования мозга человека. Везалий описывает только то, что доступно его зрению. Он отвергает представление Галена о полых нервах, не обнаруживает у человека rete mirabile и отмечает, что желудочки мозга человека устроены, как у других млекопитающих, и поэтому вряд ли являются обителью человеческой души.

Однако никакой собственной модели Везалий не предлагает. «Я не в состоянии понять, как мозг может выполнять свои функции воображения, созерцания, мышления и запоминания», – признается он в Fabrica.

Чтобы появилась новая идея о связи души и мозга, потребовалось, еще почти сто лет и ум не врача и анатома, а философа и математика.

Шарль Этьенн: анатомия мозга в интерьере

Шарль Этьенн. Срез головы и мозга человека.

Иллюстрация из De dissectione partium corporis humani libri tres («О рассечении частей человеческого тела»), Париж, 1545 г.

Мозг показан схематично, однако вписан в фигуру человека в подчеркнуто жизненной обстановке. Здесь анатомия соединена с изобразительным искусством, а познание мозга продолжает развиваться внутри гуманистической традиции.

Революция, совершенная Везалием, была не только анатомической, но и визуальной. Работая над Fabrica, он уделял изображению тела не меньше внимания, чем тексту. Везалий лично контролировал точность 277 деревянных гравюр, вырезанных на досках из яблони и груши, и привлекал к их созданию художников из мастерской Тициана, настаивая на их присутствии при реальных вскрытиях. Гравюры для его ранних работ исполнял ученик Тициана Ян ван Калькар (1460–1519 гг.); об авторстве же иллюстраций в Fabrica Везалий умалчивает. Однако именно здесь анатомия впервые становится не условной схемой, а художественным объектом.

Титульный лист Fabrica украшен великолепной иллюстрацией – тиснением с резьбы по дереву, изображающим публичное вскрытие тела женщины. Над вскрываемым трупом – сам Везалий, во главе секционного стола находится скелет, аудитория состоит из студентов и врачей, внимательно наблюдающих за демонстрацией. Композиции некоторых листов фолианта глубоко символичны. Скелет, склоняющийся в глубоком раздумье над человеческим черепом: «всё бренно, вечны лишь творения разума», – гласит надпись на надгробном постаменте.

Эта линия еще более выражена у другого выдающегося анатома и гуманиста эпохи Возрождения – парижского хирурга Шарля Этьенна (1503–1564 гг.). Его трактат De issectione partium corporis humani («О рассечении частей тела человека») был подготовлен раньше труда Везалия, но из-за многолетней судебной тяжбы с иллюстратором его публикация задержалась на шесть лет. Когда книга наконец вышла в 1545 году, Этьенн получил полное авторство, но утратил приоритет.

Именно иллюстрации придают труду Этьенна особую силу. Рассеченные тела помещены в интерьеры повседневной жизни – комнаты, пейзажи, архитектурные пространства. Они стоят, сидят, склоняются – как живые. Лица сохраняют меланхолическое выражение; прически и позы выписаны с тщательностью, не имеющей прямой дидактической необходимости. Анатомия занимает удивительно малую часть композиции: мозг часто изображен непропорционально малым, что делает эти изображения малополезными для медицинских целей.

Эта странность может объясняться техническими причинами – на гравюрах заметны границы прямоугольных врезок, вероятные следы повторного использования изображений, созданных для других задач.

Но допустимо и иное прочтение: не имея возможности предложить место обитания души внутри новой анатомии, и Везалий, и Этьенн сохранили ее присутствие иным, художественным языком.

Роберт Фладд: мозг в картине космоса

Роберт Фладд. Схема трех душ человека.

Гравюра из Utriusque cosmi maioris et minoris historia («История двух миров – большого и малого»), Франкфурт, 1619 г.

На схеме телесные структуры головы соотнесены с различными уровнями души – вегетативной, животной и разумной. Мозг и его полости здесь служат опорой для нематериальных космологических начал.

В начале XVII века учение о желудочках мозга как «ячейках души» получает одно из своих завершающих и наиболее сложных визуальных выражений – в космологической схеме Роберта Фладда (1574–1637 гг.). Английский врач, философ-мистик и розенкрейцер, Фладд становится одним из последних представителей полуторатысячелетней традиции, в которой доктрина желудочков, философия и богословие образовывали единое интеллектуальное целое. Получив образование в Оксфорде и проведя несколько лет в путешествиях по Европе, где он изучал медицину, каббалу, алхимию и астрологию, Фладд в 1605 году становится доктором медицины и членом Королевского колледжа врачей.

В своем главном труде Utriusque cosmi maioris et minoris historia («История двух миров», 1619 г.) Фладд рассматривает Вселенную как единство макрокосма и микрокосма, в котором человек вписан в устройство мира.

Его гравюра «О тройственном видении души в теле» представляет собой попытку связать душу, мозг и космос в единую систему. Голова человека становится опорной точкой для сети концентрических и связанных между собой кругов. Органы чувств – зрение, слух, обоняние, вкус и осязание – обозначены как входы в mundus sensibilis, чувственный мир. От них линии ведут к mundus imaginabilis, области воображения, где впечатления преобразуются в образы, а затем – к mens, разуму, включающему ratio, intellectus и anima rationalis. Над этой областью располагается mundus intellectualis, сфера божественного порядка.

В этой схеме Фладд продолжает находиться под влиянием желудочковой доктрины души. Связующим элементом между одними полостями мозга, отвечающими за восприятие и воображение, и другими, связанными с мышлением и интеллектом, служит извивающаяся структура, обозначенная как vermis – «червь». Она соединяет душевные способности, показывая их как непрерывный процесс перехода от ощущения к суждению. И мозг здесь – не просто орган, объект анатомического анализа, а центральный узел, в котором сходятся телесные, духовные и божественные силы. Желудочки сохраняют свое значение: именно они остаются местом воображения, рассудка и памяти.

Эта гравюра фиксирует предельный момент традиции: попытку описать разум, не отделяя его от космологического порядка и не опираясь на детали анатомии мозга. Вскоре центр тяжести сместится: благодаря Везалию в Европе уже вызрел иной способ говорить о мозге – на языке рассечения, измерения и эмпирического описания. Декарт уже начинает свои поиски места вступления бессмертной души в контакт с конкретной анатомией головного мозга.

Рене Декарт: точка встречи души и тела

Рене Декарт. Схемы взаимодействия тела и разума.

Гравюры из трактата De homine («О человеке»), Париж, 1662 г.

В работах Декарта нервы и мозг отвечают за передачу ощущений и движений, тогда как разум сохраняет независимый статус и лишь соприкасается с телом. Эпифиз изображен как точка сопряжения человеческого разума и телесных процессов.

Когда мы вспоминаем великие имена эпохи Возрождения и Просвещения, мы нередко сводим их к привычным ярлыкам – художник, ученый, философ, – которые скрадывают реальный масштаб их интересов. Подобно Леонардо да Винчи, великий французский философ и математик Рене Декарт (1596–1650 гг.) не был ни медиком, ни анатомом. Однако и он многократно наблюдал в Лейдене и Амстердаме за вскрытиями человеческих тел и проводил долгие часы за препарированием тел и голов животных, привозимых им со скотобоен. И, хотя Декарт был очень привязан к своему псу, к которому обращался, как к человеку – Monsieur Grat («месье Чесун»), он проводил вскрытия и живых животных. Его, как и Леонардо, волновал вопрос о природе души и ее связи с мозгом.

Свои размышления на эту тему Декарт изложил в 1633 году в Traite de l’homme («Трактате о человеке»). Но когда рукопись была уже готова для типографии, из Рима пришла весть об аресте инквизицией Галилео Галилея за публикацию им «Диалога о двух системах мира». Опасаясь подобной судьбы, Декарт отказался от издания, и «Трактат о человеке» увидел свет лишь в 1662 году – спустя двенадцать лет после смерти философа.

Тем не менее предложенное им решение стало известно еще при его жизни. В системе Декарта тело человека представляло собой сложный механизм, управляемый потоками «животных духов». Душа действовала на него через крохотный непарный орган мозга – эпифиз, где, по его представлениям, сходились телесные воздействия и волевые акты. Декартовская гипотеза проводила строгое разделение души и тела.

Критика последовала почти сразу. Анатомы указывали на отсутствие у эпифиза особых механических и физиологических свойств для раскачивания его душой и распространения животных духов по телу, а философы и юная корреспондентка Декарта, принцесса Елизавета Богемская – ставили главный вопрос: как вообще нематериальная субстанция может вызывать физическое движение?

И все же, несмотря на анатомическую наивность этих идей, направление мысли Декарта на века определило историю исследований мозга и логику рассуждений о связи мозга с душой и разумом. Английский математик и философ Альфред Норт Уайтхед писал в «Науке и современном мире» (1925 г.): «Краткое и достаточно полное описание интеллектуальной жизни европейских народов на протяжении последних двух с четвертью веков заключается в том, что они жили за счет накопленного капитала, оставленного гением семнадцатого века».

Томас Уиллис: части мозга и их функции

Томас Уиллис. Нижняя поверхность мозга человека.

Гравюра из Cerebri Anatome («Анатомия мозга»), Лондон, 1664 г.

На гравюре по рисунку Кристофера Рена с высокой точностью изображены структуры основания мозга, нервы и сосуды – круг Уиллиса. При этом вся кора больших полушарий обозначена одной буквой, без какого-либо функционального разделения.

Среди основателей созданного в 1660 году Лондонского королевского общества – одного из самых влиятельных научных обществ Европы – находились два друга из оксфордского кружка интеллектуалов, называвших себя Virtuosi. Один из них, виртуозно владевший пером художника, – Кристофер Рен (1632–1723 гг.), математик, астроном и архитектор собора Святого Павла в Лондоне. Другой – виртуозно владевший скальпелем врач и анатом Томас Уиллис (1621–1675 гг.), создавший при участии Рена одну из важнейших книг в истории науки о мозге – Cerebri anatome («Анатомия головного мозга», 1664 г.). Это работа не имела себе равных ни в момент своего появления, ни много лет спустя.

Именно Уиллису мы обязаны такими терминами, как hemisphere (полушарие), lobe (доля), corpus striatum (полосатое тело) и, наконец, neurology (неврология). Ему также принадлежит первое использование в английском языке слова «психология», а термин reflexion, от которого происходит reflex (рефлекс), был введен именно им, а не Декартом.

Хотя название Cerebri anatome указывало на чисто анатомический характер труда, обсуждение функций мозга проходит через всю книгу. Уиллис пришел к выводу, что мышление рождается не в желудочках, а в самом веществе мозга; желудочки он считал лишь «пустотой, возникающей при складывании границ мозговой ткани». Отныне желудочкам не принадлежала никакая роль в локализации души и разума. Память и произвольные действия Уиллис связывал с извилинами коры, воображение – с полушариями мозга.

Однако, как и мыслители тысячелетий до него, Уиллис полагал, что источником жизненных свойств остаются сердце и кровь: кора, по его мнению, порождала spiritus animales («животные духи») из того, что поступало к ней с кровью. Если внимательно рассмотреть нижнюю поверхность мозга, детально вырисованную Реном и подписанную Уиллисом, обнаружится нечто весьма примечательное. Центральные структуры мозга обозначены терминами, заимствованными из анатомии мужской телесности: testes cerebri, penis cerebri и nates cerebri – «мозговые яички», «мозговой пенис» и «мозговые ягодицы». И здесь не просто вопрос внешнего сходства – это функциональная модель. Первым приписывалась роль волевого ядра, второму – функция канала передачи животных духов, третьим – контроль и «запирание» их движения, подобно сфинктерам.

Науке о мозге предстояло пройти еще долгий путь.

Франц Галль: карта способностей мозга

Френологические инструменты и метод исследования черепа.

Вверху: измерительные приборы для краниометрии; иллюстрация из G. Combe, Elements of Phrenology («Элементы френологии»), Эдинбург, 1824 г.

Внизу: размеченная френологическая карта головы; J. G. Spurzheim, Phrenology, or the Doctrine of the Mind («Френология, или учение о разуме»), Лондон, 1825 г.

Френология впервые делает кору больших полушарий главным объектом изучения психических способностей. Приборы и схемы демонстрируют попытку превратить изучение разума в измерительную процедуру.

Многим, даже далеким от истории нейронауки, знакомо слово «френология» – обычно как обозначение наивной и давно опровергнутой теории. Гораздо меньше известно, что ее создатель, австрийский врач Франц Йозеф Галль (1758–1828 гг.), был одним из наиболее талантливых нейроанатомов своего времени и внес важный вклад в изучение строения мозга. Именно он ввел последовательное различение серого вещества мозга – области тел нервных клеток – и белого вещества, образованного проводящими путями.

Сам Галль рассказывал, что импульс к его будущей теории объективного выявления способностей мозга возник еще в детстве. В девять лет он заметил, что один из его одноклассников обладал поразительной вербальной памятью. У этого мальчика были выпуклые глаза – les yeux a fleur de tete («коровьи глаза»). «Хотя у меня не было предварительных знаний, – писал Галль позже, – меня осенила мысль, что глаза, сформированные таким образом, являются признаком отличной памяти… И это дало мне первый импульс для всех моих исследований».

Из этой догадки выросла целостная теория. Для ее создания Галль собрал более 300 черепов людей, чьи психические особенности были установлены при жизни, а также более 120 слепков черепов живых современников. В обобщающем шеститомном труде Sur les fonctions du cerveau et sur celles de chacune de ses parties («О функциях мозга и каждой его части…» 1825 г.) Галль формулирует основные положения френологии. Кора головного мозга является органом разума и сознания; она состоит из отдельных областей, каждая из них функционирует относительно независимо. Развитие способности связано с размером соответствующей области, а степень этого развития, по мысли Галля, отражается в форме черепа.

В своей системе Галль выделял 27 функциональных областей коры; его ближайший соратник Иоганн Шпурцгейм (1776–1832 гг.) позднее добавил еще восемь зон. Для проверки своих предположений они разрабатывают метод, получивший название краниометрии: измерение и пальпация черепа, использование специальных циркулей и линейных инструментов. Позже Шпурцгейм вводит для этого подхода термин «френология». Психические способности впервые получают пространственное, картографическое представление. Учение Галля сразу вызвало сопротивление, и прежде всего со стороны церкви. Его лекции были запрещены в Австрийской империи как противоречащие христианскому учению о душе, и в 1807 году, покинув Вену, он поселяется в Париже, где его присутствие также воспринимается с явной настороженностью – в том числе императором Наполеоном Бонапартом.

Френология: портрет личности через мозг

Летом 1850 года образовательный клуб коммунистических рабочих Лондона устроил пикник. Среди его участников были молодой немецкий социалист Вильгельм Либкнехт и уже знаменитый тридцатидвухлетний Карл Маркс. Либкнехт вспоминал, что Маркс не только «экзаменовал его вопросами», но и ощупывал его череп, «заставляя пальцы плясать по голове, как настоящий знаток». Маркс был приверженцем френологии и практиковал ее как способ оценки новых членов при приеме в Коммунистический союз. В середине XIX века в этом не было ничего необычного: френология стала языком, на котором общество говорило о личности.

Френологические карты применялись не к абстрактному человеку, а к конкретным фигурам – политикам, преступникам, писателям, «гениям» и «безумцам». Появлялись не только заказные «френологические портреты», но и френологические карты головы Шекспира, Наполеона, «главы страны», сатирические и политические версии карт черепа. Журналы вроде American Phrenological Journal соединяли псевдонаучные интерпретации, моральные наставления и бытовые советы.

Френология проникла и в литературу: она упоминается в «Джейн Эйр» Шарлотты Бронте, в «Отце Горио» Оноре де Бальзака и в рассказах о Шерлоке Холмсе. Многие известные личности XIX века – от Марка Твена до Джорджа Элиота – испытывали ее влияние. В одной только Великобритании было создано 29 френологических обществ, а популярные книги по френологии расходились сотнями тысяч экземпляров. Такой успех во многом был связан с деятельностью шотландского юриста Джорджа Комба, сделавшего акцент на самосовершенствовании. Его книга Constitution of Man (1827 г.) уступала по тиражам лишь Библии.

Критика френологии существовала с самого начала. Наполеон I язвительно отмечал, что никакая выпуклость не объяснит склонностей, возникающих из социальных условий. В 1845 году кембриджский учитель Дарвина профессор Адам Седжвик называл френологию «выгребной ямой человеческой глупости». Во второй половине XIX века многие френологические общества начали распадаться.

Однако угасание было медленным. Уже и тогда, когда научные основания были подорваны, френологические схемы продолжали циркулировать. Их вытеснение потребовало новых инструментов – микроскопа, эксперимента и клинического наблюдения.

И даже с их появлением визуальный язык френологии – картирование мозга, функциональные зоны – продолжил существовать, пережив собственные теоретические основания.

Николай Пирогов: ледяная томография мозга

Николай Иванович Пирогов. Анатомические срезы головы и мозга.

Литографии из Anatome topographica… («Иллюстрированная топографическая анатомия…»), Санкт-Петербург, 1859 г.

Пирогов впервые представляет мозг не путем препарирования, а серией срезов замороженной головы, выполненных в ортогональных плоскостях. Метод сохраняет пространственные соотношения структур и делает видимым их взаимное расположение.

Пока Западная Европа и Америка были увлечены картированием выпуклостей черепа, принципиально иной метод картирования тела и мозга изобретал в холодном Санкт-Петербурге молодой и необычайно талантливый хирург Николай Иванович Пирогов (1810–1881 гг.).

Идея метода возникла у Пирогова зимой 1835–1836 годов, когда он наблюдал, как на Сенном рынке Санкт-Петербурга мясники разрубали замороженные свиные туши. Вид сохранявшегося на ровных плоскостях естественного положения тканей навел его на мысль о трехмерной анатомии, основанной на послойных ортогональных распилах замороженного человеческого тела.

В рамках «ледяной», или, по выражению самого Пирогова, «северной» анатомии (anatomia borealis) тела охлаждались до температуры ниже –18 °C, при которой ткани приобретали плотность «самой твердой древесины». Затем с помощью специальной «фулярной» пилы, аналогичной инструментам краснодеревщиков, выполнялись распилы тела в трех взаимно перпендикулярных плоскостях – сагиттальной, фронтальной и горизонтальной. Минимальная толщина спилов составляла 0,5–1,0 см. Контуры органов и тканей со срезов переносились на бумагу посредством стеклянной панели с координатной сеткой, обеспечивавшей максимальную точность изображения. Иллюстрации выполнялись несколькими профессиональными художниками. Один из них, друг семьи Пироговых, живописец Михаил Мохов создал пугающе реалистичные изображения распилов замороженного тела в естественных цветах; в окончательном издании они были воспроизведены в виде монохромных литографий.

Опубликованная в 1859 году на латыни монументальная Anatome topographica… («Иллюстрированная топографическая анатомия распилов замороженного человеческого тела, проведенных в трех направлениях») состояла из четырех томов, включала 995 рисунков и 240 таблиц. Первый том был посвящен распилам головы, шеи и позвоночного столба. В нем впервые было представлено естественное взаимное расположение структур головного мозга человека. Среди прочего Пирогов иным, чем у Леонардо да Винчи, методом показал реальную трехмерную форму мозговых желудочков, которые, как отмечал еще Томас Уиллис, неизбежно спадаются при извлечении мозга из черепа.

Метод «ледяной анатомии» Пирогова нередко сравнивают с современной компьютерной и магнитно-резонансной томографией. Он стал пределом возможностей макроскопической визуализации мозга в XIX веке. Чтобы продвинуться дальше – к глубинам, где скрываются тайны души, – потребовалась иная революция: проникновение на микроскопический уровень.