Потом настали мрачные, скорбные дни, однако странным образом из смерти моей матери явилось и нечто хорошее. Я четыре года наблюдал пациентов с различными поражениями головного мозга, записывал их рассказы, изучал истории болезни и наконец оказался по другую сторону баррикад — ощутил, каково это: видеть, как близкий и любимый человек медленно сползает в бездонную пропасть. Не знаю, окрепло ли тогда мое намерение посвятить себя изучению деятельности мозга, но я точно гораздо лучше подготовился к последующим многочисленным встречам с пациентами, перенесшими черепно-мозговые травмы или заболевания головного мозга, и с их родственниками. Я по собственному опыту знал, что́ им приходится испытывать, и искренне сочувствовал. Я хотел помочь им как только мог.

Незадолго до смерти мамы мне предложили должность научного сотрудника в Монреале, в Канаде, и я ухватился за возможность переехать за океан. К тому времени я был готов сбежать куда глаза глядят и от разорительной квартиры, и от неудавшейся жизни с Морин, и подальше от воспоминаний о том, как моя мать умерла от опухоли мозга всего в пятьдесят лет. В Англии меня ничто не держало, и я подписал трехлетний контракт на работу в Монреальском неврологическом институте.

* * *

По прибытии в «Невро» в конце 1992 года я начал работать с Майклом Петридесом, который в то время занимал пост главы отделения когнитивной нейронауки. Считаю, мне очень повезло. Майкл со страстью погружался в изучение анатомии мозга и всегда был готов обсудить новый подход или метод, в надежде пролить свет на ментальные функции, такие как память, внимание и планирование. В следующие три года мы провели много часов, изучая рисунки лобных долей его мозга, записывая, за что отвечает каждая зона или область мозга, и разрабатывая тесты, которые могли бы показать нам, как разные части мозга связаны с работой памяти. Я программировал наши тесты на моем компьютере IBM 386, в то время — новейшем оборудовании. По современным же стандартам — удручающе маломощном.

В тот год резко выросло количество тестов, проводимых с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Частично это было вызвано развитием компьютерного оборудования, что позволило нам собирать большие массивы данных и цифровые фотографии головного мозга в действии. Человечество запустило в космос телескоп «Хаббл» и взялось за расшифровку генома — компьютеры фактически совершили революцию во всех сферах науки. И нейронаука не стала исключением.

Добровольцы, приглашенные для ПЭТ-исследований, ложились в аппарат сканирования. Перед проведением теста им вводили внутривенно небольшое количество радиоактивного вещества-индикатора. Затем мы просили каждого выполнить простое задание: к примеру, запомнить лицо неизвестного им человека, которое им показывали на несколько секунд. Принцип теста был восхитительно прост: области мозга, на чью долю приходилось больше всего работы, требовали больше кислорода. Таким образом, к тем отделам мозга, которые работали, решая задачу, увеличивался приток крови, несущей кислород. С помощью позитронно-эмиссионной томографии мы видели кровоток и составляли карту его движения по областям головного мозга.

Мечты нейропсихологов сбылись! Больше не надо было ждать, когда в кабинет войдет пациент с нужным травмированным отделом мозга и мы опытным путем установим, какие функции регулирует данный участок мозга. Можно положить в томограф совершенно здорового человека, попросить его ответить на несколько заранее сформулированных вопросов и посмотреть, какие участки мозга включаются в работу, приходя, таким образом, к соответствующим выводам.

Большая часть результатов в первые годы ПЭТ-исследований подтверждали то, что уже было известно ученым, — и это не могло не радовать. Например, мы несколько лет знали, что латеральная затылочно-височная извилина, расположенная на нижней поверхности мозга, занимается распознаванием лиц. Пациенты, у которых данный участок поврежден, с трудом узнают или совсем не узнают знакомых. Это состояние называется прозопагнозия, агнозия на лица, или просто «неспособность различать и/или запоминать лица». Тем не менее когда группе здоровых испытуемых показали знакомые им лица во время проведения ПЭТ и мы, исследователи, увидели ясное подтверждение уже известной нам информации на томографе, то были попросту ошеломлены.

* * *

Мы наивно полагали, что с помощью позитронно-эмиссионной томографии постепенно раскроем все тайны мозга — сканирование за сканированием, анализ за анализом. Однако вскоре обнаружили ограничения даже в новейшей технологии, обладавшей, как нам казалось, безграничными возможностями. В первую очередь выявилось наличие так называемой дозовой радиационной нагрузки. Каждому испытуемому мы могли сделать строго определенное количество томографий, а значит, и вопросов задать могли тоже только ограниченное количество.

Во-вторых, выяснилось, что изменения кровотока, которые мы регистрировали с помощью ПЭТ, столь незначительны, что увидеть их и записать в результате всего одного сканирования практически невозможно. Приходилось сканировать несколько раз, чтобы добиться ясной картины происходящего в головном мозге. Мы очень быстро достигали границы разрешенной радиационной нагрузки, иногда даже не успевая получить ответы на интересовавшие нас вопросы. И тогда мы решили усреднять данные от нескольких испытуемых. Импульсы мозговой деятельности, как правило, почти незаметны, и потому нам приходилось прибегать к усреднению данных в большинстве случаев.

Из этого возникла третья проблема: наши научные заключения были сделаны на основе данных, полученных не от одного индивида, а от группы. Мы редко могли сказать, какой участок мозга отвечает за определенные функции у конкретного пациента. Как правило, заключения мы предваряли фразой: «В среднем, по группе испытуемых…»

Четвертым ограничением ПЭТ стало время. Одно сканирование длилось от шестидесяти до девяноста секунд, по истечении которых наблюдатель получал суммированную информацию о том, что происходит в мозге за этот период, отдельные «события» оставались незамеченными. Представьте, мы даем испытуемым задание: взглянуть в течение полутораминутного сканирования на изображения лиц и запомнить их. Как понять, к чему относилась ли деятельность мозга в период сканирования — только к просмотру лиц, запоминанию, запоминанию только некоторых лиц?.. Список таких неизвестных можно продолжать бесконечно. И все же, несмотря на все ограничения, исследователи человеческого мозга чувствовали себя так, будто разом получили подарки на несколько рождественских праздников одновременно. С минуты, когда я вошел в лабораторию и принялся за составление тестов для ПЭТ-исследования активаций различных участков мозга, я ни разу об этом не пожалел.

Одно из моих первых удачных исследований показало, что определенный участок лобных долей особенно важен для хранения воспоминаний. Необходимо пояснить, что память в данной области мозга не хранится и не обрабатывается. Скорее в лобных долях решается, каким образом воспоминания должны быть организованы. Попробуйте вспомнить, как вы ставили машину на стоянку сегодня утром? Как вообще вы запоминаете, где именно припарковали машину, чтобы не бродить вечером в ее поисках по другой стоянке, где, возможно, оставляли автомобиль вчера, позавчера или на прошлой неделе? Запоминаете какое-то дерево неподалеку или здание? Но ведь те же самые ориентиры вы наверняка уже использовали раньше, как же вам удается не перепутать стоянки? Дело вот в чем: вы принимаете особое решение, запоминаете, где из всех возможных стоянок вы только что оставили автомобиль. Это место вы бессознательно отмечаете как важное для сегодняшнего дня. Описанный процесс — пример рабочей памяти, которая нужна нам только на ограниченный период времени, до того момента, как важная информация будет использована по назначению. В нашем случае — когда вы заберете вечером машину со стоянки. И на следующий день подобный процесс запоминания повторится снова.

Ваша рабочая память приходит на помощь, если нужно, например, вспомнить номер телефона, и действует она в тот краткий период, когда вы нажимаете на кнопки, вводите номер в телефонный аппарат. Или когда запоминаете лицо человека в переполненной комнате ровно настолько, чтобы не забыть, кому вернуть одолженную вам ручку. Или когда запоминаете место на стоянке, где оставили автомобиль. Никто не знает, что потом случается с этими преходящими воспоминаниями. Исчезают ли они как дым? Факты свидетельствуют о том, что рабочая память постоянно «перезаписывается» поверх стирающихся воспоминаний. Как выясняется, объем ее весьма ограничен, и едва этот участок переполняется, «устаревшие» воспоминания стираются, а на их месте сохраняются другие.

Исследования подобного рода мы стали проводить и в других областях. Мы начали сканировать пациентов, страдающих болезнью Паркинсона. Старались понять, почему у них возникают проблемы именно с рабочей памятью. Если показать пациентам с болезнью Паркинсона картинку, которую они никогда раньше не видели, то спустя некоторое время они ее узнают, чего нельзя сказать о страдающих болезнью Альцгеймера. Однако стоит продемонстрировать пациентам с болезнью Паркинсона несколько картинок и попросить их вспомнить одну или две спустя всего пару минут, как ситуация резко меняется. Почему так происходит? Очень похоже на пример с машиной на стоянке. У пациентов возникают проблемы не с запоминанием, а с организацией информации, которую необходимо «извлечь» из памяти в условиях жесткой конкуренции.