Время и пространство в нейробиологии

Отрывок из книги американского нейробиолога Дина Буономано

"Мозг — повелитель времени. Как наш мозг чувствует и измеряет ход времени".

Понятие времени играет в нашей жизни

чрезвычайно важную роль. Мы говорим о времени не только тогда, когда хотим узнать, кото рый сейчас час. Мы постоянно говорим о том, как бы сэкономить время, убить время, исполь зовать время, сохранить время… Мы говорим о потерях времени, о времени ложиться спать,

об оттягивании времени, о хороших временах, о путешествиях во времени, о дополнительном

времени, свободном времени и, конечно, о моем любимом обеденном времени.

А ученые и философы толкуют о субъективном времени, объективном времени, собственном времени, координированном времени, звездном времени, эмерджентном времени, о

восприятии времени, о времени кодирования, об относительности времени, о клетках времени,

о растяжимости времени, о времени реакции, о модели пространства и времени и даже о синхронизации времени.

При этом забавно, что хотя слово «время» относится к числу наиболее часто употребляемых слов, общепринятого определения этого понятия не существует.

Физиков волнует, что у времени есть только одно направление, их интересует возможность перемещений во времени, а некоторые и вовсе сомневаются в существовании времени.

Нейробиологи и психологи пытаются понять, что значит «чувствовать» ход времени, как мозг определяет время, и почему люди обладают уникальной способностью предвидеть развитие ситуации во времени.

Кроме того, понятие времени занимает важнейшее место в концепции свободы воли: свободен ли наш путь в будущее или предопределен прошлым?

Время – понятие сложное, сложнее понятия пространства.

Это верно, что у пространства больше измерений: для определения положения какой -либо точки в пространстве требуется указать три координаты (например, широту, долготу и

высоту), тогда как любой момент времени задается лишь одним числом. Поэтому в каком -то смысле пространство сложнее, но я имею в виду, что человеческому мозгу понять смысл

времени намного труднее, чем смысл пространства.

Рассмотрим в качестве примера позвоночных животных, поскольку устройство нерв ной системы человека во многом аналогично устройству нервной системы всех позвоночных.

Позвоночные животные способны ориентироваться в пространстве, создавать собственные внутренние карты окружающего мира и в каком-то смысле «понимать» концепцию пространства. Животные перемещаются на дальние расстояния с совершенно четкой целью достичь

определенного места; они помнят, где спрятали еду; и даже детеныши домашних животных

знают, что если за диван упало что-то вкусное, диван можно обойти слева, справа, сверху или снизу.

Нам известно, что в мозге млекопитающих существует чрезвычайно сложная карта окружающего пространства; об этом нам рассказали находящиеся в гиппокампе так называемые клетки места, о существовании которых ученые знают уже более 40 лет. Клетки места

– это нейроны, которые возбуждаются, когда животное оказывается в определенном месте – в конкретной точке пространства.

Все вместе эти клетки формируют в головном мозге сеть,

отражающую структуру окружающего пространства – как система GPS, только гораздо более гибкая. Например, наши внутренние карты, по-видимому, постоянно обновляются по мере

изменения границ помещений или перестановки предметов.

Но животные не только перемещаются в пространстве, но и «видят» его. [ Точнее, видят распределенные в пространстве предметы ].

Стоя на вер шине горы, мы видим небо над головой, лес под ногами и ленту реки, впадающей в океан, – все на своих местах в пространстве. Мы можем также «слышать» пространство – то есть локализовать участок пространства, из которого доносится звук. Осязательная способность (соматосенсорная функция) позволяет получать информацию не только о положении и форме предметов,

но и о положении важнейших измерительных инструментов – наших собственных конечностей.

Со временем все обстоит иначе. Животные не могут физически перемещаться во времени. На дороге времени нет перекрестков, разветвлений, съездов или поворотов. Возможно,

именно по этой причине нет заметного эволюционного давления, которое заставило бы животных создавать карту времени и ориентироваться в нем с такой же легкостью, как в пространстве.

Животные умеют определять время и предвидеть различные события, но у нас нет оснований утверждать, что наши братья позвоночные понимают разницу между прошлым, настоящим и будущим в такой же степени, как они понимают разницу между движением вверх, вниз, влево или вправо. Наши органы чувств напрямую не регистрируют течение времени. В отличие от трафальмадорцев из фантастического романа Курта Воннегута «Бойня номер пять», мы не можем видеть сквозь время, одним взглядом охватывая

прошлое, настоящее и будущее.

Мозг всех животных, включая человека, лучше оснащен для того, чтобы перемещаться, ориентироваться и разбираться в пространстве, чем во времени. Одна из теорий, объясняющих осознание человеком понятия времени, утверждает, что для восприятия времени мозг

использует те же сети нейронов, с помощью которых он воспринимает и оценивает пространство... Возможно, именно по этой причине в культуре многих народов для обсуждения времени используются пространственные метафоры (был длинный

день; мы с надеждой смотрим вперед; задним числом я понимаю, что лучше было промолчать).

Возьмите... библию современной нейробиологии – учебник «Основы нейробиологии» ( Kandel et al., 2013) – и попытайтесь в предметно-именном

указателе найти наиболее часто встречающееся слово английского языка. Его там нет. Вы также не найдете слова timing (распределение времени), хотя найдете слово temporal, которое, впрочем, в большинстве случаев относится к temporal lobe (височной доле мозга), поскольку это слово имеет двоякий смысл: во-первых, это прилагательное от слова temple (висок), во-вторых, производное от слова time (время). Из-за этой путаницы

некоторые люди считают, что наша способность определять время локализована в височной доле мозга. Заметьте, что я при вожу этот пример не для того, чтобы указать на упущения автора учебника, но как доказательство явного недостатка внимания к вопросам времени в нейробиологии в целом.

Но если вы попробуете найти слово «пространство», вы встретите его многократно в самом разном контексте.

Источник: vk.com

Комментарии: