In this paper, I propose an explanation of the brain mechanism responsible for generation of hallucinations. It is very likely that the corpus callosum, also referred to as the colossal comissure, that connects the cerebral hemispheres, serves as the platform for abductive reasoning. Abduction involves an evaluation of all possible hypotheses and selection of those that are most appropriate for a particular intellectual task set forth by the brain. Abduction serves as a generator of axioms that are used in deductive reasoning. Evaluation of the emerging hypotheses involves an intensive cognitive exchange between the cerebral hemispheres, which should require a bidirectional information transmission between the cerebral hemispheres. Hallucinations occur when there is a disturbance in the bidirectional information transfer across the corpus callosum, i.e. when the information exchange between the two hemispheres of the brain becomes unregulated and spontaneous. A chaotic overlapping of the abstract and associative components of the cognitive processes results in formation of perceptions that are called hallucinations. A disturbance in the bidirectional information exchange may occur as a result of axo-dendritic and axo-axonal synapses in the corpus callosum system.
В статье предлагается механизм, объясняющий возникновение галлюцинаций. Есть все основания предполагать, что сorpus callosum или мозолистое тело, соединяющее полушария мозга, является платформой для реализации понятийного механизма, известного как абдукция. Абдукция даёт возможности осуществлять проверку всевозможных гипотез, отбирая из их потенциально необозримого множества те, которые наиболее адекватны заданию, формируемому мозгом в интеллектуальном процессе. Именно абдукция является источником аксиом, которыми оперирует дедукция. Абдукция не может не предполагать межполушарную структуру информационных потоков, поскольку проверка возникающих гипотез требует интенсивного двухстороннего обмена мыслительными процессами между полушариями мозга. Галлюцинации являются результатом нарушения билатеральности информационных потоков через мозолистое тело, когда обмен информации между двумя полушариями происходит на нерегулируемой, спонтанной основе. Именно беспорядочное наложение абстрактных и ассоциативных компартментов мыслительного процесса формирует то, что принято обозначать галлюцинацией. Нарушение билатерального характера обмена информацией может осуществляться путём аксо-дендритических и аксо-аксональных синапсов в системе мозолистого тела.
Уже более полутора столетий известно, что полушария мозга человека неравноценны. Одно из них (в основном правое) характеризуется тяготением к ассоциативному способу мышления, другое (как правило, левое) - к логическому, абстрактному. Ассоциативному способу мышления соответствует индуктивный метод познания - способ исследования и изложения, при котором от наблюдаемых частных фактов переходят к общим закономерностям. К индуктивному методу познания тесно примыкает метод аналогии, представляющий собой вероятностное умозаключение по подобию, устанавливающее сходство предметов в одной группе признаков на основе их сходства в другой группе признаков. Логическому же методу мышления соответствует дедуктивный метод познания, при котором частное положение логическим путём выводится из общего. Таким общим положением являются аксиомы, имеющие характер общих утверждений. Если посылки дедукции истинны, то истинны и её следствия.
Со времён Аристотеля философы рассматривали подобную схему познания истины путём сопоставления и иерархизации информации, полученной опытным путём. Однако, почему-то мало кому в голову приходила мысль о том, что аксиомы на улице не валяются, что два способа познания предполагают рациональные механизмы сопоставления фактов с истиной, но не дают представлений о том, как рождаются истины и откуда берутся эмпирическе законы, устанавливающие необходимые регулярные связи между наблюдаемыми свойствами и отношениями явлений. Такие законы не могут быть открыты эмпирическим путём, поскольку со всей необходимостью включают абстракции, которые опытным путём наблюдать невозможно.
Американский философ, логик и математик Чарльз Пирс (Charles Sanders Peirce, 1839-1914) предположил, что существует не два, а три вида элементарных рассуждений: дедукция, индукция и абдукция. Аристотель высказывал нечто подобное в виде т.н. апагогии, но Пирс предложил совершенно конкретную понятийную схему. Он считал, что абдукция даёт возможности осуществлять проверку всевозможных гипотез, отбирая из их необозримого множества те, которые наиболее адекватны заданию, формируемому мозгом в интеллектуальном процессе. Таким ообразом, абдукция позволяет отбирать среди гипотез наиболее существенные, качественные, которые и формируют истинные положения, впоследствие оперируемые дедукцией. Возникает совершенно закономерный вопрос. Если за дедукцию и индукцию отвечают отдельные полушария, то где же в мозге, грубо говоря, сосредоточена абдукция, как она анатомически оформлена, какова её платформа. А то, что абдукция анатомически компартментализована, кажется несомненным, учитывая её особую вездесущую и связующую роль в мыслительных процессах.
Совершенно однозначно установлено, что правое и левое полушария демонстрируют различные возможности в тестах вербальных, перцептивных, музыкальных и иных способностей. Функции головного мозга неравноценны самым кардинальным образом. Приблизительно 95% всех взрослых людей используют левое полушарие в языке. Так называемая афазия - потеря способности говорить - сопряжена с нарушением функции, как правило, левого полушария, что было показано ещё в 1829 году. Это полушарие обладает превосходством в математике, определении времени и ритма и т.д. Правое полушарие реагирует только на простейший язык и счет. Но, хотя правая сторона мозга и слаба в языке, она обладает собственными талантами, прежде всего перцептивными навыками. Во время теста правое полушарие лучше распознает узоры, лица и мелодии, решает конструкторские задачи или рисует картинку. Оно также участвует в распознавании и выражении эмоций.
Правое полушарие мозга "смотрит" на мир широким панорамным взглядом, левое полушарие видит отдельные детали крупным планом. Позволительно сказать, что фокус внимания левого мозга является локальным, в то время как правого - глобальным. Таким образом, заданный мною вопрос о платформе реализации абдукционных умозаключений далеко не беспочвеннен и не наивен. Обычно различают следующие лево-правые дихотомии: абстрактное и конкретное восприятие, анализ - синтез, время - пространство, вербальное - невербальное, последовательное - одномоментное. До определенного времени полушарная функциональная асимметрия рассматривалась как уникальная особенность мозга человека, представляющая собой качественный скачок в эволюции позвоночных. Только в конце 1970-х было показано, что что полушарная специализация свойственна не только человеку, но и животным, т.е. представляет собой общую фундаментальную закономерность церебральной деятельности высших животных.
Хотя т.н. умозрительный уровень исследования в науке традиционно рассматривается с большой долей пренебрежительности, тем не менее выводы, которые делаются при изучении сложных самоорганизующихся систем на основании неисчислимых результатов процедуры "померил-напечатай" , всегда представляют собой не что иное, как результаты, полученные, главным образом, умозрительным путём, причём при обработке результатов последний чаще всего превалирует над экспериментом. Только так могут быть суммированы и сопоставлены многочисленные экспериментальные данные в нейробиологии, поскольку в подавляющем числе случаев они сами по себе не способны стыковаться и увязываться.
Всё это свидетельствует в пользу того, что в качестве эффективного конкурента редукционных подходов с успехом может выступать философия, которая в силу своей эпистемологической сущности способна пристраивать многочисленные детали к объекту самоорганизующейся целостности именно в стиле абдукции, т.е., оперативно создавая гипотезы (т.н. "спекуляции") и выясняя путём логического анализа их применимость к целостному уровню функционирования мозга. Т. о. приходится констатировать, что при решении некоторых специфических задач из области мыслительных процессов нет смысла ориентироваться исключительно на океаны экспериментальных данных, полученных на сегодняшний день в области нейробиологии, а есть все основания пытаться ориентироваться преимущественно на логическое увязывание общедоступной информации о том, как функционирует интеллект человека.
Всемирно известные работы шведского нейрохимика Н. Хидена (начало 50-х годов), изучавшего роль рибонуклеиновой кислоты (РНК) в процессах запоминания, положили начало многочисленным исследованиям в этой области. Значительный всплеск исследований роли РНК в процессах памяти наблюдался после опубликования работ группы американских психологов, изучавших молекулярные механизмы памяти планарий, в которых в соответствии с гипотезой Хидена РНК приписывалась кодирующая роль. В настоящее время результаты этих исследований имеют лишь историческое значение, так как последующие опыты не подтвердили подобное представление о кодирующей роли РНК в механизмах памяти. Активации в процесса синтеза и переноса белков и нуклеиновых кислот могут быть всего лишь необходимым последействием каких-то сложных и непонятых до сих пор процессов.
Одно дело - человек принял решение опуститься в кресло, другое - стал устраиваться, принимая удобную для себя позу. Для стороннего наблюдателя (экспериментатора) момент принятие человеком решения - процесс ненаблюдаемый в отличие от последующего процесса принятия удобной позы. Точно также синтез белка и нуклеиновых кислот, метилирование ДНК, ультраклеточные изменения, коррелирующие с процессами запоминания или забывания, могут быть лишь такими же процессами последействия, сопровождающими, поддерживающими, но не определяющими непосредственно "механику" запоминания.
Известно, что полушария мозга человека соединены между собой своеобразным кабелем из 200-250 миллионов комиссур - нервных волокон, спаек - называемым "мозолистым телом" (corpus callosum). Оно имеет форму широкой плоской полосы, состоит из аксонов и находится под корой. В состав комиссуральных систем мозга кроме мозолистого тела входят: передняя, задняя, гиппокампальная и хабенулярная комиссуры, межбугровое сращение. Однако среди них мозолистое тело является важнейшим и в филогенетическом отношении сравнительно молодым и развивающимся путем, связывающим кору мозга двух полушарий, Так, у мыши оно содержит 300 тысяч каллозальных аксонов, а у кошки - 3 миллиона.
Причина, по которой все млекопитающие имеют практически два независимых мозга, соединённых мозолистым телом, до сих пор достаточно внятно не сформулирована. Общепринято считаеть, что межполушарная асимметрия делает возможным своеобразное удвоение копии окружающего мира: левое полушарие создаёт логическую копию событий внешнего мира, а правое - образную. С позиций классической науки такое объяснение не позволяет получить ответ на вопрос, почему удвоение копии окружающего мира эволюция не осуществила в едином неразделенном мозге. С позиций теории самоорганизации ответ состоит в том, что такой тип двусмысленной обработки сенсорной информации в одной самоорганизующейся системе невозможен. Именно поэтому наличие двух самостоятельно функционирующих полушарий неразрывно связано со сложными механизмами взаимодействия их между собой.
Мозолистое тело является наиболее репрезентативным механизмом межполушарного взаимодействия, хотя было бы большой ошибкой рассуждать на тему о том, какой из этих механизмов взаимодействия считать более важным, какой - менее. Всё вышесказанное свидетельствует в пользу того, что именно мозолистое тело или - шире - сумма комиссур мозга ответственна за функционирование понятийного механизма, обозначаемого термином "абдукция", являются платформами реализации абдукции. Эта гипотеза, которая вряд ли способна в общем виде пройти экспериментальную проверку, тем не менее предполагает множество следствий, тесно связанных с феноменологией работы мозга и позволяет удобнее оперировать на целостном уровне объяснения различных проявлений биохимии и физиологии сознания.
В течение последнего столетия нейробиологи склонялись к антропоморфическому подходу в стремлении локализовать отдельные проявления интеллектуальной и физиолого-биохимической активности мозга, привязывая их к конкретным локальным участкам последнего. Очень бы хотелось зафиксировать столь облегчающую научные подходы аддитивность функционирования мозга. Составлялись френологические карты, с помощью томографии делались чуть ли не ежедневные открытия в области локализации отдельных функций. Но идеи узкого локалиционизма на настоящем уровне развития науки оказались малоприемлемыми, а результаты - часто уводящие от реальности в область фантастики. При тех или иных движениях рук и ног можно зафиксировать изменение состояния тех или иных мышц, но эти мышцы не определяют движение, а лишь являются его активными соучастниками, проводниками. Так и с мозгом, вернее, с каждым из полушарий мозга. Они работают совершенно самостоятельно, и только в этом случае результирующая аналитического и синтетического отражения окружающего мира будет поставлять качественно новый неаддитивный эффект.
Волокна в мозолистом теле проходят главным образом в поперечном направлении, связывая симметричные места противоположных полушарий, но некоторые волокна связывают и несимметричные места противоположных полушарий, например лобные извилины с теменными или затылочными, или разные участки одного полушария (так называемые ассоциативные волокна). Такие связи формируются в мозге довольно легко, поскольку при диаметре в несколько микронов длина отростков нейронов - аксонов - может достигать у крупных животных 1 метра и более (например, аксоны, идущие от нейронов спинного мозга в конечности).
Существует многообразие нервных волокон, связывающих различные участки мозга. Ассоциативные волокна бывают короткими и длинными. Короткие связывают между собой соседние извилины в форме дугообразных пучков, вторые соединяют более отдаленные друг от друга участки коры. Нервные волокна, которые соединяют симметричные части обоих полушарий, принято называть мозговыми комиссурами или спайками. Самой большой спайкой является мозолистое тело (corpus callosum), однако, не менее важными, по-видимому, являются гораздо меньшие по своим размерам мозговые спайки - commissura anterior, соединяющяя обонятельные доли и обе парагиппокампальные извилины и commissura fornicis, соединяющая половины гиппокампа. Существуют также нервные волокна, связывающие мозговую кору с thalamus и corpora geniculata, а также с нижележащими отделами центральной нервной системы до спинного мозга включительно.
Но для того, чтобы два полушария мозга могли функционировать как самоорганизующиеся системы самоорганизующейся системы (мозга), им необходим канал обмена информации, чем и является кабель, состоящий из 200-250 миллионов аксонов. Поскольку эти аксоны отходят от нейронов мозга, то совершенно самоочевидно, что эти нейроны аксонов мозолистого тела не могут принадлежать только одному из полушариев. Из этой примитивно простой мысли вытекает, что канал межполушарного общения должен непременно иметь двухстороннее движение. Не исключено, что билатеральная структура информационного обмена свойственна и другим комиссурам, а может быть и ассоциативным волокнам. Не исключено, что любые участки мозга могут быть связаны немногочисленными пучками нервных волокон. Только в этом случае становится понятным, каким образом абдукция на базе мозолистого тела осуществляет свою функцию поиска и проверки гипотетических механизмов, объясняющих то или иное явление, требующее интеллектуальной интерпретации. Становится понятным, каким образом мозолистое тело принимает участие в формировании аксиом и проверке теорем и каким образом мозолистое тело служит платформой реализации познавательного механизма под названием абдукция.
Если все реализуется именно таким образом, как я описал, то при нормальном функционировании мыслительных процессов должен осуществляться строго регулирумый двухсторонний обмен информационными потоками между двумя полушариями мозга, как если бы мы имели обмен информацией, получаемой с помощью микроскопа и телескопа. Эта аналогия чем-то напоминает закономерности обмена информационными потоками между двумя полушариями. Теперь представим себе, что строгое соблюдение правил двустороннего движения нарушено, что между интеллектуальными телескопом и микроскопом идёт свободный, спонтанный обмен изображениями. Мозг, получающий такую смешанную информацию, не имея понятия о том, откуда пришло изображение - из Галактики или из капли воды, взятой из лужи - немедленно переключится на такую манеру обработки и восприятия, которую принято называть галлюцинацией, т.е. видением того, что реально не существует, восприятием несуществующих реально объектов (предметов и явлений) в качестве реальных.
Галлюцинации являются симптомами самых разных психических заболеваний, входят в структуру различных психопатологических синдромов. Галлюцинации, в основном слуховые, являются одним из показателей шизофрении и встречаются у 60-70% людей, страдающих этим заболеванием. Галлюцинации встречаются даже у 7-30% здоровых взрослых и детей. Так что этот вид отклонения от нормы является довольно распространённым. Среди галлюцинаций выделяют слуховые, зрительные, обонятельные, вкусовые, тактильные, а также галлюцинации общего чувства, к которым чаще всего относят висцеральные и мышечные галлюцинации. Это является свидетельством в пользу того, что в образовании галлюцинаций участвует некая система, характерная для всех без исключения функциональных проявлений мозга. Известны галлюцинации: истинные, псевдогаллюцинации, функциональные, рефлекторные, ассоциированные, галлюцинации Бонне, гемианоптические, экстракампинные, гипнагогические, гипнопомпические, императивные, элементарные...
На роль такой системы, ответственной за широкий спектр галлюциногенных проявлений прекрасно подходит мозолистое тело с нарушенной системой двухсторонности информационных потоков от полушария к полушарию. Если по какой-либо причине разделение потоков на входящие и выходящие нарушится, если обмен сигналами между полушариями приобретёт характер спонтанности, то произойдёт нарушение и логической, и ассоциативной составляющей мыслительного процесса. Сигналы от нейронов, расположенных в левом полушарии, смешаются с сигналами, идущими от нейронов, расположенных в правом полушарии. Это отклонение от нормы может осуществляться за счёт аксо-аксональных, дендро-дендристических и дендро-аксональных синапсов. При этом нужно иметь в виду, что двухстороннее движение информационных сигналов должно быть свойственно не только мозолистому телу, но и другим комиссурам мозга.
Вряд ли можно установить регулярность расположения нейронов мозолистого тела по принипу "голова к хвосту - хвост к голове", т.е. нейрона одного полушария к аксону другого, но исходная (в норме) регулярность здесь, по-видимому, не имеет большого значения. Она может определяться особенностями межполушарной асимметрии индивида, но нарушение билатеральности информационных потоков может привести к тому, что разница между "телескопическим и микроскопическим восприятием" станет неосознаваемой, т.е. наступит состояние галлюцинации.
Некоторые вещества, вызывающие галлюцинации, принято называть "психоделиками". Это слово, введенное в оборот одним из пионеров исследования ЛСД Хамфри Осмондом, в дословном переводе с греческого означает "расширяющий сознание". Ясно, что при спонтанном, нерегулируемом режиме обмена сигналами возникают новые расширительные возможности в мыслительной деятельности, которые совершенно исключены при соблюдении строгой двухсторонности обмена. Если бы производное лизергиновой кислоты превращало спонтанный обмен в двухсторонний, то происходило бы обратное явление - сужение сознания. Нарушение билатеральности комиссурального обмена информационными сигналами в мозге может вызывать самые разнообразные эффекты в областях, непосредственно не связанных с областью нарушения.
Высказанная мною гипотеза представляется мне самодостаточной, поскольку построена на логической увязке общеизвестных фактов. Было бы несерьёзно здесь фантазировать на тему о том, какие именно нейротрансмиттеры и нейромодуляторы могут стимулировать образование массовых взаимодействий между нервными волокнами, образующими пучки комиссуральных связей. В этой области биохимия далеко не всегда стыкуется с физиологией. Даже из общепринятого правила Дейла, гласящего, что "окончания аксона одного нейрона выделяют один и тот же медиатор" имеются исключения. Некоторые популяции нейронов способны высвобождать два нейротрансмиттера одновременно (ГАМК-глицин; ацетилхолин-глутамат; допамин-глутамат) или классический нейротрансмиттер и сигнальный белок (ацетилхолин и вазоактивный интестинальный пептид; глутамат и динорфин).
Существует странное заблуждение на тему о том, что за те или иные физиологические проявления отвечают участки мозга, в которых регистрируется повышенная электрическая или химическая активность. Такая точка зрения базируется на фундаменте аддитивности, который неприменим к мозгу, как самоорганизующейся системе. Подобные системы отличаются тем, что статика в одних компартментах системы компенсируется повышенной динамикой в других компартментах. Причём видимые закономерности подобных компенсационных эффектов, как правило, отсутствуют.
Подобного типа компенсационные механизмы с давних пор хорошо известны в работе мозга. Нарушение билатерального межполушарного обмена информацией может совершенно не проявляться, но последствия такой перестройки работы мозолистого тела могут проявляться в усилении активности в самых различных участках мозга. Например, первично-генерализованные эпилептические приступы, т.н. grand mal и petit mal наступают без очаговых проявлений в момент возникновения. Известно, что даже при частых эпилептических припадках с галлюцинациями электроэнцефалограммы могут не отклоняться от нормы.
Стоит обратить внимание на разновидность галлюцинаций, в качестве которых выступают сновидения. Ведь сновидящий человек во время сна обычно не понимает, что спит, и воспринимает сновидение как объективную реальность. В большинстве своём сновидения плохо запоминаются, именно благодаря своей галлюциноидной природе, благодаря своей алогичности, которая в процессе сновидения не вызывает удивления у сновидящего, поскольку логическая компонента его мышления, как правило, отключена. Поскольку полушария мозга обмениваются информацией в спонтанном режиме, в снах переплетаются абстрактное и ассоциативное начала. То, что предложенная мною гипотеза нарушения обмена информацией между полушариями может быть приложима к объяснению феномена сновидений, подтверждается хорошо известным фактом, что подавляющее число пациентов, подвергшихся операции каллозоэктомии (перерезания мозолистого тела) сообщало о том, что они перестали видеть сны.