2. Мозг как черный ящик

Согласно бихевиоризму, в частности Скинеру, нас волнует не столько внутренности черного ящика под названием «мозг», сколько довольно внешнее поведение. В рамках этого подхода изучаются ответы тестового животного или человека на специфические сигналы. В соответствующих исследованиях затрагивались различные области научного знания, такие, как психология зрения, слуха и их поведенческие проявления или психиатрия в случае умственных болезней, и др.

Мозг составлен из отдельных строительных ячеек, нейронов. Каждый нейрон обладает аксоном, через который он посылает сигналы в форме нервного импульса. С другой стороны, он собирает сигналы от других клеток через дендриты. В местах контактов между клетками образуются синапсы. Когда синапс возбужден электрическим импульсом, он выпускает химические вещества, так называемые нейронные медиаторы, так, чтобы сигнал перешел через синаптическую мембрану к другой нервной клетке. Согласно тому, что нам известно на сегодняшний день, нейрон собирает входящие нервные импульсы, суммирует их и выпускает новый импульс к другим клеткам, когда эта сумма входящих сигналов превышает некоторый порог. Интенсивность выходного сигнала содержит код своей модуляции, то есть нейрон испускает импульс равной длины, но с различными паузами расстояния, причем паузы между импульсами становятся меньше с увеличением интенсивности сигнала.

Грубо говоря, различные области мозга занимаются различными задачами. Локализация функций мозга можно определить по случаям его повреждений. Например, когда люди перенесли травму левого полушария мозга, повреждение специфических центров может нарушать речь. Зона Брокка ответствененна за грамматику речи, в то время как зона Вернике – за содержание. В российско‑японской войне русская армия использовала новую винтовку, у которой быстродействующие пули производили повреждения в тыльной части мозга без повреждения, например, глаз. Однако солдаты становились слепыми, и японский доктор Иноуи смог показать, что процессы зрения осуществляются в тех структурах, которые теперь называются зрительной корой. Чтобы лечить пациентов, страдающих эпилепсией, перерезали так называемый corpus callosum, который связывает левое и правое полушария мозга. В оригинальных экспериментах Сперри было найдено, что оба полушария выполняют, грубо говоря, различные задачи. Например, левое полушарие более ответственно за последовательные и рациональные задачи, в то время как правое полушарие обрабатывает преимущественно информацию по распознаванию места действия, музыки и т. д. В настоящее время рентгеновская томография и магнитный резонанс, прежде называемый ядерным магнитным резонансом, играют важную роль в поиске изменений мозговой ткани в результате, например, опухолей. РЕТ‑сканирование (positron emission) позволяет изучать мозговую активность следующим способом: когда мозговые центры выполняют специфические задачи, типа чтения, их локальный метаболизм увеличивается. Этот метаболизм может измеряться по концентрации глюкозы. Если глюкозу сделать радиоактивной, она испускает позитроны, которые можно регистрировать и таким образом измерять концентрацию глюкозы.

Следующий метод изучения мозговой активности – электроэнцефалограмма и магнитоэнцефалограмма. В первом методе электроды надеваются на поверхность головы и по функции от времени регистрируется слабое электрическое напряжение, отражающее мозговую активность. Используя частотные фильтры, можно выделить особенности в ритмах ЭЭГ, например альфа‑ритм в области, например, 10 Герц. В зависимости от действия мозга его электрические волны демонстрируют различное поведение, например альфа‑вол­ны показывают мозговую активность в действие в состоянии отдыха и нарушаются, когда тестируемый человек открывает свои глаза. Магнитоэнцефалограммы дают довольно высокое разрешение при наблюдении магнитных полей мозга. По ЕЕС можно легко различить различные виды мозговой активности, например различные фазы сна или эпилептического удара.