Вообще говоря, пример боли хорошо иллюстрирует идею о том, что сложный мыслительный опыт может создаваться за счет взаимодействия электромагнитных полей нейронов, описывающих ментальное пространство. Хотя уже идентифицированы нейроны, связанные с разными аспектами ноцицепции (т. е. обработки информации, связанной с болью), мы еще не понимаем, каким образом действие дистрибутивных сетей нейронов многих кортикальных и субкортикальных структур создает сложное интегральное ощущение боли (с учетом разнообразных факторов, включая спектр эмоций). Например, не удается выявить полный спектр связанных с болью ощущений и эмоций путем электрической стимуляции какого-либо отдельного участка коры, который, как было показано, участвует в возникновении боли.

В соответствии с релятивистской теорией мозга, сложность в идентификации конкретного источника болевого ощущения объясняется тем, что боль или любая другая сложная ментальная или когнитивная функция возникает в результате взаимодействий нейронов, распределенных на обширном участке нервной ткани, и созданных ими электромагнитных полей. В рамках релятивистской терминологии ощущение боли зависит от сочетания многих факторов (локализации и интенсивности боли, воспоминаний о предыдущих ноцицептивных стимулах и эмоционального состояния). Таким образом, предполагая, что боль возникает в аналоговом элементе мозга под действием цифровых сигналов нейронов и мнемонических образов, объединяющихся и создающих специфические электромагнитные поля, мы можем идентифицировать механизм, посредством которого эмоциональные, контекстуальные и исторические факторы играют столь важную роль в модуляции входящих ноцицептивных сигналов с периферии тела, и определить, почему одни и те же ноцицептивные сигналы не всегда вызывают одинаковые субъективные ощущения боли.

Другие клинические данные также подтверждают существование аналогового компонента в мозговых процессах. Например, интересный ряд явлений, известных как расстройства схемы тела, согласуется с релятивистской теорией мозга и возможной физиологической ролью электромагнитных полей нейронов. Самое известное явление из этого ряда – ощущение фантомной конечности, уже описанное в главе 3. Это часто наблюдаемое явление, при котором потерявшие конечность пациенты продолжают ощущать ее присутствие. После ампутации большинство людей не только чувствуют отсутствующую конечность, но и сообщают о мучительных болях в конечности, которой больше нет.

В процессе работы над проектом «Снова ходить» я вновь столкнулся с явлением фантомной конечности. Все пациенты с параличом нижних конечностей, участвовавшие в нашей программе упражнений, испытывали фантомные ощущения в нижней части тела после начала обучения использованию интерфейса «мозг-машина» для контроля движений ног виртуального футболиста. На первой фазе упражнений пациенты погружались в виртуальную реальность, что позволяло им с помощью электроэнцефалической активности управлять движениями виртуального футболиста, получая синхронизированные зрительные и тактильные сигналы, описывающие виртуальную прогулку по футбольному полю. Зрительная обратная связь осуществлялась через очки виртуальной реальности, а тактильная информация, отражающая момент соприкосновения ноги футболиста с поверхностью земли, поступала за счет стимуляции кожи предплечий. При взаимодействии с этим интерфейсом «мозг-машина» и источником виртуальной реальности все пациенты вновь испытывали отчетливое ощущение владения собственными ногами. Они сообщали, что чувствовали, как ноги движутся и касаются земли, хотя их ноги оставались парализованными, а двигались лишь ноги виртуального игрока. Для нас это было большим сюрпризом, учитывая, что описанное тактильное ощущение передавалось через предплечье пациента. Каким-то образом, наблюдая за перемещением виртуального игрока по виртуальному футбольному полю и испытывая на предплечье тактильный стимул, соответствующий контакту ноги виртуального игрока с поверхностью земли, мозг парализованных пациентов генерировал живое фантомное ощущение. В некоторых случаях это ощущение вызывало у наших пациентов слезы из-за эмоционального переживания того, что они словно вновь передвигаются на собственных ногах.

Существует и проблема иного рода, когда пациенты с когнитивным дефицитом навыков высокого порядка, так называемым односторонним пространственным игнорированием, не способны ориентироваться и действовать в пространстве, локализованном со стороны, противоположной поврежденной стороне теменной доли. Одностороннее пространственное игнорирование чаще всего наблюдается у пациентов с обширными повреждениями коры правого полушария. После обширного инсульта или травматического повреждения теменных областей с правой стороны пациенты не узнают левую сторону собственного тела и внешнего пространства. Жертв такого поражения легко распознать, поскольку они оставляют левую сторону тела неодетой и неухоженной. Кроме того, если их просят пройти через длинный коридор, повернуть налево и войти в дверь, такие люди обычно проходят чуть дальше вперед, поворачивают направо, а затем, когда достигают нужной двери, вновь поворачивают направо, чтобы выполнить инструкцию. Если их просят нарисовать часы, висящие перед ними на стене, такие пациенты изображают замкнутый круг, а затем размещают все цифры, соответствующие часам, на правой части рисунка.

Релятивистскую теорию мозга подтверждает и другой удивительный пример – иллюзия резиновой руки, при которой здоровый человек сообщает, что рука манекена ощущается как его собственная биологическая рука. Для создания этой иллюзии одну руку человека удаляют из его поля зрения и размещают перед ним руку и кисть манекена. Затем экспериментатор на протяжении 3–5 минут синхронным образом дотрагивается до спрятанной руки человека и до руки манекена. И когда экспериментатор прекращает дотрагиваться до руки человека, но продолжает дотрагиваться до руки манекена, большинство людей воспринимают руку манекена как свою собственную.

Ощущение фантомной конечности, одностороннее пространственное игнорирование и иллюзия резиновой руки позволяют предположить, что головной мозг имеет априорный внутренний и постоянно действующий образ тела, который очень быстро изменяется в соответствии с переживаемым опытом. Этот внутренний образ тела отвечает за все сенсорные и аффективные пути, посредством которых мы воспринимаем обладание собственным телом. Канадский нейробиолог Рональд Мелзак назвал этот образ тела нейроматрицей и предположил, что некоторые его составляющие определяются наследуемыми генетическими факторами. Однако Мелзак не указал ни на один возможный нейрофизиологический механизм, поддерживающий это внутреннее, создаваемое нейронами представление тела с момента нашего рождения и до самой смерти.

Очевидно, что ни ампутированная конечность, ни резиновая рука манекена не создают тактильных или проприоцептивных импульсов, поэтому классическое объяснение восприятия, предложенное Хьюбелом и Визелем, никак не может учесть эти явления. Дело в том, что их классическая теория предполагает, что для восприятия любого тонкого соматосенсорного ощущения, поступающего от конечности, ее боли или движения, в ней должны создаваться соответствующие тактильные, болевые или проприоцептивные сигналы, которые затем передаются по периферическим нервам и сенсорным путям в наш мозг, где сначала из этих стимулов извлекаются ключевые сенсорные свойства, а затем они каким-то образом связываются в цельное перцептивное описание конечности. Теория Хьюбела и Визеля также не может ответить на вопрос о том, какой механизм используется для решения задачи создания цельного многомерного восприятия объекта или нашего собственного тела. Поскольку эти условия не соблюдаются в случае феноменов фантомной конечности, одностороннего пространственного игнорирования и иллюзии резиновой руки, для них требуется другое объяснение. Более того, никакие элементы модели Хьюбела и Визеля не объясняют слияние множества сенсорных и аффективных ощущений, посредством которых мы обычно ощущаем самих себя.