По моему мнению, многие явления, связанные с существованием у нас в мозге схемы тела (и ощущения самих себя), могут быть описаны исключительно в соответствии с ожиданиями мозга (аналоговой ментальной абстракции) относительно конфигурации тела человека, которая, хотя и заложена изначально в наших генах, активно адаптируется и поддерживается на протяжении всей жизни. Согласно этой точке зрения, мозг создает внутри себя ожидание того, что должно иметься в теле человека, на основании комбинации накопленных воспоминаний, исходно заложенных нашим генетическим багажом (например, что тело имеет две руки и две ноги), и перцептивного опыта, накопленного за всю жизнь. В каждый момент жизни мозг непрерывно проверяет точность этого внутреннего образа тела, соответствующего его собственной точке зрения, путем анализа входящих сенсорных сигналов, непрерывно передаваемых от тела центральной нервной системе. Пока этот образ подтверждается периферическими сигналами, все хорошо, и мы воспринимаем наше тело во всей его целостности. Но если происходит значительное изменение потока периферической сенсорной информации (например, когда конечность ампутирована или скрыта из поля зрения), возникает несоответствие между содержащимся в мозге образом тела, созданном нейронами, и его реальной физической конфигурацией в данных условиях. В результате этого расхождения люди с ампутированной конечностью испытывают живое ощущение, исходящее от уже отсутствующей конечности, или, в случае иллюзии резиновой руки, воспринимают руку манекена в качестве своей собственной. Повреждения элементов кортикальных сетей, ответственных за создание этих ожиданий мозга, как в случае с односторонним пространственным игнорированием, в значительной степени изменяют восприятие физических границ нашего собственного тела.

В иллюзии резиновой руки кондиционирующая фаза, по-видимому, настраивает человека на восприятие последующего прикосновения к резиновой руке как к коже его собственной. Это происходит по той причине, что на стадии выработки рефлекса человек видит кисточку, касающуюся резиновой руки, и ощущает тактильную стимуляцию собственной руки, скрытой из его поля зрения. Это создает зрительно-тактильную ассоциацию, которая потом запускается каждый раз при прикосновении к резиновой руке. Мы подтвердили эту гипотезу, показав, что отдельные нейроны в первичной соматосенсорной коре обезьяны, натренированной решать аналогичную задачу, начинают отвечать на зрительные стимулы после кондиционирующей фазы, заключавшейся в синхронной стимуляции виртуальной и собственной лапы обезьяны. До кондиционирования эти клетки не отвечали на зрительные стимулы – лишь на тактильные сигналы, исходящие от конечностей.

В целом релятивистская теория предлагает объяснение этих явлений, постулируя, что ощущение самого себя и образ тела возникают благодаря широко распределенным электромагнитным полям, создаваемым многими кортикальными и субкортикальными структурами, которые участвуют в определении мозговой схемы тела.

Первые обнадеживающие доказательства гипотезы о роли электромагнитных полей нейронов в формировании сложных когнитивных функций, таких как построение схемы тела и создание ощущения боли, следуют из многочисленных данных по низкочастотной (обычно 1 Гц) транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) коры головного мозга людей с ощущением или болью фантомной конечности, односторонним пространственным игнорированием или хроническими нейропатическими болями. К моему счастью, ТМС также применяли к коре людей, испытывавших иллюзию резиновой руки. Если говорить коротко, эти научные данные показывают, что подобная стимуляция различных областей коры может ослаблять боль в фантомных конечностях у значительного числа пациентов. Сообщалось, что транскраниальная магнитная стимуляция левой части теменной коры приводит к клиническому улучшению в случае левостороннего пространственного игнорирования. Кроме того, было показано, что стимуляция зоны на границе затылочной и височной долей явно усиливает эффект иллюзии резиновой руки по сравнению с фиктивной стимуляцией. Наконец, ТМС также позволяет улучшить ситуацию при нейропатической боли.

Интересно, что накапливаются доказательства возможного влияния ТМС на мозг на разных уровнях его организации – генетическом, молекулярном, синаптическом и клеточном. И хотя большинство исследователей считают, что эффекты ТМС опосредованы главным образом индукцией электрического тока в нейронах, нельзя исключить, что ТМС также может оказывать прямое магнитное действие на нервную ткань. Подобный эффект согласуется с представлением о том, что индуцированные магнитные поля могут влиять на физические, химические и биологические системы. В 2015 году в обзорной статье о TMC в журнале Frontiers in Human Neuroscience Александр Червяков и его коллеги выдвинули интересную идею о том, что создаваемые стимуляцией низкочастотные электромагнитные волны могут влиять на ткани мозга одновременно на квантовом, генетическом и молекулярном уровне. Поскольку известно, что крупные молекулы и даже клеточные органеллы деформируются под действием магнитного поля, ТМС может модулировать или даже изменять многие опосредованные ими функции нейронов. Это имеет принципиальное значение в случае белковых комплексов, которые, как мы знаем, важны для таких функций мозга, как пластичность и обучение, а также приобретение, накопление и сохранение воспоминаний. Эта последняя возможность представляется одновременно очень важной и вероятной, учитывая, что вызванный ТМС эффект иногда сохраняется на протяжении еще шести месяцев после окончания лечения. В общем, это означает, что техника ТМС способна вызывать долгосрочные пластические изменения сетей нейронов, что имеет непосредственное отношение к нашему рассказу.

Хотя возможность непосредственного магнитного влияния ТМС на головной мозг поддерживает мою точку зрения о формировании нашего внутреннего образа тела в аналоговом процессе, обнаружение влияния ТМС на пластичность нейронов подкрепляет гипотезу о том, что электромагнитные поля нейронов также обладают причинной эффективностью в отношении нервной ткани. Это возможно потому, что такие электромагнитные поля играют ключевую роль в процессе физического встраивания гёделевской информации в сети нейронов. Если это подтвердится последующими экспериментами, данная концепция позволит понять, что нейрофизиологические процессы формирования наших воспоминаний включают в себя нечто вроде электромагнитного протравливания нервной ткани. С моей точки зрения, этот процесс может происходить за счет обширного влияния электромагнитных полей на синхронную модуляцию трехмерной структуры (и, следовательно, функции) большого числа внутриклеточных белков нейронов и синаптических белков по всей коре. В результате одновременного действия на всю кортикальную мантию этот механизм отвечает за увеличение и уменьшение числа синапсов и силу отдельных синапсов. Кроме того, этот механизм может объяснить хорошо известную делокализованную природу наших воспоминаний, которые хранятся не в каком-то одном ограниченном участке, а обычно распределены по обширным областям неокортекса.

С другой стороны, электромагнитные поля также участвуют в считывании этих воспоминаний и их трансляции в распределенные пространственно-временные картины электрической активности нейронов. Таким образом, электромагнитные волны, несущие высокоразмерную гёделевскую информацию, за счет индукции преобразуются в низкоразмерную шенноновскую информацию (см. рис. 3.2), выражающуюся в виде потоков электрических импульсов нейронов, которые легко транслируются в движения тела, речь и другие формы коммуникации, по большей части основанные на цифровых сигналах.

Я считаю, что идею о хранении долгосрочных воспоминаний в распределенном виде по всей ткани коры гораздо легче объяснить с помощью аналого-цифровой модели, чем с помощью одной лишь цифровой. На самом деле без учета аналогового компонента мозга очень трудно понять, каким образом кортикальные сети, характеризующиеся сложной и постоянно изменяющейся микроконнективностью, на протяжении всей жизни буквально мгновенно находят определенный тип информации, необходимый для появления воспоминаний.

Возможная роль нейронных электромагнитных путей в записи гёделевской информации в нервную ткань также согласуется с распространенным мнением о том, что одна из важнейших функций цикла сна заключается в консолидации воспоминаний, накопленных за предшествующий период бодрствования. В целом на электроэнцефалограмме (ЭЭГ) при смене разных фаз цикла сна можно идентифицировать разнообразные, точно синхронизированные нейронные осцилляции. Во время глубокого сна на ЭЭГ доминируют высокоамплитудные низкочастотные кортикальные осцилляции (0,5–4,0 Гц), известные как дельта-волны. Эти низкочастотные осцилляции многими рассматриваются в качестве основного компонента механизма, снижающего количество нежелательных метаболитов и обеспечивающего их выведение. В ночное время за эпизодами медленноволнового сна следуют краткие периоды быстрого движения глаз (БДГ), когда в активности коры преобладают быстрые гамма-осцилляции нейронов (30–60 Гц), напоминающие осцилляции в фазе бодрствования. Именно в фазе БДГ мы можем видеть сны. Фазу БДГ связывают с консолидацией воспоминаний и моторным обучением. В соответствии с релятивистской теорией мозга, во время цикла сна электромагнитные поля нейронов не только могут обеспечивать связь, необходимую для установления различных состояний синхронности в работе мозга, но также являются движущей силой для формирования воспоминаний, участвуя в процессах консолидации или уничтожения сформировавшихся за день синапсов. В таком контексте сны возникают в качестве одного из побочных продуктов работы аналого-цифрового вычислительного устройства, ответственного за тонкую еженощную настройку микросетей нейронов, необходимую для поддержания и уточнения наших мнемонических данных.