Книга: Зависимый мозг. От курения до соцсетей: почему мы заводим вредные привычки и как от них избавиться

Конвергенция в центре мозга

Конвергенция в центре мозга

После получения докторской степени в области электроинженерии в Йеле в 2000 году Ксениос на протяжении 10 лет занимался созданием новых методов улучшения медицинской диагностической визуализации. К тому времени, как я с ним познакомился, он уже разработал целый биовизуализационный комплекс, который был доступен бесплатно для исследователей, обрабатывающих и анализирующих данные электроэнцефалограмм (ЭЭГ) и МРТ. На момент нашего знакомства Ксениос вместе с высоким скромным студентом магистратуры по имени Дастин Шейност (Dustin Scheinost) работал над ускорением процесса обработки данных, чтобы исследователи могли видеть показатели МРТ в режиме реального времени. Фактически они занимались созданием одного из самых дорогих в мире устройств нейронной обратной связи, которое позволило бы людям мгновенно получать информацию об активности своего мозга. Но высокая цена прибора себя оправдывала. Нейронная обратная связь, полученная при помощи аппарата МРТ, обеспечивала беспрецедентный уровень точности: устройства типа электроэнцефалографа (ЭЭГ) осуществляли лишь поверхностный анализ, в то время как прибор Ксениоса мог обеспечить локализованную обратную связь с любого участка мозга размером с арахис.

Я протестировал нейронную обратную связь при помощи работающего в режиме реального времени аппарата МРТ, созданного Ксениосом и Дастином. Я лежал на спине и медитировал с открытыми глазами, наблюдая при этом за изменениями в графике активности коры задней части поясной извилины моего мозга, происходившими каждые пару секунд. В процессе медитации я концентрировался на каком-либо объекте, например на своем дыхании, а затем, спустя короткий период времени, смотрел на график, чтобы узнать, насколько он отражает мои ощущения. После этого я снова возвращался к медитации. Поскольку активность мозга измеряется относительно базового состояния, мы придумали процедуру, согласно которой я в течение 30 секунд буду видеть на экране сменяющиеся прилагательные, примерно так же, как это делала Уитфилд-Габриэли в своем исследовании. По истечении времени на экране появится график, показывающий повышение либо снижение активности коры задней части поясной извилины. Каждые две секунды, по мере того как аппарат будет измерять активность моего мозга и выдавать обработанный результат, на графике будет добавляться новый столбик рядом с предыдущим. Хотя при измерении мозговой активности при помощи аппарата МРТ происходит некоторая задержка сигнала, процесс прошел на удивление хорошо. Я мог соотносить возникающие во время медитации ощущения с активностью своего мозга.

Схематичное изображение протокола нейронной обратной связи. За активным базовым заданием следует медитация с получением обратной связи в режиме реального времени. При медитации изменение сигналов коры задней части поясной извилины в процентном отношении (скорректированное с учетом общей активности мозга) подсчитывается и выводится в виде графика. Опубликовано с разрешения из J. A. Brewer and K. A. Garrison «The Posterior Singular Cortex as a Plausible Mechanistic Target of Meditation: Findings from Neuroimaging», Annals of the New York Academy of Science 1307, no. 1 (2014): 19–27

После многочисленных раундов пилотного тестирования нашего нового аппарата мы начали второе исследование, схожее с первым: участников просили сосредоточиться на своем дыхании как на главном объекте медитации. Однако на этот раз они получали нейронную обратную связь в режиме реального времени при помощи аппарата МРТ: они лежали с открытыми глазами, сконцентрировавшись на своем дыхании, и время от времени проверяли, глядя на график, насколько их мыслительная активность связана с концентрацией внимания. Таким образом, мы могли более тесно увязать субъективные ощущения участников с мозговой активностью. Раньше нам приходилось ждать конца каждого этапа исследования, чтобы опросить людей об их ощущениях во время медитации — например, сосредоточены они были или отвлекались (если да, то до какой степени), когда концентрировались на своем дыхании. У нас не было возможности анализировать данные, не говоря уже о том, чтобы показывать их самим участникам, в режиме реального времени. Даже в течение пяти минут происходят ежесекундные изменения. Все показатели обобщаются и усредняются, когда мы подсчитываем средний показатель сигнала мозга — часто спустя несколько месяцев после фактического сбора данных. Мы хотели узнать, сможем ли мы более подробно и точно рассмотреть, что происходит в каждое мгновение, насколько высока активность мозга в конкретный миг. Мы уходили в область знаний, называемую нейрофеноменологией и исследующую связи между нашим субъективным опытом в данный момент и мозговой активностью. И находились на неизведанной территории в сфере когнитивной нейробиологии.

Следующие два года вошли в число наиболее интересных и увлекательных в моей карьере. Мы узнавали что-то новое, анализируя мозговую активность почти каждого участника нашего исследования нейронной обратной связи, будь то новичок или опытный медитатор. Так, например, мы видели, что активность коры задней части поясной извилины неравномерна во время раунда с новичком, который сразу после его окончания сообщал: «Ну да, мои мысли были в полном сумбуре, как вы можете увидеть здесь, здесь и вот здесь», — указывая при этом на конкретные точки на графике.

Опытным медитаторам, которым было непривычно видеть собственную мозговую активность в ходе медитативной практики, сначала нужно было научиться медитировать, одновременно наблюдая за графиком. Когда они только начинали привыкать к появлению перед глазами отвлекающего внимание изображения, мы наблюдали на их графиках тенденцию к повышению. Но по мере того как они все глубже погружались в медитацию и график отвлекал их все меньше, активность их мозга все больше и больше снижалась. Можете себе представить, что они чувствовали: прямо перед своими глазами они видели меняющееся изображение того, как реагирует их мозг во время практики, которую некоторые из них осуществляли ежедневно на протяжении десятилетий. И при этом им нужно было продолжать концентрироваться на своем дыхании.

Опытный медитатор учится наблюдать за активностью своего мозга в режиме реального времени. Черные столбики выше горизонтальной линии отражают увеличение активности коры задней части поясной извилины, а серые столбики ниже горизонтальной линии показывают ее снижение во время медитации относительно активной базовой линии (задания, в ходе которого участнику нужно было решить, относятся ли к нему предлагаемые прилагательные). Каждый столбик представляет собой двухсекундное измерение.

Лабораторные архивы Жадсона Брюера

В ходе других сеансов тестирования опытных медитаторов наблюдался длительный период снижения активности коры задней части поясной извилины, а затем значительный ее всплеск, за которым следовало новое падение. Участники говорили, что медитация проходила хорошо, но затем они сверялись с графиком, и у них возникала мысль: «Надо же, как у меня хорошо получается!» Такое прерывание медитативного состояния отражалось на графике в виде значительного повышения мозговой активности.

График, показывающий активность коры задней части поясной извилины головного мозга опытного медитатора при получении нейронной обратной связи. Черным цветом обозначено повышение мозговой активности, серым — ее снижение. Цифры связаны с собственным отчетом о своих субъективных ощущениях сразу же после раунда тестирования.

Лабораторные архивы Жадсона Брюера

У некоторых новичков график активности мозга выглядел почти так же, как у экспертов. Подобно людям, у которых есть дар пребывать в текущем моменте и не зацикливаться на своих мыслях, они могли стабильно снижать активность коры задней части поясной извилины. По той же причине среди наших участников были опытные медитаторы, чьи мыслительные паттерны больше соответствовали тем, которые мы видели у новичков: их мозговая активность сильно колебалась от момента к моменту. И что самое интересное, и те и другие узнали нечто новое о своих ощущениях (как следовало из их слов), хотя эксперимент не был задуман как модель обучения. Его целью было лишь подтверждение наших предыдущих результатов, показывающих, что снижение активности коры задней части поясной извилины коррелирует с медитативным состоянием.

Так, например, активность данного участка головного мозга у некоторых новичков часто возрастала во время первых трех раундов (каждый из которых длился по три минуты, так что в целом продолжительность эксперимента составила девять минут). Затем во время следующего сеанса неожиданно их мозговая активность значительно снижалась. Один новичок сообщил, что он «больше сфокусировался на физических ощущениях дыхания, а не на мыслях о вдохе и выдохе». Другой рассказал, что снижение мозговой активности произошло в тот момент, когда он «почувствовал себя значительно более расслабленным и уже не приходилось так сильно стараться, чтобы удержать свой разум от блуждания».

Эти люди использовали нейронную обратную связь для коррекции своей медитации. Подобно Лоло Джонс, которая «подставила себе подножку» из-за чрезмерного завышения требований к себе, наши участники в режиме реального времени видели, что происходит, когда они зацикливаются, стараясь медитировать. До этого мы не учитывали фактор «старания» — качество осознания, или, скажем так, настроя — в наших моделях. Полученные результаты заставили нас по-новому взглянуть на то, как мы концептуализируем медитацию.

Мы провели всевозможные контрольные эксперименты, чтобы убедиться, что наши участники не обманывают самих себя. Зачастую люди склонны довериться скорее тому, что выдает им большой современный аппарат, чем собственным ощущениям. Мы также убедились в том, что опытные медитаторы способны регулировать активность коры задней части поясной извилины по требованию и что они могут напрягать эту «мысленную мышцу», когда их к тому побуждают.

Собрав эти поразительные нейрофеноменологические данные, мы передали их нашей коллеге из Университета Брауна Кэти Керр и работавшему вместе с ней студенту бакалавриата Хуану Сантойо. Хуан не имел представления о методах и целях нашего тестирования, поэтому он ничего не знал о выдвинутой нами гипотезе, что снижение активности коры задней части поясной извилины коррелирует с медитативным состоянием. Таким образом, он был идеальным человеком для дословных расшифровок сообщений испытуемых о своих ощущениях, мог отмечать, к каким моментам на графиках эти ощущения относятся, и распределять их по категориям в зависимости от вида («концентрация», «переживание чувственного опыта», «отвлечение» и т. д.). После этого Хуан мог использовать временные метки, чтобы соотнести ощущения участников и их мозговую активность.