В отличие от других существ, человек с его ощущением времени способен мысленно перемещаться между прошлым, настоящим и будущим и даже к моменту Большого взрыва 14 миллиардов лет назад. Несмотря на удивительную смышленость собак, кошек, тюленей, дельфинов, слонов и шимпанзе, никто, кроме человека, не способен освоить умение приходить в назначенное время в определенное место. Ни одно животное не может хранить в сознании одновременно прошлое и будущее — а человек может.

Другая замечательная способность двуногих приматов — свободное исследование пространства. Все иные сложные животные остаются крепко привязанными невидимой инстинктивной веревкой, удерживающей их на определенной территории, пролетном пути или маршруте миграции. А человеческий мозг, по-видимому, имеет внутреннюю нейронную систему навигации в пространстве, позволяющую ему свободно блуждать по всей планете. Хотя некоторые животные обладают страстью к путешествиям, никто не может сравниться с человеком в готовности исследовать удаленные или опасные территории. Более того, нет другого существа, способного проникать на дно океана или за пределы земной атмосферы, путешествуя в холодном космическом пространстве.

Первые ученые, пытаясь понять, как устроен человеческий мозг, в конечном счете сталкивались с проблемой «черного ящика»: исследовательский аппарат, необходимый для изучения объекта, и был самим объектом.

Современная нейробиология берет свое начало из античности, когда благодаря изучению людей, имеющих внутричерепные нарушения, начала накапливаться информация о работе мозга. Но сначала нужно было отказаться от ошибочного представления, будто сознание возникает в сердце, а не в мозге. Учитывая, что сердце энергично стучит в грудной клетке, а мозг кажется просто желеобразным веществом, которое вроде бы ничего не делает, неудивительно, что первые врачи заблуждались. Истину установил грек Гиппократ, живший в IV веке до нашей эры, отец всей медицины. Не используя никаких инструментов, кроме собственной проницательности, он правильно определил, что сознание, выполняющее роль дирижера в нашем организме, расположено за лобной костью, а не в грудной клетке.

К сожалению, в те времена вскрытие трупов было табуировано[46]. И только в эпоху Возрождения некоторым наиболее бесстрашным исследователям хватило любопытства преодолеть брезгливость и религиозные запреты. Благодаря вскрытиям врач мог сопоставить клинические симптомы, наблюдавшиеся при жизни человека, и явные повреждения в разных областях головного мозга, видимые после смерти.

Этот метод имел тот очевидный недостаток, что заинтересованной стороне приходилось терпеливо ждать смерти субъекта, прежде чем можно будет вскрыть череп покойного и выяснить, какое физическое нарушение там скрывалось. Потом врач должен был начать сложное сопоставление выявленных патологий в головном мозге с теми неврологическими расстройствами, которые наблюдались при жизни пациента. Учитывая, насколько сложен мозг любого человека и как сильно один мозг отличается от другого, сочетать косвенные наблюдения с дедуктивными умозаключениями было очень непросто.

Кроме того, мозг быстро разлагается после смерти, поэтому у древнего патологоанатома для работы был очень короткий промежуток времени. Эта проблема сохранялась даже после того, как благодаря появлению фиксирующих веществ, формальдегида и микроскопа уровень исследований вырос. Изучение среза мертвой ткани под микроскопом или фрагментов мертвого мозга, зафиксированного в формальдегиде, не может заменить наблюдения в режиме реального времени за живым органом, в котором интенсивно бегают электрические импульсы и циркулируют нейромедиаторы.

Мы долго не могли понять, как внутри мозга располагается его «операционная система», еще из-за одной ошибочной концепции. Философ XVII века Рене Декарт авторитетно заявлял: «По моим наблюдениям… мозг парный, так же как руки, глаза и уши».[47]Декарт считал мозг изящной конструкцией, в которой две половины — точное зеркальное отражение друг друга. Насколько сильно укоренилась эта ошибочная идея, можно судить по тому, что в 1800 году французский физиолог Биша писал: «…органам присуща гармония, проявляющаяся в их симметричности». Для Биша и предыдущих поколений анатомов из того, что половинки мозга выглядят симметрично друг другу, следовало, что они должны выполнять одни и те же функции.

Вдобавок Декарт пришел к выводу, что разум — это нематериальная субстанция, совершенно отдельная от тела. Он ввел в философию концепцию дуализма души и тела и таким образом невольно отделил от мозга его важнейший продукт — сознание, считая его чем-то совсем «иным», отличным от частей тела, расположенных ниже шеи.

Особый божественный орган внутри уникального божьего творения фактически был закрыт для земных исследований людьми. Декартова философия с обезглавливанием продержалась до середины XIX века, пока в результате революционного открытия не была доказана ее ошибочность. Французский врач Поль Брока одним смелым ударом разрушил представления о симметрии функций мозга и положил начало современной неврологии. Связав воедино две проблемы — распространенный клинический синдром нарушения речи (афазию), который часто возникает при инсультах, и паралич правой стороны тела, обычно встречающийся вместе с афазией, — он правильно определил, что за речь отвечает преимущественно левое полушарие (это верно для праворуких людей, то есть для большинства)[48]. Из-за перекреста нервных волокон в мозге левое полушарие контролирует правую сторону тела, а правое полушарие — левую. Вскоре Карл Вернике дополнил наблюдения Брока, выделив другую область в левом полушарии, которая отвечала за понимание услышанного, в отличие от расположенной спереди зоны Брока, ответственной за генерирование членораздельной речи. Благодаря сделанному Брока и Вернике открытию зависимости конкретных речевых навыков от соответствующих областей мозга появился новый способ определения функций мозга.

В XX веке появились приборы, с помощью которых нейробиологи могут изучать работу мозга здоровых людей в реальном времени. Сначала стало возможно измерять электрическую активность мозга. Нейроны, основные клетки нервной системы, работают, создавая электрические импульсы. Они генерируют слабые электромагнитные поля в окружающем пространстве. В коре мозга, расположенной непосредственно под костями черепа, содержится большое количество нейронов, и их суммарную активность можно измерить с помощью датчиков, присоединенных к электродам на голове. Считывание информации происходит в режиме реального времени. Метод называется электроэнцефалограммой, или ЭЭГ. Вслед за этим методическим прорывом быстро последовали другие, и у нейробиологов появились и более сложные приборы для изучения работы мозга.