В то время как Ницше учился в Генуе работать на пишущей машинке, в пятистах милях к северо-востоку от него молодой студент-медик по имени Зигмунд Фрейд занимался исследованиями в венской нейрофизиологической лаборатории. Основной круг его интересов был связан с изучением нервной системы рыб и ракообразных. В результате экспериментов Фрейд пришёл к мысли, что мозг, как и другие органы тела, состоит из множества отдель­ных клеток. Впоследствии он расширил свою теорию и предположил, что разрывы между клетками (названные им «контактными барьерами») играют существенную роль в управлении функциями мозга, формировании воспоми­наний и мыслей. В то время выводы Фрейда несколько противоречили точке зрения, господствовавшей в научных кругах. Большинство докторов и иссле­дователей верили, что у мозга нет клеточной структуры и он скорее похож на единую и непрерывную ткань нервных волокон. Даже среди тех, кто разделял мнение Фрейда о клеточном составе мозга, мало кто обращал внимание на то, что может происходить в пространствах между клетками3.

Фрейд готовился к свадьбе, и ему требовалось существенно увеличить уровень своего дохода. Поэтому он достаточно быстро отказался от карьеры исследователя и занялся частной практикой в сфере психоанализа. Однако последующие исследования подтвердили предположения, сделанные им в молодости. Учёные, вооружённые более мощными микроскопами, подтвер­дили факт наличия отдельных нервных клеток. Они также обнаружили, что эти клетки (нейроны) чем-то похожи на другие клетки нашего тела, а чем-то очень сильно отличаются от них. Нейроны обладают центральным ядром, или телом, исполняющим функции, единые для клеток всех типов, но при этом у них есть два типа отростков, напоминающих щупальца, - аксоны и дендриты, передающие и принимающие электрические колебания. Когда нейрон активен, импульс движется от тела к окончанию аксона, где вызывает выброс химических веществ, называемых нейромедиаторами. Нейромедиаторы преодолевают контактный барьер, описанный Фрейдом, - который в наши дни называется синапсом - и присоединяются к дендриту соседнего нейрона, запуская или подавляя новый электрический импульс в этой клетке. Именно с помощью потока нейромедиаторов, проходящих через синапсы, нейроны общаются друг с другом, определяя направление движения электрических сигналов по сложным клеточным путям. Мысли, воспоминания, эмоции - все они возникают в результате электрохимических взаимодействий нейронов, управляемых синапсами.

В течение XX века нейробиологи и психологи начали в большей степени признавать сложность структуры человеческого мозга. Они обнаружили, что внутри нашего черепа находится до юо миллиардов нейронов, имеющих различную форму или варьирующихся по длине от десятых долей миллиме­тра до десятков сантиметров4. Обычный нейрон имеет множество дендри- тов (и только один аксон), а у дендритов с аксонами может быть множество ответвлений и синаптических окончаний. У среднего нейрона имеется около тысячи синаптических связей, но у некоторых нейронов количество связей может быть в сотни раз больше. Миллионы миллиардов синапсов внутри нашей головы связывают нейроны между собой, создавая плотную сеть цепо­чек, которые (благодаря пока не понятому нами механизму) и создают наши мысли, ощущения и осознание самих себя.

Несмотря на то что за последнее столетие наши знания в области физи­ческой деятельности мозга значительно расширились, одно прежнее убеж­дение сохранило силу до сих пор. Большинство биологов и неврологов продолжают, как и прежде, верить в то, что структура мозга взрослого чело­века неизменна. Наши нейроны образуют связи в течение детства, когда наш мозг ещё достаточно податлив, а по достижении зрелости эти связи оказыва­ются жёстко зафиксированными. Общепринятое убеждение состоит в том, что мозг напоминает собой прочную конструкцию. После множества изменений в детстве и юности структура достаточно быстро обретает свою конечную форму. После двадцати лет новые нейроны перестают формироваться, равно как и новые цепочки. Разумеется, в течение жизни мы сохраняем новые вос­поминания (теряя часть старых), но единственный структурный процесс, через который проходит мозг во взрослом возрасте, - это медленный про­цесс увядания по мере старения и отмирания нервных клеток.

И хотя мнение о неизменности мозга взрослого человека было широко распространено и укоренилось, нашлись и еретики. Многие биологи и физи­ологи в ходе исследований мозга всё чаще начали замечать тот факт, что даже у взрослого человека мозг податлив, или «пластичен». По их мнению, новые нейронные связи могут формироваться в течение всей нашей жизни, а старые могут либо усиливаться, либо ослабляться, либо просто исчезать. Британский биолог Дж. 3. Янг в серии выступлений, транслировавшихся на канале ВВС в 1950 году, утверждал, что структура мозга на самом деле может находиться в состоянии постоянных изменений и адаптироваться к решению той или иной важной на данный момент задачи. «Существуют свидетельства того, что клетки нашего мозга развиваются и растут, когда используются, или атрофируются, и даже исчезают, когда не используются, - утверждал он. - Таким образом, можно предположить, что каждое наше действие оставляет неизгладимый след на нервной ткани».

Янг был не первым, кто предложил подобную идею. За семьдесят лет до этого американский физиолог Уильям Джеймс уже делал сходный прогноз относительно способности мозга к адаптации. «Нервная ткань, - писал он в своём знаменитом труде «Основы психологии», - по всей видимости, наде­лена крайне высокой степенью пластичности». Как и в случае с любым дру­гим физическим соединением, «внешние силы или внутреннее напряжение могут, быстрее или медленнее, превратить эту структуру в нечто отличное оттого, чем она была». Джеймс с немалым одобрением цитировал аналогию, приведённую французским учёным Леоном Дюмоном в эссе о биологических последствиях привычки. Аналогия проводилась между влиянием воды на сушу и влиянием опыта на мозг: «Поток воды пробивает себе канал, которыий постепенно становится шире и глубже, и вода, текущая позже, следует по пути, намеченному водой, протекавшей в этом месте раньше. Аналогичным образом, восприятие внешних объектов пробивает себе всё более широкие пути в нервной системе, и эти пути начинают задействоваться при анало­гичном стимулировании извне, даже после перерыва». В итоге своё мнение изменил и Фрейд. В так и не опубликованной рукописи 1895 года «Проект для научной психологии» он утверждал, что мозг (в частности контактные барьеры между нейронами) может меняться в ответ на пережитый челове­ком опыт.

Многие исследователи мозга и врачи встречали подобные предположе­ния с недоверием или предубеждением. Они сохраняли убеждённость в том, что мозг пластичен лишь в детстве и что однажды проложенные «жизнен­ные пути» не могут расширяться, сужаться или изменять своё направление.

Они стояли на позициях Сантьяго Рамона-и-Кахаля, известного испанского врача, нейроанатома и лауреата Нобелевской премии, который в 1913 году безапелляционно заявил, что «нервные пути в мозгу взрослого человека являются фиксированными, конечными и неизменными. Все они могут уме­реть, но не могут регенерировать». Во времена молодости и сам Рамон- и-Кахаль сомневался в этой общепринятой точке зрения. В 1894 году он предположил, что «мыслительный орган в определённых пределах является податливым, и его можно усовершенствовать с помощью хорошо направляе­мых умственных тренировок»9. Впоследствии, однако, он согласился со все­общим убеждением и стал одним из наиболее яростных и безапелляционных защитников традиционной точки зрения.