Грегори Бернс - Что значит быть собакой. И другие открытия в области нейробиологии животных

Экипировав испытуемую и дождавшись, пока Питер займет свой пост, Патриция скомандовала: «Кэйди, в катушку!»

Мне из пультовой виден был только зад Кэйди. Когда она устроилась поудобнее, я проверил правильность положения с помощью предварительного – локализационного – сканирования. Это короткий десятисекундный прогон, дающий моментальный снимок того, что находится в катушке. При таком тесте градиентная обмотка издает только низкий гул, который у большинства собак никакого беспокойства не вызывает. Как и ожидалось, мозг Кэйди оказался точно в центре области визуализации.

Переходим к функциональному сканированию. Вот теперь мы получим снимок мозга Кэйди в действии. При фМРТ томограф запрограммирован на получение быстрой непрерывной череды изображений. Насколько быстрой, зависит от величины мозга. У человека на охват всего мозга уходит около двух секунд, но, поскольку у собаки мозг не крупнее лимона, времени на нее требуется в два раза меньше. В результате мы получаем серию снимков, напоминающих фильм. Поскольку при фМРТ градиенты меняются на высокой скорости, шум достигает девяноста пяти децибел – это примерно как отбойный молоток, работающий в пятнадцати метрах от вас. Поэтому уши защищать надо.

Я нажал кнопку сканирования на пульте. Звук отбойного молотка подсказал Кэйди и Питеру, что процесс пошел.

Когда Патриция подала первую жестовую команду, на дисплей операторской консоли полился поток снимков мозга Кэйди. Функциональные снимки не особенно подробны. При этом типе сканирования аппарат считывает изменения в насыщенности кислородом кровеносных сосудов, окружающих нейроны. При возбуждении нейронов прилегающие кровеносные сосуды расширяются, чтобы приток свежей крови позволил нейронам пополнить энергетические запасы. В ходе фМРТ сканер считывает изменения в кровотоке, выявляя участки нейронной активности, – это называется «ответная реакция зависимости уровня кислорода в крови», или BOLD.

BOLD-ответ составляет меньше 1 % от общего сигнала, а сигнал фМРТ, наоборот, активен и колеблется от 5 до 10 %. Частично эта активность вызвана тепловым движением молекул воды, но в основном обусловлена физиологическими процессами. Из-за пульсации крови мозг тоже пульсирует с каждым ударом сердца. Вызывает движение и дыхательный цикл за счет чередования концентрации кислорода и углекислого газа в крови. Все это заглушает BOLD-сигнал. К счастью, закон больших чисел позволяет преодолеть помехи, усредняя результаты множества повторов. Случайное искажение снижается в соотношении «корень квадратный от числа повторов». Так что за сто прогонов сканера фоновые помехи снизятся в десять раз.

Разглядеть, что происходит в тоннеле аппарата, я не мог: Кэйди заслоняла собой створ, но свисток доносился до меня через интерком отчетливо. Если Патриция не давала запрещающую команду, Кэйди, как правило, тыкала носом мишень, и поток снимков моментально отражал резкое движение головы. Я смотрел внимательно, проверяя после каждого тычка, вернулась ли голова в прежнее положение.

Спустя десять минут Питер вышел из-за аппарата и помахал мне рукой. Первая серия испытаний завершилась, и я остановил сканирование. Кэйди задом выбралась из тоннеля и, не переставая вилять хвостом, спустилась по лестнице.

– Ну как? – спросил Питер.

– Хорошо, – ответил я. – Между заданиями никаких лишних движений головой.

– Это у нее консервативность.

Консервативность в данном случае означала, что Кэйди склонна замирать, даже когда требуется действие. Вот она, ее робость и осторожность. У Кэйди наблюдалась явная нехватка инициативы.

После пятиминутного перерыва мы вновь приступили к работе. Повторили весь цикл еще три раза, и на этом для Патриции и Кэйди сегодняшний сеанс закончился. В итоге Кэйди выдала 75 % верных откликов по сигналу «можно», но при этом поразительно высокий (56 %) процент неправильных по сигналу «нельзя». То есть она касалась мишени примерно в половине тех случаев, когда этого делать было нельзя. Так что к недостатку самостоятельности добавлялись проблемы с самоконтролем. Мы надеялись, что ее мозг поведает нам, в чем тут дело.

Тем временем как раз подъехали Клэр и Либби, которая тут же принялась радостно прыгать на всех присутствующих. Я думал, что при таком темпераменте самоконтроль у Либби будет еще ниже, чем у Кэйди. И снова интуиция меня обманула.