Времени нет

Your Brain Is a Time Machine: The Neuroscience and Physics of Time

Как именно мозг координирует множество циклических процессов в организме и обеспечивает, чтобы все случалось вовремя? Как контролируются длинные циклы — суточные, сезонные? И — самое интересное — то, как мы воспринимаем время, наше неуловимое, но отчетливое ощущение течения — это следствие устройства мозга или оно действительно в реальном мире вот так устроено. А вдруг просто артефакт, такая же производная от органики, обусловленной эволюцией, как цветное зрение, когда на самом деле оно как-то вообще иначе? Об этом читайте в прекрасной книге Дина Буономано «Мозг как машина времени. Нейробиология и физика времени».

Это правда очень хорошая, очень концентрированная, но при этом понятная книжка. Автор не ленится «на пальцах» объяснять механизмы, как оно все так срабатывает на уровне нейронов и нейромедиаторов, но общая рамка работы — философская.

Например, циркадный ритм: понятно, что любой организм ориентируется на внешние сигналы: световой день, смена сезонов, но как работают внутренние часы? Они тоже есть, потому что люди, проводившие месяцы в пещерах без часов и календарей, тоже устанавливали свой ритм сна и бодрствования (хотя и существенно сбиваясь. В 1993 году итальянский исследователь просидел в пещере год, хотя к концу эксперимента ему казалось, что прошло только пол года).

Упрощенный механизм примерно такой: в нейронах синтезируется определенный белок, который, при накоплении до нужной концентрации, отключает ген, отвечающий за его же синтез. Без подкачки в виде синтеза процесс распада этого белка приводит к падению концентрации, ген снова включается и начинает синтез — общий цикл занимает примерно 24 часа. Примерно тоже самое происходит в сливном бачке унитаза: вода наливается ровно до нужного уровня, поскольку система регулирует сама себя. Так и отсчитывается ритм. Группы нейронов могут за счет чуть более сложных механизмов выступать как осцилляторы с циклами покороче. Дико интересно, не буду пересказывать, чтобы не сморозить что-нибудь идиотское.

Известно явление, когда в минуту крайнего стресса и опасности события субъективно замедляются. Есть три основных гипотезы, которые объясняют этот эффект: «разгон процессора», гиперпамять, метаиллюзия. Первый вариант не выдерживает критики — современные представления о работе мозга говорят, что сильно разогнать скорость, как частоту процессора, нельзя — предел вшит в скорость прохождения электрического сигнала по аксонам, времени прохождения электрохимического сигнала между нейронами и времени на то, чтобы изменить напряжение на мембране нейрона, чтобы открыть-закрыть ионный канал (временная константа нейрона). Последнюю величину, в принципе, можно менять на 10-20 %, например, кофеин так иногда работает (меньше 10% выигрыша). Но в разы скорость восприятия и реакции увеличить нельзя, это голая физика с химией.

Как обычно, автор считает верным третий вариант — то, что человек потом рассказывает, как грузовик летел медленно-медленно, это даже не иллюзия, а метаиллюзия — иллюзия об иллюзии, потому что наше нормальное субъективное восприятие времени имеет опосредованное отношение к реальности. Осознание запаздывает не только по отношению к событиям внешнего мира, но и к процессам принятия решений. Уже все научно-популярные издания обошли заметочки о том, что, если просить человека выбрать момент и пошевилить пальцем, то сначала пойдет сигнал по нервной системе, и только потом гражданин начнет шевелиться, до того «примет решение» об этом.

Восприятие времени еще сложнее, чем зрение или слух. Для него у человека нет особого органа чувств (и не может быть в силу физической природы времени). Вот это ощущение течения сходится из множества сложных процессов — восприятия изменений окружающей среды, частоты дыхания и прочей физиологии, ограничений на скорость работы нервной системы. Зачем оно нужно — примерно понятно: мозг представляет из себя «машину предвидения» — он анализирует происходящее, строит гипотезу о том, что будет дальше, принимает решение. Это нужно, чтобы прыгнуть и поймать добычу прямо сейчас (скорость, положение в пространстве, расчет траекторий), чтобы убежать от опасности. А вот для начала миграции или витья гнезда уже не обязательно, такое поведение включается более простыми триггерами, чем отсчет времени. И, понятно, что эволюционно оправдано «вытянуть» время в линейную последовательность событий. Отсюда же жестокое когнитивное искажение, которому подвержены все — когда путается «после того» и «вследствие того».

Эта гипотеза хорошо стыкуется с рассуждением, которое я вычитала в другой совсем книге — This is your brain on music. Книжка замечательная, всем рекомендую. Так вот, там объясняется, почему приятно слушать музыку: на основании чувства ритма, уже услышанной части мелодии, памяти, музыкальной культуры и «наслушанности» мозг каждый момент времени формирует ожидание, что он услышат сейчас — когда прогноз сбывается, человек получает удовольствие, поскольку мозг всегда благодарит своего псевдо-хозяина за правильно выполненную эволюционную функцию маленьким укольчиком дофамина, если не сбывается, то человек удивляется — и это тоже приятно, потому что он тут же обогащает свою способность предугадывания, вот тебе тоже чуть-чуть нейромедиаторов. Поэтому музыкальное образование и слушательский опыт позволяют людям получать бездну удовольствия от больших сложных произведений, где что-то выверенное происходит сразу на многих уровнях и на нескольких масштабах. У меня от такого мозг взрывается, потому что я — топор в музыкальном смысле. С литературой похоже: хороший автор играет с читателем в игру в оправданные и обманутые ожидания. Чтобы хорошо получалось, должно обязательно быть вот это вот, про обоснованные догадки — через композицию, цитаты, намеки и предпосылки, обманутые ожидания должны жить в логике, а не просто внезапно вылетать в трубу.

Физика же времени — по современным представлениям — вообще не похожа на то, что мы переживаем каждый день. Здесь автор несколько теряет четкость повествования, потому что он нейрофизиолог, а не физик, и я тоже не берусь пересказать тезисы (обзор на книжку висит на мне несколько месяцев). Но это потрясающе. Надо еще что-то более глубокое почитать про физику времени, чтобы узнать, кто прав-то — этенралисты или презентисты. В любом случае, наш маленький мозг живет в иллюзорном, им же выдуманном времени, которого, на самом деле, нет.