В 2006 году группа ученых из Британии провела эксперимент, чтобы выяснить, действительно ли шизофреники не узнают собственные голоса. Они протестировали 45 пациентов с шизофренией; 15 из них на тот момент страдали от слуховых галлюцинаций, а у 30 они были в прошлом. Результаты обеих групп сравнивались с результатами контрольной группы. Ученые просили испытуемых по очереди читать английские слова в микрофон. К микрофону было подсоединено устройство, слегка искажающее голос испытуемого, но не настолько, чтобы здоровый человек принял его за чужой. Прочитав слово, испытуемые тут же слышали в наушниках обработанную версию. Затем им нужно было определить, чтó они услышали, выбрав один из трех вариантов: «свой» голос, «чужой» или же «не уверен».
Члены контрольной группы распознавали свои голоса безо всяких сложностей. Шизофреникам, в прошлом страдавшим от галлюцинаций, было труднее, но в целом они неплохо справились с заданием. А вот шизофреникам, страдавшим от слуховых галлюцинаций на момент проведения эксперимента, пришлось по-настоящему непросто: они значительно чаще маркировали собственный голос как «чужой».
Выходит, шизофреникам не только трудно узнать свой голос – они еще и стремятся приписать его некоему внешнему источнику. Пациенты с галлюцинациями часто говорят что-нибудь вроде: «Всякий раз, когда говорю я, говорит кто-то другой» или «По-моему, во мне говорит злой дух». Как происходит узнавание голоса и что этому мешает? Как ни странно, за ответом надо обратиться к одному уникальному виду рыб.
Что общего у людей и электрических рыб?
Электрические рыбы мормириды живут в пресной воде африканских рек и используют уникальный способ общения – электричество. Их нервная система способна порождать электрические сигналы, и таким образом рыбы создают вокруг себя электрическое поле. В навигационных целях они могут испускать электрические сигналы, ждать, пока те отразятся от ближайших препятствий, и затем обрабатывать возвращенный сигнал с помощью особых электрорецепторов. Так мормириды создают примитивную карту окружающего пространства. Схожим образом летучие мыши ориентируются с помощью эхолокации, этот же принцип лежит в основе работы сонаров (гидролокаторов) подводных лодок.
С помощью электрорецепторов мормириды распознают электрические сигналы от других рыб, а потом отвечают на них. Это помогает в поиске добычи и даже в привлечении половых партнеров. Доказано, что самки мормирид привлекаются электросигналами определенной частоты. К сожалению для самцов, приманить дам не так-то просто: каждая самка реагирует на определенную частоту – универсальной не существует. Самцы-рыбы могут попытаться подать подходящие сигналы и привлечь понравившуюся самку – совсем как люди. Но это не единственное, что нас роднит.
Электрический сигнал таких рыб – не линейный, как луч лазера; это электрическое поле, распространяющееся во все стороны. Его можно обнаружить любыми рецепторами, находящимися в поле его действия, включая и рецепторы рыбы, которая этот сигнал создала. Возникает вопрос: как же мормириды отличают сигналы, посланные другими рыбами, от своих собственных?
Исследования нервной системы рыб показало, что, прежде чем посылается электрический сигнал для взаимодействия с другой рыбой, мозг мормирид синтезирует так называемый командный сигнал, который и запускает всю систему. В 1970-х годах нейробиолог Кёртис Белл с коллегами изучали командный сигнал, «выключив» с помощью анестезии создающий его «электрический орган». После такой деактивации мозг электрических рыб по-прежнему слал командные сигналы, не получая при этом никакого отклика. Это как если бы человеку заморозили речевые мышцы, не тронув при этом мозг: тогда человек по-прежнему мог бы посылать команды к воспроизведению речи, а вот говорить был бы не в состоянии.
Белл подсоединил к электрорецепторам рыбы записывающие электроды и сам направил в нее электрический сигнал. Всякий раз, когда он стимулировал рыбу током, в рецепторах вспыхивала активность. Это означало, что рыба чувствует импульс. Вот как выглядела запись:
Белл воссоздал то, что происходит, когда мормирид получает сигнал от другой рыбы. Рецепторы обнаруживают входящий электрический сигнал, и в итоге в них вспыхивает активность. Но что происходит, когда рыба сама посылает электрический сигнал? Белл придумал, как воссоздать и этот процесс тоже. Вспомним: когда мормирид собирается отправить электрический сигнал, его мозг командует электрическому органу приступить к работе. Гениальная идея Белла состояла в том, чтобы вновь простимулировать рыбу извне, но на этот раз сразу же после того, как ее мозг пошлет командный сигнал. Он надеялся перехитрить рыбу и вынудить ее принять сторонний сигнал за собственный. И вот что произошло:
На этот раз рецепторы рыбы не почувствовали электрический стимул, посланный Беллом. Почему? Вспомним: с помощью командного сигнала мозг передает рецепторам следующее сообщение: «Я посылаю электрический импульс». В таком случае рецепторы оповещаются о том, что сигнал уже в пути, и не могут спутать его с чужим. Однако в данном случае Беллу удалось перехитрить нейронную сеть рыбы. Поскольку сторонний сигнал ученого поступил к рецепторам сразу после того, как командный сигнал предупредил их об импульсе, рыба решила, что это ее же электричество. Трюк сработал. Белл выяснил, что всякий раз, когда электрический сигнал появляется в течение четырех миллисекунд после возникновения у рыбы желания подать аналогичный сигнал, ее рецепторы его не обнаруживают. Рыбе начинает казаться, что сигнал ее собственный, а потому он не заслуживает внимания.
Однако дело не только в хронологии возникновения сигналов. Мы знаем, что если электрический сигнал (собственный или сторонний) приходит в течение четырех миллисекунд, то он обнуляется. Но как? Что нивелирует его воздействие? В конце концов, электрорецепторы не в случайном порядке выбирают, какие сигналы принимать, а какие – отклонять. Они обнаруживают любой электрический сигнал, который их достигает, – если только не вмешается некая сторонняя сила.
Вот как выглядит электрический сигнал рыбы:
