Охота на электроовец. Большая книга искусственного интеллекта - Сергей Сергеевич Марков

Уволившись с военной службы, Бергер начал изучать медицину. Желая найти естественно-научное объяснение произошедшему с ним случаю, Ханс мечтал открыть физиологические основы «психической энергии» и установить взаимосвязь между процессами в мозге и психикой человека[966].

Успешно окончив университет Йены (Герцогский Саксонский университет, Großherzogliche Herzoglich-Sächsische Gesamtuniversität, ныне — Йенский университет имени Фридриха Шиллера) в 1897 г., Бергер начал работу под руководством Отто Людвига Бинсвангера, который возглавлял кафедру психиатрии и неврологии в университете Йены и заведовал клиникой при университете. В 1901 г. Бергер стал приват-доцентом, в 1906-м — экстраординарным профессором, а в 1912-м — главным врачом клиники. Во время Первой мировой он служил военным нейропсихиатром, а после возвращения в Йену в 1919 г. в конце концов сменил ушедшего на пенсию Бинсвангера на посту главы кафедры[967].

В 1924 г. Бергер перешёл от опытов с животными к первым опытам над людьми. Будучи знаком с работами Катона, Бека, Правдича-Неминского и других своих предшественников, он предполагал, что электромагнитные волны, генерируемые человеческим мозгом, могут быть волнами телепатии. Поскольку в то время телепатия уже считалась оккультным предметом, эксперименты Бергера проводились в полуподпольных условиях в лаборатории, расположенной в небольшом здании на территории клиники.

На первом этапе исследований ввиду недостаточной чувствительности применяемой в те времена техники Бергер отдавал предпочтение пациентам с повреждениями черепа (их было несложно найти в достаточном количестве в послевоенной Германии). С 1902 по 1910 г. Бергер изучал электрическую активность головного мозга собак с помощью капиллярного электрометра Липпмана, но результаты исследований оказались неудовлетворительными.

Необходимо сказать несколько слов об оборудовании того времени, поскольку без этого будут не до конца понятны трудности, возникавшие в работе учёных. Капиллярный электрометр появился в 1875 г. после того, как Габриэль Липпман обнаружил, что капля ртути на кислоте изменяет свою форму при пропускании через неё даже очень слабого электрического тока. Другому исследователю, Этьен-Жюлю Маре, пришла в голову блестящая идея поместить небольшое количество кислоты и ртути в тонкую трубку. Пропуская через трубку луч яркого света, Маре смог регистрировать даже небольшие движения на поверхности ртути — и фиксировать их при помощи камеры. В 1876 г. Маре с гордостью объявил членам Парижской академии наук, что они с Липпманом смогли записать на плёнку сердцебиение лягушки и черепахи. Способность капиллярного электрометра регистрировать работу сердечной мышцы побудила других исследователей опробовать устройство на нервных импульсах. В 1888 г. два выдающихся английских учёных Фрэнсис Готч и Виктор Горслей (Хорсли) продемонстрировали, что капиллярный электрометр может обнаруживать электрические изменения в периферических нервах и спинном мозге.

При помощи капиллярного электрометра Готч в 1899 г. обнаружил явление, получившее название «рефракторного периода». Он заметил, что нервные импульсы не могут следовать один за другим без паузы — между разрядами должен быть небольшой интервал времени. Несмотря на этот успех, чувствительности капиллярного электрометра явно не хватало для точного измерения величины и продолжительности нервного импульса, а также интервалов между последовательными импульсами. Искажения были связаны, в частности, с тем, что ртуть продолжала двигаться по инерции уже после прекращения действия раздражителя.

В начале XX в. у нейрофизиологов появился более чувствительный инструмент — струнный гальванометр. Это устройство было детищем Виллема Эйнтховена, заведующего кафедрой физиологии в Лейденском университете в Нидерландах. В основу прибора было положено следующее наблюдение: небольшой меняющийся ток может заставить очень тонкую проволоку («струну») вибрировать, если она находится в сильном магнитном поле. Изготовление первого струнного гальванометра заняло несколько лет и было завершено в 1901 г. Прибор весил несколько тонн, занимал целую комнату, а для электромагнита пришлось создать систему водяного охлаждения. Однако гальванометр работал достаточно точно, чтобы обеспечить потребности кардиологии того времени. Таким образом, Эйнтховен фактически стал основоположником электрокардиографии, а в 1924 г. за своё изобретение и открытия в области сердечных ритмов он был удостоен Нобелевской премии[968].

Теперь, имея перед мысленным взором картину техники, с которой приходилось работать нейрофизиологам в начале XX в., можно вернуться к деятельности Бергера. С 1910 г. он переключается на использование струнных гальванометров: сначала работает с конструкцией Эйнтховена, а затем с различными версиями гальванометра Эдельмана[969], в которых в целях повышения чувствительности прибора серебряные электроды вводились под кожу головы испытуемого[970].

6 июля 1924 г. небольшой струнный гальванометр Эдельмана показал колебания, предположительно исходящие от мозга, — так была получена первая электроэнцефалограмма[971] человека. Первые человеческие электроэнцефалограммы представляли собой записи активности мозга самого Бергера, его сына Клауса и пациентов с различными повреждениями черепа. В 1925 г. Бергер пришёл к выводу, что дефекты черепа необязательно являются преимуществом при получении записи (из-за утолщения твёрдой мозговой оболочки, послеоперационных спаек и т. д.) и что записи могут быть сделаны столь же хорошо (или даже лучше) и без повреждения кожи головы[972].

С 1926 г. Бергер начинает использовать более мощный гальванометр Сименса с двойной катушкой (обладавший огромной по тем временам чувствительностью — 130 мкВ/см), что позволяет учёному окончательно отказаться от введения электродов под кожу и перейти к использованию электродов из серебряной фольги, прикреплённых к голове при помощи резинового бандажа[973].

В первом докладе Бергера 1929 г. продемонстрированы электроэнцефалограммы людей, выполненные как при помощи игольчатых электродов, так и неинвазивным методом. Записи были сделаны на фотобумаге и имели продолжительность от одной до трёх минут.

Рис. 78. Пример электроэнцефалограммы из доклада Бергера

Между 1926 и 1929 гг. Бергер получил хорошие записи альфа-волн[974]. Ранние данные часто были несовершенными, и в 1928 г. Бергер всё ещё сомневался в достоверности своих наблюдений. Первый отчёт 1929 г. показывает существование альфа-ритма и реакцию альфа-блокировки, а также описание меньших бета-волн. В отчёте Бергер указывает на недостатки работ предшественников и демонстрирует исключительную скрупулёзность в деле отсеивания посторонних источников сигнала[975], [976].

Более поздние отчёты Бергера, выходившие в 1930-е гг., содержали настоящие жемчужины: исследования флуктуаций сознания, первые электроэнцефалограммы, выполненные во время сна, исследование влияния гипоксии (кислородного голодания) на мозг человека, исследование различных мозговых расстройств и даже догадки о наличии пароксизмальных разрядов[977] при эпилептических приступах.

В конце 1930-х гг. у Бергера развивается серьёзная депрессия, которая приводит к самоубийству учёного 1 июня 1941 г. По мнению некоторых биографов Бергера, одной из причин этого — помимо затяжного заболевания, похожего по симптомам на грипп, — могло стать соперничество с группой учёных из Института исследований мозга в Берлине, которой руководил Алоис Корнмюллер.