Till våra familjer

* * *

"Det här är verkligen lysande... En av de mest fantastiska böckerna jag har läst i mina neuropsykiatri- och intuitionsstudier."

Mona Lisa Schultz, MD, PhD, författare till Awakening Your Intuition

”Detta arbete är oerhört viktigt för vidareutvecklingen av relationerna mellan vetenskap och religion. Som vetenskapsmän som har studerat de neurobiologiska grunderna för religiös erfarenhet och tillhandahållit dess teologiska analys och bedömning, är författarna till denna bok unika. Boken visar oss på ett övertygande sätt att sinnet oundvikligen är benäget mot andlighet och religiösa upplevelser."

Fader Ronald Murphy, jesuitorden, professor, Georgetown University

"Denna viktiga bok introducerar den allmänna läsaren, forskaren och läkaren till nya upptäckter inom neurovetenskapen angående inverkan av andliga upplevelser på hjärnan, hälsa och sjukdomar. En utmärkt lärobok."

David Larson, MD, MPH, ordförande, National Institute for Health Research

"Det fantastiska arbetet från University of Pennsylvania Medical Research Department inom det framväxande området neuroteologi."

National Pharmaceutical Regulatory Association (Kanada) publikation NAPRA ReView

"Den här boken kommer att få dig att tänka djupt om religion... eftersom den ger en ram för att tänka och diskutera det andliga livet. Newberg, D'Aquili och Rouse har gjort ett fantastiskt jobb med att skriva denna djärva bok. Den bör läsas inte bara i religiösa kretsar, utan också i bokdiskussionsgrupper och skolor.”

Providence Journal

"Lättskriven och lättläst...en fascinerande bok om förhållandet mellan vårt sinne och den ultimata verkligheten"

Catholic Digest Magazine

1. Foto av Gud. Introduktion till trons biologi

I ett litet, mörkt laboratorium på ett stort universitetssjukhus tänder en ung man vid namn Robert ljus, bränner en pinne jasminrökelse och sätter sig sedan på golvet och intar lätt lotusställning. En engagerad buddhist som utövar tibetansk meditation, han är på väg att ge sig ut på en inre kontemplativ resa igen. Som vanligt strävar Robert efter att sinnets oupphörliga pladder ska avta så att han kan fördjupa sig i en djupare och klarare inre verklighet. Han har gjort liknande resor tusen gånger tidigare, men nu händer något speciellt: medan han går in i den inre andliga verkligheten, så att den materiella världen runt honom blir en blek illusion, förblir han nästan bokstavligen kopplad till det fysiska här och nu med hjälp av ett bomullsgarn.

Den ena hopvikta änden av snöret ligger nära Robert, den andra är bakom den stängda laboratoriedörren i nästa rum på mitt finger - jag sitter med min vän och mångårige forskarkollega, Dr Eugene d'Aquili.

Gene och jag väntar på att Robert ska signalera till oss genom strängen att hans meditativa tillstånd har nått sin transcendentala topp. Det är ögonblicket av andlig upplyftning som är av särskilt intresse för oss. 1
Eftersom att bedöma det ögonblick då meditationen når sin topp är extremt subjektivt, det är väldigt svårt att definiera och ännu svårare att mäta. Ändå är ett sådant "topp" tillstånd extremt intressant, eftersom det har den djupaste andliga innebörden och har störst inverkan på en person. Toppupplevelsen kan identifieras med hjälp av flera olika verktyg som låter dig övervaka förändringar i olika parametrar samtidigt. Det enklaste sättet att identifiera sådana ögonblick är genom att övervaka indikatorer som blodflödet i hjärnan, elektrisk aktivitet i hjärnan och vissa somatiska reaktioner, i synnerhet blodtryck och hjärtfrekvens. När vi började vår forskning försökte vi fokusera på de subjektiva känslorna hos en person som bedömer sina upplevelser. Det var därför de mediterande försökspersonerna höll ett snöre bredvid sig, vilket gjorde det möjligt för dem, utan att störa meditationsprocessen, att ge oss en signal i det ögonblick då de nådde det djupaste tillståndet. När vi studerade de mest erfarna meditationsutövarna, hade strängen lite eller inget hinder. Mer forskning kommer att behövas för att studera dessa förhållanden mer i detalj. För nu räcker det med att säga att vi kan utforska eller göra hypoteser om topptillstånd genom att studera "mindre djupa" tillstånd, även om vi har svårt att förstå när och hur dessa toppupplevelser inträffar. Det är värt att nämna namnen på två andra viktigaste deltagare i vår forskning: Dr. Abass Alavi, chef för avdelningen för nuklearmedicin vid sjukhuset vid University of Pennsylvania, som gav mig stort stöd, även om jag ibland gjorde några konstiga saker , och Dr. Michael Baym, associerad med samma University of Pennsylvania, en internmedicinsk specialist som utövar tibetansk buddhism.

Metod: Hur man fångar andlig verklighet

Genom åren har Gene och jag studerat sambandet mellan religiös erfarenhet och hjärnfunktion, och vi hoppades att vi genom att undersöka Roberts hjärnaktivitet under de mest intensiva och mystiska ögonblicken av hans meditation, skulle bättre kunna förstå de mystiska sambanden mellan människans medvetande och hennes konstant, oemotståndlig drift att etablera en relation med något som är större än en själv.

Tidigare, medan han pratade med oss, försökte Robert beskriva för oss i ord hur hans meditation når en andlig topp. Först, sa han, lugnar sinnet ner sig, vilket gör det möjligt för en djupare och mer definierad del av Jaget att växa fram. Robert tror att det inre Jaget är den mest autentiska delen av hans identitet, och denna del förändras aldrig. För Robert är detta inre inte en metafor eller bara en attityd, det har en bokstavlig betydelse, det är stabilt och verkligt. Detta är vad som finns kvar när medvetandet lämnar sina bekymmer, rädslor, önskningar och andra aktiviteter. Han tror att detta inre Jag utgör själva essensen av hans väsen. Om Robert är pressad i konversationen kan han till och med kalla sitt eget jag för sin "själ". 2
Här används ordet "själ" i dess vidaste betydelse, annars kan det skapa förvirring mellan österländska och västerländska idéer om religion och andlighet. Buddhistiska idéer är mycket svåra att förklara inom ramen för västerländskt tänkande. Men här har vi försökt presentera dessa idéer i en så enkel form som möjligt.

"Det finns en känsla av evighet och oändlighet...

I det här ögonblicket är det som om jag blir en del av allt och allt, går med i det befintliga.”

Robert säger att när detta djupa medvetande (oavsett dess natur) uppstår i ögonblick av meditation, när han är helt upptagen i kontemplationen av det inre, börjar han plötsligt förstå att hans inre Jag inte är något isolerat, utan att det är oupplösligt kopplat till med hela skapelsen. Men när han försöker beskriva denna intensivt personliga upplevelse i ord, tillgriper han oundvikligen välbekanta klichéer som människor har använt i århundraden för att försöka prata om oförklarliga andliga upplevelser. "Det finns en känsla av evighet och oändlighet", kan han säga. "I det här ögonblicket verkar jag bli en del av allt och allt, jag går med i det existerande." 3
När de beskriver sina upplevelser talar våra försökspersoner vanligtvis om en känsla av enhet med världen, Jagets försvinnande och starka känslor, vanligtvis förknippade med ett tillstånd av djup frid.

För en traditionell vetenskapsman har sådana ord inget värde. Vetenskapen sysslar med vad som kan vägas, räknas och mätas – och allt som inte kan verifieras utifrån objektiv observation kan helt enkelt inte kallas vetenskapligt. Även om någon vetenskapsman var intresserad av Roberts erfarenhet, skulle han, som professionell, behöva säga att orden "meditationsövning" är för personliga och för spekulativa till sin natur, så att de sannolikt inte indikerar något specifikt fenomen i den materiella världen. . 4
Vanligtvis tillåter den vetenskapliga metoden att bara de saker som kan mätas kallas "riktiga".

Men efter många års forskning blev Gene och jag övertygade om att de erfarenheter som Robert rapporterade var mycket verkliga och kunde mätas och verifieras av verklig vetenskap. 5
Ordet "verklig" här betyder inte nödvändigtvis att det finns någon yttre verklighet förknippad med upplevelsen, utan snarare att upplevelsen har åtminstone en inre verklighet.

Det är detta som får mig att sitta bakom Gene i det trånga undersökningsrummet och hålla ett tunt snöre mellan mina fingrar: Jag väntar på att Robert ska få sitt ögonblick av mystisk flykt, för jag vill "fotografera" denna upplevelse. 6
Vi förstår att detta inte bara är "fotografering", utan det är just kärnan i vårt arbete. Att exakt fånga ögonblicket av en intensiv mystisk upplevelse är inte lätt, och även om våra försökspersoner planerar sina meditationsövningar är det mycket svårt att förutsäga hur länge ett sådant tillstånd kommer att pågå och hur starkt det kommer att vara. Vi tror dock att vi kan studera de hjärnprocesser som ligger till grund för meditationsprocessen och skapa en tydlig och överraskande bild av hur hjärnan fungerar under andliga upplevelser.

Andliga upplevelser är verkliga och kan mätas och verifieras genom verklig vetenskap

Robert mediterar och vi väntar i ungefär en timme. Sedan känner jag hur han försiktigt rycker i snöret. Det betyder att det är dags för mig att injicera radioaktivt material i IV och skicka det ner i ett långt rör in i venen i Roberts vänstra arm. Vi ger honom lite mer tid att slutföra sin meditation och tar honom sedan omedelbart till ett av rummen på den nuklearmedicinska avdelningen, där det finns en toppmodern datortomografi (SPECT)-maskin (enkel foton emission). Robert befinner sig omedelbart på ett metallbord och tre gammakameror börjar rotera runt hans huvud med hjälp av exakta robotrörelser.

En SPECT-kamera är en högteknologisk bildapparat som upptäcker radioaktiv strålning 7
Det finns några andra bildtekniker, liknande SPECT, som kan användas för att studera hjärnans aktivitet. Dessa är positronemissionstomografi (PET) och funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI). Var och en av dessa tekniker har sina fördelar och nackdelar jämfört med andra. Vi valde SPECT av praktiska skäl: denna teknik gjorde det möjligt för försökspersonen att delta i meditation utanför skanningsapparaten, vilket skulle vara svårare att göra med PET och helt omöjligt med fMRI.

SPECT-kameror skannar Roberts huvud och avslöjar ansamlingen av radioaktivt material som vi injicerade i samma ögonblick som han drog i snöret. Detta material sprider sig genom blodkärlen och når nästan omedelbart hjärncellerna, där det stannar i flera timmar. Sålunda ger SPECT-metoden oss en exakt frysbild av tillståndet för blodflödet i Roberts hjärna omedelbart efter injektionen av substansen - det vill säga precis vid toppögonblicket av meditationen.

Ökat blodflöde till en del av hjärnan tyder på ökad aktivitet i det området 8
I allmänhet är ökat blodflöde förknippat med ökad aktivitet eftersom hjärnan själv reglerar sitt blodflöde beroende på behoven i sina individuella områden. Även om detta inte är en absolut regel. Det finns inget sådant samband vid stroke eller huvudskada. Dessutom aktiverar vissa nervceller vissa delar av hjärnan, medan andra celler undertrycker deras aktivitet. Således kan en ökning av blodflödet indikera undertryckande av aktivitet, vilket leder till en minskning av hjärnaktiviteten som helhet.

Eftersom vi nu har en ganska god förståelse för funktionerna i enskilda delar av hjärnan, kan vi förvänta oss att SPECT kommer att förse oss med en bild av hur Roberts hjärna fungerar vid klimaxen av hans meditation.

Data vi får

Uppgifterna som erhålls är verkligen intressanta. I skanningarna ser vi tecken på ovanlig aktivitet i ett litet område av grå substans längst upp på baksidan av hjärnan (se fig. 1). Detta plexus av neuroner med en mycket specialiserad funktion kallas den bakre övre parietalloben, men för den här boken har vi kommit på ett annat namn för denna region: det orienteringsassociativa området, eller OAZ. 9
Det bör noteras här att vi i denna bok ofta använder termer okända för vetenskapen; ibland använder vi våra egna begrepp som ska hjälpa läsaren att förstå mekanismen för hur hjärnan fungerar. Vi har dock försökt ge indikationer på vetenskapliga termer för intresserade.

OAZ:s primära uppgift är mänsklig orientering i det fysiska rummet. Den bedömer vad som är ovan och vad som är under, hjälper oss att bedöma vinklar och avstånd, och låter oss navigera säkert i farliga fysiska miljöer. 10
I den här boken kommer vi att prata om funktionerna i olika delar av hjärnan. Även om funktioner i viss mån är knutna till vissa delar av hjärnan, bör vi inte glömma att hjärnan alltid fungerar som ett enda system, där varje enskild dels arbete kräver koordinerat arbete av andra delar.

För att utföra en sådan funktion måste denna zon först och främst ha en tydlig och stabil bild av en persons fysiska gränser. För att uttrycka det enkelt, det borde tydligt skilja dig från allt annat, från det som inte är du, från det som utgör resten av universum.

Ris. 1: Den översta raden visar en bild av försökspersonens hjärna medan han vilar; man kan se att aktivitetsnivån är jämnt fördelad över hela hjärnan. (Den översta delen av bilden är den främre delen av hjärnan, den associativa uppmärksamhetszonen, CBA, och den nedre delen motsvarar den orienteringsassociativa zonen, OAZ.) På den nedre raden finns bilder av motivets hjärna under meditation, med aktivitet i den vänstra orienteringszonen (till höger) märkbart mindre än motsvarande högra zon. (Ju mörkare område, desto mer aktivitet har det, och ju ljusare område, desto mindre aktivitet.) Vi presenterar bilderna här i svartvitt eftersom detta ger bilden rätt mängd kontrast när den skrivs ut, fast på en datorskärm vi ser bilderna i färg.

Det kan tyckas konstigt att hjärnan skulle behöva en speciell mekanism för att skilja dig från allt annat i världen; För normalt medvetande verkar denna skillnad vara något löjligt uppenbart. Men detta förklaras just av det faktum att OAZ utför sitt arbete samvetsgrant och diskret. Och när detta område av hjärnan är skadat är det extremt svårt för en person att röra sig i rymden. När en sådan person till exempel närmar sig sängen lägger hjärnan så mycket energi på att ständigt bedöma vinklar, djup och avstånd att det utan dess hjälp att bara ligga ner blir en omöjligt svår uppgift för personen. Utan hjälp av orienteringszonen, som ständigt övervakar kroppens förändrade position, kan en person inte hitta sin plats i rymden, varken mentalt eller fysiskt, så att när han försöker lägga sig på sängen kan han falla till golvet eller, om han lyckades hitta sig själv på madrassen, när han Om han vill lägga sig bekvämare kommer han att trycka sig mot väggen i en obekväm ställning.

Men under normala omständigheter hjälper OAZ till att skapa en tydlig känsla av vår fysiska position i världen, så att vi inte behöver tänka på det alls. För att göra sitt jobb bra kräver orienteringszonen ett konstant flöde av nervimpulser från sensoriska sensorer i hela kroppen. OAZ sorterar och bearbetar dessa impulser i en kuslig hastighet i varje ögonblick av våra liv. I sin otroliga prestanda och hastighet överträffar den de modernaste datorerna.

Det är därför inte förvånande att SPECT-avbildning av Roberts hjärna, utförd före meditation i hans normala medvetandetillstånd (baslinje), visar att många områden i hjärnan, inklusive orienteringsområdet, är i ett tillstånd av hög aktivitet. Samtidigt ser vi pulserande blixtar av klarröd eller gul färg på skärmen.

När Roberts meditation når sin topp visar hjärnbilder att detta område är färgat i svala gröna och blå toner, vilket indikerar en kraftig minskning av dess aktivitet.

Denna upptäckt fascinerade oss. Vi vet att orienteringszonen aldrig vilar: hur kan vi då förklara denna ovanliga minskning av aktiviteten i denna lilla del av hjärnan?

Och här kom vi på en fantastisk idé: om orienteringszonen fortsätter att fungera med normal intensitet, men något har blockerat flödet av sensorisk information till den 11
Denna typ av blockering av informationsflödet observeras i vissa processer - både normala och patologiska. Många hjärnstrukturer berövas inflödet av information på grund av verkan av olika hämmande system. Vi kommer att prata om sådana processer mer i detalj nedan.

Denna hypotes skulle förklara minskningen av hjärnaktivitet i detta område. Och något annat är ännu mer märkligt: ​​detta kan betyda att OAZ tillfälligt "blir" berövas den information den behöver för normal drift.

Vad ska hända, frågade vi oss själva, när OAZ berövas den information som är nödvändig för dess arbete? Kommer hon att fortsätta att övervaka kroppens gränser? Men om OAZ slutar att ta emot den nödvändiga informationen kommer den inte att kunna bestämma dessa gränser.

Hur kommer hjärnan att agera i detta fall? Kanske kommer orienteringszonen, oförmögen att hitta det kroppsliga jagets gränser, att erkänna att sådana gränser inte existerar? Kanske kommer hjärnan i detta fall att kunna förse Jaget med oändlighet och uppfatta det som ett system av förbindelser med alla och allt som finns i sinnets sfär. Och en sådan bild uppfattas som den slutgiltiga och obestridliga verkligheten.

Så här beskrev Robert och generationer av österländska mystiker som kom tidigare sina mystiska och andliga toppupplevelser och högsta ögonblick av meditation. Så här pratar hinduiska upanishaderna om det:

Som en flod som rinner öster och väster
Flödar ut i havet och blir ett med det,
Helt glömma existensen av enskilda floder,
På så sätt förlorar alla skapelser sin separatitet,
När de slutligen smälter samman.12
Citat från: Easwaran, 1987.

Robert var en av våra åtta ämnen som praktiserade tibetansk meditation. I varje fall var detta samma rutinprocedur, och i praktiskt taget alla försökspersoner visade SPECT-skanning en minskning av aktiviteten i orienteringszonen i det ögonblick då deras meditation nådde sin topp. 13
Även om inte alla försökspersoner visade en specifik minskning av aktiviteten i orienteringsområdet, kunde en stark negativ korrelation hittas mellan ökad aktivitet i frontalloben (det område av hjärnan som är involverat i att fokusera uppmärksamheten) och aktivitet i orienteringsområdet. Från dessa data följde följande slutsats: ju bättre motivet fäster uppmärksamheten under meditation, desto mer hämmas informationsflödet till orienteringszonen. Men varför visade inte alla ämnen en minskning av aktiviteten i orienteringszonen? Det finns två möjliga förklaringar här. För det första kanske det ämne vars OAZ-aktivitet inte minskade inte var lika framgångsrik i meditation som de andra, och även om vi alltid har försökt utvärdera meditationsprocessen, är detta ett djupt subjektivt tillstånd som är svårt att mäta. För det andra tillät denna studie oss att studera endast ett specifikt ögonblick av meditation. Det är möjligt att det i dess tidiga skeden sker en ökning av aktiviteten i orienteringszonen, när motivet fokuserar sin uppmärksamhet på en visuell bild. Kanske kunde vi observera att aktiviteten i orienteringszonen ökar, förblir på en grundläggande nivå eller minskar beroende på i vilket skede av meditationen ämnet faktiskt befinner sig, även om han själv tror att han är i ett djupare stadium. Vi kommer att diskutera konsekvenserna av dessa data mer i detalj i kapitlet om mystisk erfarenhet.

Senare utökade vi experimentets omfattning och studerade flera franciskanernunnor i bön på samma sätt. 14
För mer information om dessa experiment, se: Newberg et al. 1997, 2000.

Än en gång visade SPECT-skanningar att liknande förändringar i hjärnans aktivitet kunde observeras hos systrarna under toppögonblick av religiös upplevelse. Men till skillnad från buddhisterna beskrev systrarna sin upplevelse annorlunda: de talade om en tydlig känsla av Guds närhet och sammansmältning med honom 15
Vi kommer vanligtvis att använda det maskulina könet när vi talar om Gud, även om han kan föreställas på ett annat sätt.

Deras beskrivningar liknade orden från kristna mystiker från det förflutna, inklusive dessa ord från 1200-talets franciskanska nunna Angela av Foligno: "Hur stor är barmhärtigheten hos honom som åstadkommer denna förening... Jag ägde Gud i sådan fullständighet att Jag levde inte längre i mitt vanliga tillstånd, utan jag leddes till en värld där jag var förenad med Gud och kunde njuta av allt.”

Under vår forskning och ackumulering av data har Gene och jag funnit vad vi tror är tillförlitliga bevis för att våra subjekts mystiska upplevelser – ett förändrat medvetandetillstånd där de säger att jaget smälter samman med något större – inte bara var emotionella en nyfikenhet eller helt enkelt ett fantasifoster, men motsvarade alltid ett antal observerade neurologiska fenomen, ganska ovanliga, men inte utöver hjärnans normala funktion. Mystisk erfarenhet är med andra ord verklig ur biologisk synvinkel, observerbar och kan bli föremål för vetenskaplig forskning.

Under toppögonblick av religiös upplevelse kan betydande förändringar i hjärnans aktivitet observeras

Detta resultat var inte oväntat för oss. Faktum är att alla våra tidigare studier kunde förutsäga det. Under årens lopp har vi sökt igenom vetenskaplig litteratur om förhållandet mellan religiösa sedvänjor och hjärnan, för att försöka förstå den biologiska grunden för tro. Vi studerade ett stort antal olika material. Vissa studier undersökte de frågor som intresserar oss på nivån av enkel fysiologi – till exempel pratade de om förändringar i blodtrycket under meditation. Andra gällde mycket mer sublim materia – till exempel gjordes ett försök att mäta bönens helande kraft. Vi bekantade oss med studier av tillståndet hos människor som upplevde klinisk död, studerade mystiska känslor orsakade av epilepsi och schizofreni och samlade in data om hallucinationer framkallade av kemikalier eller elektrisk stimulering av delar av hjärnan.

Förutom att studera vetenskaplig litteratur letade vi efter beskrivningar av mystiska upplevelser i världsreligioner och myter. I synnerhet studerade Jin de rituella praktikerna i antika kulturer och försökte hitta ett samband mellan uppkomsten av ritualer och utvecklingen av den mänskliga hjärnan. Det finns en mängd bevis för detta förhållande mellan religiös ritual och hjärnan, men lite av det har katalogiserats eller integrerats i en sammanhängande bild. Men när Gene och jag utforskade berg av kunskap om religiös erfarenhet, ritual och hjärnan, började några pusselbitar formas till bilder som hade djupare betydelse. Så småningom skapade vi hypotesen att andlig upplevelse - genom sina rötter - är nära förbunden med människans biologiska väsen. På sätt och vis bestämmer biologin andliga strävanden.

Den andliga erfarenheten är genom sina rötter nära förbunden med människans biologiska väsen

SPECT-skanning gjorde det möjligt för oss att börja testa vår hypotes genom att undersöka hjärnaktiviteten hos människor som är engagerade i andliga praktiker. Detta betyder inte att våra resultat absolut bevisar att vi har rätt, men de stöder vår hypotes genom att visa att hjärnan i ögonblicket av andlig upplevelse beter sig som vår teori förutspådde. 16
Dessa studier var bara vårt första försök att empiriskt studera den andliga erfarenhetens neurofysiologi. Icke desto mindre bekräftade de erhållna resultaten, liksom resultaten från andra studier (se: Herzog et al. 1990-1991, Lou et al. 1999), de viktigaste bestämmelserna i vår hypotes.

Dessa uppmuntrande resultat fördjupade vår entusiasm för arbetet och ökade vårt intresse för frågor som sysselsatt oss under många års forskning. Det är dessa frågor vi har fokuserat vår uppmärksamhet på. Är människors behov av att skapa myter rotat i deras biologi? Vad är den neurologiska hemligheten bakom ritualens kraft? Vilken natur har de stora mystikernas visioner och uppenbarelser: är dessa fenomen förknippade med mentala eller känslomässiga störningar, eller är de resultatet av ett integrerat system av sensorisk databearbetning under normal funktion av ett friskt och stabilt psyke från en neurologisk synpunkt? Kan evolutionära faktorer som sexualitet och partnersökande påverka den biologiska aspekten av religiös extas?

När vi försökte bättre förstå vad vår teori innebar, ställdes vi gång på gång inför samma fråga, som verkade vara central för alla andra: har vi hittat en gemensam biologisk rot för alla religiösa erfarenheter? Och om den hittas, vad säger den här teorin oss om karaktären av den andliga strävan?

En skeptiker kan säga att om alla andliga strävanden och upplevelser, inklusive människors önskan att komma i kontakt med det gudomliga, är biologiska till sin natur, förklaras detta av ett vanföreställningstillstånd, en kränkning av de biokemiska processerna i ackumuleringen av nervceller .

Data från SPECT-studier tyder dock på en annan möjlighet. Orienteringszonen här fungerade på ett ovanligt sätt, men det kunde inte sägas fungera felaktigt, och vi tror att tomogrammets färgbilder på datorskärmen visade oss hur hjärnan förvandlar andlig upplevelse till verklighet. Efter år av litteratur och forskning fortsätter Gene och jag att tro att vi hade att göra med faktiska neurologiska processer som har utvecklats för att göra det möjligt för oss människor att transcendera vår materiella existens och ansluta till en djupare, andlig del av oss själva som uppfattas av oss som en absolut och universell verklighet som förbinder oss med allt som finns.

I den här boken avser vi att ge sammanhang för dessa överraskande hypoteser. Vi kommer att titta på den biologiska sidan av människans önskan att skapa myter och visa de neurologiska mekanismer som ger dessa myter form och kraft. Vi kommer att prata om förhållandet mellan myt och ritual och förklara hur rituellt beteende påverkar hjärnans nervceller och skapar tillstånd som är förknippade med en rad upplevelser av det transcendentala, från en lätt känsla av andlig gemenskap med medlemmar i en församling till en djupare känsla av enhet som manifesteras i deltagande i intensiva och långvariga religiösa ritualer. Vi kommer att visa att de djupa andliga upplevelserna av helgon och mystiker i vilken religion och vilken tid som helst också kan associeras med hjärnaktiviteten som ger ritualen dess transcendentala kraft. Vi kommer också att visa hur hjärnans benägenhet att tolka sådana upplevelser kan ge en biologisk grund för olika specifika religiösa övertygelser.

Min kollega och vän Jean d'Aquili dog tyvärr kort innan arbetet med den här boken började, och han är mycket saknad här. Det var Gene som inspirerade mig att studera förhållandet mellan sinne och ande, och det var han som lärde mig att se med nya ögon på den komplexa strukturen hos det unika organ som finns i vår skalle. Vårt arbete tillsammans - den vetenskapliga forskningen som denna bok är baserad på - har tvingat mig om och om igen att ompröva min kärnuppfattning om religion och faktiskt om livet, verkligheten och till och med självkänslan upptäckt där jag förändrades, vilket jag tror att våra hjärnor uppmanar oss att göra. Det som följer på dessa sidor är en resa in i hjärnans djupaste hemligheter, till själva kärnan av vårt Jag. Det börjar med den enklaste frågan: hur avgör hjärnan vad som är verkligt?

Hjärnvetenskap är enad. Det inkluderar inte bara fysiologi, utan nästan alla biologiska och ett antal medicinska discipliner, fysik med dess tekniska landvinningar, kemi med dess förmåga för syntes av nya droger, matematik och datavetenskap, eftersom det är dags att försöka systematisera den enorma en rad ackumulerade data och bygga, åtminstone i en första approximation, informationsteori om hjärnan. Och utan tvekan inkluderar denna vetenskap psykologi och filosofi.

En av de första som började bygga en bro från fysiologi till psykologi var våra stora vetenskapsmän Ivan Sechenov och Ivan Pavlov, som gav en kraftfull impuls till utvecklingen av den ryska fysiologiska skolan. Lyckligtvis bevarades den. Den moderna hjärnvetenskapens prestationer är fantastiska. De sätter nu liv i storslagna nationella projekt som syftar till människors hälsa och skapandet av ny informationsteknik (USA och Kina har redan börjat implementera dem). Ryssland måste också acceptera denna tids utmaning. Vi har den vetenskapliga potentialen för detta. Allt du behöver är starkt stöd. Vilka områden inom neurovetenskaplig forskning är viktigast för oss? Det förefaller mig som om minst sex aktuella trender inom studiet av hjärnan kan identifieras.

En jonkanal är ett membranprotein "insatt" i ett biologiskt membran - det molekylära "chipet" i en levande cell.

EVOLUTION OCH INDIVIDUELL UTVECKLING

Det är omöjligt att förstå den mänskliga hjärnans natur med dess högre mentala förmågor utan att förstå den evolutionära processens natur. Förresten, termen "evolutionär fysiologi" föreslogs 1914 av zoologen Alexei Severtsov (akademiker sedan 1920). Och bildandet av denna grundläggande vetenskapliga riktning är kopplad till inhemsk vetenskap, med namnen på fysiologerna akademiker Leon Orbeli och motsvarande medlem av USSR Academy of Sciences Khachatur Koshtoyants. 1956 skapade Orbeli Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry i Leningrad och fick det namnet efter Ivan Sechenov. Aktiv forskning inom området evolutionär fysiologi har bedrivits här i mer än ett halvt sekel. I det här fallet övervägs olika nivåer av komplexitet hos levande system. Enligt idén som utvecklats av akademikern Yuri Natochin och korresponderande medlem av Ryska vetenskapsakademin Nikolai Veselkin visade sig systemet för kemisk reglering och signalering, som uppstod i de tidigaste stadierna av evolutionsprocessen i primitiva encelliga organismer, vara efterfrågas med uppkomsten av flercelliga organismer, upp till primater och människor. Samtidigt utvecklades det till ett hormonellt och specialiserat neuroendokrint system. Den senare upprätthåller homeostas, reglerar de viktigaste funktionerna i hjärnan och viscerala (relaterade till inre organ) system.

Studiet av mekanismen för ontogenes är den mest relevanta riktningen inom modern hjärnvetenskap. Akademikern Mikhail Ugryumov arbetar framgångsrikt med detta problem vid Institutet för utvecklingsbiologi som är uppkallat efter. N.K. Koltsov RAS (Moskva), som aktivt samarbetar med franska neuroforskare.

Medvetandets utveckling är ett annat relevant och fascinerande område inom modern neurobiologi. Om djur har "primärt medvetande" så är människor, till stor del på grund av närvaron av språk, dess högsta form. Det är därför det mänskliga medvetandets natur inte kan förstås utan kunskap om språkets genetiska grunder och evolutionära utveckling. Frågan om hur och när språket uppstod är fortfarande öppen. Två möjligheter diskuteras: antingen är det produkten av en genetisk "explosion", eller resultatet av ett gradvis, naturligt urval av små mutationer. Oavsett svaret sätter experter följande datering på det evolutionära trädet av primatordningen, familjen hominider, släktet Homo sapiens: språkets neuroanatomiska substrat uppstod i Homo erectus för cirka 2 miljoner år sedan; protospråk dök upp i Homo habilis för cirka 1 miljon år sedan; slutligen, det fullbildade språket Homo sapiens går tillbaka till omkring 75 tusen år sedan. Doktor i biologiska vetenskaper och doktor i filologiska vetenskaper Tatyana Chernigovskaya bedriver aktivt intressant neurolingvistisk forskning i skärningspunkten mellan fysiologi och lingvistik vid St. Petersburgs universitet.

MOLEKYLÄR FYSIOLOGI

Den vuxna hjärnan innehåller cirka 100 miljarder nervceller och cirka 100 biljoner kontakter mellan dem, så kallade synapser. När de pratar om informationsbehandling i hjärnan, om "nervnätverk", är det nödvändigt att komma ihåg att "nätverk" är ett rent informationsbegrepp. Faktum är att nervsystemet inte alls är ett nätverk, som man tidigare trott, utan 100 miljarder enskilda celler i kontakt med varandra.

Överföringen av information mellan dem utförs med hjälp av elektriska och kemiska signaler. En av nyckeluppgifterna för molekylär fysiologi är att förstå exakt hur en elektrisk signal (vi pratar inte om elektrisk ström, naturligtvis, utan om jonströmmar - positivt laddade joner av kalium, natrium, kalcium och negativt laddade joner, till exempel, klor) fortplantas längs ett långt axon) och korta (dendrit) processer i nervcellen och hur det överförs kemiskt vid kontaktpunkten (vid synapsen).

Bärarna av kemisk överföring (neurotransmittorer eller neurotransmittorer) är lågmolekylära föreningar - acetylkolin, glutamat, dopamin och ett antal andra.

En nervcells "elementbas" inkluderar de så kallade "membranproteinerna", som om de "insatts" i ett biologiskt membran. Av dessa proteiner som är inbyggda i membranet kommer vi att fokusera på jonkanaler (genom vilka positivt eller negativt laddade joner - katjoner eller anjoner överförs selektivt) och receptorer - membranproteiner på vilka neurotransmittormolekyler "sitter" och interagerar med dem. Proteinreceptorer inkluderar både själva receptordelen, som "känner igen" signalsubstansmolekylen, och kanaldelen, genom vilken joner överförs. "Klassiska" jonkanaler är gated, d.v.s. öppna och stänga genom att ändra den elektriska spänningen över membranet. Det är jonkanalerna som säkerställer utbredningen av en elektrisk signal (nervimpuls) längs nervcellernas processer. Information som överförs från neuroner till neuroner kodas av en sekvens av sådana impulser. I huvudsak är sekvensen av impulser hjärnans informationsspråk.

Den enorma familjen av proteinreceptorer inkluderar de så kallade G-proteinerna, eller signal-proteinerna, eftersom de fungerar som universella mellanhänder i den intracellulära överföringen av ljus, kemiska (smak, lukt), nervösa, hormonella signaler till andra proteiner som ansvarar för en eller en annan specifik funktion hos en levande cell. Av "superfamiljen" av G-proteinbindande receptorer är det ljuskänsliga visuella proteinet rhodopsin det mest studerade. Dess primära struktur (aminosyrasekvens) etablerades i början av 1980-talet av akademikern Yuri Ovchinnikov och hans medarbetare vid Moskvainstitutet för bioorganisk kemi vid den ryska vetenskapsakademin, som nu bär namnet M. M. Shemyakin och Yu A. Ovchinnikov.

En brådskande uppgift för molekylär fysiologi idag är en detaljerad beskrivning av den tredimensionella strukturen av kanaler och receptorer, att förstå subtiliteterna i deras interaktion med andra proteiner. Uppenbarligen kommer endast grundläggande kunskap om cellens "elementbas" att göra det möjligt att förstå arten av dess störningar. Det finns helt enkelt inget annat sätt att ta reda på de bakomliggande orsakerna till sjukdomar och deras framgångsrika behandling, samt att skapa nya läkemedel, inklusive neuro- och psykotropa.

Under de senaste decennierna har mer än ett Nobelpris delats ut för enastående prestationer i att studera strukturen och funktionen hos jonkanaler och receptorproteiner. Vi har en hel del vetenskapliga skolor, laboratorier och grupper som arbetar framgångsrikt inom detta område. Således gjorde akademikern Platon Kostyuk ett stort bidrag till studiet av jonkanaler. Hans elever finns nu i Ryssland, Ukraina och många andra länder. En av de ljusaste företrädarna för denna skola är korresponderande medlem av den ryska vetenskapsakademin och akademiker vid National Academy of Sciences of Ukraine Oleg Kryshtal. Hans arbete, inklusive om de protonkänsliga jonkanaler han upptäckte, publiceras i de mest prestigefyllda vetenskapliga tidskrifterna. Den vetenskapliga skolan för doktor i medicinska vetenskaper Boris Khodorov (Institutet för allmän patologi och patofysiologi vid den ryska akademin för medicinska vetenskaper), vars arbete med jonkanaler och nervcellers excitabilitet har blivit klassiker, är allmänt känt. Forskning av högsta klass inom detta område av molekylär fysiologi utförs av den korresponderande medlemmen av den ryska vetenskapsakademin Galina Mozhaeva och hennes kollegor vid Institutet för cytologi vid Ryska vetenskapsakademin (St. Petersburg).

En ytterst viktig riktning är studiet av modellsystem, d.v.s. konstgjorda membran och jonkanaler "insatta" i dem. Motsvarande medlem av den ryska vetenskapsakademin Yuri Chizmadzhev och hans studenter vid Institutet för fysikalisk kemi och elektrokemi uppkallad efter A. A. N. Frumkin RAS (Moskva).

Nu lite mer om synaptiska receptorer som "känner igen" och interagerar med signalsubstansmolekyler. Det finns, som de sa, cirka 100 biljoner synaptiska kontakter i hjärnan. Men en synaps är inte bara en kontakt, utan ett mycket komplext molekylärt "maskineri". Den innehåller alla processer som leder till huvudtyperna av hjärnaktivitet: perception, rörelse, inlärning, beteende och minne. Synapsen är en så viktig struktur att dess studie har resulterat i ett separat område inom neurovetenskap - synaptologi, där ryska forskare intar en värdig plats.

Redan 1946 publicerade de tidigare nämnda Khachatur Koshtoyants och Tigran Turpaev (akademiker sedan 1992) en banbrytande artikel i tidskriften Nature, där de först presenterade resultat som indikerar proteinnaturen hos den synaptiska receptorn för neurotransmittorn - acetylkolin. På 60-talet - början av 80-talet av XX-talet. Världsklassarbete angående ryggmärgssynapser och utvecklingen av synaptisk överföring utfördes av korresponderande medlem av USSR Academy of Sciences Alexander Shapovalov från Institutet för evolutionär fysiologi och biokemi. I. M. Sechenov.

Och nyligen publicerade anställda vid samma institut - motsvarande medlem av den ryska vetenskapsakademin Lev Magazanik och hans student doktor i biologiska vetenskaper Denis Tikhonov - en artikel om utvecklingen av glutamatreceptorer - den viktigaste klassen av proteinreceptorer i centralnerven system och hjärna.

Glutamat är en viktig excitatorisk signalsubstans, och dess receptor, som det visar sig, är en av de äldsta: dess prekursorer har hittats även i växter och prokaryoter (primitiva encelliga, kärnkraftsfria organismer). Kunskap om dessa receptorers rumsliga organisation och molekylära fysiologi gör att Magazaniks laboratorium kan genomföra en meningsfull, riktad sökning efter nya neuro- och psykotropa läkemedel. Några av dem testas redan på djur.

Ett annat exempel på framsteg när det gäller att förstå utvecklingen, strukturen och funktionen hos en proteinreceptor är studiet av acetylkolinreceptorn. Liksom glutamat är acetylkolin också en viktig neurotransmittor. Prioriterad forskning inom detta "heta" område av synaptologi utförs av korresponderande medlemmar av den ryska vetenskapsakademin Viktor Tsetlin och Evgeniy Grishin vid Institutet för bioorganisk kemi som är uppkallat efter. M. M. Shemyakin och Yu.

Synaptologins ursprungliga och samtidigt traditionella inriktning är studiet av synapsen mellan nerv- och muskelceller. Det utvecklas framgångsrikt av korresponderande medlem av Ryska vetenskapsakademin Evgeniy Nikolsky och motsvarande medlem av Ryska akademin för medicinska vetenskaper Andrey Zefirov (Kazan Institute of Biochemistry and Biophysics of the Russian Academy of Sciences och Kazan State Medical University).

Jag upprepar: en synaps är ett mycket komplext molekylärt "maskineri". Dess störningar är orsakerna till nervösa och psykiska störningar; Nutidens och framtidens neuro- och psykofarmakologi är förknippad med synapsen.

SENSORSYSTEMENS FYSIOLOGI

Detta är traditionellt sett ett av de starka områdena i vårt land. Vid dess ursprung var akademiker fysiolog Leon Orbeli och fysiker Sergei Vavilov. Det var de som på 1930-talet gav en kraftfull impuls till forskningen, först inom synens fysiologi, som de själva sysslade med, och sedan inom hörseln och andra sensoriska modaliteter. Driften av alla sensoriska system kan delas in i tre huvudstadier. Det första är receptionen, d.v.s. perception och omvandling av energin från yttre påverkan - ljus (syn), mekanisk (beröring, hörsel) eller kemisk (smak, lukt) till en fysiologisk signal. Den andra är överföringen och informationsbehandlingen av signaler på alla nivåer av sensoriska systemet: från receptorn till specialiserade subkortikala och kortikala delar av hjärnan. Den tredje är bildandet i hjärnbarken av en subjektiv bild av den objektiva yttre världen. Varje steg är föremål för forskning av specialister inom olika kunskapsområden.

Sensorisk fotoreception studeras framgångsrikt i flera laboratorier, inklusive doktorer i biologiska vetenskaper Viktor Govardovsky vid Institutet för evolutionär fysiologi och biokemi. I.M. Sechenov RAS, Oleg Sineshchekov och Pavel Filippov vid Moscow State University. M. V. Lomonosov, författare till denna artikel vid Institutet för biokemisk fysik uppkallad efter. N.M. Emanuel RAS. Arbete med smakuppfattning utförs framgångsrikt i Stanislav Kolesnikovs laboratorium vid Institutet för cellbiofysik vid den ryska vetenskapsakademin i Pushchin. Att förstå det "molekylära maskineriet" för sensorisk mottagning öppnar nya möjligheter för både medicin och teknik. Till exempel kan resultaten av en studie av primära fotokemiska reaktioner i molekylen av det ljuskänsliga visuella proteinet rhodopsin vara lovande för skapandet av höghastighetsenheter för informationsbehandling. Faktum är att denna fotokemiska reaktion inträffar i rhodopsin på en ultrakort tid - 100 - 200 fs (1 femtosekund - 10 - 15 s). Nyligen, i ett gemensamt arbete av laboratorierna för doktor i fysikaliska och matematiska vetenskaper Oleg Sarkisov vid Institutet för kemisk fysik. N. N. Semenov RAS, akademiker Mikhail Kirpichnikov vid Institutet för bioorganisk kemi uppkallad efter. M. M. Shemyakin och Yu A. Ovchinnikov RAS och författaren till denna artikel, visades att denna reaktion inte bara är ultrasnabb utan också fotoreversibel. Detta innebär att en molekylär "fotoswitch" eller "fotochip" som fungerar i femto- och pikosekundtidsskalor kan skapas i bilden och likheten av rhodopsin.

Överföring och bearbetning av sensorisk information, erkännande och bildande av en subjektiv bild av den yttre världen, bedömning av dess biologiska och semantiska betydelse är ett snabbt växande område av sensorisk fysiologi. Inom detta område har vi ett fruktbart laboratorium vid Institutet för högre nervös aktivitet och neurofysiologi vid den ryska vetenskapsakademin, som fram till början av 2010 leddes av akademikern Igor Shevelev, samt laboratorierna för doktor i medicinska vetenskaper Yuri Shelepin , Motsvarande ledamot av den ryska vetenskapsakademin Yakov Altman vid Institutet för Fysiologi uppkallad efter. I. P. Pavlov RAS (St. Petersburg), doktor i biologiska vetenskaper Alexander Supin vid Institutet för ekologi och evolution. A. N. Severtsov RAS (Moskva).

RÖRELSEFYSIOLOGI

Sechenovs ord att "alla yttre manifestationer av hjärnaktivitet kan reduceras till muskelrörelser" är fortfarande sanna idag. Modern rörelsefysiologi är ett område av intresse för fysiologer, matematiker och specialister inom området kontrollteori.

En nyckelroll i organiseringen av motoriskt beteende spelas av feedback, vilket gör att man kan utvärdera framstegen och resultatet av rörelsen och, om nödvändigt, korrigera dem. De första som insåg detta på 1930- och 1940-talen var våra framstående fysiologer, korresponderande medlem av USSR Academy of Medical Sciences Nikolai Bernstein och akademiker Pyotr Anokhin. Efterföljande forskning, utförd på 1960-talet av akademikerns fysiolog Viktor Gurfinkel och matematikern Israel Gelfand tillsammans med sina elever, blev klassisk. De erhållna resultaten låg sedan till grund för skapandet av en gårobot och nya metoder för rehabilitering av patienter med ryggmärgsskada. Arbetet av Grigory Orlovsky, Fyodor Severin och Mark Schick, anställda vid Institutet för informationsöverföringsproblem vid USSR Academy of Sciences, publicerat 1967, där ryggradsgeneratorn för gångrörelser först beskrevs, blev också ett klassiskt verk.

Senast doktor i biologiska vetenskaper Yuri Gerasimenko från Laboratory of Physiology of Movements vid Institutet för Fysiologi uppkallad efter. I.P Pavlova RAS visade tillsammans med amerikanska fysiologer att elektrisk stimulering av ryggmärgen i kombination med farmakologiska effekter orsakade välkoordinerade gångrörelser hos råttor, d.v.s. promenader, med stöd för full kroppsvikt (dessa resultat publicerades i den neurobiologiska vetenskapliga tidskriften "Nature Neuroscience" 2009)

Framgången med djurförsök ger hopp till tusentals förlamade ryggradspatienter för åtminstone partiell rehabilitering.

Rörelsens fysiologi fortsätter att vara ett ämne för aktiva studier i vårt land.

Motorsystemets fysiologi är den viktigaste komponenten i gravitationsfysiologin, till vilken våra forskare har gjort ett exceptionellt stort bidrag. Studier under tyngdlöshet har gjort det möjligt att fastställa hjärnsystemens roll, främst sensoriska, för att säkerställa normalt motoriskt beteende. Laboratoriet för motsvarande medlem av den ryska vetenskapsakademin Inesa Kozlovskaya vid Institutet för medicinska och biologiska problem vid den ryska vetenskapsakademin arbetar aktivt i denna riktning.

Att förstå de fysiologiska rörelsemekanismerna är grunden för neurologi, och inom detta viktiga medicinska och fysiologiska område har vi ett långt och framgångsrikt laboratorium av doktor i medicinska vetenskaper Marat Ioffe vid Institutet för högre nervös aktivitet och neurofysiologi vid den ryska vetenskapsakademin .

FYSIOLOGISKA BASER FÖR MENTALA FUNKTIONER

Denna riktning är en av de mest spännande, snabbt utvecklande och, kan man säga, revolutionerande. Under de senaste åren har fantastiska framsteg gjorts på detta område och, kanske ännu viktigare, nya frågor har formulerats som återstår att besvara. Bron som Ivan Sechenov och Ivan Pavlov kastade från fysiologi till psykologi förvandlas till den allmänna vägen för modern neurovetenskap. Vad är det viktigaste här ur fysiologiska mekanismers synvinkel? Det faktum att de involverar både synapser och gener, både intercellulära interaktioner och intracellulärt "maskineri". I detta avseende kan man inte låta bli att minnas den store spanske histologen Ramon y Cajal. Redan 1894 uttryckte han idén: grunden för lärande är att öka synapsens effektivitet (nu har detta fastställts med subtila moderna metoder). Dessutom leder upprepad aktivering till ännu större effektivitet.

Elektrofysiologiska studier av mekanismerna för inlärning och minne är extremt viktigt. Det utvecklas framgångsrikt här, till exempel i laboratoriet för motsvarande medlem av den ryska vetenskapsakademin och den ryska akademin för medicinska vetenskaper Vladimir Skrebitsky (Scientific Center of Neurology of the Russian Academy of Medical Sciences): här utvecklar de läkemedel som förbättrar minnet som är försämrat på grund av hjärnsjukdomar eller försvagas på grund av åldrande.

Sedan 1970-talet har framsteg i studiet av cellulära och molekylära minnesmekanismer till stor del associerats med studiet av enkla nervsystem hos ryggradslösa djur. För det första är de ett bekvämt objekt för olika typer av experiment, och för det andra är de extremt intressanta ur evolutionens synvinkel och jämförande fysiologi. En av de första som i detalj studerade synaptisk överföring och mångfalden av neurotransmittorer i blötdjur redan på 1960- och 1970-talen var doktor i biologiska vetenskaper Dmitrij Sacharov vid Institutet för utvecklingsbiologi. N.K. Koltsova RAS. Bland de ledande forskarlagen som studerar mekanismerna för inlärning, minne och beteende hos ryggradslösa djur finns laboratoriet för doktor i biologiska vetenskaper Pavel Balaban vid Institutet för högre nervös aktivitet och neurofysiologi vid Ryska vetenskapsakademin. Med hjälp av moderna elektrofysiologiska och optiska metoder för att registrera aktiviteten hos cochleaneuroner kunde han och hans kollegor beskriva organisationen av nervnätverk i enkla nervsystem. För konstruktionen av en framtida informationsteori om hjärnan är ackumuleringen av experimentella data av detta slag av exceptionellt värde.

Som nämnts är både synapser och intracellulärt "maskineri" involverade i mekanismerna för inlärning och minne. Korttidsminnet (minuter - tiotals minuter) beror på konformationsförändringar i proteinmolekyler i synaptiska strukturer, medan långtidsminnet (dagar och år) bestäms av uttrycket av gener, syntesen av nya proteiner, RNA-molekyler och uppkomsten av nya synapser. Frågan är vilka gener som aktiveras under inlärning och vad exakt gör de i nervceller? Vårt laboratorium, motsvarande medlem av Ryska vetenskapsakademin och Ryska akademin för medicinska vetenskaper Konstantin Anokhin, arbetar framgångsrikt i denna riktning vid Institutet för normal fysiologi som är uppkallat efter. P.K. Anokhin RAMS (Moskva).

Fantastiska framsteg har gjorts för att förstå var olika typer av minne finns tack vare nya hjärnavbildningstekniker. Vi pratar i första hand om funktionell magnetresonanstomografi, även om den i vårt land fortfarande används främst på kliniken. När det gäller positronemissionstomografi används den framgångsrikt för grundforskning av korresponderande medlem av den ryska vetenskapsakademin Svyatoslav Medvedev och hans medarbetare vid Institute of Human Brain uppkallad efter. N. P. Bekhtereva RAS (S:t Petersburg).

Med dessa metoder visas att minnet inte är diffust fördelat i hjärnan, som man tidigare trott, utan är lokaliserat i vissa delar av den. Detta är en fundamentalt viktig slutsats för fysiologi (neuro- och psykofysiologi) och medicin (neurologi, neurokirurgi, psykiatri).

Nu om medvetande - ett problem i skärningspunkten mellan minst tre vetenskaper - fysiologi, psykologi och filosofi. Vad är huvudsaken här? Medvetenhet om den viktigaste positionen enligt vilken MEDVETANDE är en process, en handling och inte "något" som ligger passivt i hjärnan. Ingen kan nu ge en kortfattad och tydlig definition av medvetande. En hel del hypoteser har framförts angående dess mekanismer. En av dem föreslogs på 1980-1990-talet av korresponderande medlem av den ryska vetenskapsakademin Alexey Ivanitsky (Institutet för högre nervös aktivitet och neurofysiologi vid den ryska vetenskapsakademin). Dess väsen är att det viktigaste elementet i medvetandet - den subjektiva bilden av den yttre världen - uppstår i hjärnans projektionsbark som ett resultat av syntesen av sensorisk information som kommer utifrån med information som finns i minnet. Att jämföra flödet av ny, inkommande och lagrad information är en nyckelpunkt i "strömmen av medvetande". Syntes uppstår som ett resultat av den cirkulära rörelsen av nervimpulser. Liknande idéer utvecklades senare av andra forskare, inklusive 1972 års Nobelpristagare Gerald Edelman (USA).

Avslutningsvis bör det betonas: problemet med "medvetande och hjärna" kräver en kombination av naturvetenskap och humanitär kunskap.

NEUROINFORMATIK

Det blir uppenbart att den vetenskapliga politiken i utvecklade länder under första hälften av 2000-talet. kommer att fokusera på forskning om hjärnan och dess högre funktioner. Den viktigaste rollen för att lösa dessa problem tillhör neuroinformatiken. Matematik och beräkningar inom neuroinformatik är otänkbara isolerat från neurobiologin.

Det materiella substratet för överföring, bearbetning och analys av information i hjärnan är elektriska nervimpulser vid synapser - från neuron till neuron. När de talar om informationsbehandling i "nervnätverk" talar vi därför om att förstå koderna för impulser som bär information, och om själva strukturen av dessa "nätverk", dvs. system av kopplingar mellan neuroner. Dessutom är det nödvändigt att förstå det "molekylära maskineriet" hos enskilda neuroner. Detta är nödvändigt eftersom många fysikaliska och kemiska processer som sker inuti cellen inte bara säkerställer dess vitala aktivitet, utan uppenbarligen samtidigt utför rollen som beräkningsoperationer.

Trots den enorma omfattningen av arbetet inom området neuroinformatik, bör det inses att ett tillfredsställande matematiskt språk för att beskriva icke-formaliserbara levande system - en levande cell eller "nervnätverk" - ännu inte har skapats. Detta är en av de hetaste platserna inom modern hjärnvetenskap. Beräkningsneuroforskning är mycket aktiv över hela världen. Vi har grupper och laboratorier som framgångsrikt arbetar i denna riktning i Moskva, Rostov-on-Don, St. Petersburg och Nizhny Novgorod. Men till skillnad från USA, många länder i Europa och Asien, är de tyvärr extremt få till antalet.

När det gäller praktiska tillämpningar, särskilt medicinska, finns de, och de är ganska imponerande. En av dem är tekniken för direkt parning av hjärnan med en extern teknisk anordning. Det har nu skapats system som kan överföra information i en riktning – från hjärnan till datorn. Till exempel, genom att registrera framkallade potentialer från vissa områden i hjärnbarken och överföra dem till en extern enhet, kan en patient som inte kan tala eller röra sig förse medicinsk personal med nödvändig information på avstånd. Inom en överskådlig framtid kommer standardoperationsproceduren att vara implantation av ett elektroniskt system i hjärnan som gör att du kan styra en rullstol eller en arm- eller benprotes.

I alla dessa fall talar vi om att registrera och överföra tillförlitligt detekterade elektriska signaler (potentialer) som genereras av vissa delar av hjärnan. Vi har flera team som arbetar inom detta tillämpade område. Till exempel, i laboratoriet för doktor i biologiska vetenskaper Alexander Frolov vid Institutet för högre nervös aktivitet och neurofysiologi vid den ryska vetenskapsakademin, har ursprungliga metoder för tidig diagnos av motoriska sjukdomar föreslagits.

En annan medicinsk tillämpning är neuroprotetik. Miljontals patienter har redan installerats med hörselchips som uppfattar ljud och överför information direkt till neuronerna i motsvarande hjärncentra. Tack vare detta hör och förstår döva tal. I framtiden kan visuella och olfaktoriska elektroniska proteser dyka upp. Det görs försök att överföra information från utanför sinnena direkt till hjärnan.

Ett annat snabbt växande område för praktisk tillämpning av neuroinformatik är robotik. Under 1970-1990-talen var det inom detta område som ett pionjärarbete bedrevs inom ramen för det inhemska månprogrammet. Vi pratar om att skapa en robot som kan röra sig över mycket ojämn terräng. Till en början verkade uppgiften nästan omöjlig. Det var möjligt att lösa detta problem genom att förstå mekanismerna för att organisera djurens motoriska aktivitet. Ett team av fysiologer ledda av akademiker Viktor Gurfinkel (Institutet för informationsöverföringsproblem vid USSR Academy of Sciences) och mekaniker under ledning av akademiker Dmitry Okhotsimsky och doktor i fysikaliska och matematiska vetenskaper Evgeniy Devyanin (Institutet för tillämpad matematik vid USSR Academy of Sciences och Institutet för mekanik vid M.V. Lomonosov Moscow State University) den berömda "sexbenta" - en mekanisk "insekt". Hon blev prototypen för många moderna, sofistikerade antropomorfa robotar som till exempel kan spela bordtennis (Japan). Arbetet i denna riktning (rörelsekontroll) fortsätter i laboratoriet för doktor i biologiska vetenskaper Yuri Levik vid Institutet för problem med informationsöverföring uppkallat efter. A. A. Kharkevitj RAS.

När det gäller skapandet av artificiell intelligens och nya generationens datorer är specialister inom olika områden involverade i detta snabbt växande område. Naturligtvis överträffar moderna superdatorer den mänskliga hjärnans kapacitet på många sätt. Men till skillnad från Homo sapiens har inte ens de mest perfekta av dem intelligens. Men enligt ett antal forskare inom datavetenskap är detta problem tekniskt och kommer att lösas inom en relativt snar framtid.

Har mänskligheten en underbar eller fruktansvärd framtid? Snabba framsteg inom neurovetenskap leder till denna viktiga etiska fråga. De fantastiska möjligheter som öppnar sig för att påverka den mänskliga personligheten och det sociala livet i samhället, utsikterna att skapa antropomorfa "kognitiva datorer" och mycket mer väcker oundvikligen denna "förbannade" fråga. Svaret på det, som har hänt många gånger i historien, beror inte bara och inte så mycket på vetenskapsmän, utan på samhället i sig.

Akademikern Mikhail OSTROVSKY, ordförande för Physiological Society uppkallad efter. I. P. Pavlova, chef för laboratoriet vid Institutet för biokemisk fysik uppkallad efter. N. M. Emanuel RAS

Religiös storsäljare

"Detta arbete är oerhört viktigt för den fortsatta utvecklingen av relationen mellan vetenskap och religion. Som vetenskapsmän som har studerat de neurobiologiska grunderna för religiös erfarenhet och tillhandahållit sin teologiska analys och utvärdering, är författarna till denna bok unika. Boken visar oss på ett övertygande sätt att sinnet oundvikligen är benäget mot andlighet och religiösa upplevelser."

Fader Ronald Murphy, jesuitorden, professor, Georgetown University

Andrew Newberg - The Mystery of God and the Science of the Brain: The Neurobiology of Faith and Religious Experience

Andrew Newberg, Eugene d'Aquili, Rouse Vince [översatt från engelska av M. I. Zavalova].

M.: Eksmo, 2013. - 320 sid.

(Religiös storsäljare).

ISBN 978-5-699-66783-3

Engelskt namn -
Varför försvinner inte Gud helt? - Varför försvinner inte Gud?
Hjärnvetenskap och trons biologi.

Andrew Newberg, Eugene D Aquili, Vince Rouse - The Mystery of God and Brain Science: The Neurobiology of Faith and Religious Experience - Innehåll

• Fotografi av Gud
• Hjärnapparat
• Hjärnans arkitektur
• Framställning av myter
• Ritual
• Mystik
• Religionens ursprung
• Mer verkligt än verkligt
• Varför Gud inte försvinner
• Epilog. Så vad är neuroteologi?

Namnet motiveras av följande, som jag förstår det - vi lever alla i en värld fylld av meningslös ondska och det är praktiskt taget omöjligt att föreställa sig att detta är resultatet av skapandet av en god allsmäktig Gud, men många miljoner människor envist fortsätta att tro på Gud.

Var kommer denna envishet ifrån? Varför försvinner inte Gud helt?

Numera bedrivs forskning brett i en riktning som grovt sett kan kallas "trosbiologi", d.v.s. studie av strukturerna i hjärnans neurologiska struktur, vilket nödvändigtvis leder en person till Gud.

Andrew Newberg - The Mystery of God and Brain Science - Metod: Hur man fångar andlig verklighet

Genom åren har Gene och jag studerat sambandet mellan religiös erfarenhet och hjärnfunktion, och vi hoppades att vi genom att undersöka Roberts hjärnaktivitet under de mest intensiva och mystiska ögonblicken av hans meditation, skulle bättre kunna förstå de mystiska sambanden mellan människans medvetande och hennes konstant, oemotståndlig drift att etablera en relation med något som är större än en själv.

Tidigare, medan han pratade med oss, försökte Robert beskriva för oss i ord hur hans meditation når en andlig topp. Först, sa han, lugnar sinnet ner sig, vilket gör att en djupare och mer definierad del av Jaget kan växa fram. Robert tror att det inre Jaget är den mest autentiska delen av hans identitet, och denna del förändras aldrig. För Robert är detta inre inte en metafor eller bara en attityd, det har en bokstavlig betydelse, det är stabilt och verkligt. Detta är vad som finns kvar när medvetandet lämnar sina bekymmer, rädslor, önskningar och andra aktiviteter. Han tror att detta inre Jag utgör själva essensen av hans väsen. Om Robert är pressad i konversationen kan han till och med kalla sitt eget jag för sin "själ".

Robert säger att när detta djupa medvetande (oavsett dess natur) uppstår i ögonblick av meditation, när han är helt upptagen i kontemplationen av det inre, börjar han plötsligt förstå att hans inre Jag inte är något isolerat, utan att det är oupplösligt kopplat till med hela skapelsen. Men när han försöker beskriva denna intensivt personliga upplevelse i ord, tillgriper han oundvikligen välbekanta klichéer som människor har använt i århundraden för att försöka prata om oförklarliga andliga upplevelser. "Det finns en känsla av evighet och oändlighet", kan han säga. "I det här ögonblicket verkar jag bli en del av allt och allt, jag går med i det existerande."

För en traditionell vetenskapsman har sådana ord inget värde. Vetenskapen sysslar med vad som kan vägas, räknas och mätas – och allt som inte kan verifieras utifrån objektiv observation kan helt enkelt inte kallas vetenskapligt. Även om någon vetenskapsman var intresserad av Roberts erfarenhet, skulle han, som professionell, behöva säga att orden "meditationsövning" är för personliga och för spekulativa till sin natur, så att de sannolikt inte indikerar något specifikt fenomen i den materiella världen. .

Men efter många års forskning blev Gene och jag övertygade om att de erfarenheter som Robert rapporterade var mycket verkliga och kunde mätas och verifieras av verklig vetenskap. Det är det som får mig att sitta bakom Gene i det trånga undersökningsrummet och hålla ett tunt snöre mellan fingrarna: Jag väntar på att Robert ska få sitt ögonblick av mystisk flykt eftersom jag vill "fotografera" upplevelsen.

Andrew Newberg - How God Affects Your Brain: Revolutionary Discoveries in Neuroscience

Medvetandets ekologi: livet. Det är absolut bevisat att vår hjärna är en vilt plastig sak, och individuell träning påverkar den på allvar – i mycket större utsträckning än medfödda anlag.

Jämfört med ungar hos andra djur kan vi säga att en person föds med en underutvecklad hjärna: dess massa hos en nyfödd är bara 30 % av den vuxna hjärnans massa. Evolutionsbiologer menar att vi måste födas för tidigt för att våra hjärnor ska utvecklas genom att interagera med miljön. Vetenskapsjournalisten Asya Kazantseva i föreläsningen "Varför ska hjärnan lära sig?" inom ramen för programmet ”Art Education 17/18” talade hon

Om inlärningsprocessen ur neurobiologins synvinkel

och förklarade hur hjärnan förändras under påverkan av erfarenhet, samt hur sömn och lathet är användbart under studier.

Som studerar fenomenet lärande

Frågan om varför hjärnan behöver lära sig tas upp av åtminstone två viktiga vetenskaper - neurobiologi och experimentell psykologi. Neurobiologi, som studerar nervsystemet och vad som händer i hjärnan på neuronnivå vid inlärningstillfället, fungerar oftast inte med människor, utan med råttor, sniglar och maskar. Experimentella psykologer försöker förstå vilka saker som påverkar en persons inlärningsförmåga: till exempel ger de honom en viktig uppgift som testar hans minne eller inlärningsförmåga och ser hur han klarar det. Dessa vetenskaper har utvecklats intensivt de senaste åren.

Om vi ​​tittar på lärande utifrån experimentell psykologi, är det användbart att komma ihåg att denna vetenskap är arvtagaren till behaviorismen, och beteendeforskare trodde att hjärnan är en svart låda, och de var i grunden inte intresserade av vad som händer i den. . De uppfattade hjärnan som ett system som kan påverkas av stimuli, varefter det sker någon form av magi i den, och den reagerar på ett visst sätt på dessa stimuli. Behaviorister var intresserade av hur denna reaktion kan se ut och vad som kan påverka den. Det trodde delärande är en förändring i beteende som ett resultat av att bemästra ny information

Denna definition används fortfarande i stor utsträckning inom kognitionsvetenskap. Låt oss säga att om en student fick Kant att läsa och han kom ihåg att det finns "en stjärnhimmel ovanför hans huvud och en moralisk lag inom mig", uttryckte han detta på provet och fick ett "A", då har lärande inträffat .

Å andra sidan gäller samma definition för havsharens (Aplysia) beteende. Neuroforskare utför ofta experiment med denna mollusk. Om du chockerar en Aplysia i svansen börjar den frukta den omgivande verkligheten och drar tillbaka sina gälar som svar på svaga stimuli som den inte var rädd för tidigare. Därmed upplever hon också en förändring i beteende och lärande. Denna definition kan tillämpas på ännu enklare biologiska system. Låt oss föreställa oss ett system av två neuroner sammankopplade med en kontakt. Om vi ​​applicerar två svaga strömpulser på den, kommer dess ledningsförmåga tillfälligt att ändras och det blir lättare för en neuron att skicka signaler till en annan. Detta är också lärande på nivån för detta lilla biologiska system. Från det lärande vi observerar i den yttre verkligheten kan vi alltså bygga en bro till det som händer i hjärnan. Den innehåller neuroner, förändringar som påverkar vårt svar på miljön, det vill säga den inlärning som har inträffat.

Hur hjärnan fungerar

Men för att prata om hjärnan måste du ha en grundläggande förståelse för hur den fungerar. När allt kommer omkring har var och en av oss dessa ett och ett halvt kilo nervvävnad i våra huvuden. Hjärnan består av 86 miljarder nervceller, eller neuroner. En typisk neuron har en cellkropp med många processer. Några av processerna är dendriter, som samlar in information och överför den till neuronen. Och en lång process, axonet, överför den till nästa celler. Överföringen av information inom en nervcell innebär en elektrisk impuls som färdas längs processen, som genom en tråd. En neuron kommunicerar med en annan genom en kontaktpunkt som kallas "synaps", signalen färdas genom kemikalier. Den elektriska impulsen leder till frisättning av signalsubstansmolekyler: serotonin, dopamin, endorfiner. De läcker genom den synaptiska klyftan, påverkar receptorerna för nästa neuron, och den ändrar dess funktionella tillstånd - till exempel öppnar kanaler på dess membran genom vilka joner av natrium, klor, kalcium, kalium, etc. börjar passera till det bildas i sin tur också en potentialskillnad på den, och den elektriska signalen går vidare, till nästa cell.

Men när en cell sänder en signal till en annan cell räcker detta oftast inte för några märkbara beteendeförändringar, eftersom en signal också kan uppstå av en slump på grund av vissa störningar i systemet. För att utbyta information sänder celler många signaler till varandra. Den huvudsakliga kodningsparametern i hjärnan är frekvensen av impulser: när en cell vill överföra något till en annan cell, börjar den skicka hundratals signaler per sekund. Förresten, tidiga forskningsmekanismer från 1960- och 70-talen genererade en ljudsignal. En elektrod implanterades i hjärnan på ett försöksdjur och genom hastigheten på maskingevärsljudet som hördes i laboratoriet kunde man förstå hur aktiv neuronen var.

Pulsfrekvenskodningssystemet fungerar på olika nivåer av informationsöverföring - även på nivån av enkla visuella signaler. Vi har koner på näthinnan som svarar på olika våglängder: kort (i skolboken kallas de blå), medium (grön) och lång (röd). När en viss våglängd av ljus kommer in i näthinnan exciteras olika koner i olika grad. Och om vågen är lång, börjar den röda konen att intensivt skicka en signal till hjärnan så att du förstår att färgen är röd. Men allt är inte så enkelt här: kottarnas känslighet överlappar varandra, och den gröna låtsas också att den såg något sådant. Sedan analyserar hjärnan detta på egen hand.

Hur hjärnan fattar beslut

Principer liknande de som används i modern mekanisk forskning och experiment på djur med implanterade elektroder kan tillämpas på mycket mer komplexa beteendehandlingar. Till exempel finns i hjärnan ett så kallat njutningscentrum - nucleus accumbens. Ju mer aktivt detta område är, desto mer gillar försökspersonen vad han ser, och desto större är sannolikheten att han kommer att vilja köpa det eller till exempel äta det. Experiment med en tomograf visar att baserat på en viss aktivitet hos nucleus accumbens är det möjligt att säga redan innan en person uttalar sitt beslut, säg, om att köpa en blus, om han kommer att köpa den eller inte. Som den utmärkta neuroforskaren Vasily Klyucharyov säger, vi gör allt för att behaga våra nervceller i nucleus accumbens.

Svårigheten är att det i vår hjärna inte finns någon enhet i bedömningen varje avdelning kan ha sin egen uppfattning om vad som händer. Historien som liknar konsporer i näthinnan upprepar sig med mer komplexa saker. Låt oss säga att du såg en blus, du gillade den och din nucleus accumbens avger signaler. Å andra sidan kostar den här blusen 9 tusen rubel, och lönen är fortfarande en vecka bort - och sedan börjar din amygdala, eller amygdala (centret som främst är förknippat med negativa känslor), avge sina elektriska impulser: "Hör du, det finns inte tillräckligt med pengar kvar. Om vi ​​köper den här blusen nu kommer vi att få problem.” Den främre cortex fattar ett beslut beroende på vem som skriker högre - nucleus accumbens eller amygdala. Och här är det också viktigt att vi varje gång i efterhand kan analysera vilka konsekvenser detta beslut ledde till. Faktum är att frontalbarken kommunicerar med amygdala, nucleus accumbens och de delar av hjärnan som är associerade med minne: de berättar vad som hände efter sista gången vi tog ett sådant beslut. Beroende på detta kan den främre cortex ägna mer uppmärksamhet åt vad amygdala och nucleus accumbens säger till den. Det är så hjärnan kan förändras under påverkan av erfarenhet.

Varför föds vi med små hjärnor?

Alla mänskliga barn föds underutvecklade, bokstavligen för tidigt jämfört med ungar av någon annan art. Inget djur har en så lång barndom som människor, och ingen avkomma föds med en så liten hjärna i förhållande till den vuxna hjärnans massa: hos en nyfödd människa är det bara 30%.

Alla forskare är överens om att vi tvingas föda omogna människor på grund av den imponerande storleken på deras hjärnor. Den klassiska förklaringen är det obstetriska dilemmat, det vill säga historien om konflikten mellan upprätt hållning och ett stort huvud. För att föda ett barn med ett sånt huvud och en stor hjärna måste du ha breda höfter, men det är omöjligt att vidga dem oändligt, eftersom detta kommer att störa promenader. Enligt antropologen Holly Dunsworth skulle det räcka med att öka födelsekanalens bredd med bara tre centimeter för att föda mer mogna barn, men evolutionen stoppade ändå höfternas expansion någon gång. Evolutionsbiologer har föreslagit att vi kanske borde födas för tidigt för att våra hjärnor ska utvecklas i samspel med den yttre miljön, eftersom livmodern som helhet är ganska sparsam i stimuli.

Det finns en berömd studie av Blackmore och Cooper. På 70-talet genomförde de experiment med kattungar: de höll dem i mörker för det mesta och lade dem i en upplyst cylinder i fem timmar om dagen, där de fick en ovanlig bild av världen. En grupp kattungar såg bara horisontella ränder under flera månader, medan en annan grupp bara såg vertikala ränder. Som ett resultat fick kattungarna stora problem med verklighetsuppfattningen. Vissa kraschade i stolsbenen för att de inte såg vertikala linjer, andra struntade i horisontella på samma sätt – de förstod till exempel inte att bordet hade en kant. De testades och lekte med en pinne. Om en kattunge växte upp bland horisontella linjer, så ser och fångar den den horisontella pinnen, men märker helt enkelt inte den vertikala. Sedan implanterade de elektroder i kattungarnas hjärnbark och tittade på hur pinnen skulle lutas så att nervcellerna började avge signaler. Det är viktigt att ingenting skulle hända en vuxen katt under ett sådant experiment, men en liten kattunges värld, vars hjärna bara lär sig att uppfatta information, kan för alltid förvrängas som ett resultat av en sådan upplevelse. Neuroner som aldrig har påverkats slutar fungera.

Vi är vana vid att tro att ju fler kopplingar det finns mellan olika neuroner och delar av den mänskliga hjärnan, desto bättre. Detta är sant, men med vissa reservationer. Det är nödvändigt inte bara att det finns många kopplingar, utan att de har en viss relation till det verkliga livet. Ett ett och ett halvt år gammalt barn har mycket fler synapser, det vill säga kontakter mellan nervceller i hjärnan, än en Harvard- eller Oxford-professor. Problemet är att dessa nervceller är kaotiskt sammankopplade. I tidig ålder mognar hjärnan snabbt och dess celler bildar tiotusentals synapser mellan allt och alla. Varje neuron sprider sina processer i alla riktningar, och de klamrar sig fast vid allt de kan nå. Men då kommer principen "använd det eller förlora det" in i bilden. Hjärnan lever i omgivningen och försöker klara av olika uppgifter: barnet lär sig att koordinera rörelser, ta tag i en skallra etc. När det visas hur man äter med sked finns kopplingar kvar i hans cortex som är användbara för att äta med en sked, eftersom det är genom dem han drev nervimpulser. Och kopplingarna som är ansvariga för att kasta gröt över hela rummet blir mindre uttalade eftersom föräldrar inte uppmuntrar sådana handlingar.

Processerna för synapstillväxt är ganska väl studerade på molekylär nivå. Eric Kandel fick Nobelpriset för sin idé om att studera minne i icke-mänskliga ämnen. En person har 86 miljarder neuroner, och tills en vetenskapsman förstod dessa neuroner, skulle han behöva trötta ut hundratals försökspersoner. Och eftersom ingen låter så många människor öppna sina hjärnor för att se hur de lärde sig att hålla en sked, kom Kandel på idén att arbeta med sniglar. Aplysia är ett superbekvämt system: du kan arbeta med det genom att studera bara fyra neuroner. Faktum är att denna mollusk har fler neuroner, men dess exempel gör det mycket lättare att identifiera system som är associerade med inlärning och minne. Under experimenten insåg Kandel att korttidsminnet är en tillfällig ökning av ledningsförmågan hos befintliga synapser, och långtidsminnet består av tillväxten av nya synaptiska kopplingar.

Detta visade sig vara tillämpligt på människor också - det är som att vi går på gräs. Till en början bryr vi oss inte om var vi går till fältet, men efterhand gör vi en stig, som sedan övergår i en grusväg, och sedan till en asfaltsgata och en trefilig motorväg med gatlyktor. På liknande sätt gör nervimpulser sina egna vägar i hjärnan.

Hur föreningar bildas

Vår hjärna är utformad på detta sätt: den bildar kopplingar mellan händelser som inträffar samtidigt. Normalt under överföringen av en nervimpuls frigörs neurotransmittorer som verkar på receptorn, och den elektriska impulsen går till nästa neuron. Men det finns en receptor som inte fungerar på det sättet, den heter NMDA. Detta är en av nyckelreceptorerna för minnesbildning på molekylär nivå. Dess egenhet är att den fungerar om signalen kommer från båda sidor samtidigt.

Alla neuroner leder någonstans. Man kan leda till ett stort neuralt nätverk som är kopplat till ljudet av en trendig låt på ett café. Och andra - till ett annat nätverk relaterat till det faktum att du gick på en dejt. Hjärnan är designad för att koppla samman orsak och verkan på anatomisk nivå, den kan komma ihåg att det finns ett samband mellan en sång och ett datum. Receptorn aktiveras och låter kalcium passera igenom. Det börjar gå in i ett stort antal molekylära kaskader som leder till driften av några tidigare inaktiva gener. Dessa gener utför syntesen av nya proteiner, och ytterligare en synaps växer. På så sätt blir kopplingen mellan det neurala nätverk som ansvarar för låten och nätverket som ansvarar för datumet starkare. Nu räcker det med en svag signal för att skicka en nervimpuls och bilda en association.

Hur lärande påverkar hjärnan

Det finns en berömd historia om London taxichaufförer. Jag vet inte hur det är nu, men bokstavligen för några år sedan, för att bli en riktig taxichaufför i London, var man tvungen att klara ett orienteringsprov i stan utan navigator - det vill säga kunna minst två och ett halvt tusen gator, enkelriktad trafik, vägskyltar, förbud att stanna, och även kunna bygga den optimala rutten. Därför gick folk kurser i flera månader för att bli taxichaufför i London. Forskarna rekryterade tre grupper av människor. En grupp är de som är inskrivna på kurser för att bli taxichaufförer. Den andra gruppen är de som också gått kurser, men hoppat av. Och folk från den tredje gruppen tänkte inte ens på att bli taxichaufförer. Forskarna gav alla tre grupperna datortomografi för att titta på densiteten av grå substans i hippocampus. Detta är ett viktigt område i hjärnan förknippat med minnesbildning och rumsligt tänkande. Det visade sig att om en person inte ville bli taxichaufför eller ville, men inte gjorde det, så förblev tätheten av grå substans i hans hippocampus densamma. Men om han ville bli taxichaufför, genomgick utbildning och verkligen behärskade ett nytt yrke, ökade tätheten av grå substans med en tredjedel - det är mycket.

Och även om det inte är helt klart var orsaken är och var effekten är (antingen behärskade människor verkligen en ny färdighet, eller så var detta område av hjärnan från början väl utvecklat för dem och därför var det lätt för dem att lära sig), vår hjärna är definitivt en väldigt plastisk sak, och individuell träning påverkar den på allvar - i mycket större utsträckning än medfödda anlag. Det är viktigt att även vid 60 års ålder påverkar inlärningen hjärnan. Naturligtvis inte lika effektivt och snabbt som vid 20, men generellt behåller hjärnan en viss förmåga till plasticitet hela livet.

Varför ska hjärnan vara lat och sova?

När hjärnan lär sig något skapar den nya kopplingar mellan neuroner. Och denna process är långsam och dyr du behöver spendera mycket kalorier, socker, syre och energi på det. I allmänhet förbrukar den mänskliga hjärnan, trots att dess vikt bara är 2% av hela kroppens vikt, cirka 20% av all energi vi får. Därför försöker han, när det är möjligt, att inte lära sig någonting, att inte slösa energi. Det är faktiskt väldigt snällt av honom, för om vi memorerade allt vi ser varje dag skulle vi bli galna ganska snabbt.

När det gäller inlärning, ur hjärnans synvinkel, finns det två fundamentalt viktiga punkter. Den första är att, när vi behärskar någon färdighet blir det lättare för oss att göra saker rätt än fel. Man lär sig till exempel att köra en bil med manuell växellåda och till en början bryr man sig inte om man växlar från ettan till tvåan eller från ettan till fyran. För din hand och hjärna är alla dessa rörelser lika sannolika; Det spelar ingen roll för dig vilket håll du ska skicka dina nervimpulser. Och när du redan är en mer erfaren förare är det fysiskt lättare för dig att växla rätt. Om du sätter dig i en bil med en i grunden annorlunda design måste du återigen tänka och kontrollera med en viljeansträngning för att inte impulsen ska gå längs med den upptrampade vägen.

Andra viktiga punkten:

det viktigaste i lärandet är sömn

Den har många funktioner: upprätthålla hälsa, immunitet, ämnesomsättning och olika aspekter av hjärnans funktion. Men det är alla neuroforskare överens om Sömnens viktigaste funktion är att arbeta med information och lärande. När vi bemästrat en färdighet vill vi bilda långtidsminne. Nya synapser tar flera timmar att växa, detta är en lång process, och det är bekvämast för hjärnan att göra detta just när du inte är upptagen med någonting. Under sömnen bearbetar hjärnan information som tas emot under dagen och raderar det som borde glömmas bort från den.

Det finns ett experiment med råttor där de fick lära sig att gå genom en labyrint med elektroder inopererade i deras hjärnor och de upptäckte att de i sömnen upprepade sin väg genom labyrinten, och nästa dag gick de bättre längs den. Många mänskliga tester visar att det vi lär oss innan vi går och lägger oss kommer ihåg bättre än det vi lär oss på morgonen. Det visar sig att elever som börjar förbereda sig för tentan någonstans närmare midnatt gör allt rätt. Av samma anledning är det viktigt att tänka på problem innan man går och lägger sig. Naturligtvis blir det svårare att somna, men vi kommer att ladda ner frågan i hjärnan, och kanske på morgonen kommer någon lösning. Förresten, drömmar är med största sannolikhet bara en bieffekt av informationsbehandling.

Hur lärande beror på känslor

Lärande är starkt beroende av uppmärksamhet, eftersom det syftar till att skicka impulser om och om igen längs specifika vägar i det neurala nätverket. Från en enorm mängd information fokuserar vi på något och tar in det i arbetsminnet. Då hamnar det vi fokuserar på i långtidsminnet. Du kanske har förstått hela min föreläsning, men det betyder inte att det blir lätt för dig att återberätta den. Och om du ritar en cykel på ett papper just nu betyder det inte att den kommer att åka bra. Människor tenderar att glömma viktiga detaljer, särskilt om de inte är cykelexperter.

Barn har alltid haft problem med uppmärksamhet. Men nu i denna mening blir allt enklare. I det moderna samhället behövs inte längre specifik faktakunskap – det finns helt enkelt otroligt mycket av det. Mycket viktigare är förmågan att snabbt navigera i information och skilja pålitliga källor från opålitliga. Vi behöver nästan inte längre koncentrera oss på samma sak under lång tid och komma ihåg stora mängder information - Det är viktigare att byta snabbt. Dessutom dyker det nu upp fler och fler yrken bara för personer som har svårare att koncentrera sig.

Det finns en annan viktig faktor som påverkar lärandet - känslor. I själva verket är detta generellt sett det viktigaste som vi har haft under många miljoner år av evolution, även innan vi växte upp hela denna enorma frontala cortex. Vi utvärderar värdet av att bemästra en viss färdighet utifrån om det gör oss lyckliga eller inte. Därför är det bra om vi lyckas involvera våra grundläggande biologiska emotionella mekanismer i lärandet. Till exempel bygga ett motivationssystem där frontalbarken inte tror att vi måste lära oss något genom uthållighet och beslutsamhet, utan där nucleus accumbens säger att den bara njuter av denna aktivitet.

Aktuell sida: 1 (boken har totalt 15 sidor) [tillgängligt läsställe: 10 sidor]

Andrew Newberg, Eugene D'Aquili, Vince Rouse
Guds mysterium och hjärnans vetenskap. Trons neurobiologi och religiös erfarenhet

Till våra familjer

* * *

"Det här är verkligen lysande... En av de mest fantastiska böckerna jag har läst i mina neuropsykiatri- och intuitionsstudier."

Mona Lisa Schultz, MD, PhD, författare till Awakening Your Intuition

”Detta arbete är oerhört viktigt för vidareutvecklingen av relationerna mellan vetenskap och religion. Som vetenskapsmän som har studerat de neurobiologiska grunderna för religiös erfarenhet och tillhandahållit dess teologiska analys och bedömning, är författarna till denna bok unika. Boken visar oss på ett övertygande sätt att sinnet oundvikligen är benäget mot andlighet och religiösa upplevelser."

Fader Ronald Murphy, jesuitorden, professor, Georgetown University

"Denna viktiga bok introducerar den allmänna läsaren, forskaren och läkaren till nya upptäckter inom neurovetenskapen angående inverkan av andliga upplevelser på hjärnan, hälsa och sjukdomar. En utmärkt lärobok."

David Larson, MD, MPH, ordförande, National Institute for Health Research

"Det fantastiska arbetet från University of Pennsylvania Medical Research Department inom det framväxande området neuroteologi."

National Pharmaceutical Regulatory Association (Kanada) publikation NAPRA ReView

"Den här boken kommer att få dig att tänka djupt om religion... eftersom den ger en ram för att tänka och diskutera det andliga livet. Newberg, D'Aquili och Rouse har gjort ett fantastiskt jobb med att skriva denna djärva bok. Den bör läsas inte bara i religiösa kretsar, utan också i bokdiskussionsgrupper och skolor.”

Providence Journal

"Lättskriven och lättläst...en fascinerande bok om förhållandet mellan vårt sinne och den ultimata verkligheten"

Catholic Digest Magazine

1. Foto av Gud. Introduktion till trons biologi

I ett litet, mörkt laboratorium på ett stort universitetssjukhus tänder en ung man vid namn Robert ljus, bränner en pinne jasminrökelse och sätter sig sedan på golvet och intar lätt lotusställning. En engagerad buddhist som utövar tibetansk meditation, han är på väg att ge sig ut på en inre kontemplativ resa igen. Som vanligt strävar Robert efter att sinnets oupphörliga pladder ska avta så att han kan fördjupa sig i en djupare och klarare inre verklighet. Han har gjort liknande resor tusen gånger tidigare, men nu händer något speciellt: medan han går in i den inre andliga verkligheten, så att den materiella världen runt honom blir en blek illusion, förblir han nästan bokstavligen kopplad till det fysiska här och nu med hjälp av ett bomullsgarn.

Den ena hopvikta änden av snöret ligger nära Robert, den andra är bakom den stängda laboratoriedörren i nästa rum på mitt finger - jag sitter med min vän och mångårige forskarkollega, Dr Eugene d'Aquili. Gene och jag väntar på att Robert ska signalera till oss genom strängen att hans meditativa tillstånd har nått sin transcendentala topp. Det är ögonblicket av andlig upplyftning som är av särskilt intresse för oss. 1
Eftersom att bedöma det ögonblick då meditationen når sin topp är extremt subjektivt, det är väldigt svårt att definiera och ännu svårare att mäta. Ändå är ett sådant "topp" tillstånd extremt intressant, eftersom det har den djupaste andliga innebörden och har störst inverkan på en person. Toppupplevelsen kan identifieras med hjälp av flera olika verktyg som låter dig övervaka förändringar i olika parametrar samtidigt. Det enklaste sättet att identifiera sådana ögonblick är genom att övervaka indikatorer som blodflödet i hjärnan, elektrisk aktivitet i hjärnan och vissa somatiska reaktioner, i synnerhet blodtryck och hjärtfrekvens. När vi började vår forskning försökte vi fokusera på de subjektiva känslorna hos en person som bedömer sina upplevelser. Det var därför de mediterande försökspersonerna höll ett snöre bredvid sig, vilket gjorde det möjligt för dem, utan att störa meditationsprocessen, att ge oss en signal i det ögonblick då de nådde det djupaste tillståndet. När vi studerade de mest erfarna meditationsutövarna, hade strängen lite eller inget hinder. Mer forskning kommer att behövas för att studera dessa förhållanden mer i detalj. För nu räcker det med att säga att vi kan utforska eller göra hypoteser om topptillstånd genom att studera "mindre djupa" tillstånd, även om vi har svårt att förstå när och hur dessa toppupplevelser inträffar. Det är värt att nämna namnen på två andra viktigaste deltagare i vår forskning: Dr. Abass Alavi, chef för avdelningen för nuklearmedicin vid sjukhuset vid University of Pennsylvania, som gav mig stort stöd, även om jag ibland gjorde några konstiga saker , och Dr. Michael Baym, associerad med samma University of Pennsylvania, en internmedicinsk specialist som utövar tibetansk buddhism.

Metod: Hur man fångar andlig verklighet

Genom åren har Gene och jag studerat sambandet mellan religiös erfarenhet och hjärnfunktion, och vi hoppades att vi genom att undersöka Roberts hjärnaktivitet under de mest intensiva och mystiska ögonblicken av hans meditation, skulle bättre kunna förstå de mystiska sambanden mellan människans medvetande och hennes konstant, oemotståndlig drift att etablera en relation med något som är större än en själv.

Tidigare, medan han pratade med oss, försökte Robert beskriva för oss i ord hur hans meditation når en andlig topp. Först, sa han, lugnar sinnet ner sig, vilket gör det möjligt för en djupare och mer definierad del av Jaget att växa fram. Robert tror att det inre Jaget är den mest autentiska delen av hans identitet, och denna del förändras aldrig. För Robert är detta inre inte en metafor eller bara en attityd, det har en bokstavlig betydelse, det är stabilt och verkligt. Detta är vad som finns kvar när medvetandet lämnar sina bekymmer, rädslor, önskningar och andra aktiviteter. Han tror att detta inre Jag utgör själva essensen av hans väsen. Om Robert är pressad i konversationen kan han till och med kalla sitt eget jag för sin "själ". 2
Här används ordet "själ" i dess vidaste betydelse, annars kan det skapa förvirring mellan österländska och västerländska idéer om religion och andlighet. Buddhistiska idéer är mycket svåra att förklara inom ramen för västerländskt tänkande. Men här har vi försökt presentera dessa idéer i en så enkel form som möjligt.

"Det finns en känsla av evighet och oändlighet...

I det här ögonblicket är det som om jag blir en del av allt och allt, går med i det befintliga.”

Robert säger att när detta djupa medvetande (oavsett dess natur) uppstår i ögonblick av meditation, när han är helt upptagen i kontemplationen av det inre, börjar han plötsligt förstå att hans inre Jag inte är något isolerat, utan att det är oupplösligt kopplat till med hela skapelsen. Men när han försöker beskriva denna intensivt personliga upplevelse i ord, tillgriper han oundvikligen välbekanta klichéer som människor har använt i århundraden för att försöka prata om oförklarliga andliga upplevelser. "Det finns en känsla av evighet och oändlighet", kan han säga. "I det här ögonblicket verkar jag bli en del av allt och allt, jag går med i det existerande." 3
När de beskriver sina upplevelser talar våra försökspersoner vanligtvis om en känsla av enhet med världen, Jagets försvinnande och starka känslor, vanligtvis förknippade med ett tillstånd av djup frid.

För en traditionell vetenskapsman har sådana ord inget värde. Vetenskapen sysslar med vad som kan vägas, räknas och mätas – och allt som inte kan verifieras utifrån objektiv observation kan helt enkelt inte kallas vetenskapligt. Även om någon vetenskapsman var intresserad av Roberts erfarenhet, skulle han, som professionell, behöva säga att orden "meditationsövning" är för personliga och för spekulativa till sin natur, så att de sannolikt inte indikerar något specifikt fenomen i den materiella världen. . 4
Vanligtvis tillåter den vetenskapliga metoden att bara de saker som kan mätas kallas "riktiga".

Men efter många års forskning blev Gene och jag övertygade om att de erfarenheter som Robert rapporterade var mycket verkliga och kunde mätas och verifieras av verklig vetenskap. 5
Ordet "verklig" här betyder inte nödvändigtvis att det finns någon yttre verklighet förknippad med upplevelsen, utan snarare att upplevelsen har åtminstone en inre verklighet.

Det är detta som får mig att sitta bakom Gene i det trånga undersökningsrummet och hålla ett tunt snöre mellan mina fingrar: Jag väntar på att Robert ska få sitt ögonblick av mystisk flykt, för jag vill "fotografera" denna upplevelse. 6
Vi förstår att detta inte bara är "fotografering", utan det är just kärnan i vårt arbete. Att exakt fånga ögonblicket av en intensiv mystisk upplevelse är inte lätt, och även om våra försökspersoner planerar sina meditationsövningar är det mycket svårt att förutsäga hur länge ett sådant tillstånd kommer att pågå och hur starkt det kommer att vara. Vi tror dock att vi kan studera de hjärnprocesser som ligger till grund för meditationsprocessen och skapa en tydlig och överraskande bild av hur hjärnan fungerar under andliga upplevelser.

Andliga upplevelser är verkliga och kan mätas och verifieras genom verklig vetenskap

Robert mediterar och vi väntar i ungefär en timme. Sedan känner jag hur han försiktigt rycker i snöret. Det betyder att det är dags för mig att injicera radioaktivt material i IV och skicka det ner i ett långt rör in i venen i Roberts vänstra arm. Vi ger honom lite mer tid att slutföra sin meditation och tar honom sedan omedelbart till ett av rummen på den nuklearmedicinska avdelningen, där det finns en toppmodern datortomografi (SPECT)-maskin (enkel foton emission). Robert befinner sig omedelbart på ett metallbord och tre gammakameror börjar rotera runt hans huvud med hjälp av exakta robotrörelser.

En SPECT-kamera är en högteknologisk bildapparat som upptäcker radioaktiv strålning 7
Det finns några andra bildtekniker, liknande SPECT, som kan användas för att studera hjärnans aktivitet. Dessa är positronemissionstomografi (PET) och funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI). Var och en av dessa tekniker har sina fördelar och nackdelar jämfört med andra. Vi valde SPECT av praktiska skäl: denna teknik gjorde det möjligt för försökspersonen att delta i meditation utanför skanningsapparaten, vilket skulle vara svårare att göra med PET och helt omöjligt med fMRI.

SPECT-kameror skannar Roberts huvud och avslöjar ansamlingen av radioaktivt material som vi injicerade i samma ögonblick som han drog i snöret. Detta material sprider sig genom blodkärlen och når nästan omedelbart hjärncellerna, där det stannar i flera timmar. Sålunda ger SPECT-metoden oss en exakt frysbild av tillståndet för blodflödet i Roberts hjärna omedelbart efter injektionen av substansen - det vill säga precis vid toppögonblicket av meditationen.

Ökat blodflöde till en del av hjärnan tyder på ökad aktivitet i det området 8
I allmänhet är ökat blodflöde förknippat med ökad aktivitet eftersom hjärnan själv reglerar sitt blodflöde beroende på behoven i sina individuella områden. Även om detta inte är en absolut regel. Det finns inget sådant samband vid stroke eller huvudskada. Dessutom aktiverar vissa nervceller vissa delar av hjärnan, medan andra celler undertrycker deras aktivitet. Således kan en ökning av blodflödet indikera undertryckande av aktivitet, vilket leder till en minskning av hjärnaktiviteten som helhet.

Eftersom vi nu har en ganska god förståelse för funktionerna i enskilda delar av hjärnan, kan vi förvänta oss att SPECT kommer att förse oss med en bild av hur Roberts hjärna fungerar vid klimaxen av hans meditation.

Data vi får

Uppgifterna som erhålls är verkligen intressanta. I skanningarna ser vi tecken på ovanlig aktivitet i ett litet område av grå substans längst upp på baksidan av hjärnan (se fig. 1). Detta plexus av neuroner med en mycket specialiserad funktion kallas den bakre övre parietalloben, men för den här boken har vi kommit på ett annat namn för denna region: det orienteringsassociativa området, eller OAZ. 9
Det bör noteras här att vi i denna bok ofta använder termer okända för vetenskapen; ibland använder vi våra egna begrepp som ska hjälpa läsaren att förstå mekanismen för hur hjärnan fungerar. Vi har dock försökt ge indikationer på vetenskapliga termer för intresserade.

OAZ:s primära uppgift är mänsklig orientering i det fysiska rummet. Den bedömer vad som är ovan och vad som är under, hjälper oss att bedöma vinklar och avstånd, och låter oss navigera säkert i farliga fysiska miljöer. 10
I den här boken kommer vi att prata om funktionerna i olika delar av hjärnan. Även om funktioner i viss mån är knutna till vissa delar av hjärnan, bör vi inte glömma att hjärnan alltid fungerar som ett enda system, där varje enskild dels arbete kräver koordinerat arbete av andra delar.

För att utföra en sådan funktion måste denna zon först och främst ha en tydlig och stabil bild av en persons fysiska gränser. För att uttrycka det enkelt, det borde tydligt skilja dig från allt annat, från det som inte är du, från det som utgör resten av universum.

Ris. 1: Den översta raden visar en bild av försökspersonens hjärna medan han vilar; man kan se att aktivitetsnivån är jämnt fördelad över hela hjärnan. (Den översta delen av bilden är den främre delen av hjärnan, den associativa uppmärksamhetszonen, CBA, och den nedre delen motsvarar den orienteringsassociativa zonen, OAZ.) På den nedre raden finns bilder av motivets hjärna under meditation, med aktivitet i den vänstra orienteringszonen (till höger) märkbart mindre än motsvarande högra zon. (Ju mörkare område, desto mer aktivitet har det, och ju ljusare område, desto mindre aktivitet.) Vi presenterar bilderna här i svartvitt eftersom detta ger bilden rätt mängd kontrast när den skrivs ut, fast på en datorskärm vi ser bilderna i färg.

Det kan tyckas konstigt att hjärnan skulle behöva en speciell mekanism för att skilja dig från allt annat i världen; För normalt medvetande verkar denna skillnad vara något löjligt uppenbart. Men detta förklaras just av det faktum att OAZ utför sitt arbete samvetsgrant och diskret. Och när detta område av hjärnan är skadat är det extremt svårt för en person att röra sig i rymden. När en sådan person till exempel närmar sig sängen lägger hjärnan så mycket energi på att ständigt bedöma vinklar, djup och avstånd att det utan dess hjälp att bara ligga ner blir en omöjligt svår uppgift för personen. Utan hjälp av orienteringszonen, som ständigt övervakar kroppens förändrade position, kan en person inte hitta sin plats i rymden, varken mentalt eller fysiskt, så att när han försöker lägga sig på sängen kan han falla till golvet eller, om han lyckades hitta sig själv på madrassen, när han Om han vill lägga sig bekvämare kommer han att trycka sig mot väggen i en obekväm ställning.

Men under normala omständigheter hjälper OAZ till att skapa en tydlig känsla av vår fysiska position i världen, så att vi inte behöver tänka på det alls. För att göra sitt jobb bra kräver orienteringszonen ett konstant flöde av nervimpulser från sensoriska sensorer i hela kroppen. OAZ sorterar och bearbetar dessa impulser i en kuslig hastighet i varje ögonblick av våra liv. I sin otroliga prestanda och hastighet överträffar den de modernaste datorerna.

Det är därför inte förvånande att SPECT-avbildning av Roberts hjärna, utförd före meditation i hans normala medvetandetillstånd (baslinje), visar att många områden i hjärnan, inklusive orienteringsområdet, är i ett tillstånd av hög aktivitet. Samtidigt ser vi pulserande blixtar av klarröd eller gul färg på skärmen.

När Roberts meditation når sin topp visar hjärnbilder att detta område är färgat i svala gröna och blå toner, vilket indikerar en kraftig minskning av dess aktivitet.

Denna upptäckt fascinerade oss. Vi vet att orienteringszonen aldrig vilar: hur kan vi då förklara denna ovanliga minskning av aktiviteten i denna lilla del av hjärnan?

Och här kom vi på en fantastisk idé: om orienteringszonen fortsätter att fungera med normal intensitet, men något har blockerat flödet av sensorisk information till den 11
Denna typ av blockering av informationsflödet observeras i vissa processer - både normala och patologiska. Många hjärnstrukturer berövas inflödet av information på grund av verkan av olika hämmande system. Vi kommer att prata om sådana processer mer i detalj nedan.

Denna hypotes skulle förklara minskningen av hjärnaktivitet i detta område. Och något annat är ännu mer märkligt: ​​detta kan betyda att OAZ tillfälligt "blir" berövas den information den behöver för normal drift.

Vad ska hända, frågade vi oss själva, när OAZ berövas den information som är nödvändig för dess arbete? Kommer hon att fortsätta att övervaka kroppens gränser? Men om OAZ slutar att ta emot den nödvändiga informationen kommer den inte att kunna bestämma dessa gränser.

Hur kommer hjärnan att agera i detta fall? Kanske kommer orienteringszonen, oförmögen att hitta det kroppsliga jagets gränser, att erkänna att sådana gränser inte existerar? Kanske kommer hjärnan i detta fall att kunna förse Jaget med oändlighet och uppfatta det som ett system av förbindelser med alla och allt som finns i sinnets sfär. Och en sådan bild uppfattas som den slutgiltiga och obestridliga verkligheten.

Så här beskrev Robert och generationer av österländska mystiker som kom tidigare sina mystiska och andliga toppupplevelser och högsta ögonblick av meditation. Så här pratar hinduiska upanishaderna om det:

Som en flod som rinner öster och väster
Flödar ut i havet och blir ett med det,
Helt glömma existensen av enskilda floder,
På så sätt förlorar alla skapelser sin separatitet,
När de slutligen smälter samman.12
Citat från: Easwaran, 1987.

Robert var en av våra åtta ämnen som praktiserade tibetansk meditation. I varje fall var detta samma rutinprocedur, och i praktiskt taget alla försökspersoner visade SPECT-skanning en minskning av aktiviteten i orienteringszonen i det ögonblick då deras meditation nådde sin topp. 13
Även om inte alla försökspersoner visade en specifik minskning av aktiviteten i orienteringsområdet, kunde en stark negativ korrelation hittas mellan ökad aktivitet i frontalloben (det område av hjärnan som är involverat i att fokusera uppmärksamheten) och aktivitet i orienteringsområdet. Från dessa data följde följande slutsats: ju bättre motivet fäster uppmärksamheten under meditation, desto mer hämmas informationsflödet till orienteringszonen. Men varför visade inte alla ämnen en minskning av aktiviteten i orienteringszonen? Det finns två möjliga förklaringar här. För det första kanske det ämne vars OAZ-aktivitet inte minskade inte var lika framgångsrik i meditation som de andra, och även om vi alltid har försökt utvärdera meditationsprocessen, är detta ett djupt subjektivt tillstånd som är svårt att mäta. För det andra tillät denna studie oss att studera endast ett specifikt ögonblick av meditation. Det är möjligt att det i dess tidiga skeden sker en ökning av aktiviteten i orienteringszonen, när motivet fokuserar sin uppmärksamhet på en visuell bild. Kanske kunde vi observera att aktiviteten i orienteringszonen ökar, förblir på en grundläggande nivå eller minskar beroende på i vilket skede av meditationen ämnet faktiskt befinner sig, även om han själv tror att han är i ett djupare stadium. Vi kommer att diskutera konsekvenserna av dessa data mer i detalj i kapitlet om mystisk erfarenhet.

Senare utökade vi experimentets omfattning och studerade flera franciskanernunnor i bön på samma sätt. 14
För mer information om dessa experiment, se: Newberg et al. 1997, 2000.

Än en gång visade SPECT-skanningar att liknande förändringar i hjärnans aktivitet kunde observeras hos systrarna under toppögonblick av religiös upplevelse. Men till skillnad från buddhisterna beskrev systrarna sin upplevelse annorlunda: de talade om en tydlig känsla av Guds närhet och sammansmältning med honom 15
Vi kommer vanligtvis att använda det maskulina könet när vi talar om Gud, även om han kan föreställas på ett annat sätt.

Deras beskrivningar liknade orden från kristna mystiker från det förflutna, inklusive dessa ord från 1200-talets franciskanska nunna Angela av Foligno: "Hur stor är barmhärtigheten hos honom som åstadkommer denna förening... Jag ägde Gud i sådan fullständighet att Jag levde inte längre i mitt vanliga tillstånd, utan jag leddes till en värld där jag var förenad med Gud och kunde njuta av allt.”

Under vår forskning och ackumulering av data har Gene och jag funnit vad vi tror är tillförlitliga bevis för att våra subjekts mystiska upplevelser – ett förändrat medvetandetillstånd där de säger att jaget smälter samman med något större – inte bara var emotionella en nyfikenhet eller helt enkelt ett fantasifoster, men motsvarade alltid ett antal observerade neurologiska fenomen, ganska ovanliga, men inte utöver hjärnans normala funktion. Mystisk erfarenhet är med andra ord verklig ur biologisk synvinkel, observerbar och kan bli föremål för vetenskaplig forskning.

Under toppögonblick av religiös upplevelse kan betydande förändringar i hjärnans aktivitet observeras

Detta resultat var inte oväntat för oss. Faktum är att alla våra tidigare studier kunde förutsäga det. Under årens lopp har vi sökt igenom vetenskaplig litteratur om förhållandet mellan religiösa sedvänjor och hjärnan, för att försöka förstå den biologiska grunden för tro. Vi studerade ett stort antal olika material. Vissa studier undersökte de frågor som intresserar oss på nivån av enkel fysiologi – till exempel pratade de om förändringar i blodtrycket under meditation. Andra gällde mycket mer sublim materia – till exempel gjordes ett försök att mäta bönens helande kraft. Vi bekantade oss med studier av tillståndet hos människor som upplevde klinisk död, studerade mystiska känslor orsakade av epilepsi och schizofreni och samlade in data om hallucinationer framkallade av kemikalier eller elektrisk stimulering av delar av hjärnan.

Förutom att studera vetenskaplig litteratur letade vi efter beskrivningar av mystiska upplevelser i världsreligioner och myter. I synnerhet studerade Jin de rituella praktikerna i antika kulturer och försökte hitta ett samband mellan uppkomsten av ritualer och utvecklingen av den mänskliga hjärnan. Det finns en mängd bevis för detta förhållande mellan religiös ritual och hjärnan, men lite av det har katalogiserats eller integrerats i en sammanhängande bild. Men när Gene och jag utforskade berg av kunskap om religiös erfarenhet, ritual och hjärnan, började några pusselbitar formas till bilder som hade djupare betydelse. Så småningom skapade vi hypotesen att andlig upplevelse - genom sina rötter - är nära förbunden med människans biologiska väsen. På sätt och vis bestämmer biologin andliga strävanden.

Den andliga erfarenheten är genom sina rötter nära förbunden med människans biologiska väsen

SPECT-skanning gjorde det möjligt för oss att börja testa vår hypotes genom att undersöka hjärnaktiviteten hos människor som är engagerade i andliga praktiker. Detta betyder inte att våra resultat absolut bevisar att vi har rätt, men de stöder vår hypotes genom att visa att hjärnan i ögonblicket av andlig upplevelse beter sig som vår teori förutspådde. 16
Dessa studier var bara vårt första försök att empiriskt studera den andliga erfarenhetens neurofysiologi. Icke desto mindre bekräftade de erhållna resultaten, liksom resultaten från andra studier (se: Herzog et al. 1990-1991, Lou et al. 1999), de viktigaste bestämmelserna i vår hypotes.

Dessa uppmuntrande resultat fördjupade vår entusiasm för arbetet och ökade vårt intresse för frågor som sysselsatt oss under många års forskning. Det är dessa frågor vi har fokuserat vår uppmärksamhet på. Är människors behov av att skapa myter rotat i deras biologi? Vad är den neurologiska hemligheten bakom ritualens kraft? Vilken natur har de stora mystikernas visioner och uppenbarelser: är dessa fenomen förknippade med mentala eller känslomässiga störningar, eller är de resultatet av ett integrerat system av sensorisk databearbetning under normal funktion av ett friskt och stabilt psyke från en neurologisk synpunkt? Kan evolutionära faktorer som sexualitet och partnersökande påverka den biologiska aspekten av religiös extas?

När vi försökte bättre förstå vad vår teori innebar, ställdes vi gång på gång inför samma fråga, som verkade vara central för alla andra: har vi hittat en gemensam biologisk rot för alla religiösa erfarenheter? Och om den hittas, vad säger den här teorin oss om karaktären av den andliga strävan?

En skeptiker kan säga att om alla andliga strävanden och upplevelser, inklusive människors önskan att komma i kontakt med det gudomliga, är biologiska till sin natur, förklaras detta av ett vanföreställningstillstånd, en kränkning av de biokemiska processerna i ackumuleringen av nervceller .

Data från SPECT-studier tyder dock på en annan möjlighet. Orienteringszonen här fungerade på ett ovanligt sätt, men det kunde inte sägas fungera felaktigt, och vi tror att tomogrammets färgbilder på datorskärmen visade oss hur hjärnan förvandlar andlig upplevelse till verklighet. Efter år av litteratur och forskning fortsätter Gene och jag att tro att vi hade att göra med faktiska neurologiska processer som har utvecklats för att göra det möjligt för oss människor att transcendera vår materiella existens och ansluta till en djupare, andlig del av oss själva som uppfattas av oss som en absolut och universell verklighet som förbinder oss med allt som finns.

I den här boken avser vi att ge sammanhang för dessa överraskande hypoteser. Vi kommer att titta på den biologiska sidan av människans önskan att skapa myter och visa de neurologiska mekanismer som ger dessa myter form och kraft. Vi kommer att prata om förhållandet mellan myt och ritual och förklara hur rituellt beteende påverkar hjärnans nervceller och skapar tillstånd som är förknippade med en rad upplevelser av det transcendentala, från en lätt känsla av andlig gemenskap med medlemmar i en församling till en djupare känsla av enhet som manifesteras i deltagande i intensiva och långvariga religiösa ritualer. Vi kommer att visa att de djupa andliga upplevelserna av helgon och mystiker i vilken religion och vilken tid som helst också kan associeras med hjärnaktiviteten som ger ritualen dess transcendentala kraft. Vi kommer också att visa hur hjärnans benägenhet att tolka sådana upplevelser kan ge en biologisk grund för olika specifika religiösa övertygelser.

Min kollega och vän Jean d'Aquili dog tyvärr kort innan arbetet med den här boken började, och han är mycket saknad här. Det var Gene som inspirerade mig att studera förhållandet mellan sinne och ande, och det var han som lärde mig att se med nya ögon på den komplexa strukturen hos det unika organ som finns i vår skalle. Vårt arbete tillsammans - den vetenskapliga forskningen som denna bok är baserad på - har tvingat mig om och om igen att ompröva min kärnuppfattning om religion och faktiskt om livet, verkligheten och till och med självkänslan upptäckt där jag förändrades, vilket jag tror att våra hjärnor uppmanar oss att göra. Det som följer på dessa sidor är en resa in i hjärnans djupaste hemligheter, till själva kärnan av vårt Jag. Det börjar med den enklaste frågan: hur avgör hjärnan vad som är verkligt?