Глава 4. Применения разума


...

3

Способность контролировать себя и руководить собственным процессом принятия решений — один из самых загадочных талантов человеческого мозга. Эта ментальная операция называется «управление выполнением», так как мысли направляются сверху вниз, как будто распоряжения отдает генеральный директор. Как показывает тест Струпа, этот мыслительный процесс зависит от префронтальной коры головного мозга.

Но остается вопрос: откуда у префронтальной коры такая власть? Что позволяет этой конкретной области контролировать весь остальной мозг? Ответ возвращает нас на клеточный уровень: детально изучив строение префронтальной коры, мы можем увидеть нейронные образования, объясняющие ее функциональность.

Эрл Миллер, нейробиолог из Массачусетского технологического института, посвятил себя попыткам разобраться в этом кусочке ткани. Впервые префронтальная кора заинтересовала его в аспирантуре, в основном из-за того, что ее влияние ощущалось буквально во всем. «Ни один другой участок мозга не получает столько разных входящих сигналов и не отправляет столько исходящих, — говорит Миллер. — Назовите любую область мозга, и префронтальная кора практически наверняка окажется с ней связана». На кропотливые исследования ушло почти десять лет, на протяжении которых Миллер тщательно изучал клетки в разных областях мозга обезьяны. В результате он смог показать, что префронтальная кора не просто агрегатор данных. Она скорее напоминает дирижера оркестра, взмахивающего палочкой и управляющего музыкантами. В статье, опубликованной в журнале Science в 2007 году, Миллер смог представить предварительный очерк работы префронтальной коры, в котором показал, как ее клетки коры непосредственно регулируют активность клеток по всему мозгу на уровне индивидуальных нейронов. Миллер наблюдал дирижера за работой.

Однако префронтальная кора не только дирижер мозга, отдающий одну команду за другой. Она действует удивительно разносторонне. В то время как все остальные участки коры настроены только на определенный вид стимулов — зрительная зона коры, к примеру, может иметь дело только со зрительной информацией, — клетки префронтальной коры крайне легко приспосабливаются. Они могут обрабатывать любой вид информации. Если человек думает о незнакомой математической задаче из стандартизированного теста, его префронтальные нейроны думают об этой задаче. А когда человек отвлекается и начинает обдумывать следующий вопрос контрольной, эти задачи клетки легко перенастраиваются под новую поставленную задачу. В результате префронтальная кора позволяет человеку осознанно анализировать любые виды задач со всех возможных сторон. Вместо того чтобы реагировать на самые очевидные факты или же на те факты, которые, по мнению его эмоций, являются первоочередными, человек способен сосредоточиться на том, что может ему помочь прийти к правильному ответу. Мы все умеем задействовать рычаги управления своим мозгом, чтобы подойти к чему-то творчески, рассмотреть старую проблему под новым углом. Например, как только

Вэг Додж понял, что не сможет обогнать пламя и что огонь достигнет вершины раньше пожарных, он задействовал свою префронтальную кору, чтобы найти другое решение. Очевидный ответ не сработал бы. Как отмечает Миллер, «у этого Доджа префронтальная кора обладала хорошей функциональностью».

Посмотрим на классическую психологическую головоломку, известную как «задача со свечой». Человеку дают коробок спичек, какое-то количество свечей и картонную коробку с несколькими канцелярскими кнопками. Ему нужно прикрепить свечу к пробковой доске таким образом, чтобы она могло нормально гореть. Большинство людей сначала пытаются сделать это двумя распространенными способами, ни один из которых не работает. Первый способ состоит в том, чтобы прикрепить свечу кнопками к доске напрямую, однако от этого воск, из которого сделана свеча, начинает крошиться. Второй способ — использовать спички, чтобы расплавить основание свечи, а затем попытаться прилепить свечу к доске, однако воск не держится, и свеча падает на пол. На этой стадии большинство людей сдается. Они говорят ученым, что решить эту головоломку невозможно, что это глупый эксперимент и пустая трата времени. Правильное решение находят менее 20 % людей, оно заключается в том, чтобы прикрепить свечу к картонной коробке, а затем с помощью кнопок закрепить картонную коробку на доске. Если участник не догадается, что коробка может быть использована не только для того, чтобы держать в ней кнопки, он будет тратить впустую одну свечу за другой. В ожидании прорыва он повторяет свои ошибки снова и снова.

Люди с повреждениями лобных долей никогда не смогут решить такие головоломки, как задача со свечой. Хотя они понимают правила игры, они совершенно не в состоянии творчески подойти к решению задачи и попробовать что-то еще помимо своих первоначальных (и неправильных) ходов. В итоге люди с такими повреждениями не могут поступать вопреки интуиции, как того требует решение головоломки, даже если очевидные действия успехом не увенчались. Вместо того чтобы попробовать что-то новое, испытуемый упрямо придерживается своей стратегии до тех пор, пока у него не заканчиваются свечи.

Марк Юнг-Биман, когнитивный психолог из Северо-западного университета, последние пятнадцать лет пытается понять, как мозгу, ведомому префронтальной корой, удается приходить к нестандартным решениям. Он хочет найти нервный источник наших прорывов. Эксперименты Юнг-Бимана устроены таким образом: он дает испытуемому три разных слова (например, «качка», «баня» и «лить») и просит его придумать четвертое, которое в сочетании со всеми этими тремя словами могло бы образовать сложное слово или словосочетание. (В данном случае ответ — «вода»: «водокачка», «водяная баня», «водолей».) Такой тип словесных задач интересен тем, что ответы часто неожиданно появляются у нас в голове подобно озарению откуда-то извне. Люди совершенно не понимают, как они нашли необходимое слово, точно так же, как Вэг Додж не мог объяснить, как он смог изобрести новый способ спасения от огня. Тем не менее Юнг-Биман обнаружил, что мозг тщательно готовится к озарению: каждой удачной догадке предшествовала одна и та же последовательность событий в коре головного мозга. (Он любит цитировать Луи Пастера: «Удача выбирает того, кто к ней готов».)

Первыми участками мозга, активированными в процессе решения задачи, были те, которые осуществляют верховное командование, — префронтальная кора и передняя поясничная кора. Мозг отгонял ненужные мысли, чтобы зависящие от поставленной задачи клетки могли спокойно сосредоточиться. «Вы избавляетесь от рассеянных грез и пытаетесь выкинуть из головы последнюю словарную головоломку, которую решали, — говорит Юнг-Биман. — Озарение требует чистого листа».

Отдав руководящие указания нижестоящим подразделениям, мозг начинал порождать ассоциации. Он избирательно активировал необходимые участки мозга, ища догадки во всех значимых областях и подыскивая ассоциацию, которая сможет дать правильный ответ. Так как Юнг-Биман давал людям словарные головоломки, он видел дополнительное возбуждение в областях, связанных с речью и языком, таких как верхняя височная извилина в правом полушарии. (Правое полушарие вообще особенно хорошо порождает ассоциации, которые приводят к озарениям.) «Большинство вариантов, которые находит ваш мозг, не подойдут, — говорит Юнг-Биман. — И от областей, осуществляющих высшее руководство, зависит, продолжить поиск или, если это необходимо, сменить стратегию и начать искать в другом месте».

Но затем, когда правильный ответ неожиданно появлялся — когда слово «вода» оказывалось передано лобным долям, — наступало немедленное понимание того, что головоломка решена. «Одна из интересных особенностей таких моментов озарения, — говорит Юнг-Биман, — состоит в том, что, как только они наступают, люди, по их собственному утверждению, чувствуют, что найденное решение — верное. Они сразу же понимают, что решили задачу».

Этот акт узнавания осуществляется префронтальной корой, которая оживляется, когда человеку показывают правильный ответ, даже если он не сам до него додумался. Разумеется, как только озарение зафиксировано, задачеориентированные клетки лобных долей сразу же переключаются на следующую задачу. С мыслительной доски снова все стирается. Мозг начинает готовиться к следующему озарению.

Днем 19 июля 1989 года рейс 232 авиакомпании «Юнайтед Эйрлайнс» вылетел из денверского аэропорта Стэплтон в сторону Чикаго. Условия для полета были идеальными. Утренние грозы прошли, и безоблачное небо было ярко-синим. Примерно через полчаса после взлета, когда самолет ДС-10 авиастроительной компании «Макдонелл Дуглас» набрал высоту 37 000 футов, командир корабля Эл Хейнс отключил табло «пристегните ремни». Он думал, что в следующий раз включит его только перед началом снижения.

Первый этап полета прошел гладко. Пассажиры получили горячий обед. Самолет был переведен в состояние автоматического пилотирования под наблюдением первого пилота Уильяма Рекордса. Командир Хейнс пил кофе и смотрел на кукурузные поля Айовы, раскинувшиеся внизу. Он уже летал по этому маршруту десятки раз — Хейнс был одним из самых опытных пилотов компании «Юнайтед», — но он никогда не переставал восхищаться равниной, разделенной на такие правильные прямоугольники.

В 15:16, примерно через час после взлета, тишина в кабине пилота была нарушена громким взрывом, донесшимся из хвостовой части самолета. Воздушное судно затряслось и накренилось вправо. Первой мыслью Хейнса было, что самолет распадается на куски и что сейчас он погибнет в пламени взрыва. Но затем, после нескольких секунд металлического скрежета, все стихло. Самолет продолжал полет.

Хейнс и первый пилот Рекорде сразу же начали изучать различные приборы, пытаясь понять, что же произошло. Пилоты заметили, что второй двигатель, расположенный в хвостовой части самолета, перестал работать. (Такая поломка может оказаться опасной, но она редко бывает катастрофической, так как ДС-10 оснащен двумя другими двигателями, по одному в каждом крыле.) Хейнс достал справочник пилота и начал следовать инструкции на случай отказа двигателя. Первым пунктом значилось отключить подачу топлива к этому двигателю, чтобы свести к минимуму риск его возгорания. Пилоты попробовали это сделать, но рычаг подачи топлива невозможно было сдвинуть с места.

После взрыва прошло уже несколько минут. Рекорде управлял самолетом. Хейнс все еще пытался починить систему подачи топлива, полагая, что самолет продолжает лететь по нужному маршруту в сторону Чикаго, хотя и чуть медленнее. И именно в этот момент Рекорде повернулся к нему и произнес ту саму фразу, которую пилот больше всего на свете боится услышать: «Эл, самолет меня не слушается». Хейнс посмотрел на Рекордса, который включил полный левый элерон и наклонил штурвал так сильно вперед, что тот прижался к приборному щитку. В нормальной ситуации такие действия заставили бы самолет начать резкое снижение с поворотом налево. Вместо этого он начал круто набирать высоту, резко заваливаясь на правый бок. Если бы самолет накренился еще сильнее, он бы перевернулся.

Что же могло вызвать настолько полную потерю управляемости? Хейнс предположил, что из строя вышла большая часть электронной аппаратуры, однако приборная панель была в норме. Как и бортовые компьютеры. Затем Хейнс проверил давление в трех трубопроводах гидравлической системы — во всех оно стремилось к нулю. «Я увидел это, и у меня сердце екнуло, — вспоминает Хейнс. — Это был ужасный момент, только тогда я понял, что произошла настоящая катастрофа». Гидравлические системы управляют самолетом. Их используют для регулировки всего — от руля до закрылков. Самолеты всегда оборудованы несколькими полностью независимыми гидравлическими системами: если одна выходит из строя, ее может заменить вспомогательная. Эта избыточность означает, что катастрофический отказ всех трех трубопроводов одновременно практически невозможен. Инженеры вычислили, что вероятность такой ситуации составляет примерно один к миллиарду. «Мы к такому никогда не готовились и не отрабатывали такую ситуацию, — говорит Хейнс. — Я посмотрел в справочник пилота, но там не было никаких указаний на случай полного отказа гидравлики. Этого просто не могло произойти».

И все же с его самолетом произошло именно это. По какой-то причине отказ двигателя привел к разрыву всех трех гидравлических трубопроводов. (Позже следователи обнаружили, что лопасть вентилятора двигателя сломалась, и осколки металла разлетелись по хвостовой части самолета, где были расположены все три трубопровода.) Хейнс мог вспомнить единственный случай, когда самолет потерял все гидравлическое управление. «Боинг 747», следовавший рейсом 123 авиакомпании «Японские авиалинии» из Токио в Осаку в августе 1985 года, столкнулся с такой же ужасной проблемой, когда его вертикальный стабилизатор был спущен из-за внезапной декомпрессии. Самолет более получаса постепенно терял высоту, пока наконец не врезался в склон горы. Более пятисот человек погибли. Этот случай поставил новый рекорд смертности в результате катастрофы с участием одного самолета.

Меж тем в салоне самолета у пассажиров началась паника. Все слышали взрыв, все чувствовали, что самолет наклоняется на бок, потеряв управление. Деннис Фитч, летный инструктор «Юнайтед Эйрлайнс», сидел в середине салона. После ужасающего грохота — «казалось, самолет разваливается на куски» — он осмотрел крылья самолета. На них не было никаких явных признаков повреждения, поэтому он не мог понять, почему пилоты не выводят самолет из крутого виража. Фитч постучал в дверь кабины пилота, чтобы узнать, не может ли он чем-то помочь. Он обучал пилотов управлять ДС-10, так что знал воздушное судно как свои пять пальцев.

«Мне открылась потрясающая картина, — вспоминает Фитч. — Оба пилота были у приборов, от напряжения у них на руках выступили вены, а костяшки пальцев побелели — так сильно они сжимали рычаги. Однако от этого ничего не менялось». Когда пилоты сказали Фитчу, что отказали все три гидравлические системы, тот испытал настоящий шок. «Метода работы в такой ситуации просто не существует. Когда я услышал об этом, то подумал: «Сегодня днем я умру»».

Тем временем командир Хейнс отчаянно пытался придумать какой-нибудь способ вернуть себе контроль над самолетом. Он связался по радио с со службой Системного управления самолетами «Юнайтед Эйрлайнс» (СУС), командой авиаинженеров, специально обученных для помощи пилотам при возникновении аварийных ситуаций в полете. «Я думал, эти парни должны знать, как выйти из такой переделки, — говорит Хейнс. — Это ведь их работа, не так ли?»

Но инженеры в СУС ничем не смогли ему помочь. Для начала они не поверили, что гидравлическое давление на самом деле пропало во всех системах. «СУСовцы попросили нас проверить гидравлику еще раз, а потом еще, — вспоминает Хейнс. — Они утверждали, что хоть немного давления должно было остаться. Но я объяснял им, что не осталось совсем ничего. Все три трубопровода были пусты. А затем они начали твердить, что нужно посмотреть в справочник пилота, но в нем не говорилось, как решать такую проблему. В конце концов я понял, что мы предоставлены сами себе. Никто не мог посадить самолет за нас».

Хейнс начал мысленно перечислять механизмы, которыми он мог управлять без гидравлического давления. Их было немного. На самом деле работоспособность сохранял только один прибор — упорные рычаги, контролирующие скорость и тягу в оставшихся двух двигателях. (Это что-то вроде педалей газа у самолета.) Но какое значение имеет тяга, когда ты не можешь маневрировать? Это как газовать без руля.

Тогда у Хейнса возникла идея. Сначала он отмахнулся от нее, посчитав безумной. Но чем больше он об этом думал, тем менее нелепой она ему казалась. Его идея заключалась в том, чтобы использовать упорные рычаги для управления самолетом. Все дело было в разности тяги. Тяга — это направленная вперед сила авиадвигателя, и разница в тяге между двигателями самолета — то, чего пилоты обычно хотят избежать. Однако Хейнс подумал, что если он переведет один двигатель в режим малого газа, в то же время добавив мощности второму, самолет должен повернуть в ту сторону, где расположен слабо работающий двигатель. Его идея была основана на простой физике, но он не знал, сработает ли она.

Времени оставалось совсем мало. Крен самолета приближался к 38 градусам. Превысь он 45 градусов, самолет бы перевернулся и начал падать. Так что Хейнс добавил мощности правому двигателю и уменьшил ее у левого. Самолет продолжал оставаться в крутом крене. Но затем очень медленно правое крыло начало опускаться. Теперь самолет летел по прямой. Отчаянная идея Хейнса сработала.

Борт 232 получил указание садиться в городе Су-Сити, штат Айова, на небольшом аэродроме примерно в девяноста милях к западу от их нынешнего местоположения. Используя только разницу в тягах двигателей, пилоты начали постепенно поворачивать самолет вправо. Прошло около двадцати минут после первоначального взрыва, и казалось, что Хейнс и его команда вернули себя контроль над неуправляемым самолетом. «Я чувствовал, что мы наконец делаем какие-то успехи, — говорит Хейнс. — Впервые с момента взрыва я подумал, что мы, может быть, все-таки сумеем посадить эту посудину».

Но, как только к экипажу вернулась вера в собственные силы, самолет начало бешено бросать то вниз, то вверх. Такие движения называются фугоидными колебаниями. В нормальной ситуации фугоидами легко управлять, но так как у самолета не было гидравлического давления, Хейнс и его команда не могли регулировать наклон судна. Пилоты поняли, что если они не найдут способа заглушить фугоиды, все закончится так же, как у рейса 123 авиакомпании «Японские авиалинии». Они будут лететь по синусоиде, постепенно теряя высоту. И потерпят крушение на кукурузном поле.

Как же в такой ситуации контролировать фугоидные колебания? На первый взгляд ответ кажется очевидным. Когда нос самолета наклонен вниз и воздушная скорость повышается, пилот должен уменьшить тягу, чтобы самолет замедлился. А когда нос самолета задран вверх и воздушная скорость уменьшается, пилот должен прибавить газу, чтобы предотвратить потерю скорости. «Вы смотрите на индикатор воздушной скорости, и естественная для пилота реакция — попытаться нейтрализовать колебание», — говорит Хейнс. Но эта инстинктивная реакция полностью противоположна тому, что на самом деле нужно сделать. Аэродинамика полета противоречит здравому смыслу, и если бы Хейнс пошел на поводу у своего первого побуждения, вскоре он бы потерял управление самолетом. И тот начал бы крутое и необратимое снижение.

Вместо этого Хейнс тщательно обдумал вставшую перед ним проблему. «Я попытался представить себе, что будет происходить с самолетом в зависимости о того, как я буду управлять упорными рычагами, — говорит он. — Мне потребовалось несколько секунд, но это спасло меня от большой ошибки». Хейнс понял, что когда нос опущен вниз и воздушная скорость растет, ему нужно увеличить мощность так, чтобы два оставшихся двигателя могли поднять нос наверх. Так как моторы на ДС-10 расположены под крыльями, увеличение тяги двигателя заставит самолет задрать нос. Другими словами, ему нужно было ускоряться при наклоне и тормозить при подъеме. Эта идея настолько противоречила интуиции, что Хейнс с трудом мог заставить себя следовать этому плану. «Самое сложное, — вспоминает он, — было, когда нос начал подниматься, а воздушная скорость — падать, и при этом нужно было еще сбавить скорость. Это было непросто. Мне показалось, что сейчас мы рухнем».

Но этот план сработал. Пилотам удалось удержать самолет в относительно ровном состоянии. Они не могли избавиться от фугоидных колебаний — для этого требовалось контролировать полет по-настоящему, — но они не дали самолету уйти в смертельное пике. Теперь экипаж мог сосредоточиться на своей последней проблеме — посадке в Су-Сити. Хейнс знал, что это будет сложно. Прежде всего, пилоты не могли напрямую контролировать скорость снижения, так как рули высоты — рулевые поверхности на хвостовом крыле, регулирующие высоту, — им не подчинялись. Хейнсу и пилотам пришлось полагаться на грубую формулу, использующуюся при полете на ДС-10: снижение высоты на тысячу футов занимает примерно три мили по расстоянию. Так как самолет находился примерно в шестидесяти милях от аэропорта, но при этом сохранял высоту приблизительно в тридцать тысяч футов, Хейнс понял, что им придется сделать несколько кругов по пути к посадочной полосе. Попытайся они ускорить снижение, им пришлось бы отказаться даже от той небольшой устойчивости, которой они смогли добиться. Так что пилоты начали выполнять правые повороты, продолжая лететь на северо-запад к Су-Сити. С каждым поворотом они теряли немного высоты.

Когда самолет приблизился к аэропорту, пилоты занялись последними приготовлениями к аварийной посадке. Они избавились от избытка топлива и постепенно уменьшили тягу. Пассажирам велели сесть и уткнуться лицом в колени. Хейнс видел вдали посадочную полосу и пожарные машины. Хотя пилоты уже сорок минут летели без средств управления, они все равно смогли посадить самолет на середину посадочной полосы — шасси были выпущены, а нос задран. Это было потрясающее проявление летного искусства.

К сожалению, пилоты не могли управлять скоростью самолета. Кроме того, они не могли заставить его затормозить, после того как тот коснулся земли. «Обычно самолеты ДС-10 сажают на скорости примерно 140 узлов, — говорит Хейнс. — Мы же двигались со скоростью 215 узлов и продолжали ускоряться. Обычно скорость снижения при приземлении не превышает 300 футов в минуту. Мы же снижались со скоростью 1850 футов. И эта скорость тоже росла. Кроме того, обычно самолет ровно едет по посадочной полосе, а нас болтало из стороны в сторону из-за попутного ветра».

Психология bookap

Из-за этих факторов самолет не смог остаться на аэродроме. Его занесло на кукурузное поле, где он развалился на куски. Кабина пилота отсоединилась от фюзеляжа, как острие карандаша, и, вращаясь, перекатилась к краю аэродрома. (Все пилоты потеряли сознание и получили серьезные травмы.) В фюзеляже начался пожар. Ядовитый черный дым заполнил салон. Когда он рассеялся, 112 пассажиров были мертвы.

Но благодаря навыкам пилотирования, проявленным экипажем, — их способности управлять самолетом, лишившимся средств управления — 184 пассажира выжили в этой аварии. Так как самолет долетел до аэропорта, врачи и пожарные смогли заняться ранеными и быстро потушить пожар. Как отметил в своем отчете Национальный комитет безопасности перевозок, «заслуживающие похвалы действия [пилотов] сильно превзошли все возможные ожидания». Метод управления полетом, родившийся в кабине пилота рейса 232, теперь является стандартной частью программы подготовки летчиков.