Читать книгу Тайны мозга - Александр Каплан - Страница 2

Знаменитый популяризатор науки, биолог и астрофизик Карл Саган в предисловии к своей книге «Драконы Эдема. Рассуждения об эволюции человеческого разума» сразу обозначил свои приоритеты: «Красота и элегантность современных форм жизни обязана своим происхождением естественному отбору, в результате которого выживали и размножались те организмы, что случайно смогли приспособиться к своему окружению».

Если отбросить некоторые сомнения в вопросе о биологическом происхождении эстетичной привлекательности современных форм жизни, можно было бы прямо здесь продолжить тезис Сагана гипотезой о том, что венцом эволюционного отбора как раз и стал мозг человека. Однако в расшифровке этой своей мысли Карла Сагана что-то остановило, и уже в следующей главе он пишет: «Самые простые из организмов Земли сегодня имеют у себя за плечами ровно столько же эволюционного развития, сколько и самые сложные, и вполне может оказаться, что внутренняя биохимия современных бактерий более эффективна, нежели внутренняя биохимия бактерий три миллиарда лет назад». В этом смысле наиболее совершенны те биологические формы, что прошли самый долгий путь эволюционного развития, накопив генетический опыт выживания в разнообразных условиях своей ниши обитания. При этом не так важно, насколько на этом пути они успели снаститься всякого рода технологическими усовершенствованиями, от органов чувств и движения, до аппаратов анализа информации и принятия решений – все выжившие участники эволюционной гонки распределились по тем нишам, в которых им живется наиболее комфортно. Технологическое усложнение биологических форм – это плата вытесненных из своих экологических ниш организмов за возможность приспособления к новым условиям обитания. В этом отношении мозг человека, несомненно, является технологическим совершенством, на которое едва ли могла рассчитывать биологическая эволюция не только три миллиарда лет назад, но даже в последние шесть-семь миллионов лет, когда по Земле уже бегало много диких обезьян.

Так случилось, что отработанный на бактериальных моделях репертуар биологического конструктора оказался достаточным, чтобы, в конце концов, построить из него не только тараканов, вот уже 300–400 миллионов комфортно обитающих на Земле, не только крокодилов и бегемотов, но и Человека разумного с 86 миллиардами нервных клеток в его головном мозгу. Тараканы, видно, ничуть не хуже, а скорее, даже лучше, чем человек приспособлены для жизни на Земле, раз они пережили не только все невзгоды природы, что грозили им сотни миллионов лет, но и разработки ученых-химиков последних нескольких десятилетий. Как видно, для такого приспособления к окружающей и отнюдь не благоприятной для жизни таракана обстановке хватает нервной системы, состоящей всего из одного миллиона нервных клеток. Это почти в 10 тысяч раз меньше, чем у самых разумных на Земле животных – высших обезьян с шестью-восемью миллиардами нейронов в головном мозгу. При этом обезьяны, вряд ли, лучше приспособлены к жизни на Земле, чем тараканы. Но в мозгу у человека нервных клеток еще на целых 80 миллиардов больше, чем у самых умных обезьян, у шимпанзе. Какими же невиданными ранее приспособительными ресурсами обзавелся человек, что потребовали для своего обеспечения такой десятикратной прибавки в числе нейронов по сравнению с мозгом высших обезьян?

По-видимому, мозг человека способен не просто обрабатывать и запоминать информацию от органов чувств, не только управлять внутренними органами и формировать поведение и даже не столько улавливать закономерности внешнего мира – все это может шимпанзе, сколько творить настоящее чудо – реконструировать окружающий мир в мысленных образах. Будучи свободными от законов материального мира эти образы как своего рода математические модели позволяют человеку в уме разыгрывать сцены прошлого и апробировать варианты будущего, строить воздушные замки новых теорий, воплощать в воображении альтернативные миры. Но и это, наверное, еще не все, что может мозг человека. Реализованный в мозгу человека Разум – вот, наверное, вершина адаптации живого существа в Природе. Разум как способность не только познавать глубинные закономерности этого мира, но еще и придавать смысл и значение всему происходящему.

– Мозг до сих пор остается самой большой загадкой для науки, – признается замечательный популяризатор нейронауки, известный специалист в области нейролингвистики, нейробиологии и психологии, профессор Санкт-Петербургского государственного университета Татьяна Владимировна Черниговская. По ее словам, в пределах человеческого понимания у этой загадки может вовсе не оказаться решений и, наоборот, может получиться множество решений, но без понимания, какое же из них верное. Слишком сложны, многообразны, динамичны и мультивариантны сети из сотен тысяч и миллионов нервных клеток. – Суммарная длина объединяющих нервные клетки их отростков приближается к трем миллионам километров, а комбинаторика состояний этих сетей просто астрономическая – больше, чем атомов во Вселенной! – восклицает Татьяна Владимировна. – Это все в объеме мозга одного человека!

Мозг человека – это целый космос! Несмотря на то, что именно мозг дает нам единственную возможность познавать мир, в котором мы живем, сам этот орган в силу своей астрономической сложности остается едва ли не самым малоизученным объектом во Вселенной. Кто-то даже считает, что перспективы понимания того, как работает мозг человека, в настоящее время как никогда ранее становятся все более призрачными.

В недавней встрече с Далай-ламой XIV в августе 2017 года в рамках симпозиума по проблеме сознания Татьяна Владимировна обратила внимание коллег на то, что «Число эмпирических данных, которые мы имеем, растет каждую минуту. Мы вошли в некоторый тупик, потому что не знаем, что с этим количеством делать. Мы можем эти данные по полочкам разложить и, разумеется, есть способы обработки, но дальше никуда не идем. Из того, что я буду рассматривать каждую вашу клетку, не выйдет никакого впечатления о том, что вы за личность. От того, что я буду в мозгах копаться и каждый нейрон оттуда вытаскивать, я не получу картины того, как это работает. Ну, еще 30 миллиардов нейронов исследовали – дальше что? На какой вопрос отвечаем? … Явно наступил момент, когда остро нужна новая теория». (РИА Новости https://ria.ru/religion/20170808/1499940410.html)

Зачем людям такой сложный мозг с миллионами километров нервных связей, с десятками миллиардов нервных клеток, с миллионом миллиардов контактов между ними, если на Земле прекрасно живут существа с мозгом в булавочную головку?

– Да, только представьте, что в голове простой улитки находится всего 20 тысяч нервных клеток, и она прекрасно многие сотни миллионов лет адаптируется к изменяющейся среде, – рассказывает один из самых известных в мире исследователей простых нервных систем, директор Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии, член-корреспондент РАН профессор Павел Мирославович Балабан. – Это просто поразительно: у этого моллюска нет ничего – ни рук, ни ног, есть только панцирь, а он ползает миллионы лет – и ничего, выживает. И кроме цели выживания, в его головке ничего нет

Люди никогда не узнают, есть ли что-то еще в голове у виноградной улитки, кроме «цели выживания», но в одном можно быть уверенным, и в том числе работами Павла Милославовича это было доказано, – улитки прекрасно обучаются всяким полезным для жизни навыкам. Если улитки ползут по дорожке, где в прошлый раз кормили, то рожки торчат вверх, вращая глазами во все стороны, но если попадают в место, где раньше наказывали электрическим током, – рожки втягиваются под панцирь! Нет ни поощряющей еды, ни наказывающего электрического тока, а подготовительные действия к приему пищи или защите от тока налицо. Это все потому, что в миниатюрном мозге улитки был выполнен анализ поверхности и каких-то еще внешних условий, полученные данные сопоставлены с прежним опытом, и на этом основании даны команды соответствующим мышцам для выполнения биологически оправданного поведения. Получается, что все компоненты формирования такого достаточно сложного навыка реализованы даже в голове улитки, где умещается всего 20 тысяч нервных клеток.

Дальнейшее совершенствование мозга долгое время, многие сотни миллионов лет, шло по пути развития собственно трех мозговых блоков: сенсорного – чтобы видеть четче, слышать лучше, обонять чутко, осязать тонко; моторного – чтобы быть сильным, быстрым и ловким и, наконец, анализаторного – чтобы все понимать и принимать правильные решения. Развитие этих модулей потребовало постепенного наращивания в мозгу количества операциональных элементов – нейронов и, соответственно, увеличения массы самого мозга. Высшие обезьяны, которые уже умеют практически все, обладают мозгом с 6–8 миллиардами нервных клеток и массой в 400–500 г. Данные антропологических раскопок показывают, что в период примерно от 1 до 6 млн лет назад в Африке благополучно существовали разнообразные представители человекообразных обезьян, которые своей походкой на двух ногах сильно отличались от сородичей. Однако по размеру мозга эти прямоходящие обезьяны еще не отличались от своих четвероногих собратьев и вряд ли превосходили их по интеллектуальным способностям, но освободив руки, они получили все шансы для опережающего развития.

Вот на этом пути, где то три-четыре миллиона лет назад, среди большого разнообразия обезьян появились первые представители рода «люди», или «Гомо». По всей вероятности, это были австралопитеки, в самом деле, уже очень похожие на современных людей. И походка у них была как у людей, о чем свидетельствуют знаменитые отпечатки следов австралопитеков, найденные в 1978 году в местности Лаэтоли, что в северной Танзании. Следы, видно, были оставлены во влажном пепле после извержения вулкана. Прямохождение и нарастающая потребность в расширении социальных контактов требовали бОльщих мозговых ресурсов, но что-то еще сильно ограничивало необходимое для этого увеличение размеров мозга у австралопитеков. Этим сдерживающим фактором оказались… мощные челюсти, которые конкурировали с мозгом за место в голове человека. А как иначе, если не челюстями можно было не только ухватить добычу, но и подготовить сырые «продукты питания», особенно растительные, для переваривания в желудке.

Первую прибавку в весе мозга, до 650–700 г, люди получили лишь спустя два миллиона лет – когда они научились изготавливать настоящие орудия труда: каменные рубила и ножи. Это уже были представители Человека умелого (Homo habilis). Они обосновались в прекрасном месте на берегах озера Танганьика (Танзания). Там и была найдена галька, искусно обработанная рукой человека более двух миллионов лет назад. Новые орудия позволили первобытным людям перейти в питании к перемолотой растительной пище и значительно увеличить мясной рацион. Это сильно ослабило нагрузку на челюстно-мышечный аппарат, позволило им в ходе дальнейшей эволюуии уменьшится в размере. Изящные челюсти, которые теперь сильно отличают человека от своих древних сородичей с массивными скулами, освободили дополнительное место для мозга.

Что же послужило новым толчком к такому резкому увеличению мозга у представителей Гомо?