Грегори Бернс - Что значит быть собакой. И другие открытия в области нейробиологии животных

– Рио, привет! – поздоровался Питер.

Морская львица выпрыгнула из бассейна и устремилась к ограде, выяснить, кто пришел. Дружелюбно обнюхав Питера, она вернулась к своим делам.

Следующий загон принадлежал Ронан. Более молодая и энергичная, чем Рио, она то ныряла в бассейне, то выползала на мостки.

– Ронан! – окликнул ее Питер. – Какая ты стала большая!

Было непонятно, услышала ли она его. Признаков визуального узнавания, свойственных, например, собакам, она не подавала.

Питер обернулся к Эндрю Раусу, с которым они вместе проводили эксперименты на улавливание ритма.

– Эндрю, можешь позвать Ронан?

Эндрю похлопал по загородке, как будто предлагая рыбу. Ронан тут же выскочила из бассейна и подобралась поближе, узнать, что дают.

Питер уткнулся в решетку и подул Ронан в нос.

– Такое у морских львов приветствие, – пояснил он.

Ронан с шумом втянула воздух и фыркнула. Явно удовлетворившись унюханным, она развернулась и отправилась обратно в бассейн. Вот и пойми, узнала или нет. Ни малейшего сходства с тем, как приветствует хозяина собака после долгой разлуки.

Питер явно был уязвлен.

– Ну ладно, что тут поделаешь.

На этом дежурные приветствия завершились, и Эндрю подключил динамик, готовясь к новому эксперименту. На этот раз предполагалось посмотреть, как Ронан будет подстраиваться под нарушение ритма.

У людей такие эксперименты уже проводились – в этом случае ритм сбивают, либо опережая, либо запаздывая с очередной долей такта. Чем сильнее сбой, тем дольше испытуемый перестраивается. Чтобы представить себе процесс, вообразите мозг и тело как совокупность пружин, олицетворяющих колебания нейронной сети. Акустический стимул запускает колебание, пружины сжимаются и растягиваются, обеспечивая отстукивание удара в нужный момент. При сбитом ритме, когда доля запаздывает или опережает общий темп, в системе тоже наступает сбой и, чтобы синхронизироваться заново, требуется некоторое время. Динамику процесса определяет натяжение и смыкание пружин, диктуемое, в свою очередь, мозгом и мускулатурой. Исследуя, как человек подстраивается под нарушение ритма, можно вычислить самые простые параметры взаимодействия слуховой и двигательной систем мозга.

Эндрю пустил через динамик стук метронома. Это была синусоида, в которой звук то нарастал, то слабел, как в полицейской сирене, только медленнее. Ронан уже знала, что делать. Встав перед динамиком, она принялась кивать головой. Синхронизация впечатляла. Примерно через пять тактов Эндрю кинул Ронан рыбу.

Спустя несколько раундов Эндрю поставил запись, которая начиналась так же, а затем менялась. В данном испытании перемена состояла в неожиданном ускорении темпа. Ронан сбилась, но через несколько счетов подстроилась заново. В следующем раунде темп не менялся, зато одна из долей звучала с опережением. Этот фазовый сдвиг тоже поначалу выбил Ронан из колеи, однако и теперь она так же быстро перестроилась.

Впоследствии Питер с коллегами проанализируют реакцию Ронан на фазовый и темповый сдвиг и обнаружат, что она схожа с человеческой. И это примечательно, учитывая, насколько отличаются организмы человека и морского льва. Ронан кивает головой, человек отстукивает ритм пальцами (хотя иногда и головой тоже кивает). Независимо от того, какие мышцы участвуют в этом занятии, анализ показывает, что динамика у нейронного механизма, увязывающего ритмичный слуховой стимул с ритмичной двигательной реакцией, у человека и морского льва одинакова [61] A. A. Rouse, P. F. Cook, E. W. Large, and C. Reichmuth, “Beat Keeping in a Sea Lion as Coupled Oscillation: Implications for Comparative Understanding of Human Rhythm,” Frontiers in Neuroscience 10, no. 257 (2016). . Ронан продемонстрировала, что эта способность не зависит ни от дара речи, ни от степени развития речевых органов. А зависит она, скорее всего, от мозжечковой системы, в чем я имел возможность убедиться в своих исследованиях с участием людей десятью годами ранее.

Если Коллин Райхмут показала, что у морских львов имеются некие логические компоненты, необходимые для развития языка, то Питер обнаружил у них зачатки синхронизации слуховой и двигательной систем при восприятии ритма. Так что, несмотря на отсутствие в мозге морских львов полноценной речевой структуры, у них имеются по крайней мере две составляющие, участвующие в производстве речи у человека. Мы, люди, понимаем, что такое следовать логике «если… то», и даже самые неритмичные знают, что такое танцевать. И снова аналогии в навыках и аналогии в нейронных сетях головного мозга указывают на сходство ощущений.

Наблюдая за Ронан, кивающей в такт, я поймал себя на том, что киваю тоже. Наверное, это получилось подсознательно, но стоило мне отдать себе отчет в своих действиях, и я понял, что ощущает Ронан. Вполне закономерно, ведь наш мозг реагировал на один и тот же звуковой стимул. Как на концерте, где все танцуют под одну музыку. Ничего сложного на самом деле.

Где-то на одиннадцатом раунде кивков и танцев Ронан решила, что на сегодня с нее хватит, и направилась в бассейн, но я успел урвать поцелуй на прощание. Это был прекрасный день. Солнце уходило за океан, и на фоне закатного зарева мелькнули силуэты двух дельфинов, прочертивших дугу над водой.

Интересно было бы узнать, как устроен их мозг.

Моя давняя коллега по Университету Эмори, Лори Марино, знает о дельфинах все. В своей диссертации она сравнивала анатомию черепа китообразных и приматов и пришла к неожиданному выводу: зубатые киты, к которым относятся и дельфины, обладают одним из самых высоких коэффициентов энцефализации в животном мире.

Почти на всем протяжении нулевых Лори занималась изучением мозга дельфинов. Она подключилась к сети оповещений о выбрасывании морских млекопитающих на берег и, когда на атлантическом побережье погибал дельфин, всеми правдами и неправдами старалась раздобыть его мозг. Так, упорными усилиями ей удалось собрать небольшую коллекцию образцов, которые она начала исследовать с помощью МРТ. Именно ей, Лори Марино, мы во многом обязаны современными представлениями об анатомии мозга дельфинов [62] L. Marino, T. L. Murphy, A. L. DeWeerd, J. A. Morris, S. H. Ridgway, A. J. Fobbs, N. Humblot, and J. I. Johnson, “Anatomy and Three-Dimensional Reconstructions of the Brain of a White Whale (Delphinapterus Leucas) from Magnetic Resonance Images,” Anatomical Record 262 (2001): 429–439; L. Marino, K. D. Sudheimer, D. A. Pabst, W. A. McLellan, D. Filsoof, and J. I. Johnson, “Neuroanatomy of the Common Dolphin (Delphinus Delphis) as Revealed by Magnetic Resonance Imaging,” Anatomical Record 268 (2002): 411–429. .

Помимо анатомических исследований Лори прославилась сотрудничеством с Дианой Рейс, профессором психологии из Городского университета Нью-Йорка, – в ходе совместной работы они выясняли, узнаю́т ли дельфины себя в зеркале. Зеркальный тест еще в 1960-х разработал психолог Гордон Гэллап, исследовавший степень самосознания у шимпанзе. Для этого на лбу шимпанзе делали отметку мелом и наблюдали за реакцией подопытного, когда тот смотрел в зеркало. Касание отметки пальцем свидетельствовало о наличии самосознания. Шимпанзе у Гэллапа этот тест успешно проходили, как проходят его человеческие дети с полутора лет.