Вилейанур Рамачандран - Мозг рассказывает. Что делает нас людьми

Представим себе очень простой пример: перед вами кусок льда, и вы последовательно его нагреваете: 20 градусов по Фаренгейту… 21 градус… 22 градуса… Достаточно долго повышение температуры льда ещё на один градус не производит никакого интересного эффекта: все, что у вас есть, это чуть более тёплый кусок льда, чем минуту назад. Но затем вы доходите до 32 градусов по Фаренгейту. Как только вы достигаете этой критической температуры, вы наблюдаете резкое, существенное изменение. Кристаллическая структура льда декогерируется, и внезапно молекулы воды начинают смещаться и плавать друг вокруг друга в свободном порядке. Ваша замороженная вода превратилась в жидкую воду благодаря всего одному решающему градусу тепловой энергии. В этой ключевой точке постепенные изменения перестали приводить к постепенным эффектам и породили неожиданное качественное изменение, называемое фазовым переходом.

Природа полна фазовых переходов. Переход от замороженной к жидкой воде лишь один из них. Переход от жидкого состояния воды к газообразному, пару, ещё один. Но они не ограничены примерами из химии. Они могут происходить, например, в общественных системах, где миллионы индивидуальных решений или отношений могут взаимодействовать вплоть до быстрой смены всей системы и создания нового баланса. Фазовые переходы назревают во время раздувания спекулятивных финансовых пузырей, крахов фондовых бирж и спонтанных транспортных пробок. В более положительном ключе именно они были продемонстрированы во время крушения социалистического блока и взрывообразного развития Интернета.

Я бы даже предположил, что фазовые переходы применимы к происхождению человека. За миллионы лет они привели к появлению Homo sapiens: естественный отбор продолжал возиться с мозгом наших предков в обычной эволюционной манере, то есть постепенно и мало-помалу. Копеечный прирост коры мозга здесь, пятипроцентное увеличение толщины волокнистого тракта, соединяющего две структуры, там, и так далее на протяжении бесчисленных поколений. Результатом этих незначительных усовершенствований нейронной системы в каждом новом поколении были приматы, немного лучше делающие разные вещи: немного более проворные в использовании палок и камней, немного лучше разбирающиеся в социальной структуре и проворачивающие свои делишки, немного более проницательные в отношении поведения дичи или признаков погоды и времён года, немного лучше запоминающие отдалённое прошлое и видящие его связь с настоящим.

Затем, где-то сто пятьдесят тысяч лет назад, произошло взрывообразное развитие определённых ключевых мозговых структур и функций, неожиданные сочетания которых породили в итоге умственные способности, делающие нас особенными в том смысле, о котором я говорю. Мы прошли через психический фазовый переход. Все старые составляющие остались на месте, но начали совместную работу совершенно новыми способами, которые были чем-то большим, нежели сумма отдельных составляющих. Этот переход подарил нам такие особенности, как полноценный человеческий язык, художественное и религиозное чувства, а также сознание и самосознание. За тридцать тысяч лет (ну или около того) мы научились строить себе укрытия, сшивать шкуры и меха в полноценную одежду, создавать украшения из ракушек и наскальные рисунки, а также вытачивать флейты из костей. Наша генетическая эволюция в большей или меньшей степени завершилась, но при этом началась намного намного! более быстрая форма эволюции, завязанная уже не на генах, а на культуре.

И какие же именно структурные улучшения мозга были ключевыми для всего этого? Буду счастлив объяснить. Но прежде чем начать, я дам вам краткий обзор анатомии головного мозга, чтобы вы смогли лучше понять ответ.

Рис. В. 1. Рисунок нейрона, на котором видно тело клетки, дендриты и аксон. Аксон передаёт информацию (в форме нервных импульсов) следующему нейрону (или ряду нейронов) в цепи. Аксон достаточно длинный, и здесь изображена только его часть. Дендриты получают информацию от аксонов других нейронов. Поток информации, таким образом, всегда идёт в одном направлении

Человеческий мозг состоит из примерно 100 миллиардов нервных клеток, или нейронов (см. рис. В.1). Нейроны «общаются» друг с другом благодаря нитеобразным волокнам, которые напоминают либо густые ветвистые заросли (дендриты), либо длинные извилистые передаточные кабели (аксоны). Каждый нейрон создаёт от ста до десяти тысяч связей с другими нейронами. Точки контакта между нейронами, называемые синапсами, это то место, где нейроны делятся между собой информацией. Каждый синапс может быть возбуждающим или тормозящим и в каждый момент времени либо включён, либо выключен. Учитывая все возможные комбинации, число состояний мозга может быть ошеломляюще большим; фактически, оно с лёгкостью превосходит число элементарных частиц во всей вселенной.

Учитывая эту приводящую в замешательство сложность, совершенно неудивительно, что студенты-медики говорят, будто нейроанатомия идёт у них со скрипом. Приходится принимать во внимание почти сто структур, и у большинства, из них загадочно звучащие названия. Фимбрия. Форникс. Индузиум гризеум. Локус коэрулеус. Нуклеус моторис диссипатус форматионис Райли. Медулла облоггата. Должен сказать, что я обожаю, как эти латинские названия скатываются с языка. Ме-ДУЛЛ-а облог-ГА-та! Моё любимое субстанция инномината, что буквально переводится как «вещество без имени». А самая маленькая мышца в теле, предназначенная для отведения мизинца ноги, это абдуктор оссис метатарси дижити куинти миними. Полагаю, звучит как поэма. (Поскольку через медицинскую школу сейчас проходит первое поколение Гарри Поттера, возможно, мы наконец услышим, как эти термины произносят с тем удовольствием, которого они заслуживают.) К счастью, в основе этой поэтической сложности лежит основная схема всего устройства, которую несложно понять. Нейроны соединены в сети, которые могут обрабатывать информацию. В конечном итоге все бесчисленное множество структур мозга это сети нейронов специального назначения, и они часто обладают очень изящным внутренним устройством. Каждая из этих структур выполняет набор особых, хотя и не всегда лёгких для понимания познавательных или физиологических функций. Каждая структура образует системные связи с другими структурами мозга, создавая таким образом цепи. Эти цепи передают информацию взад-вперёд и по повторяющимся петлям и таким образом позволяют структурам мозга совместно работать над сложными восприятиями, мыслями и поступками.