Александр Каплан - Тайны мозга

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 мулътивариантны 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.