Александр Каплан - Тайны мозга

Однако, если человек приходит наниматься на работу, то для оценки интеллектуальных способностей размер его головного убора может быть использован в самую последнюю очередь. Франсуа Анатоль Тибо более известный как Анатоль Франс обладал массой мозга в 1017 граммов, и тем не менее это не помешало ему достичь не меньшей известности в литературе, чем у Ивана Сергеевича Тургенева с мозгом в 2012 граммов.

Если размер мозга имеет в лучшем случае вероятностное отношение к к тому, насколько могут быть выражены общие интеллектуальные способности человека, то может, к этому имеют большее отношение сама структура нервной ткани? Или составляющие эту ткань нервные клетки — нейроны? Возможно, различия найдутся при оценке не просто интеллекта, но реальных творческих способностей человека?

Нейроны — это особенные клетки организма, единственные в своем роде. У них много чего устроено не так, как у других клеток тела. В ядре нервных клеток активно работают в 10 раз больше генов, чем у других клеток. В зрелом организме нервные клетки, в отличие от других, — не делятся. Генерация новых нервных клеток, которая недавно была открыта в области гиппокампа, составляет в сутки не более нескольких сотен нейронов, хотя в одном только гиппокампе их многие сотни миллионов. Нейроны образуются еще на стадии эмбрионального развития и далее существуют на всем протяжении жизни организма, если не гибнут. Во взрослом состоянии у человека в среднем насчитывается около 86 миллиардов нервных клеток — при том, что каждый день выводится из дела около 10–15 тысяч нейронов, они просто рассасываются как ненужные. Потому и говорят, что нервные клетки не восстанавливаются: старые умирают, а новые фактически не прибавляются.

Более того, нервные клетки выходят из игры не из-за старения или болезни, а по отработанному в эволюции сценарию. Это так называемая запрограммированная гибель клеток, которая происходит, если они перестают быть полезными, то есть включенными в какую-либо функциональную систему. Системы эти выстраиваются по мере формирования связей между клетками при выработке какого-либо навыка или при запоминании нового события. Если немножко утрировать, то каждому навыку или новому впечатлению соответствует сформировавшаяся в ходе выработки этого навыка или запоминания события цепочка связанных между собой нервных клеток. Если такую цепочку активировать в той последовательности, как она формировалась исходно, то теоретически можно как наяву воспроизвести таким образом запомнившуюся картину или усвоенный навык. В эксперименте это сделать проблематично, но для естественной активности мозга это и есть основная работа: формирование новых схем и повторное их проигрывание по мере необходимости.

Правда, самые последние данные нейрофизиологов не совсем соответствуют концепциям нервных цепочек памяти. Исследователи из Гарвардской медицинской под руководством доктора Кристофера Харвея опубликовали в 2017 году в престижном журнале Cell результаты остроумных экспериментов: они сажали крыс в шар, который, будучи погруженным в сосуд с жидкостью мог вращаться во всех направлениях. Крысы могли по такому шару бежать, как по беговой дорожке, но в любых направлениях и оставаясь при этом на месте. На экране перед крысой крутили кино, как будто она бежит в лабиринте с многочисленными развилками. Если перед развилкой мелькали черные точки, то крысе следовало поворачивать в правый рукав лабиринта, а если в белые — в левый. При правильном прохождении лабиринта крыса получала вкусную еду. Ученые мониторировали активность нейронов в теменной коре крысы во время бега за едой. Согласно теории по мере формирования и закрепления навыка в компактной популяции между нейронами закреплялись роли: одни активировались при наличии черных меток, другие белых. Неожиданностью стало то, что при длительном наблюдении и уже при закрепленном у крысы навыке правильных поворотов нейроны начинали обмениваться своими ролями: те, что активировались на черные метки, могли переключиться на белые и наоборот, хотя в целом популяция нейронов вовлеченных в формирование навыка оставалась одной и той же. Таким образом, память на черные клетки или белые метки не может закрепляться в конкретных цепочках нейронов. Ученые предполагают, что современные представления о кодировании памятных следов конкретными схемами нейронов должны быть дополнены представлением о вариативности этих схем, которые оставляют мозгу возможность в каждой конкретной реакции иметь некоторую свободу выбора, чтобы эта реакция была в точности подогнана к уникальным особенностям конкретной ситуации.

Тем или иным образом, в многочисленных комбинациях нейронов или в нейронных сетях поддерживается весь персональный опыт человека. Устойчивость этим комбинациям придают особые свойства контактов между клетками — синапсов: они становятся тем прочнее, чем чаще воспроизводится данный навык и чем более он нужен и важен для обеспечения деятельности организма. Именно в этих контактах решается вопрос о передаче сигнала от одной нервной клетке к другой, таким образом связь двух нервных клеток либо закрепляется, либо разрушается в буквальном смысле, потому что неработающие синапсы постепенно рассасываются. Это, например, и происходит в ходе формирования новых или при стирании старых памятных следов.

Как объясняет профессор Павел Милославович Балабан, передача сигналов в контактах между клетками и закрепление этого процесса происходит посредством выделение химических веществ — медиаторов и сложной цепочки молекулярных преобразований в синапсе, а активируется этот процесс посредством приходящих к этим контактам нервных импульсов от других нервных клеток.

В системном взаимодействии огромного количества нервных клеток рождаются нейронные архитектуры индивидуального опыта. Возникает вопрос: если основные «строительные» модули мозга, нервные клетки, для всех людей примерно одинаковы, то почему мы такие разные? Одни постоянно экспериментируют, ищут приключения; другие — предпочитают жить по предписаниям, сторонятся перемен; а третьи — романтики, витают в облаках, пасут коров, теоретизируют в науке. Какие отделы мозга определяют нашу индивидуальность и существуют ли вообще подобная локализация психических функций? Может быть, есть какие-то более тонкие характеристики мозга, по которым мы все же различаемся принципиальным образом?

Взвешиванием головного мозга одаренных людей занимались исследователи из разных стран уже на протяжении более ста лет. Основное их внимание было сосредоточено на мозге представителей искусства, науки, литературы, политики и криминальной среды. Ученые надеялись, что удастся обнаружить связь между массой мозга и определенным талантом или наклонностью, пусть даже криминальной. Многочисленные измерения массы мозга людей самых разных социальных групп и реализованных способностей показали, что очевидных связей между массой мозга и одаренностью не существует.