Всё, что мозг хотел знать про мозг

С точки зрения биологии и генетики: «умный» ледниковый период

Возможно, что люди стали умнеть благодаря холоду во время ледникового периода. К такому неожиданному выводу пришли американские исследователи.

– Мы нашли доказательства того, что увеличение размеров мозга человека совпало с глобальным понижением температуры, вызванным ледниковым периодом примерно 2,5 миллиона лет назад, – сообщили биологи Давид Шварцман и Джордж Миддендорф из Университета Говарда в Вашингтоне, округ Колумбия. – Тогда объем черепной коробки неожиданно (по эволюционным меркам) подрос с 600 миллилитров до 1 литра.

Причина, по мнению ученых, была в том, что природа создала мозгу условия для хорошего охлаждения. Дело в том, что примерно половина энергии, вырабатываемой организмом, идет на работу мозга. И тут выделяется большое количество тепла, от которого необходимо избавляться, чтобы не перегреться. А в жарком климате большой мозг перегревался бы. Вот он и оставался маленьким.

Исследователи вычислили, какая средняя температура воздуха на Земле позволила бы мозгу расти и при этом эффективно избавляться от избытка тепловой энергии. И оказалось, что было бы достаточно снижения на 1,5 градуса по Цельсию. Специалисты сравнили графики падения средней температуры и роста мозга. И они совпали. Значит, в северных широтах мозг чувствует себя комфортнее.

Но это лишь предположение. Другие ученые считают, что в основе эволюции мозга лежит индивидуальная внутривидовая изменчивость.

– Дарвиновская теория построена как негативный процесс, в котором не выживают сильнейшие, а погибают слабейшие, – объясняет доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией развития нервной системы Института морфологии человека РАМН Сергей Вячеславович Савельев. – Дело – в индивидуальной изменчивости, в том числе мозга. У собак, у волков разница в весе головного мозга может достигать 30 %. Но внешне это никак не проявляется. Вот если бы у одного животного лапы были на 30 % длиннее, чем у другого, тогда никто бы не сомневался, всем было бы видно. В основе эволюции мозга лежит не дарвиновский отбор, не мутации, а индивидуальная внутривидовая изменчивость, которая существует постоянно. Все определяется стратегией размножения – чей геном привнесен в следующее поколение, а не тем, чей геном исчез в предыдущем.

С точки зрения эволюции произошли и различные структурные изменения мозга человека. Какие положительные, а какие отрицательные – сказать сложно. То, что у человека пропала способность улавливать высокочастотные сигналы выше 20 тысяч Герц – это, наверное, отрицательное изменение. Хотя и сейчас дети до одного года могут улавливать их с помощью специальной структуры мозга, отвечавшей когда-то – еще на заре человечества – за восприятие высокочастотных сигналов. У человека очень плохо развито обоняние. Отрицательное это изменение или нет? Трудно оценить. Птицы, за редкими исключениями (например, альбатросы), не воспринимают запахи или обладают очень слаборазвитым обонянием. Зато у них хорошо развито зрение. У нас зрение – тоже ведущий орган чувств.

Отрицательные и положительные изменения в мозге продиктованы историей нашего вида. В этой истории сначала принципиальную роль играло обоняние, и тогда появился передний мозг. Потом была смена биоценоза, мест обитания. Наши предки перешли жить на деревья. Обоняние утратило свои функции, тогда зрение и стало ведущим органом чувств. Поэтому нельзя сказать – что-то стало плохо, а что-то хорошо. Другое дело, что конструкция мозга могла бы быть более разумной. Ведь передний обонятельный мозг, которым мы думаем, вырос, по сути, из половой системы. Отсюда эта бесконечная человеческая проблема сексуальных отношений, которая проходит красной нитью через все – самооценку, смысл жизни, стратегию поведения. Если бы мышление возникло на какой-то другой базе, может, было бы лучше. А в результате половые мотивации оказались базисными принципами мышления. Это делает нас агрессивными, хищными и очень неразумными. Но наш мозг такой, какой есть. Все эволюционные приобретения и потери были обусловлены нашей биологией. А вот генетика к этой проблеме имеет косвенное отношение.

Распространенное современное воззрение, что в генах прописано все – это полная чушь. Потому что, если в генах было бы прописано все, то зачем природе создавать борозды и извилины внутри черепной коробки, которые все равно никто не видит? Ну, сделали бы что-то вроде докторской колбасы, внутри которой были бы прописаны все генетические связи. Но этого нет и в помине. Чтобы 150 миллионов человеческих нейронов запрограммировать индивидуально, геном должен был бы быть примерно в миллиард раз больше, чем он есть. В развитии мозга действуют законы, которые очень опосредованно контролируются генами.

История развития головного мозга связана также и с развитием наших чувств.

– Стволовой отдел головного мозга, который еще называют мозгом рептилий, является той частью, которая контролирует базовые функции, – объясняет эволюционный психолог Жанна Крайг, лекции которой можно посмотреть на YouTube. – Эта часть развивалась ранее всех остальных отделов и отвечает за виды деятельности, связанные с выживанием организма, например, за дыхание и пищеварение. Позднее, в процессе эволюции, возникла лимбическая система, или «мозг млекопитающих». Это часть мозга человека, которая контролирует эмоции. Она задействуется, к примеру, так же, как и у всех остальных млекопитающих, когда мы беспокоимся о подрастающем поколении.

Позже других в эволюции возникла та часть мозга, которая называется новой корой – неокортексом, или мыслительным отделом. Эта часть головного мозга, которая позволяет нам рассуждать и делать выбор на логической основе. Поскольку новая кора возникла позже остальных отделов мозга, само собой разумеется, что она является самым высокоразвитым отделом мозга, который в чем-то лучше и ценнее тех частей, которые развились ранее. Не секрет, что в нашей культуре мышление и логические рассуждения считаются более ценными, чем те функции, которые связаны с чувствами и эмоциями. Однако это большая ошибка, что доказывают наблюдения за больными с травмами мозга.

«Кладовая чувств» находится в орбитофронтальной коре мозга. И когда она повреждена, люди сталкиваются с серьезными проблемами. Пациент N, вошедший в историю медицины, был финансовым директором небольшой компании, жил с женой и двумя детьми, как вдруг в возрасте 35 лет у него обнаружили опухоль в передней части головного мозга. При проведении операции ему удалили большую часть орбитофронтальной коры. После этого он все еще мог вести разумные разговоры об экономике и текущих событиях, рассуждать по поводу сложных финансовых и этических ситуаций. Его память и интеллект не изменились, но это был уже не он. N сталкивался с проблемами при попытке принять самое простое решение. Он по целому часу сравнивал различные рубашки по утрам, пытаясь определить, какую надеть. Более сложный выбор давался ему не легче. Довольно скоро он потерял работу, его оставила жена, и, после неудачной попытки начать новый бизнес он переехал к родителям. N женился на проститутке, но и она через полгода ушла от него.

Люди с повреждениями орбитофронтальной коры не выражают особого беспокойства перед очень рискованным предприятием, их не смущают собственные поступки, которые большинство из нас нашли бы оскорбительными по отношению к окружающим. Те, чей мозг в этой части пострадал в детстве, не могут даже описать, «что такое хорошо и что такое плохо».

Ученые пришли к заключению, что когда «думающая» часть мозга отделена от «эмоциональной», она также неспособна выполнять свою работу, как и в том случае, когда мозг управляется исключительно эмоциями. Именно сплетение чувств и логики, то сочетание, которое и является человеческим мозгом, используется нами, когда мы ведем себя эмоционально умно.

– «Мозг млекопитающих» работает во много раз быстрее, чем мыслительные отделы мозга, – продолжает доктор Крайг. – Это очень помогает нам в ситуациях, когда нам грозит опасность. Представим: мы разбили в лесу палатку, и вдруг просыпаемся от того, что кто-то с треском ломится через кусты. «Мозг млекопитающего» заставляет нас подскочить и подготовиться к встрече с медведем задолго до того, как наш мыслительный отдел успевает сообразить, что это наш сосед отправился в кусты по нужде. Но иногда скорость, с которой работает наш «мозг млекопитающих», создает проблемы. Если бы это на самом деле был медведь, то наша быстрая реакция могла бы помочь нам пристрелить опасного зверя. Но что было бы, если бы мы сначала выстрелили, а потом сообразили, что причиной ночного переполоха стал сосед, гонимый в кусты переполненным мочевым пузырем? Варианты такого сценария проигрываются в различных эпизодах, связанных со вспышками ярости на дороге. Это синдром, работающий по схеме: «Приготовиться, прицелиться, пли!» – действие, управляемое чистыми эмоциями, без какого-либо вмешательства со стороны мыслительных отделов головного мозга.

Как мы видим, попытки оперировать с помощью исключительно эмоционального или мыслительного отделов нашего мозга заставляют нас функционировать на крайне низком уровне интеллекта. Человек, обладающий большим умом, способен сделать паузу перед тем, как начать действовать, чтобы принять оптимальное решение. Еще Аристотель писал в одном из своих трудов: «Каждый может проявить гнев – это просто. Однако показать свой гнев кому следует, в должной мере, в нужное время, адекватно ситуации – это уже непросто».

Альтернативные идеи: создатели «Матрицы»

Существует и альтернативные идеи происхождения мозга, такие, например, как Intelligent Design – «разумный план». Это одно из направлений креационизма, в рамках которого утверждается, что живые организмы были созданы в форме, в той или иной степени близкой к нынешней, неким «разумным творцом». Профессор Савельев категорично заявляет, что разумного плана в эволюции человеческого мозга нет, потому что разумный план предусматривает разумность. «Для верующего человека, я считаю, звучит оскорбительно, – говорит ученый. – Но сказать, что человек создан в результате божественного творения – это признаться публично, что творец был невменяем. В эволюцию никто не вмешивался, иначе все было устроено хоть чуть-чуть лучше. И конструкционно и функционально мозг сделан настолько бездарно, что остается удивляться, что он работает. Еще Гельмгольц почти сто лет назад говорил, что, «если бы мне Бог поручил сделать глаза, я бы сделал их в сто раз лучше». А это было сказано тогда, когда ни оптики, ни электроники толком не было. Но офтальмологу было ясно, что так делать глаза нельзя. Так что представить, что в результате «разумного плана» получилось такое безобразие, как человеческий мозг, я не могу».

…А, может, все дело не в «разумном плане», а в «разумной программе», моделирующей сознание?

Знаменитый блокбастер «Матрица» в свое время шокировал не только романтичных любителей фантастики. Идеей, что мы существуем не в реальном, а в виртуальном мире, прониклись и ученые. «Мы живем в компьютерной симуляции?» («Are You Living in Computer Simulation?») – под таким названием вышел в свет бестселлер доктора философии из Швеции Ника Бострома. В нем ученый утверждал, что наш мир сейчас представляет собой Матрицу – компьютерную симуляцию действительности. Философ имел в виду программу, моделирующую сознание одного, нескольких людей или вообще всего человечества.

– А создала симуляцию так называемая постчеловеческая цивилизация, состоящая из потомков нынешних людей, но внутренне и внешне так изменившихся, что их и людьми-то трудно назвать, – объяснял Бостром.

Этих сверхсуществ ученый считал представителями «истинного человечества». И наделял необыкновенными возможностями – например, вычислительными, приобретенными в результате сращения мозга с суперкомпьютерами. «Таким киборгам ничего не стоило создать виртуальный мир», – утверждал философ. И даже предположил, зачем им это понадобилось: для изучения собственного прошлого. «Наши потомки столкнулись с пробелами в своей истории и решили заполнить пустоты, запустив в игру множество смоделированных лиц – нас с вами», – увлеченно выстраивал свою необыкновенную теорию Бостром. И давал читателям полезную рекомендацию, чтобы не свихнуться: «Продолжайте жить точно так же, как и раньше, будто бы наш мир реален».