Мозг: биография. Извилистый путь к пониманию того, как работает наш разум, где хранится память и формируются мысли

«В настоящее время представляется возможным приблизиться к более сложным формам поведения и даже эмоциям, нейробиологическая основа которых недостаточно хорошо изучена на генетическом или функциональном уровне у любого животного: социальность, здравый смысл, альтруизм, эмпатия, фрустрация, мотивация, ненависть, ревность, давление сверстников и т. д. Единственными априорными ограничениями для изучения любой из этих черт является вера в то, способны ли мухи проявлять подобные эмоции, а также разработка правдоподобной поведенческой парадигмы для их измерения» [41].

Хотя в то время я скептически отнесся к столь смелой идее, прошедшие годы только подтвердили предсказание Лесли Воссхолл. И появление CRISPR теперь позволяет изменять ген практически у любого животного, выращенного в лаборатории, что предоставляет новые мощные инструменты для изучения мозга тех, кого причудливо именуют «немодельными организмами» (другими словами, ни мышь, ни дрозофила, ни C. elegans). Биолог-эволюционист Нипам Патель недавно отметил: «Эволюция решила все проблемы, которые нас интересуют, мы просто должны отыскать эти организмы и выяснить способ спросить их, как они это сделали» [42].

В настоящее время известно, что малый мозг порождает поведение, очень похожее на наше собственное: от восприятия и обучения до возбуждения, нерешительности, предсказания, предвидения, агрессии, личности и реакции на боль [43].

Такие простейшие структуры могли бы даже пролить свет на ключевой аспект нашего бытия, который представлен двумя чувствами – проприоцепцией и интероцепцией. Проприоцепция (кинестезия) – это ощущение относительного положения конечностей и частей тела (то, что позволяет вам касаться пальцем носа, когда глаза закрыты), а интероцепция – это ощущение пребывания в теле.

Известно, что малый мозг порождает поведение, очень похожее на наше собственное.

Самоанализ предполагает, что наше самоощущение, по крайней мере частично, связано с этими чувствами. Мухи дрозофилы знают, насколько они велики, и избегают попыток пересечь расстояние, которое слишком огромно для их крошечных ножек. Это приобретенное знание: вскоре после вылупления молодые мухи, как правило, «перегибают палку», очевидно, полагая, что они все того же размера, как в стадии личинок с вытянутым телом. Визуальная обратная связь приводит к быстрому улучшению способности оценивать собственные физические возможности. Мухи кодируют память о размерах своего тела посредством активности определенного набора нейронов в центре мозга [44]. Если мы сможем спроектировать правильные эксперименты, то процессы, лежащие в основе данного явления, смогут объяснить более сложные примеры того, как мозг представляет тело и его отношение к внешнему миру.

Предположение Крейка о том, что человеческий мозг – это «вычислительная машина, способная моделировать или проводить параллели с внешними событиями», в равной степени применимо и к маленькому мозгу. Такие процессы позволяют животным интерпретировать события внешней среды и, независимо от того, насколько груб этот анализ, предсказывать результаты. Если мы сможем понять природу того, что Дарвин называл «самыми удивительными атомами материи», то есть предсказать, как они ведут себя глобально и с точки зрения их компонентов и взаимодействий в условиях множества обстоятельств, – то сделаем огромный шаг к пониманию нашего собственного мозга.

Рисунок Эндрю Смита показывает удвоение гнездовых камер при постройке обычного гнезда грязевой осой

Некоторые ученые утверждают, что такой подход может раскрыть древние истоки сознания, но на данный момент даже управление движением у червя-нематоды оказывается более сложным, чем ожидалось [45]. Неясно, сможем ли мы постигнуть нейробиологическую основу проблесков сознания у животных раньше, чем изучим работу человеческого сознания [46].