Александр Яковлевич Каплан

Тайны мозга

Твой дар, дневник, я мозгом заменил; Неизгладимы в нем воспоминанья, Он сбережет прочнее всех чернил Твои черты навек, без увяданья.

Уильям Шекспир. Сонет 122. Перевод А.М. Финкеля

Предисловие

Мало кто сомневается в том, что мозг человека — это самая сложная, самая совершенная и самая загадочная материя во Вселенной!

В огромном разнообразии интереснейших вопросов об устройстве и явлениях окружающего нас мира, пожалуй, нет сейчас более интригующей темы, чем тайна нашего мозга. Бурный прогресс в области микроэлектроники, вычислительной техники и алгоритмов искусственного интеллекта, который, казалось бы, должен был вытеснить исследования мозга человека на периферию современной прагматической науки как некую архаику, на самом деле лишь в полной мере выявил недостижимые для технических систем сложность мозга, творческую силу естественного интеллекта и глубину человеческого разума.

В 2007 году в престижном медицинском журнале The Lancet появилось сообщение о пациенте, у которого, судя по приведенным здесь же снимкам компьютерной томографии… не было мозга! Во всяком случае, именно в таком виде эту новость журналисты переписали в свои многочисленные издания. Вместо привычной докторам плотной набивки черепной коробки серым и белым веществом, томограммы головы пациента на 50–75 % были окрашены в черный цвет. Это свидетельствовало о том, что череп пациента был заполнен в основном не мозговой тканью, а жидкостью. Врачебный диагноз здесь очевиден: окклюзионная гидроцефалия — скопление спинномозговой жидкости в желудочках мозга вследствие нарушения ее оттока. Такая патология, выраженная в разной степени, изредка встречается, но при замещении жидкостью более половины объема мозговой ткани обычно никто не выживает. Наш пациент, однако, все это время, пока его не взяли на томографию, жил себе и работал обыкновенным служащим, вместе с женой воспитывал двух своих детей, словом, был вполне дееспособным ничем не выделяющимся французским гражданином. Пожаловался врачу лишь на некую слабость в ногах. Зачем же тогда человеку нужен мозг, или, по крайней мере, большая его часть, разволновались журналисты и обыватели?

Как здесь не вспомнить Аристотеля, который задолго до этого казуса в сочинении «О частях животных» писал, что «Мозг — орган холодный, недвижимый, нечувствительный, служит лишь для того, чтобы охладить кровь, происходящую из сердца — органа горячего, вместилища чувств, страстей, ума, произвольных движений».

Увы, любой невролог без труда увидит на приведенных в статье томограммах вполне сохранившиеся складки коры больших полушарий мозга, мозжечок и другие мозговые образования, которые расширившимися желудочками мозга были лишь смещены и прижаты к внутренней поверхности черепа, но не повреждены. К тому же в статье было сказано, что процесс расширения желудочков шел медленно, в том числе и благодаря установленному пациенту еще в детском возрасте шунту, улучшающему отток жидкости из желудочков. Потому, наверное, столь долгое время у пациента не было внешних проявлений болезни и не требовалось томографическое исследование. Это далеко не единственный случай, демонстрирующий совсем не Аристотелеву концепцию, а наоборот, то, насколько велики пластические ресурсы мозга, чтобы даже в таком морфологически глубоко измененном виде обеспечивать человеку вполне счастливую жизнь рядового клерка и семьянина.

Мозг человека — объект поистине космического масштаба, и не только из-за астрономической сложности нейронных сетей, сотканных из миллиона миллиардов ежесекундно модифицирующихся связей. Мозг обеспечивает человеку познавательную активность, природа которой выходит далеко за пределы логики свойственных компьютеру алгоритмических преобразований и ориентирована не столько на удовлетворение природного любопытства человека, сколько на построение новой ментальной реальности, психического мира человека.

Никакая электронная память, будь она сделана на нанотранзисторах или на квантовых переходах и обеспечена десятками тысяч процессоров, неспособна в своих машинных кодах хранить личные впечатления, окрашенные чувствами и эмоциями, погруженными в смыслы жизни. Видно, не зря герой вынесенного в эпиграф шекспировского сонета предпочел доверить «неизгладимые воспоминанья» не рядам букв в дневнике, по сути — тем же кодам, а живым образами в своем мозгу.

Вы держите в руках необычную книгу о мозге человека. Все темы в этой книге в той или иной мере инициированы встречами с ведущими российскими нейробиологами, психологами, лингвистами, антропологами, палеонтологами, биохимиками, эволюционными биологами. Конкретные сюжеты книги подсказаны беседами с этими учеными об устройстве и эволюции мозга человека, о механизмах памяти и эмоций, о функциях языка, о некоторых «недокументированных» свойствах мозга и даже о природе самого сознания, которые мы неспешно вели в телевизионном фильме: «Тайны мозга. Наука».

Александр Каплан

Мозг: от улитки до человека

Знаменитый популяризатор науки, биолог и астрофизик Карл Саган в предисловии к своей книге «Драконы Эдема. Рассуждения об эволюции человеческого разума» сразу обозначил свои приоритеты: «Красота и элегантность современных форм жизни обязана своим происхождением естественному отбору, в результате которого выживали и размножались те организмы, что случайно смогли приспособиться к своему окружению».

Если отбросить некоторые сомнения в вопросе о биологическом происхождении эстетичной привлекательности современных форм жизни, можно было бы прямо здесь продолжить тезис Сагана гипотезой о том, что венцом эволюционного отбора как раз и стал мозг человека. Однако в расшифровке этой своей мысли Карла Сагана что-то остановило, и уже в следующей главе он пишет: «Самые простые из организмов Земли сегодня имеют у себя за плечами ровно столько же эволюционного развития, сколько и самые сложные, и вполне может оказаться, что внутренняя биохимия современных бактерий более эффективна, нежели внутренняя биохимия бактерий три миллиарда лет назад». В этом смысле наиболее совершенны те биологические формы, что прошли самый долгий путь эволюционного развития, накопив генетический опыт выживания в разнообразных условиях своей ниши обитания. При этом не так важно, насколько на этом пути они успели снаститься всякого рода технологическими усовершенствованиями, от органов чувств и движения, до аппаратов анализа информации и принятия решений — все выжившие участники эволюционной гонки распределились по тем нишам, в которых им живется наиболее комфортно. Технологическое усложнение биологических форм — это плата вытесненных из своих экологических ниш организмов за возможность приспособления к новым условиям обитания. В этом отношении мозг человека, несомненно, является технологическим совершенством, на которое едва ли могла рассчитывать биологическая эволюция не только три миллиарда лет назад, но даже в последние шесть-семь миллионов лет, когда по Земле уже бегало много диких обезьян.

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.

Вот на этом пути, где то три-четыре миллиона лет назад, среди большого разнообразия обезьян появились первые представители рода «люди», или «Гомо». По всей вероятности, это были австралопитеки, в самом деле, уже очень похожие на современных людей. И походка у них была как у людей, о чем свидетельствуют знаменитые отпечатки следов австралопитеков, найденные в 1978 году в местности Лаэтоли, что в северной Танзании. Следы, видно, были оставлены во влажном пепле после извержения вулкана. Прямохождение и нарастающая потребность в расширении социальных контактов требовали больших мозговых ресурсов, но что-то еще сильно ограничивало необходимое для этого увеличение размеров мозга у австралопитеков. Этим сдерживающим фактором оказались… мощные челюсти, которые конкурировали с мозгом за место в голове человека. А как иначе, если не челюстями можно было не только ухватить добычу, но и подготовить сырые «продукты питания», особенно растительные, для переваривания в желудке.

Первую прибавку в весе мозга, до 650–700 г, люди получили лишь спустя два миллиона лет — когда они научились изготавливать настоящие орудия труда: каменные рубила и ножи. Это уже были представители Человека умелого (Homo habilis). Они обосновались в прекрасном месте на берегах озера Танганьика (Танзания). Там и была найдена галька, искусно обработанная рукой человека более двух миллионов лет назад. Новые орудия позволили первобытным людям перейти в питании к перемолотой растительной пище и значительно увеличить мясной рацион. Это сильно ослабило нагрузку на челюстно-мышечный аппарат, позволило им в ходе дальнейшей эволюуии уменьшится в размере. Изящные челюсти, которые теперь сильно отличают человека от своих древних сородичей с массивными скулами, освободили дополнительное место для мозга.

Что же послужило новым толчком к такому резкому увеличению мозга у представителей Гомо?

Великое расселение

Великое расселение людей за пределы Африки, начавшееся 1,7 миллиона лет назад, потребовавшее от человека напряжения всех его физических и интеллектуальных сил, привело к взрывному по шкале эволюционного развития увеличению мозга людей. Уже 200 тысяч лет назад в Африке, на ближнем Востоке и в Европе разгуливали Человек прямоходящий, Родезийский человек, неандерталец, наконец, Человек разумный — и это, возможно, еще далеко не полный список тогдашнего людского населения Планеты. У большинства из них объем мозга достигал 1400–1600 кубических сантиметров, что даже на 100–200 кубических сантиметров превышает объем черепа современного человека.

На очередной конференции «Гибралтарская скала» (Calpe conference) в 2012 году один из ведущих специалистов в области происхождения человека, доктор палеоантропологии Иен Тэттерсол из Йельского университета (США) и доктор биологии Кембриджского университета (Великобритания) Андреа Маника выдвинули свои версии.

— Рекордное увеличение мозга у наших предков произошло из-за того, что в условиях резко и многократно меняющегося климата именно людям в первую очередь пришлось искать новые формы выживания: осваивать орудия труда, строить жилища на непригодных для жизни территориях, совершенствовать общение между собой, — объяснял доктор Маника.

Можно сказать, что по своему интеллектуальному развитию и способности использовать орудия труда люди были уже готовы податься в варяги. При расселении на новых территориях им пришлось преодолевать природные барьеры: горные массивы, моря и океаны. Ведь первоначально Человек разумный около 200 тысяч лет «безвыездно» провел в своей колыбели, в Африке. Это была для него своего рода геолого-географическая ловушка, созданная барьером в виде непроходимой пустыни Аравийского полуострова, надолго законсервировавшая потенциальные возможности человека к стремительному развитию.

Лишь около 70 тысяч лет назад засушливый период в тех местах сменился на умеренно влажный, пустыня отступила, и люди, наконец, вышли за пределы Африканского континента. Ареал их расселения захватил территорию современного Ирака и далее на восток — вплоть до Индонезии. Там их ждала еще одна остановка, теперь уже из-за высокого уровня моря. И только после ухода воды Гомо сапиенс достиг Юго-Восточной Азии. А в это время другая часть людей-первопроходцев двигалась в северо-восточном направлении, и 30 тысяч лет назад они пришли в Сибирь. Там их поджидал третий барьер — огромные ледники, на 15 тысяч лет преградившие им путь в Северную Америку. Последним препятствием стали льды Европы и северо-западной Азии: в теплые времена люди уходили на север, в Скандинавию, а в холодные возвращались на юг.

— Представляете, чему только не пришлось научиться древним людям, чтобы преодолеть на своем пути многочисленные геологические и климатические преграды, чтобы взойти на вершину эволюции! — восхищался Андреа Маника.

В борьбе с неблагоприятными природными условиями и с соперниками, в преодолении огромных расстояний, в обустройстве жилищ и поиске источников пропитания — развивался и в буквальном смысле набирал вес мозг Человека разумного.

Именно во время всех этих перипетий как раз и происходил активный рост мозга, — считает доктор Иен Тэттерсол.

— Определенного развития мозга потребовало и изменение характера древнего человека, — продолжает доктор Тэттерсол, — суровая конкуренция привела к формированию сильно эгоцентрической позиции и агрессивности. Враждебность между небольшими группами людей, постоянные конфликты привели к тому, что естественный отбор стали выигрывать самые умные особи, способные планировать свои действия, и самые напористые, умеющие реализовать свои планы.

— Когда льды и пустыни снова наступали, то большие группы людей вынуждены были разбиваться на более мелкие, — объяснял доктор Тэттерсол.

— И каждое такое небольшое племя развивалась независимо от всех остальных, приобретая свои собственные биологические и психологические особенности. Когда же возвращалось тепло, племена встречались, то сильные уже не только физически, но и в поведенческих навыках особи подавляли слабых, оставляя им мало шансов для продолжения рода.

Все бы хорошо, только такие победители в своем потомстве все более накапливали гены, определяющие на первый взгляд не очень хорошие черты характера: враждебность и агрессивность по отношению друг к другу. Выходит, с большим мозгом мы отчасти приобрели и не самые лучшие личностные качества?

— Есть такое понятие — «эволюция поведения» и «эволюция структуры мозга», и они идут параллельно, — объясняет профессор Павел Балабан. — Чем сложнее мозг, тем сложнее поведение. Причинно-следственные отношения здесь не ясны. Я бы наоборот сказал, что чем сложнее поведение, чем сложнее животное себя ведет, тем более развиты у него некоторые структуры. Если сложное, социальное пространство, вам нужно социальное взаимодействие, то соответственно и поведение будет сложное. Соответственно, и мозг развивается из-за потребности себя координировать, адаптироваться, фактически — выживать.

По словам эволюционного биолога Филиппа Хайтовича, руководителя группы сравнительной биологии в Институте Вычислительной Биологии в Шанхае в Китае и профессора Сколтеха в России, конкуренция между видами или даже внутри видов постоянно сопровождала эволюцию человека. И чтобы в этой конкуренции стать победителем, нашим предкам нужно было все время обладать каким-то преимуществом. По-видимому, именно какие-то необычные свойства мозга Человека разумного позволили ему получить неоспоримое преимущество и таким образом фактически расселиться по всем континентам, захватив контроль не только над конкурентами, но и в определенной мере… над условиями своего существования.

В те далекие и даже не столь далекие времена, когда речь шла о выживании, буквально о спасении своей шкуры, своего семейства, — все средства были хороши. Видимо, поэтому отголоски той древней агрессии по отношению к конкурентам и к самой Природе — до сих пор живы в крови, точнее — в генах у нас, представителей вида «Человек Разумный». Однако десятки тысяч лет племенного существования, по-видимому, научили человека контролировать свои эгоистические наклонности.

Сила интеллекта

Как же нашим предкам удалось превзойти умом своих предшественников — неандертальцев, явно отставая от них по весу мозга чуть ли не на 200–300 грамм?

По данным новейших исследований лондонского Музея естественной истории, представители рода Гомо сапиенс появились в Европе на территории, где уже добрую сотню тысяч лет жили другие представители Гомо — неандертальцы, примерно 45 тысяч лет назад. Спустя всего каких-то пять тысяч лет после этой встречи, то есть 40 тысяч лет назад, неандертальцы исчезли! Ученые полагают, что неандертальцы просто не выдержали конкуренции с Человеком разумным, были им частично истреблены, а частично вытеснены на другие территории, где они уже не смогли выжить. Есть, правда, и другая, более политкорректная точка зрения: неандертальцы, обладая одинаковым с сапиенс набором хромосом интеллектуальными задатками, могли давать с ним совместное потомство и, таким образом, просто ассимилировались в коллективе более разумных сородичей. Доказательством тому является уже известный факт наличия в геноме почти у всех представителей человеческой расы около 2 % генов от неандертальцев. Только коренные жители Африки, в те далекие исторические времена не выходившие за ее пределы, остались Хомо сапиенсами в «чистом виде», без неандертальских генов.

Другую любопытную гипотезу выдвинули исследователи Робин Данбар и Ейлунед Пирс из Оксфордского университета. При сравнении черепов Гомо сапиенс и неандертальцев они обнаружили у последних заметно более просторные глазные впадины, что, по их мнению, говорило о большем размере глаз у неандертальцев. Данбар и Пирс предположили, что большие глаза у неандертальцев — это неспроста, скорее всего, это было результатом приспособления к длинным и темным в Европе ночам, особенно в зимний период, когда зрительная информация была особенно необходима для безопасного выживания. В результате значительная часть мозга неандертальцев, как и у большинства животных, использовалась для восприятия и обработки зрительной информации. А у наших непосредственных предков эволюция мозга шла с акцентом на обеспечение более универсальных — мыслительных функций, позволяющих не столько обнаруживать наличную опасность посредством мощных органов чувств, сколько ее предсказывать, тем самым обеспечивая себе возможность планирования поведения.

Так или иначе, но в силу эволюционной традиции мозг неандертальцев был более ориентирован на обработку сенсорных впечатлений и на управление телом, тогда как мозг Человека разумного делал уже первые шаги на пути выявления закономерностей природы, мысленного моделирования действительности и расширения ресурса социальной коммуникации. Познавательные способности — краеугольный камень нового ресурса мозга, на основе которого Гомо сапиенс сделал свою головокружительную карьеру.

Вот почему для неандертальцев не было характерно творчество, от них не осталось ни пещерных рисунков, ни глиняных поделок, ни украшений. Тогда как наши предки к тому времени уже мастерили музыкальные инструменты, вырезали фигурки из камня и костей, собирали бусы, рисовали углем и острым камнем на стенах пещер. Неандертальцы не могли объединяться в группы для выполнения какой-нибудь сложной задачи, с трудом сотрудничали, тогда как Гомо сапиенсы, наоборот, легко объединялись в общины и помогали друг другу в любых видах своей деятельности.

По-видимому, по своему умственному развитию даже дети неандертальцев отставали от детей Гомо сапиенс. Как уверяет канадский археолог палеолита из Университета Виктории Эйприл Ноуэлл, детеныши неандертальцев очень рано входили во взрослую жизнь. Можно сказать, что у них почти не было детства, то есть того периода жизни, когда в комбинаторике беззаботных игр и наставлений взрослых формируется творческий потенциал мозга, способность к абстрактному мышлению, к социальному взаимодействию.

Исследования ученых Симона Нойбауэра и Жан-Жака Юблена из Института эволюционной антропологии Макса Планка показали: что мозг неандертальцев настолько быстро превращался из детского во взрослый, что просто не успевал накапливать трудовые и познавательные навыки, которые закрепляются только в детском возрасте, в период бурного роста связей между нейронами.

Похоже, неандертальцы к концу совместного проживания с Гомо сапиенс сейчас напоминали бы умственно отсталых людей, да еще страдающих аутизмом. Они не могли конкурировать с Человеком разумным ни в искусстве трудовых операций, ни в разнообразии коллективной деятельности, ни в познании окружающей природы. Возможно, это отставание в интеллектуальном развитии и было одной из причин достаточно быстрого исчезновения неандертальских племен при появлении на их территориях Человека разумного.

Итак, на территориях, где расселились наши предки, практически исчезли их прямые конкуренты в борьбе за пищу и место под Солнцем, неандертальцы, зачастую даже превосходившие людей по объему мозга. Почему же в те времена, когда Гомо сапиенс уже получил полное превосходство над всем животным царством — не остановился процесс эволюционных преобразований мозга человека в направлении все большего развития интеллектуальных способностей?

В отсутствие у человека явных конкурентов по интеллекту со стороны других видов животных, по-видимому, в дело вступила внутривидовая конкуренция. Теперь представители Гомо стали конкурировать между собой. Именно это обстоятельство, по-видимому, не только не остановило, но, наоборот, даже подхлестнуло эволюцию мозга человека, причем теперь уже именно в направлении совершенствования инструментов интеллекта, для освоения и усвоения совершенно новых природных — скрытых от непосредственного наблюдения закономерностей природы.

Вся история биологических видов свидетельствует о том, что до появления человека мозг, как биологический орган, совершенствовался в эволюции в основном в направлении все более совершенного автоматического управления всеми процессами внутри организма и его поведением с учетом возможно большего числа значимых для организма внешних по отношению к мозгу обстоятельств. Эти обстоятельства, точнее информация от органов чувств и внутренних органов, в основном и являлись истинными регуляторами поведения животных.

— Есть области мозга, которые отвечают за совершенно конкретную ситуацию, — объясняет Павел Балабан. — Например, есть нейроны, которые реагируют на уровень глюкозы в крови. Чем меньше уровень глюкозы, тем больше их активность. И эти нейроны посылают химический сигнал мозгу: «Нужно добыть еду». Другая часть нейронов ответственна за общую моторику, которая фактически идет на подсознательном уровне. Поэтому мы не напрягаемся для того, чтобы сделать шаг, повернуться влево, вправо…

Также животным не нужен какой-то «разумный» контроль над половым поведением. Весь каскад реакций этого поведения реализуется автоматическими механизмами. Есть область мозга, ответственная за спаривание. Автоматически работающие нейронные сети дают команду на повышение уровня тестостерона у самца и эстрогена у самок. Далее разворачивается специальный комплекс поведения — в итоге это самое спаривание происходит, — говорит Павел Милославович.

Однако с развитием аналитических механизмов мозга, в его памяти все чаще стали откладываться не только сами внешние события, но и результаты их «потребительского» анализа, то есть нечто отвлеченное от самих событий, самое существенное в них для организма. Огонь, аналитически разложенный таким образом в мозгу «по полочкам» разных потребительских свойств, оказался не обязательно вредоносным явлением, но и в чем то даже очень полезным, не требующим мгновенного избегания. Рефлекторное поведение организма, реализующее прямое влияние стимулов среды, стало дополняться поведением, регулируемым хранящимися в памяти отголосками этих стимулов, подчеркивающими их наиболее важные для организма свойства. Наверное, именно эти внутренние операции мозга уже не с самими событиями, а с продуктами их анализа, стали зачатками рассудочной деятельности, которые у человека развились в полноценный интеллект.

По мнению заведующего лабораторией развития нервной системы НИИ морфологии человека доктора биологических наук профессора Сергея Вячеславовича Соловьева интеллект косвенно способствует и другому конкурентному преимуществу — способности намеренно демонстрировать доминатностъ, враждебность или агрессию. Все это совершенно новый уровень взаимодействия между особями в борьбе за выживание, который у животных проявляется всего лишь на уровне инстинкта и потому используется не так виртуозно, как у человека.

«Этот инстинкт исходно был направлен на то, чтобы в социальных системах заполучить преимущество в добыче пищи и возможности репродуктивного переноса генома в следующее поколение, — считает Сергей Вячеславович Савельев. — Человек постоянно сталкивается с такими же особями. И поэтому приходится устанавливать — кто главный? У кого больше самок? У кого больше пищи?»

Выделенные профессором Савельевым доминантность, враждебность и агрессия, в числе прочих не столь симпатичных, на первый взгляд, эмоциональных проявлений поведения, были взяты нарождающимся интеллектом человека в качестве инструментов для эффективной борьбы за существование с себе подобными.

Чем выше интеллект, тем хитрее и более ловко человек мог распорядиться этими инструментами. Надо ли говорить, сколь беспощадным был такой естественный отбор на выживание более «умных» и более «хитрых» среди соплеменников. К счастью, сила интеллекта человека разумного в борьбе с конкурентами проявлялась и в этически более позитивных качествах — во взаимопомощи, в стремлении к сотрудничеству, наконец, в распределении труда, так необходимого для выживания. По-видимому, племенная структура первобытного сообщества родилась как ответ на эти две противоположные тенденции коллективного взаимодействия, когда агрессия и враждебность заставляли агрессивно настроенных друг к другу людей обживаться на достаточно безопасном расстоянии друг от друга, а необходимость взаимопомощи и сотрудничества наиболее сговорчивых друг с другом объединяла их в небольшие коллективы, в племена.

Так, большими и малыми племенами Человек разумный постепенно начал осваивать просторы Земли. Мы уже отмечали, что Человек разумный выделился в самостоятельный вид в восточной Африке около 200 тысяч лет назад. В течение еще 40–60 тысяч лет Гомо сапиенс расселялся по Африке, в основном на юг и запад, так как путь на восток долгое время преграждали непригодные для обитания песчаные пустыни, а на север — Средиземное море. Но вот около 120 тысяч лет назад значительная популяция людей пересекла Синайский перешеек и обосновалась на Ближнем востоке. Этим племенам не повезло — спустя 30 тысяч лет внезапное и сильное похолодание привело к их полному исчезновению. Вторичный «выход» из Африки, теперь уже в районе южной Аравии, люди осуществили около 70–80 тысяч лет назад. Вот эта ветвь Гомо сапиенс, мигрировавшая вдоль кромки океана в Индию и в Юго-Восточную Азию, дала происхождение всем последующим поколениям людей вне Африканского континента.

Около 74 тысяч лет назад произошел один из самых драматических геологических катаклизмов в истории человечества — извержение мощнейшего вулкана Тоба в Индонезии. Это было самое мощное вулканическое извержение за последние два миллиона лет. Оно в 20–30 раз превышало объем извержения Тамборы (тоже в Индонезии) в 1815 году — самого мощного извержения за последние пять тысяч лет. Тучи пепла закрыли Солнце, на Земле наступила настоящая «ядерная зима». Погибла почти вся популяция людей, плохо приспособленная к холодам в силу своего уже привычного пещерного существования в теплых краях.

По расчетам ученых, в нескольких ареалах на Земле на то время оставалось не более двух-пяти тысяч особей Гомо сапиенс, как сейчас тигров всех видов. По-видимому, на то время это была интеллектуальная элита человечества. Сумев выдержать все невзгоды, эта ничтожная часть популяции Гомо сапиенс спустя 45 тысяч лет назад уже многократно умножившись, лавиной распространилась по всей Евразии, от Испании до Чукотки, а потом, спустя 20 тысяч лет, по Беринговому перешейку перешла и в Америку. Это уже были люди с мозгом современного человека.

Новое наступление ледников уже не застало человечество врасплох. Представители Гомо сапиенс спокойно дождались нового потепления и за последние 15 тысяч лет к настоящему времени образовали популяцию почти в восемь миллиардов человек. В настоящее время на Земле каждый день рождается почти 400 тысяч человек и уходит их жизни около 150 тысяч.

Ученые, конечно, все еще дискутируют, подхватывает ли биологическая эволюция современного человека в части совершенствования функций мозга.

В своей книге «Эволюция человека» известный палеонтолог заведующий кафедрой биологической эволюции биологического факультета МГУ им. Μ.В. Ломоносова науки доктор биологических наук профессор Александр Владимирович Марков пишет о том, что каждый из людей вследствие мутаций появляется на свет с минимум 100 новыми свойствами клеток и систем организма. Поскольку это все случайные мутации или ошибки копирования, то в суперсложном организме, где все процессы очень тонко подогнаны друг к другу, — почти любые случайные изменения в геноме оказываются вредными и зачастую гибельными для организма. Редко какая мутация и соответствующее ей новое свойство организма могут оказаться хотя бы «слабополезными». Представим, например, что у кого-нибудь конкретного человека в результате мутации появился бы признак, способствующий несколько лучшей памяти или чуть более точному логическому мышлению. В принципе, этого достаточно, чтобы в ходе эволюции этот признак закрепился в геноме и даже усилился в череде поколений. Но для этого нужен направленный отбор — это означает, что особей с улучшенным признаком должно становиться в популяции все больше и больше.

Это возможно только в том случае, пишет Александр Владимирович, если с этим новым признаком одновременно появится связанный с ним еще один признак, дающий, к примеру, большую плодовитость этим особям! Ведь сами по себе немного улучшенные память или логика либо любое другое качество интеллекта в наше время не будут способствовать репродуктивному успеху носителя этого гена, то есть увеличению числа копий этого гена в популяции.

С чем тогда работать естественному отбору? Новый признак, не будучи выделенным вектором отбора, в конце концов, либо сотрется в генетической памяти популяции, либо, ничему не мешая, тихо будет ждать счастливого случая, когда он все же будет востребован.

Между тем может оказаться, что вместе с этим позитивным признаком появляется сцепленный с ним признак, дающий, наоборот, меньшую плодовитость. Александр Марков приводит пример такой тенденции. Исландские ученые изучили «генетическую перепись» 110 тысяч коренных жителей своей страны, родившихся между 1910 и 1975 годами, и обнаружили, что люди с генетической предрасположенностью к получению образования оставляют меньше потомства, даже если они по каким-то причинам это образование не получили.

— То есть не только наличие образования как такового снижает количество детей, но и сами «образовательные» гены, резюмирует Александр Марков.

Очевидно, что при таком сочетании генов предрасположенность к образованию будет постепенно исчезать, по крайней мере в популяции исландцев. Расчеты исследователей показали, что в среднем за столетие популяция «поглупеет» на 3.

— Все говорит о том, что эволюция сейчас работает против нас, — говорит Александр Марков.

Трудно сказать, возможно, биологическая эволюция человека все-таки продолжается в позитивном направлении, но в виде скрытого до поры до времени накопления разнообразия таких «тихих» генов, которые подхватываются отбором на крутых поворотах истории человечества.

Если бы не разница в размерах мозга у человека и шимпанзе, то по общему строению мозга несведущему в анатомии человеку их почти невозможно было бы различить.

— Это, конечно, было бы очень просто, если бы мы посмотрели на мозг и увидели, что такой-то «кусок» мозга человека совершенно отличается от «куска» мозга примата, — рассуждает профессор Филипп Хайтович. — Но, к сожалению, такого отдела нет. Если мы посмотрим на мозг человека с точки зрения анатомии, то мы не увидим абсолютно никакой разницы между ним и мозгом шимпанзе. Конечно, есть минимальные отличия в размерах, то есть некоторые части немножко больше, немножко меньше. Но никаких принципиальных отличий мы не видим.

Но почему же с момента развилки эволюционных траекторий их предки так и остались человекообразными обезьянами, а наши — стали людьми? Что же это за удивительное качество мозга, которое не обнаруживается анатомическими методами, но которое поставило человека вне конкуренции во всем животным царством в природе?

Это очень высокая динамичность и пластичность связей между нервными клетками — способность мозга очень быстро, в считаные минуты, перестраивать схемы связей между нервными клетками для формирования и закрепления в этих схемах все новых и новых полезных навыков, нужных впечатлений, а главное — для фиксирования в этих схемах новых знаний.

При слишком низкой пластичности нервной системы и невысокой ее сложности, например, как у насекомых, имеющиеся у них полезные схемы поведения при той или иной комбинации внешних условий или в конкретной ситуации, как правило, оттачивались многие миллионы лет и постепенно закрепились в геноме как программа развития определенной архитектоники нервных связей. Как если бы на фабрике микроэлектроники сохраняли бы зарекомендовавшие себя микросхемы. Этого было вполне достаточно для прочного освоения насекомыми никем не занятых экологических ниш, а микросхемами — соответствующих рынков сбыта. Видимо, поэтому эволюция насекомых пошла не в направлении увеличения сложности мозга, а по пути разнообразия их формы и соответствующих схем соединения уже имеющихся в мозгу нейронов. Потому, наверное, насекомых великое разнообразие — почти миллион видов. Этим объясняется и очень низкая способность насекомых к обучению, практически все их поведение построено на врожденных навыках, то есть на инстинктах.

У шимпанзе, умнейшей из современных обезьян, мозг, конечно, намного более пластичен, чем у насекомых и многих других представителей животного царства. Однако, несмотря на всю свою сообразительность, мозг шимпанзе сильно уступают человеческому мозгу не только в размерах, но и в широте изменчивости от особи к особи.

Интересное исследование на эту тему опубликовали 2016 году ученые из университета Джорджа Вашингтона. Они впервые сравнили, насколько чаще наследуются признаки структуры и размеров мозга у шимпанзе по сравнению с Homo sapiens. Ученые взяли 206 образцов мозга обезьян и 217 — мозга человека, причем каждый в своей группе был близким родственником других, но в группе людей были исключительно пары близнецов обоего типа: с идентичными и разными геномами. Эта семейственность в выборке нужна была ученым для того, чтобы оценить, насколько велико влияние наследственности на изучаемые показатели мозга.

Оказалось, что образцы мозга генетически идентичных близнецов у человека по своей внутренней структуре различались гораздо больше, чем образцы мозга дальних родственников у обезьян, хотя по самим размерам мозга и черепа разнообразие у тех и других было одинаковым. Получается, что размер мозга и его структура как у человека, так у обезьян в основном определяются генетикой, потому и разнообразие этих признаков не так велико среди родственников. А вот внутренняя организация мозга у человека сильно различается даже у генетически идентичных братьев и сестер, хотя по размерам мозга и черепа, как и у обезьян, различия небольшие.

«Это означает, что структура мозга человека гораздо более чувствительна к влиянию условий индивидуального развития по сравнению с мозгом шимпанзе. Именно эта особенность облегчает адаптацию человека, его мозга и поведения к меняющейся реальности… и ускоряет культурную эволюцию», — делает в статье вывод ее ведущий автор доктор Айда Гомес-Роблес. Она также считает, что повышенная пластичность мозга, скорее всего, обеспечила нашим предкам возможность гибко адаптироваться к необычным условиям, быстро вырабатывать новые навыки и осваивать новые экологические ниши практически с каждым новым поколением. Кроме того, та же высокая пластичность мозга дает человеку возможность легко осваивать чужую культуру, письменность, новые ремесла.

Накоплению новых навыков и знаний в индивидуальном развитии человека способствует и его замедленное, по сравнению с обезьянами, развитие в детском возрасте. Мозг ребенка человека гораздо дольше, чем у детенышей обезьян, чуть ли не до двадцати лет накапливает в структуре межнейронных связей все новые поведенческие и познавательные навыки. Сейчас уже не так важно, способствовало ли медленное развитие детенышей человека накоплению богатого разнообразия структурированных опытом нервных связей, или наоборот — необходимость формирования нужной схемотехники мозга потребовала большого времени для завершения этого процесса — скорее всего, оба эти процесса были подхвачены эволюцией.

Высокая пластичность нейронной сети и на много порядков большая, чем у человекообразных обезьян, вариативность ее возможных состояний, по-видимому, стали главным достижением в эволюции мозга человека, обеспечившим ему гигантский скачок в способностях не только к выработке новых поведенческих навыков, но и к тому, что и вовсе отсутствовало даже у самых развитых животных — к познанию закономерностей окружающего мира.

Языковая коммуникация

Коммуникация в животном мире существует даже между одноклеточными организмами и отдельными клетками организма, не говоря уже об обмене сообщениями между самыми простыми живыми существами. Однако, эта коммуникация, от бактерий до высших животных осуществляется посредством самых разных, но всегда элементарных сигналов: молекул, звуков, световых вспышек, электрических импульсов, движений тела и других.

Считается, что рекордсменами по числу коммуникативных звуковых сигналов являются легендарные дельфины. Их словарь состоит почти из 40 видов свистов или щебетов. И каждый из них обозначает вполне конкретную фразу: высокий мелодичный свист, следующий за коротким и унылым — это «Я в беде», звуки, напоминающие лай — это «Плыви ко мне», тонкий визгливый писк — это призыв дельфиненка: «Мама, подплыви ко мне!». А тявкающий звук, свойственный только самцам, должен привлекать самок. Есть у дельфинов и звуки, обозначающие приветствие, прощание или беспокойство. Но, как видно, акустическое общение даже у дельфинов ограничено обменом небольшим, но тщательно отобранным в ходе эволюции набором жизненно важных фраз.

Психологи и нейробиологи считают, что качественным скачком, полностью преобразовавшим саму природу отношений между человеком и окружающим его миром, было появление у него способности к символьной коммуникации, когда фразы сообщения строятся на основе комбинаций определенных символов, например, четких звуков или жестов. Таким образом, у человека появилась акустическая коммуникация особого рода — речь, когда общение осуществляется не отдельными звуками, а их последовательностями. Очевидно, что в таком случае вариантов символьных комбинаций или фраз для коммуникации даже при небольшом наборе элементарных звуков становится многократно больше, чем, если бы, как у животных, каждый звук или жест бы отдельным сообщением. Интересно, что число звуков, используемых человеком для образования речи или так называемых смысло-различающих звуков в европейских языках примерно такое же, какое используют для сигнальной коммуникации дельфины и шимпанзе — где-то около 40. Это и понятно, эволюционные процессы всегда очень экономны, зачем расширять состав элементарных звуков, если новый комбинаторных принцип их использования уже сам по себе обеспечивает совершенно новый уровень общения — языковую коммуникацию.

Язык — это совокупность символов, правил их следования и устойчивых их комбинаций, слов, однозначно обозначающих как объекты и явления природы, так и события внутреннего мира человека. Для перехода к использованию в коммуникации последовательностей элементарных звуков, конечно, потребовались многократно большие, чем на доязыковых уровнях развития, ресурсы мозга, чтобы обеспечить запоминание, построение и понимание самих синтезированных из отдельных звуков слов и предложений. Коммуникативная функция языка, хотя и была первично востребованной в ходе эволюции, оказалась в конечном итоге не единственной и даже не самой главной функцией языка. Наиболее значимой оказалась его познавательная функция, обеспечивающая накопление опыта в речевых описаниях трудовых операций, «подсмотренных» в природе закономерностей, собственных внутренних состояний. Именно язык стал основой формирования абстрактных понятий, обозначающих уже не собственно конкретные объекты и явления природы, а их обобщения. Например, формирование понятия «вода» обобщает сразу и жидкую субстанцию, и средство утоления жажды, и средство тушения огня, и средство для размягчения глины, и моющее средство и многое другое. С появлением языка человек научился оперировать понятиями, которые зачастую не обозначают ничего конкретного в природе, но обобщают смысловые связи между объектами и явлениями. Человек научился мыслить!

— Ясно, что мы переиграли неандертальцев, в том числе и с помощью языка, — рассказывала профессор Татьяна Владимировна Черниговская. — Гомо сапиенс научился разговаривать звуками, а неандертальцы, насколько нам известно, освоили только язык жестов. Конечно, преимущество оказалось на нашей стороне. Одно дело предупредить об угрозе словами — быстро, звучно, понятно. А пока из кустов пальцами просигналишь, дикие звери всех соплеменников разорвут в клочья и растопчут.

Конечно же, дело не только в возможности быстро оперировать звуками и их физическом свойстве огибать всяческие преграды, сравнимые с длиной звуковой волны. Главное в звуковом общении — это возможность из сравнительно небольшого комплекта звуков создавать их многообразные наборы, которые в целом могут обозначить сколь угодно большой круг вещей, действий, свойств в окружающем мире. Овладеть умением построения и использования этих наборов звуков означает — научиться говорить. Умел ли говорить неандерталец?

Помимо развития мозга для овладения речью нужны были и соответствующие преобразования в рото-глоточном аппарате, особенно в гортани, чтобы справиться с четким произношением хотя бы трех-четырех десятков различных звуков и их сочетаний. Гортань — это участок дыхательной системы, в который снизу открывается одновременно и пищевод и трахея и который еще содержит голосовой аппарат.

Американский лингвист Филипп Либерман еще в 1971 г. высказал предположение, что именно анатомические особенности глотки определяют возможность произнесения гласных звуков «а», «и», «у», которые в сочетании с согласными дают возможность формировать множество комбинаций звуков, легко складывающихся в непрерывные последовательности из целых наборов таких звуков, то есть в слова и предложения в современном понимании.

Совместно с анатомом Эдмундом Крелиным Либерман решил сделать реконструкцию рото-глоточной области неандертальца, чтобы проверить, в какой степени древний человек был способен произносить те или иные звуки. Так по костным находкам был воссоздан в пластилине голосовой аппарат неандертальца. Сразу стало наглядно ясно, что гортань у неандертальцев находилась явно выше ее положения у современного человека. Высокое положение гортани, как у современных шимпанзе и у маленьких детей, позволяет проглатывать пищу и дышать практически одновременно, а низкое ее положение создает риск попадания пищи в трахею, но вместе с тем открывает возможности для членораздельной звучащей речи.

Действительно, моделирование резонансов, возникающих при «продувке» воздухом такой гортани, показало, что неандертальцы не могли произносить основные гласные в таких комбинациях с согласными, которые могли послужить основой быстрой речи. Из гласных у них не было «а» и «о», а только «э» и зачаточные «и» и «у». Из согласных им были доступны губные и зубные звуки, например «д» и «б». Наверное, этого было достаточно, чтобы обзавестись какой-то праречью, но тогда ее скорость должна была бы быть в 10 раз медленнее и намного менее информативнее, чем у современного человека. Вероятно, неандертальцы могли создавать синтаксические структуры, но построение звуков и их последовательностей было затруднено.

Казалось бы, анатомические особенности рото-глоточного аппарата Европейских неандертальцев затормозили у них развитие речи, а вместе с этим фактически отняли последние шансы стать вровень с открывшими себе Европу африканскими племенами Гомо сапиенс, которые, судя по всему, уже говорили не хуже современного человека.

Однако, поскольку мягкие ткани гортани не могут сохраниться в ископаемых останках человека, все ее реконструкции основывались лишь на предположении связи положения гортани со степенью изогнутости основания черепа, которая в последнее время оспаривается в ученых кругах.

Единственной деталью речевого аппарата, которая может сохраниться в ископаемых останках древнего человека, является подъязычная кость, залегающая в виде подковы под мышцей языка и обеспечивающая его координированные движения с гортанью. Она служит своеобразным «якорем» для языка и других мышц, участвующих в голосообразовании и, кстати, легко прощупывается в 1–2 см над кадыком. Подъязычная кость ведет свое происхождения от жаберной дуги рыб и имеется практически у всех наземных животных, поэтому обеспечивает далеко не только речевую функцию. Одну такую кость, принадлежавшую неандертальцу, нашли в 1989 году в пещере Кебара в Израиле. Внешне она очень похожа на подъязычную кость современного человека, в отличие от подъязычной кости, к примеру, шимпанзе, но это еще не свидетельство языковых способностях неандертальцев. Принципиальным было бы сравнить, какие нагрузки в разных своих частях эта кость испытывала у живого неандертальца — с аналогичным распределением нагрузок у Гомо сапненс. Результаты такого сравнения позволили бы понять, насколько одинаково они использовались у современного и древнего человека.

В 2013 году за эту работу взялась международная бригада исследователей из Италии, Канады и Австралии под руководством палеонтолога Руджеро Д’Анастазио. С помощью микротомографии, выполненной на итальянском синхротроне ELETTRA, они смогли рассмотреть внутреннюю «арматуру» кости, которая, как известно, строится в процессе эксплуатации, наращивая костяные «подпорки» в тех местах, где нагрузка увеличена, и наоборот, оставляя полости и каналы для сосудов в ненагруженных частях кости. Результаты оказались неожиданными: внутренняя микроструктура и так называемое микробиомеханическое поведение подъязычной кости кебарского неандертальца такие же, как у современного человека. «Хотя мы собираемся исследовать и другие гиоиды (подъязычные кости), наше исследование дает убедительные доказательства того, что неандертальцы пользовались сложной речью. Идентичное биомеханическое использование подъязычной кости у двух видов указывает на сходную функцию — то есть речь. Другие находки палеонтологов, археологов и палеогенетиков (использование красок, зонирование жилых помещений, украшение тела останками животных — например, птичьими перьями) говорят нам о том, что формы сложной коммуникации, которые раньше считались прерогативой Elomo sapiens, были доступны и неандертальцам», — заключает Д’Анастазио.

Исследования Д’Анастазио и других ученых свидетельствуют о том, что способность к языковой коммуникации и, в особенности, к звуковому языку формировалась у гоминидов постепенно, достигнув совершенства по крайней мере у кроманьонцев.

Как говорят ученые, если прямохождение стало основным признаком процесса гоминизации, выделения высокоорганизованного семейства человекообразных обезьян, включая людей, — то речь стала маркером процесса сапиентации, становления Человека разумного.

В самом деле, язык — это не только способность договариваться с соплеменниками, но это еще и возможность поговорить с самим собой, поразмышлять. Если окружающий мир уже представлен словами-понятиями, то ими можно оперировать в уме и в отсутствие собеседника. Операции с понятиями и есть мышление! И чем разнообразнее понятийный мир человека, чем больше ассоциаций между этими понятиями, тем богаче его мышление, тем более он способен к познанию окружающего мира.

При всей очевидной важности и необходимости языка и речи для человека наш собственный опыт показывает, что овладеть языком не так-то просто, особенно если в этом процессе возникают какие-то долгие задержки или если это второй язык.

Научиться говорить

— Кто такие люди, точнее, Человек разумный? — еще раз задается этим сакраментальным вопросом профессор Татьяна Черниговская. — Этот вопрос был очень актуален всегда, остается и сейчас. В 1970-х годах вышел фильм знаменитого режиссера Франсуа Трюффо «Дикий ребенок». Сейчас бы его назвали «Маугли». Это имя из сказки Киплинга стало научным термином: это дети, которые по каким-то причинам оказались вне общества. Но не обязательно, что были бы воспитаны волчицей или львицей.

Фильм базируется на реальной истории, которая произошла в XVIII веке. Из леса вышел мальчик лет семи. Дикий: телом — человек, а всем остальным — зверь. Тогда и начались дискуссии: кого считать людьми? Того, у кого нет хвоста и шерсти? Ходит на двух ногах? А современные ученые еще бы добавили: Гомо сапиенс — это тот, у кого человеческий геном! И вообще: мы рождаемся людьми или ими становимся?

Этим дикарем ученые много занимались, но разговаривать его не научили. Остался зверенышем. Был и другой случай. В США была обнаружена девочка, которую отец держал взаперти в комнате 12 лет. За это время она никого не видела и не слышала человеческой речи. Лучшие специалисты — психологи, психиатры, педагоги — взялись за девочку с той же целью: сделать ее человеком и научить разговаривать. Тщетно.

В настоящее время известно более сотни достоверных случаев, когда по тем или иным причинам дети оказывались лишенными общения с носителями языка. Как правило, это бывает связано с врожденной глухотой, которую родители вовремя не распознали, приняв своих детей за умственно отсталых и вовремя не оказали им помощи в обучении языку жестов. Большая подборка таких случаев приведена в книге одного из самых известных специалистов в области психолингвистики, гарвардского профессора Стивена Пинкера «Язык как инстинкт». Все они подтверждают, что если дети не получили доступ к освоению языка в так называемый чувствительный период, примерно до пяти-шести лет, — они впоследствии в лучшем случае могут выучить много слов, но грамматику им усвоить так и не удается. Точнее, они даже могут знать правила грамматики и стараться строить фразы согласно этим правилам, но у них это не получается делать автоматически, чтобы слова в речи сами собой складывались грамматически правильном порядке, с соответствующими предлогами и нужными окончаниями. Примерно как человек на первых уроках обучения вождению автомобилем.

Откуда же берутся эти навыки правильного построения фраз у детей в том нежном возрасте, когда их никто еще не обучает не то что каким-то правилам грамматики, но даже самим понятиям, что такое буквы, слова, знаки препинания? Когда единственно, что им доступно в коммуникации, — это вслушиваться в обращенную к ним речь и всматриваться в сопровождающие эту речь мимику и жесты?

— Хочу рассказать, как дети усваивают язык, чтобы вы ужаснулись, — продолжала профессор Черниговская. — Ребенок — инопланетянин. Он приходит в мир, не зная про него ничего. Он должен все про него узнать. В этом ему помогает его мозг, благодаря генетической программе, которая знает, как вынимать из мира информацию. Теперь представьте, что ребенок должен овладеть языком тогда, когда его никто этому не учит. Вы можете возразить, что родители и все вокруг разговаривают. Но ребенок — все что угодно, только не магнитофон.

Ребенок должен вычислить: что язык, а что не язык. Он слышит много разных звуков. Соседи сковородками кидаются, кошки мяукают, собаки лают, машины скрипят тормозами. Что из этого язык? Ему никто не говорит. Более того, ему никто не сообщает никаких правил ни про падежи, ни про окончания. Он сам пишет так называемую карту языка, находит его скрытые правила. Ребенок выполняет задачу, которую не могут выполнить лучшие лингвисты Земли. Как он это делает — мы хотим знать. Стараемся из всех сил.

Кроме того, ребенок окружен языком, состоящим из сплошных ошибок. Если сейчас записать мою устную речь — там будет масса сбоев, при том, что я лингвист и хорошо знаю грамматику. Просто язык «не то сказал». Ребенок же умудряется из хаотической информации вынуть правило. Только мощнейший компьютер, которым является мозг, позволяет ребенку это сделать.

Конечно, «мощнейший компьютер» — это просто некоторая метафора в устах Татьяны Владимировны. Эта метафора указывает на невообразимую сложность процессов формирования навыка грамматически правильной речи у малолетнего ребенка, которого просто еще невозможно обучать языку «по-взрослому», объясняя, что такое части речи, как они сопрягаются в предложении при помощи предлогов и падежных окончаний.

А что касается компьютеров, то как ни стараются математики совместно с лингвистами, с расчетом на самые современные суперкомпьютеры, — у них пока не получается построить алгоритмы для машинного обучения человеческому языку. В век, когда компьютерные программы уже запросто обыгрывают чемпионов мира по шахматам и даже обладателей самых почетных поясов в игре «Го», — ни одна машина еще не готова усвоить грамматический строй языка для беседы с человеком о нашумевшем фильме, о последних политических новостях или хотя бы о погоде. Все, на что сейчас способны многочисленные боты, и даже те из них, которые проходят тест Тьюринга по результатам шестиминутной беседы с экспертами, — это все лишь основанные на статистических расчетах подборки готовых слов и выражений.

Может быть, если машины не могут одолеть язык человека, то человек сможет освоить какой-нибудь специально созданный для общения с машиной искусственный язык? Увы, «… Несмотря на попытки, предпринимаемые уже в течение нескольких десятилетий, — пишет Стивен Пинкер, — ни одна искусственно созданная языковая система и близко не может сравниться с любым человеком с улицы, невзирая даже на HAL и СЗ РО [1]». Языки программирования, понятно, здесь не в счет, на них не поговоришь даже о ценах на рынке.

Как же тогда с такой сложной задачей справляется мозг ребенка? Какие механизмы мозга позволяет человеку, независимо от расы, страны обитания, уровня обеспеченности и порой вовсе не простых условий для жизни, в самом раннем возрасте улавливать закономерности звучащего языка и в короткое время овладевать родной речью? Согласно идее Стивена Пинкера, мозг как-то от рождения подготовлен к языковой функции и реализует ее уже как инстинкт, сродни тому, как осваивают инженерное искусство строящие плотину бобры или плетущие шелковые кружева пауки.

Полагают, — продолжает Татьяна Черниговская, — что изначально способность говорить приобрели первобытные люди на Африканском континенте. Далее по ходу расселения людей по земле в силу значительной территориальной изолированности разных племен языки приобретали специфику вплоть до полного их разделения. На сегодня насчитывается от трех до шести тысяч языков в зависимости от того, что считать языком, а что диалектом. Это при том, что многие языки уже исчезли вместе со своими носителями, а к концу нынешнего века из категории живых исчезнут до 50 % малоисполъзуемых сегодня языков.

При всем разнообразии языков человека их различия носят ярко выраженный эволюционный характер: языки развивались как в зависимости от среды обитания человека, так и в ответ на социальные запросы производственного и культурологического характера. Ветви гипотетического лингвистического фамильного древа прослеживают историю самого Homo sapiens от обитателей Африки до миграций из Африки в Европу и Азию через Средний Восток 100 000 лет назад, а оттуда в течение последних 50 000 лет — в Австралию, на острова Индийского и Тихого океанов и в Америку. Сегодня язык человека насчитывает 240 семейств, более или менее соответствующих ограниченным популяциям людей. Правда, наличие соответствия между языковыми семьями и генетическими объединениями людей не означает, что существуют гены, способствующие какой-то популяции людей выучиванию какого-то конкретного семейства языков. В наш век великого перемешивания наций и народностей мы все являемся свидетелями тому, как наивный ребенок легко овладевает своим первым языком, из какого бы семейства он ни был.

Что касается языкового инстинкта, о котором пишет Стивен Пинкерт, то по-видимому, его опосредует совокупность генов, которая определяет способность человека к овладению неким праязыком, какими-то самыми общими языковыми конструкциями. К сожалению, проследить эволюцию языков в глубины тысячелетий невозможно, так как большинство лингвистов полагает, что после 10 000 лет в языке не остается никаких следов того, каим он был изначально. Язык кроманьонцев из Франции утерян навсегда, также как и язык денисовцев с Алтая. Остается только надеяться, что рано или поздно ученые нейрофизиологи и лингвисты смогут подсмотреть в механизмах мозга закладки тех самых общих древних конструкций языка, которые вот уже десятки тысячелетий мы носим в своих генах в неизменном виде. Это лучше сделать скорее рано, чем поздно, потому что, как справедливо отмечает Татьяна Владимировна, в ближайшие 50–70 лет исчезнет более половины существующих языков.

По оценкам известного лингвиста Майкла Краусса, на исчезновение обречены 150 языков только одних североамериканских индейцев, что составляет около 80 % имеющихся в настоящее время языков. Другие языки имеют тоже не лучшую динамику: 40 исчезающих языков (90 % существующих) на Аляске и в северной Сибири, 160 (23 %) в Центральной и Южной Америке, 45 (70 %) в России, 225 (90 %) в Австралии, итого в мире около 3 000 (50 %).

Сравнительно защищены от исчезновения всего примерно 600 языков, которые обеспечены значительным числом их носителей. Остальные языки, то есть около 90 % от ныне существующих обречено на исчезновение уже в ближайшем столетии.

Языки исчезают, хотя бы потому, что в силу развития транспорта и связи, перекраивания геополитических карт и интеграции сырьевых потоков сначала разрушается сама естественная среда обитания носителей того или иного этого языка, а затем массмедийными и общеобразовательными средствами она ассимилируется доминирующим языком. Трудно предотвратить вымирание языков одной только поддержкой национальных школ, литературы и телевещания. По-видимому, назревает необходимость создания банков языка, наподобие банков генетического материала. В языковых банках можно хранить грамматики языков, их лексический состав, тексты на них и записи образцов. Существуют примеры возрождения даже мертвых языков. Например, иврит, долгое время сохранявшийся в обрядовых процедурах, в настоящее время стал общегосударственным языком в Израиле.

Очевидно, язык — это не просто инструмент для передачи информации, это в гораздо большей степени способ существования культуры, где разнообразие языков гарантирует богатство проявления самой сущности человека. Как это выразил лингвист Кен Нейл: «Потеря языка — это часть более общей потери, переживаемой нашим миром — потери многообразия во всем».

Нужно ли беспокоиться о сохранении какого-то разнообразия языков? Как пишет Майкл Краусс: «Любой язык является наивысшим достижением уникального коллективного человеческого гения, тайной, такой же божественной и бесконечной, как живой организм».

Какие же еще тайны хранит в себе язык человека?

Принято считать, что речь — исключительно человеческое качество. Ни один другой вид на земле не умеет говорить. Ученые до сих пор спорят, что же послужило толчком для такого резкого отрыва от животных в описании и ощущении окружающего мира. Какие механизмы мозга участвуют в процессах формирования речи? Насколько важны внимание и память для коммуникации между людьми. И наконец, что же лежит в основе нашего понимания друг друга?

Представление мимов всегда понятны, даже если это целые истории о развитии отношений между двумя людьми, хотя в них нет слов — одни движения, мимика и жесты. Правда, способность понимать движения и жесты ограничена кругом соплеменников или культурологических традиций. К примеру, папуасам с островов Океании жесты и мимика наших актеров вряд ли что-то «расскажут». А вот представители европейской культуры поймут без труда. Дело в том, что символы и знаки долго оттачиваются в культурно-исторической традиции на протяжении многих поколений, чтобы стать носителями смыслов и значений.

По словам доктора филологических наук, профессора, директора Института прикладной и математической лингвистики Московского государственного лингвистического университета Родмонги Кондратъевны Потаповой, нас повсюду окружает сплошная семиотика — наука о коммуникативных системах и знаках, используемых в процессе общения Даже у светофорана дороге тоже есть и своя семантика, и даже свой синтаксис…

Тренер в хоккейном матче запросто одними жестами управляет на поле целой командой игроков, биржевые маклеры — мгновенно покупают-продают по жестам-командам своих клиентов, а влюбленные, тем более, понимают друг друга без слов. В этом мы, наверное, не слишком отличаемся от животных с их знаковыми системами. Но попробуйте жестами и мимикой объяснить теорему Пифагора или как сварить суп. Увы, даже для этих простых операций требуется владение абстрактными категориями и понятиями, великое множество которых можно обозначить только словами!

— Язык — это тоже система знаков, но когда мы уже переходим в межличностную и прочие виды коммуникации, общения, когда уже человек погружается в социум, то здесь уже главенствующую роль, конечно, приобретает письменная и устная речь, — поясняет доктор филологических наук профессор Родмонга Кондратъевна Потапова.

«Казнить нельзя помиловать» — наверняка все помнят эту фразу со школы. В разных вариантах ее приписывают и русским царям, и европейским монархам. Все дело — в запятой. Точнее, в смысловом ударении. Оттого, как его поставить, зависит то, как фразу воспримет адресат. А ведь есть еще и контекст, который тоже влияет на смысл высказывания. Очевидно, язык человека — очень тонкий инструмент общения, которым надо пользоваться весьма умело. В первую очередь, при разговоре надо быстро подыскивать нужные слова.

Прежде чем мы начинаем что-то говорить или писать, в нашей голове проносится целый ряд воспоминаний и ассоциаций, скрывающихся за определенным словом, состоящим из набора букв и звуков. Например, мы произносим слово «Африка». И сразу в нашей голове рождается целый мир. В этот момент мы представляем саванну, слонов, львов, зебр, жару и племена чернокожих людей. Но попробуйте вообразить что-то более абстрактное, скажем, состояние восторга. Как описать его словами? В ход сначала пойдут синонимы, потом описание собственных ощущений от этого состояния, затем обязательно подключатся и другие, неязыковые методы.

— Предположим, что решили поделиться своими эмоциями или мнением, — предлагает профессор Родмонга Кондратъевна Потапова. — Теперь, чтобы вас поняли, нужно оформить свою мысль. Но как это часто происходит со многими, в этот момент вы не нашли соответствующих слов. Было у вас такое в жизни? Наверное, у каждого это было. И тогда идет замена слов так называемой вербалики паравербаликои, тембралъными характеристиками, интонационно просодическими и так далее… Вот настолько мудрый у нас коммуникативный механизм.

Поэтому, если нам не поможет наш скудный словарный запас, мы найдемся, как объясниться с собеседником, даже с иностранцем, языка которого мы не знаем. Ведь, согласитесь, каждый из нас наверняка во время общения способен уловить разные интонации в голосе, перемены в мимике, во взгляде, в скорости речи — так мы понимаем, что один человек раздражен, другому стыдно, а третий перед нами заискивает. Таким образом, общение — еще и эмоциональный процесс с невероятно богатой палитрой красок и оттенков.

Как объясняет Родмонга Кондратъевна, когда вы кому-то объясняете решение задачи, то можете произнести эту фразу нейтрально: «Это так просто». А в другой ситуации вы можете в сердцах воскликнуть: «Это так просто!» Эти, казалось бы, на первый взгляд одинаковые фразы, на самом деле звучат совершенно по-разному. Последняя фраза звучит как предупреждение: если ты начнешь думать над этой задачей, у тебя ничего не получится! А можно произнести эту фразу высокомерно и с иронией, тогда собеседник поймет, что ему и вовсе не стоит начинать решать эту задачу: не по зубам ему. Этот простой пример ярко демонстрирует тот факт, что паравербалика, то есть то, что несет в себе голос человека, его тембралъная окраска, мелодические варианты модуляции, громкостные, темпо-ритмические особенности — они часто в коммуникации играют большую роль, чем знаковая языковая система.

При любом общении в памяти постоянно всплывают те или иные ассоциации, сами по себе рождаются интонации и тембровые окраски, и все для того, чтобы наиболее точно выразить нужные смыслы. Иной раз эти ассоциации даже мешают. Кому не знакомы ситуации, когда хорошо знакомое слово, например название кинофильма или фамилию актера, никак не удается вспомнить, при этом кажется, что оно буквально «вертится на языке». Этот феномен так и называется — «феномен на кончике языка». Какие только неожиданные ассоциации с «лошадиной фамилией» не всплывают в голове: Жеребятников, Кобылкин, Лошадников, Тройкин, Уздечкин. Вспомнить акцизного по фамилии Овсов помог разговор совсем на другую тему: «Иван Евсеич! — обратился к нему доктор. — Не могу ли я, голубчик, купить у вас четвертей пять овса? Мне продают наши мужички овес, да уж больно плохой…».

Азбука Морзе — вот идеальная коммуникация! — в шутку или всерьез восклицает Татьяна Владимировна Черниговская. — Отобьешь сообщение с помощью «точек» и «тире» — и ваш собеседник поймет ровно то, что вы передали, — объясняет Татьяна Владимировна. — Человеческий язык ничего общего не имеет с этими буквенными кодами. Потому что, не говоря о фразах, текстах, даже отдельные слова означают то или другое понятие в зависимости от контекста, причем очень широкого контекста. Собеседнику нужно знать, чтобы понять вас точно, не только что было «до» вашего сообщения, но и что будет «после». Важно знать, кто это сказал, когда сказал, после чего сказал, о чем говорили вчера и так далее. Как мы умудряемся при этом вообще до чего-нибудь договариваться — это большая загадка.

Действительно, как часто мы слышим подобные фразы: «Вы меня неправильно поняли», «Я не то имел в виду». Но как происходит такой парадокс: говорим мы вроде бы одно, а окружающие в тех же словах слышат нечто другое? В чем причина?

Дело в том, — объясняет профессор Родмонга Кондратъевна Потапова, — что «у каждого свой опыт, свой набор в количественном отношении слов, синтаксических конструкций, которые вообще нам дала и сама жизнь, и чтение литературы, и активное общение с окружающими людьми. Уже исходя из этого выходит, что объем единиц не стопроцентно одинаковый у разных людей. Наш словарный запас зависит от возраста, воспитания, места проживания, влияния семьи, влияние одного человека, другого, третьего, ваше собственное знание языка, ваша собственная начитанность… Помимо этих факторов надо еще учитывать даже физиологические параметры, потому что все люди разные по темпераменту, по типу высшей нервной деятельности, да и настроение у всех может быть разное…»

Так как же мы воспринимаем речь? Представьте цирк — манеж, ряды кресел, занавес, восторг зрителей, а под куполом — акробаты. Как вы можете описать свои ощущения? Наверняка, не более чем десятком слов: казалось бы, какие тут могут быть варианты — цирк есть цирк. Но если бы каждый из нас смог бы прямо из головы отправить воображаемый образ для распечатки на принтере, то скорее всего, была бы масса разных изображений: сколько людей — столько будет и разных картинок.

Каким же образом одинаково заученные для всех слова и их значения порождают в голове такие непохожие картины реальности, строго индивидуальные для каждого человека? Большинство ученых считает, что способность формулировать сначала слова, а затем предложения и фразы заложена в нас генетически.

— Каждый рожденный ребенок имеет генетические предпосылки к тому, чтобы овладеть любым языком Земли, как родным, — уверяет профессор Татьяна Черниговская. — Не с генетическими предпосылками к конкретному языку — русскому, хинди или суахили, а с уникальной способностью этот язык раскодировать!

Мы учимся слышать, видеть, ощущать вкус, испытывать боль или радость, делать первые шаги и — говорить. Уже к первому году жизни у ребенка складываются прочные связи между звуками речи и элементарными понятиями, первыми оформленными ощущениями и эмоциями.

Прежде всего, на что реагирует ребенок? На интонацию тех близких людей, которые с ним общаются. По словам профессора Потаповой, через интонацию он может понять, как ему действовать. Распознает слова как сигналы — положительные, отрицательные, нейтральные. И ответно — обратная связь дает ему возможность идти в нужном направлении. Если же ему дискомфортно — он заявит об этом определенным криком, а если ему комфортно, то даст соответствующий сигнал.

Помните легенду о Вавилонской башне? Возвести грандиозное сооружение можно было лишь при условии, что строители говорят на одном языке и понимают друг друга. Чтобы в наказание за гордыню не позволить им продолжить свою работу, Бог разобщил людей, сделав это единственно безболезненным способом — лишив их единого языка. Ведь каждое слово связано в мозге с вполне определенным кругом понятий и ассоциаций. Слова чужого языка никак не отзовутся.

Более того, даже если мы говорим на одном языке, но собеседник плохо владеет семантикой слов, наш мозг будет нервно реагировать на ошибки и мы в конце концов перестанем понимать этого собеседника.

Язык это точно не только коммуникация, — уверена Татьяна Владимировна Черниговская. — Если бы основной функцией языка была коммуникация, то он становился бы все более и более однозначным. Меж тем все языки мира демонстрируют ровно обратную картину. Все зависит от контекста. Для того чтобы понять другого человека, нужно знать, кто сказал, когда сказал, что было до этого, что будет после, что остальные про это думают. То есть основная задача человеческого языка — НЕ коммуникация, а мышление!

В знаменитом романе Джорджа Оруэлла «1984», написанном еще в 1949 г., где развертывается одна из версий социального мироустройства на основе тотального контроля, придумана и соответствующая совершенно безболезненная, но очень эффективная технология контроля за мыслью — язык под названием «новояз». «Новояз» — это новый язык, который искусственным путем формировался по принципу: невозможно сделать (и даже подумать) то, что нельзя выразить словами.

«Предполагалось, что, когда новояз утвердится навеки, а старояз будет забыт, неортодоксальная, то есть чуждая ангсоцу мысль, постольку поскольку она выражается в словах, станет буквально немыслимой. Лексика была сконструирована так, чтобы точно, а зачастую и весьма тонко выразить любое дозволенное значение, нужное члену партии, а кроме того, отсечь все остальные значения, равно как и возможности прийти к ним окольными путями. Это достигалось изобретением новых слов, но в основном исключением слов нежелательных и очищением оставшихся от неортодоксальных значений — по возможности от всех побочных значений. Приведем только один пример. Слово «свободный» в новоязе осталось, но его можно было использовать лишь в таких высказываниях, как «свободные сапоги», «туалет свободен»[2].

Конечно же, сакраментальный вопрос о том, насколько мысли существуют только в словах, а мышление в целом — в языке, постоянно возникает у исследователей в самых разных науках — от нейрофизиологии и психологии до философии и искусственного интеллекта. Может быть и совсем наоборот: возникающая в голове мысль первично выражена в каком-то незримом «мыслекоде», но для того чтобы стать доступной окружающим, в том числе и самому хозяину мысли, она вторично облекается в слова. Выбор между этими гипотезами — есть ключевой вопрос для понимания механизмов порождения языка: является ли язык содержанием процессов мышления или всего литтть словарем для передачи мысли? Один из крупнейших философов XX века Людвиг Витгенштейн решал эту дилемму метафорически: «Собака не может подумать: «Завтра, может быть, пойдет дождь», потому что она не использует в своей жизни слова». Конечно, философы вряд ли интересовались у собак по поводу погоды на собачьем языке, да и собаки не смогли бы поддержать разговор, потому что не обладают голосовым аппаратом, который необходим для развитого звукового языка.

Святой Августин, не только философ, но и богослов, — тот и вовсе рассматривал слова как обозначения каждого конкретного объекта и каждого явления в окружающем мире. Именно этими словами-обозначениями, по мнению Августина, оперирует мышление. Известный во всем мире отечественный психолог Лев Выгодский в книжке 1934 года «Язык и мышление», пожалуй, одним из первых представил экспериментальные доказательства тому, что языковые грамматические конструкции на основе слов формируют у ребенка структуры более высокого семантического порядка — на основе понятий. Эти понятия являются уже не обозначениями предметов и явлений природы, а их абстрактными обобщениями по смыслу. В каком-то смысле получается, что мышление оперирует сущностями, которых в конкретном смысле нет в природе. Нет стола без конкретного обозначения кухонный он или операционный, нет цветов без их конкретного наименования, нет даже человека, если он не конкретный сосед или не вы сами! Так язык может довести и до галлюцинаций?

Почему нам так важно знать, как устроен язык и мозг? А выбора другого нет. Мы общаемся с миром через окна и двери — это слух, зрение, обоняние, осязание. Но через это информация только входит. Обрабатывается все это мозгом. Мы смотрим глазами — а видим мозгом. Слушаем ушами — слышим мозгом. Мозг поставляет нам картину мира. От него зависит: что он покажет, то и покажет. Это плохо. Строго говоря, мы ему почему-то доверяем. А почему мы должны ему доверять? А какие основания у нас считать, что у нас, например, сейчас не коллективная галлюцинация?

Я работала в психиатрии и знаю, что галлюцинация пациента — такая же для него реальность, как для нас любая другая реальность. Нет способа доказать ему, что восемь чертей, которые по столу ходят, на самом деле не существуют, а их его мозг породил. Поэтому нам так важно знать, как мозг работает, потому что мы от него тотально зависим.

И вот справиться с хаосом, на который наши сенсорные системы реагируют каждую миллисекунду, помогает человеческий язык. А точнее — мозг с помощью языка обеспечивает нам не только коммуникацию, но и возможность с этим бардаком бороться. Например, есть огурчики маленькие, крупные, с пупырышками, гнилые, соленые — разные. Но для них всех есть одно слово «огурец». Если бы его не было, нам пришлось бы для каждого из объектов придумывать новое слово. Выходит, что язык дает возможность собрать мир и структурировать. И язык для этого использует договорные механизмы. Мы договариваемся, что это называется «микрофон», а это «экран». Это код носителей одного или нескольких языков. И эта общая способность работать с языком наследуется. Поэтому, какие бы усилия вы ни употребили для обучения курицы языку, ничего не получится. Для этого нужно специальные гены и специальный мозг. Именно такой он у нас и есть.

Да что там куры, — даже наши ближайшие по генетическому родству шимпанзе, по-видимому, не могут научиться говорить, пусть хоть на своем обезьяньем языке, но именно говорить, а не просто сигнализировать, кто там главный самец, где опасность, а где много еды. Ученые до сих пор спорят на этот счет. В 1930-40-е годы супружеская пара американских психологов Лейла и Винтроп Келлог взяли на воспитание в дом детеныша шимпанзе Гуа, чтобы воспитывать ее одновременно с их недавно родившимся сыном Дональдом. Гуа с мальчиком росли как сестра и брат, но шимпанзе ни разу не сказала ни слова, не в пример Дональду, который помимо быстро усвоенного языка человека начал копировать звуки обезьянки. Супруги Кейт и Кейтерин Хайе, тоже американские психологи, растили шимпанзе Вики прямо в лаборатории по изучению приматов и усиленно обучали его языку, выстраивая ему даже правильные движения губ и языка для произнесения соответствующих звуков. После большого количества упражнений, часто помогая губам руками, к семи годам Вики научился выговаривать три слова, в которых можно было различить к месту и не к месту воспроизведенные «слова»: папа, мамаи чашка.

Конечно, у обезьян были неравные условия с ребенком — хотя бы, совсем не подготовленный природой к звуковому языку голосовой аппарат. В конце 1960-х годов сразу несколько команд психологов начали изучать возможность обучения детенышей обезьян языку жестов. Уже в 70-х было объявлено, что знаменитые сейчас обезьянки Сара, Лана, Кензи, Вешо и Коко в той или иной степени, но обучились общаться с сородичами и с экспериментаторами посредством жестов, а также с помощью маркеров объектов и действий. Сара научилась выстраивать в цепочку на доске намагниченные пластиковые фигуры, как это сейчас делают дети для усвоения азбуки. Лана и Кензи научились нажимать кнопки с соответствующими символами на специальной клавиатуре компьютера. Еще больших успехов достигли шимпанзе Вэшу и горилла Коко, как было заявлено, — они овладели американским жестовым языком, то есть вышли на полный контакт с глухонемыми людьми! «Язык больше не является той областью, где господствует только человек», — заявила дрессировщица Коко — Франсина Паттерсон. Горилла Коко не просто разговаривает на языке жестов, она еще выстраивает на этом языке всяческие каламбуры, шутки, метафоры и невинные обманы, — утверждала Паттерсон. Оставалось только представить таблицы употребления тех или иных жестов с оценкой, насколько они были уместны в каждом случае. Однако большинство дрессировщиков ответили отказом на просьбу исследователей предоставить им необработанные данные для статистического анализа. Поэтому истинные языковые достижения знаменитых обезьянок обросли легендами, если не сказать, что и вовсе покрыты тайной. Во всяком случае, знающие американский жестовый язык глухонемые не нашли общего языка с красавчиком Коко. К тому же этот жестовый язык, строго говоря, языком-то и не является, а представляет собой всего лишь грубую систему мимики и жестов, без сколь-нибудь выраженных морфологии и синтаксиса.

В своей книге «Инстинкт языка» Пинкер пишет, что «.. На самом деле, то, что реально делали шимпанзе, было интереснее, чем утверждения дрессировщиков о том, что они делали. Джейн Гудол, присутствовавшая при работе над проектом, заметила, что все так называемые жесты Нима были знакомы ей из ее наблюдений над шимпанзе в природных условиях. Шимпанзе очень сильно опирались на жесты из своего природного репертуара, а не усваивали настоящие произвольные жесты американского жестового языка».

Как бы там ни было, совершенно очевидно, что способность человека к языку принципиальным образом выделяет его из животного мира, как бы ни были разговорчивы шимпанзе и гориллы в их естественном общении или будучи обученными искусственным приемам коммуникации. Насколько эти уникальные способности человека связаны не только с голосовым аппаратом гортани и носоглотки, но и с развитием мозга, в частности, коры его больших полушарий?

Действительно, вот мы гордимся тем, что у нас есть кора головного мозга, которая выполняет чудовищные вычисления и благодаря которым мы столь умны и прекрасны, — убеждает профессор Черниговская. — Так вот, у птиц, у которых довольно сложные когнитивные возможности, как мы теперь знаем из экспериментов разных людей, коры вообще нет. У них даже поверхность мозга гладкая. Но, не смотря на это, существуют говорящие попугаи, есть еще и другие виды птиц, которые умеют говорить. Этот факт нас как-то должен озадачить. Ведь рассуждая про эволюцию языка, мы говорим: «У нас мозг, у нас прямохождение, у нас правильный череп и у нас правильные артикуляторные органы, которые дают нам возможность анатомически и физиологически этот весь ужас, который я сейчас произношу, произносить». Потому что это огромная скорость, это микроизменения в частотах и длиннотах, и это все имеет прямое отношение к коммуникации. Так вот, у попугаев близко ничего нет такого, чем они могли бы говорить, а они при этом говорят ровно так, как мы с вами. Загадка!

Действительно чистота звукоподражания иных попугаев может соперничать с номерами известных имитаторов на эстраде. Практически все попугаи могут научиться произносить по-человечески отдельные слова и даже предложения. Но самый «разговорчивый» вид попугаев — это знаменитый серый африканский попугай жако, словарный запас которого у отдельных представителей достигает 800 слов! Жако по кличке Прудли даже занесен в книгу рекордов Гиннеса как рекордсмен по количеству выученных слов. «Человеческий» словарь Прудли насчитывает 1000 слов — не каждый лектор настолько разнообразен в своем словарном репертуаре. При этом попугаи не просто повторяют слова — они очень хорошо имитируют интонацию человека, которого копируют. Если это песенная фраза — то слова они буквально напевают.

Кстати, если говорить о песнях, то соловьиные трели, казалось бы, демонстрируют гораздо большее вокальное искусство, чем самые замысловатые высказываниям попугаев. Хорошим голосом действительно обладают несколько групп птиц: певчие птицы, колибри и попугаи, но только последние сильно опережают всех по способности к подражанию. Значит ли это, что попугаи самые умные среди птиц, если научились подражать голосу самого человека? Международная группа исследователей из Венского и Геттингенского университетов даже утверждает, что серый африканский попугай жако в трехлетием возрасте обладает логическим мышлением на уровне макаки.

Действительно, птицам, к примеру, сначала показывали, как под непрозрачную чашку помещали вкусный для них орех, потом перетасовывали чашки за ширмой. Затем опять на глазах попугая оба стакана по очереди встряхивали, предлагая птице определиться, где же находится орех. Жако успешно решали эту задачку, хотя ранее не слышали, как себя проявляет орех в пластиковом стакане при встряхивании. Не способствуют ли вокальные способности интеллекту — настолько, что певчие птицы и попугаи начинают решать посильные только обезьянам задачки? Наверное, даже обезьянам было бы обидно сравнение их мозга с птичьими мозгами. Между тем нейроморфолог из Рио-де-Жанейро Сюзана Эркулано-Хюазель, известная своими работами по анализу мозга различных животных, в 2016 году представила данные сравнения числа нейронов в мозгу птиц 28 семейств. Певчие птицы и попугаи действительно оказались в этом списке первыми. Но настоящим сюрпризом оказалось то, что при одинаковом весе мозга с млекопитающими число нейронов в птичьих мозгах было в два раза больше! Например, при равном весе мозга, около двух граммов, в голове у скворца насчитывалось 486 миллионов нейронов, а у крысы — всего 200 миллионов.

Вполне объяснимая с точки зрения экономии веса более компактная укладка нервных клеток у птиц, возможно, делает их мозг не только более эффективным на единицу веса, но еще и более быстродействующим из-за меньших размеров нейронов и более коротких связей между ними. Если рассматривать мозг попугая по частям, то наиболее развитыми у него, по сравнению с другими птицами, оказываются передние доли. Ученые предположили, что именно в этих областях могут располагаться центры, ответственные за способности птиц к вокализации. Но почему даже среди птиц-вокалистов одни только поют, а другие — попугаи — еще и говорят?

Язык и гены

Чтобы разобраться с этим вопросом, исследователи из университета Дюка в США решили воспользоваться ранее сделанным открытием о том, что при вокализации у птиц в компактной области передней части мозга наблюдается повышение активности небольшого набора генов, в частности, гена PVALB, кодирующего в клетке белок парвальбумин. Тщательное картирование активности этого гена в нейронах мозга разных птиц показало, что вокальный центр попугаев устроен особым образом: его сердцевина по своим связям с другими областями мозга в точности соответствует центру вокализации всех изученных птиц. Но именно у попугаев активация гена РVALB наблюдается еще и в нескольких слоях нервных клеток вокруг этой сердцевины, в каком-то смысле — в корковом ее покрытии, которое имеет уже совсем другие связи с остальными структурами мозга, в том числе и отвечающими за движения. Причем активность этого гена в сердцевине центра вокализации и в его коре зависит от того, воспроизводит ли попугай собственные произведения или анализирует и имитирует внешние звуки. Слоистая нейронная структура как нельзя кстати подходит для этой работы, чтобы разложить звуки и управление голосовым аппаратом «на плоскости», как это сделано в новой коре млекопитающих для всех сенсорных модальностей.

Ученые полагают, что в своей совокупности сердцевина и наружные слои клеток вокального центра позволяют попугаям осуществлять комплексную коммуникацию не только генетически определенными звуками и не только имитацией внешних звуков, но и телодвижениями. Во всяком случае, мозг всех девяти изученных видов попугаев отличается от певчих птиц слоистой структурой центра вокализации, и чем более выражены способности попугаев того или иного вида к звукоподражанию, тем более развита эта оболочка центрального ядра вокального центра. Даже у одного из самых древних попугаев — новозеландского кеа — «разошедшегося» в эволюции с другими птицами 29 миллионов лет назад, эти внешние слои вокального центра мозга уже хорошо заметны.

Конечно, напрашивается вопрос о том, не являются ли центры вокализации у попугаев гомологами центра речи у людей, который тоже находится в передних областях мозга. Но здесь, наконец, надо отметить, что песни певчих птиц и «разговоры» попугаев — это всего лишь обмен сигналами, обозначающими весьма ограниченный набор управляющих команд или сообщений. Повторение какого-то слова или фразы для попугая означает лишь команду для человека, чтобы тот выдал им порцию пищи. В этом смысле, как бы ни были говорливы попугаи, им, так же как и неговорящим обезьянам, не хватает для настоящего языкового общения не столько голосового аппарата, ине только похожих на человеческие звуков, — сколько самой способности из элементарных звуков или жестов выстраивать совершенно новые композиции — слова и их сочетания. Звуковой язык предполагает не только генерацию слов из элементарных звуков, но одновременно и способность ими оперировать как абстрактными объектами, понятиями, то есть мыслить. Вот эта грань между животными и человеком до сих пор остается загадкой для нейробиологов, лингвистов, специалистов по искусственному интеллекту, философов и даже для простых обывателей.

Что же определяет в нашем, по сути дела, животном организме наше человеческое, в первую очередь — способность к языку?

Царской дорогой для поиска трансэволюционных преобразований, конечно, является прослеживание изменений в составе и в содержании ДНК. К счастью, с тех пор, как в 2005 году мир узнал полную карту ДНК человека, стало ясно, что различия между обыкновенным шимпанзе и человеком в генетическом материале составляют едва ли 2 %.

Значит, для поиска «гена» речи не нужно перебирать все три миллиарда пар нуклеотидов человеческого генома, а как следует разобраться всего лишь в одной-двух сотых этого материала. Где-то там должны были найтись и гены, отвечающие за способность человека к тому, что учат в начальных классах школы: к грамматике и синтаксису родного языка. Точнее, учат тому, чему любой ребенок непринужденно учится еще задолго до школы, сам того не осознавая.

— Мода последних лет — найти специфические человеческие гены, то есть те, которые есть у человека, но отсутствуют у его ближайших наших в животном мире, и которые сделали нас людьми, — рассказывала Татьяна Владимировна Черниговская. — Например, в 2009-м был открыт ген FОХР2, поломка которого приводила к нарушениям речи. Он обнаружился при исследовании двух семей из США и Англии с речевыми патологиям. Например, бабушка не могла научиться говорить, троюродная тетя не умела читать, племянник пишет с 60 ошибками на странице. В общем, семейки Аддамс… Нашелся повинный в этом испорченный ген. Было очень пышно объявлено: наконец найден языковой ген! Ген как раз той функции, которая характерна только для человека. Увы, если бы он таковым оказался, то была бы Нобелевская премия. Потому что это бы значило, что найден ген человека, а не ген какой-то грамматики. Но вышла неприятность: оказалось, что этот ген есть у котов, мышей, крокодилов и у всех на свете. Просто он у Гомо сапиенс работает почему-то по-другому. Ноу нас возник вопрос: почему FОХР2 такой важный, что из-за его поломки у человека возникает столько сбоев с речью? Пока ищем ответ.

Действительно, бум с открытием FOXP2 случился невероятный, потому что, как справедливо заметила Татьяна Владимировна, ответственный за речь ген стал бы той волшебной кнопкой, которая включает или выключает в обезьяне Человека! Вся многомиллионная история Человека разумного от древних гоминидов, да что там гоминиды — от инфузории и туфельки, стянулась бы в одну точку к небольшой последовательности нуклеотидов в ДНК, названной геном FOXP2. И основанием к этому было сделанное в конце 80-х годов XX века наблюдение простого учителя в одной из школ Лондона: он заметил, что сразу семеро его учеников, принадлежащих к одной и той же семье пакистанского происхождения, страдали примерно одинаковыми расстройствами речи. У них были трудности с произношением слов, и потому они часто заменяли одни слова на другие, близкие по звучанию, но уже не совпадающие по смыслу. Например, по-русски это выглядело бы как замена «дочь» на «ночь», «дичь» на «кич» и др. В школе думали, что им просто трудно дается грамматика и правильное произношение, но к 2001 году исследователи выяснили, что у этих детей сильно снижена способность к артикуляции, связанной с некоторыми быстрыми движениями мышц лица. При этом их общие когнитивные способности были на уровне здоровых одноклассников. В дальнейшем выяснился более полный список нарушений речи в этой семье, где проблемы были не только с артикуляцией и синтаксисом, но еще и с управлением языком и губами.

Генетическая предопределенность речевого дефицита была в буквальном смысле налицо, а вскоре выяснился и ген, поломка которого приводила к дефициту артикуляции, — тот самый FOXP2. Этот ген кодирует синтез белка из 715 аминокислот с тем же названием FОХР2, который, как выяснилось, не участвует в биохимической кухне клетки, но регулирует экспрессию других генов. Биологи такие белки называют транскрипционными факторами. Эти факторы как-то взаимодействуют не с самими генами, а с их промоутерами, соседними с каждым геном участками ДНК, управляющими каждый своим геном. Складывалась очень заманчивая для исследователей картина, одним геном объясняющая всю палитру новоприобретений Человека разумного, начиная от способности к звуковому языку и кончая, возможно, целым каскадом новых свойств мозга.

К сожалению, первые же попытки отвести этому гену как минимум функцию обеспечения речи, то есть чисто человеческого качества, провалились с обнаружением этого гена у обезьян, прочих млекопитающих, птиц и даже у крокодилов. Причем ген этот отличается завидным постоянством: к примеру, шимпанзе появились в эволюционном ряду на 90 миллионов лет позднее мышей, а обезьяний белок FОХР2 отличается от мышиного всего одной аминокислотой. Точнее, соответствующий участок ДНК приобрел за это время вследствие мутаций около 130 изменений, но действенным, то есть влияющим на состав белка оказалось только одно. Тем более удивительно, что всего за 6 млн лет истории от шимпанзе к человеку FОХР2 успел приобрести сразу два действенных изменения. Для эволюционных биологов это хороший знак: естественный отбор почему-то ускорил приобретение и закрепление этих изменений в геноме — значит, они дали человеку какое-то очень сильное преимущество. Выходит, что этим преимуществом было как минимум расширение артикуляционных возможностей, а как максимум — полноценный звуковой язык и мышление. Однако один белок, пусть даже FOХР2, в поле не воин, нужно было для начала отследить все его молекулярно-генетические агенты. В этом направлении очень трудоемкое исследование выполнили ученые из нескольких американских университетов с ключевой лабораторией в Университете Эмори в Атланте. Они вывели культуру ткани на основе нервных клеток человека, в геноме которых заблокировали ген FОХР2, и детальнейшим образом проанализировали продукцию оставшихся генов, все белки и транскрипционные факторы, которые они экспрессируют. Затем в геном этих клеток встроили обезьяний FОХР2. Осталось посмотреть: как различается работа генетического аппарата нервных клеток человека в отсутствие человеческого FОХР2, при его наличии и в условиях, когда в человеческих нервных клетках работает обезьяний FОХР2.

Оказалось, что замена в нервных клетках человека обезьяньего гена FОХР2 на человеческий ген приводит к изменению работы сразу 116 генов. А это уже серьезный пул рабочих инструментов, который может коренным образом перестроить работу нервных клеток. Чтобы понять, что же произойдет не в клетках культуры тканей, а в целом организме, если у животного заменить ген FОХР2 на человеческий, остроумное исследование было выполнено Вольфгангом Энардом с коллегами в Институте Макса Планка в Германии.

Эти исследователи вывели линию мышей со встроенным в их геном FОХР2 человека! На удивление, во взрослом состоянии эти мыши почти ничем не отличались от своих собратьев, кроме пары-тройки особенностей. Нет, они не заговорили человеческим голосом, но в их мозгу стали быстрее формироваться новые контакты между нервными клетками, понизился уровень «мотивирующего» нейромедиатора дофамина, а с ним и в том же направлении изменилось и исследовательское поведение, то есть мыши стали менее суетливыми, но более способными к формированию новых навыков. Более того, в другом исследовании было показано, что мыши с человеческим FОХР2, освоив один навык, могли лучше, чем обычные мыши, использовать элементы этого старого навыка для более ускоренного формирования нового навыка.

Словом, вряд ли будет найден какой-то отдельный ген человеческой речи, ген разумности или мудрости, и тем более — ген «человечности», но теперь абсолютно очевидно, как эволюция буквально по отдельным генам и даже отдельным точечным деталям этих генов собирала ту совершенную единую и неделимую конструкцию, которая называется геномом Человека разумного.

Тем не менее рассмотрим примеры, когда отдельные психические качества человека проявляются в активности отдельных генов, например, склонность к альтруистическому или эгоистическому поведению.

На самом деле мы отличаемся от животных только одним качеством, — делится своей оригинальной точкой зрения профессор Сергей Вячеславович Савельев. — Не творческим мышлением, не абстрактным восприятием, не речью. Мы отличаемся тем, что можем делиться пищей! Не только с родственниками, не только с потомками, но и с совершенно чужими «особями», например с восьмой женой и даже с дальним соседом. И это, скорее, инстинкт.

Действительно, даже самая преданная собака не отдаст попавший к ней в зубы кусок мяса, а человек почему-то преодолел эти собственнические рефлексы. Может, такая быстрая трансформация распространенного в животном мире качества является результатом мутации какого-то еще не открытого гена «социального взаимодействия» в пользу альтруистических проявлений, подхваченная естественным отбором в силу преимуществ взаимопомощи в популяции человека?

Довольно спорная гипотеза, поскольку как в животном мире достаточно есть примеров самопожертвования ради спасения потомства или соплеменников, так и среди людей эгоистические черты представлены едва ли не в большей пропорции, чем альтруистические. В любом случае, если и есть какая-то генетическая обусловленность социального поведения, то даже в самом простом случае она должна быть выражена через действие какого-то белка или комплекс белков, синтезируемых на основе соответствующих генов.

На роль такого белка уже давно претендует гормон окситоцин. В 2010 году голландские исследователи опубликовали в журнале Science результаты интересных экспериментов. Участников тестирования они распределили в три группы по три человека и задали игровые условия из тюремного быта: из выданных каждому 10 евро они должны были что-то оставить себе, остальное внести в фонд только своей группы, и в общий фонд — в «общак». Причем за каждый евро, внесенный участником в фонд своей группы, все участники группы получали половину евро за счет экспериментатора, а за внос в «общак», наоборот, половина внесенной суммы возвращалась дарителю за счет участников других групп, нанося им прямой финансовый ущерб. Понятно, что оптимальной стратегией было внести все свои деньги в фонд своей группы, тогда каждый получал половину от общей суммы по группе, то есть по 15 евро без ущерба для участников других групп. Увы, логика зачастую подчинена эмоциям. Перед тестированием испытуемые закапали себе в нос неизвестную им жидкость без запаха и цвета, хотя на самом деле в одной половине пипеток был окситоцин, а в другой половине — плацебо, просто вода.

После закапывания воды, то есть без каких-либо внешних воздействий, 52 % испытуемых больше всего денег оставили себе (то есть проявили «эгоизм»), 20 % самую большую сумму внесли в общественный фонд («любовь к своим»), 28 % отдали предпочтение межгрупповому фонду («неприязнь к чужим»). Введение окситоцина привело к тому, что всего 17 % участников поступили как «эгоисты», 58 % проявили «любовь к своим», а 25 % — потратили большую часть своих средств, чтобы поживиться за счет участников чужих групп. Получается, что люди в своем поведении всегда балансирует между состояниями эгоизма и альтруизма, находясь в зависимости от индивидуальных предпочтений на разном расстоянии по обе стороны от точки равновесия. Окситоцин, видимо, сдвигает точку равновесия в сторону альтруистического поведения, то есть человек начинает получать большее удовлетворение от альтруистических решений. Механизмы этого системного влияния окситоцина на поведение человека совершенно не изучены, но ясно, что молекула окситоцина только тогда становится действенной для нервной клетки, когда связывается со специальными рецепторами, расположенными на мембране клеток. По своей природе эти рецепторы являются белковыми молекулами, потому их синтез определяется соответствующим геном, который уже давно известен исследователям. Однако до недавнего времени не было известно, действительно ли особенности этого гена у разных людей и определяют их точку равновесия между эгоизмом и альтруизмом. Еще интереснее было бы, если эти гены можно было бы настраивать с помощью таких агентов, как окситоцин.

Группа исследователей из Иерусалимского университета под руководством Ричарда Эбстайна в 2009 году опубликовала пионерское исследование по генетической регуляции чувствительности клеток к окситоцину. Ученые предложили своим испытуемым, мужчинам и женщинам, которых в каждой группе было больше сотни, игру в «Диктатора», когда испытуемому дается 12 долларов и предлагается сколько то пожертвовать абстрактному «бедняку», а остальные забрать себе. Психологи уже знали, что обычно люди, если и делятся деньгами, то в 80 % случаев отдавали небольшую сумму, но в 20 % делились поровну. Кодирующий участок гена рецептора окситоцина изучать не имело смысла, так как у всех людей молекула этого гормона одинакова.

Исследователи обратили внимание на регуляторный участок гена, в нескольких местах которого отдельные нуклеотиды могли меняться от человека к человеку. Здесь их ожидания были вознаграждены: замена одного нуклеотида на другой в конкретной позиции регуляторного участка ДНК приводила к резкому увеличению шансов на то, что в стрессовых условиях человек с одним видом нуклеотида окажется добрым и жертвенным, а с другим видом — черствым и эгоистичным. Поскольку эти замены выявлены не в кодирующей белок области гена, а в его регуляторной части, можно заключить, что поведение человека в ситуации социального выбора зависит не от строения самих рецепторов окситоцина, а от того, какими внутриклеточными факторами и как этот ген настраивается для синтеза рецепторов окситоцина. Возможно, у одних людей в состояниях стресса ген продуцирует недостаточно рецепторов окситоцина, чтобы нервная клетка почувствовала имеющееся в крови даже большое содержание окситоцина, и этот человек будет более склонен к эгоистическим влечениям, а у других людей, с другим нуклеотидом в соответствующей позиции ДНК — все наоборот, на мембране клеток будет много рецепторов, что сделает их очень чувствительными к окситоцину и тем самым обеспечит альтруистическое поведение в стрессовых условиях, даже без закапывания дополнительного окситоцина в нос.

Не исключено, что в обоих случаях система регуляции поведения устроена так, что человек получает удовлетворение независимо от характера принятого решения, альтруистическое оно или эгоистическое. Тем самым человек в обычных ситуациях человек не слышит «голос разума», но поддается эмоциям. В таком случае теоретически остается возможность фармакологической регуляции принятия решений. Можно, например, закапать в нос немного окситоцина или, еще лучше — найти тот самый внутриклеточный регулятор гена рецепторов окситоцина, который, будучи изготовлен в таблетках, настроит человека на доб-р о желательный лад.

Этот дорогой мозг

Итак, вернемся к тому периоду, когда Гомо сапиенс стал расселяться по планете. Для этого ему, очевидно, понадобились недюжинные интеллектуальные способности, и тут уже естественный отбор начал в полную силу работать в пользу особей с повышенным объемом мозга. Но мозг, как известно, очень энергозатратный орган. У человека он потребляет около 20–25 процентов от всей энергии организма, хотя в общей массе тела он составляет всего 2 %. Если бы вес мозга увеличился вдвое, то организму пришлось бы затрачивать уже не 20, а все 40 % своих энергетических ресурсов. В таких условиях тело просто было бы не в силах обеспечить не только себе, но и сам мозг питательными веществами и кислородом. Похоже, полтора килограмма — это максимум, что могла себе позволить биологическая эволюция для человека, при сохранении габаритов его тела.

А вот загрузка мозга работой сверх обычного уровня приводит к не очень заметному увеличению потребления энергии. Томограф показывает, что даже при максимальной активности мозга объем кровотока возрастает всего на 5-10 % по сравнению с состоянием отдыха. Получается, что почти вся потребляемая мозгом энергия уходит на поддержание его спокойного состояния, когда он не занят какой-либо очевидной деятельностью или даже когда спит!

Более того, еще более точный метод регистрации активности мозга — позитронно-эмиссионная томография — показывает, что активность, например, зрительной коры, обрабатывающей потоки визуальной информации, даже у слепых людей так же высока, как и у зрячих. Наконец, при наркозе, когда отключается большая часть сенсорных и моторных функций мозга, его клетки по-прежнему генерируют нервные импульсы, затрачивая все то же количество энергии, так как каждый нервный импульс — это работа сразу нескольких энергоемких молекулярных механизмов.

Может создаться впечатление, что мозг вообще работает в значительной мере автономно, постоянно обрабатывая какую-то неизвестную нам информацию. Не та ли это работа мозга, которая по жизненной необходимости постоянно поддерживает сформировавшуюся у каждого человека по ходу жизни его психическую реконструкцию внешнего мира? Ту самую реконструкцию, в которой, как в уютном доме, все работает на своего хозяина: и восприятие, и память, и мышление, и эмоции — словом, все то, что составляет наш внутренний психический мир, да плюс еще непрерывный анализ данных от многочисленных внутренних систем организма.

Чем же в организме человека пришлось пожертвовать в ходе эволюции, чтобы ради новых интеллектуальных возможностей добавить не менее 500 граммов такой энергетически дорогостоящей нервной ткани, чтобы вывести обезьян в люди? Оказывается, пришлось пожертвовать кишечником!

— Получается, что на самом деле кишечник является другой дорогой затратной тканью, потому что наша кишка должна все время также беспрерывно работать, практически как мозг, — рассуждает профессор Филипп Хайтович. — Но если мозг решает какие-то проблемы мыслительные, то кишечник должен абсорбировать еду. Причем наша жизнь от нее зависит не меньше, чем от мозга: если кишка перестанет работать, мы умрем почти так же быстро, как если бы отключился мозг.

Желудочно-кишечный тракт — разъясняет Филипп Хайтович — это тоже один из крупнейших потребителей энергии, и чем он больше, тем больше энергии тратится на его обслуживание, и процесс пищеварения — такой же очень затратный процесс, как и мыслительный. А пищеварительный тракт — это у взрослого человека — составляет 8-11 метров кишечника, и еще желудок добавляет 20 % веса всего тракта. И мы не можем кишке сказать: «Ну-ка, давай сейчас не работай, а сейчас снова работай». Мы можем это сказать мышцам, если решили сесть и отдохнуть — тогда наши мышцы в покое будут очень мало потреблять энергии. А если нам нужно побегать, то после кросса они от нас потребуют вкусного и сытного застолья. А кишку мы не можем контролировать, она постоянно должна работать, потому что нашему телу, включая наш мозг, постоянно нужно питание.

Да, пищеварение требует не меньших энергетических затрат, чем мышление. Если чем и жертвовать в пользу мозга, то желудочно-кишечным трактом. У наших далеких предков, человекообразных обезьян, желудочно-кишечный тракт был в полтора раза больше, чем у нынешнего человека. Им приходилось питаться грубой растительной пищей — листьями, побегами и кореньями, что требовало многостадийной обработки этой пищи и, соответственно, длинного кишечного тракта. Энергия растительной пищи, добываемая в ходе многостадийного процесса химической обработки в разных отделах пищеварительного тракта, с лихвой обеспечивала высокую активность этих животных, но чтобы переварить подобную пищу, нужны были сильные челюсти и очень мощный кишечник. Это, с одной стороны, сдерживало увеличение объема черепной коробки, а с другой стороны ограничивало возможный расход ресурсов для обеспечения жизнедеятельности нервной ткани. Здесь в буквальном смысле мышление и пищеварение столкнулись в непримиримой конкуренции.

Возможно, очередным рывком в эволюции мозга человека явилось увеличение его размеров за счет перехода человека на пищу, для захвата, пережевывания, переваривания и усвоения которой требовалось гораздо меньше физических и энергетических ресурсов. Это была энергетически емкая мясная пища, да еще с некоторых пор термически обрабатываемая, что еще более облегчило процесс ее переваривания. Все это привело к уменьшению размеров пищеварительного тракта и роточелюстной системы. Для мозга высвободилась не только энергия, но и место в черепной коробке.

— Если мы сейчас начнем есть листья, то, естественно, все быстро умрем, и причем достаточно мучительно, потому что наш кишечник больше не приспособлен к такому пищеварительному процессу, он приспособлен к тому, чтобы есть еду, которая предварительно подверглась механической и термической обработке, — поясняет Филипп Хайтович. — Поэтому для того, чтобы питать свой мозг, человек был вынужден освоить приготовление пищи: варить, жарить, измельчать ее, чтобы сделать более податливой для усвоения.

В общем, получив такой энергетически дорогой мозг, наши предки вынуждены были за это чем-то заплатить, например утратой способности питаться листьями и сырым мясом. К счастью, нового интеллекта большинству людей было достаточно, чтобы готовить себе пищу, избавляя урезанный в правах кишечник от уже не свойственной ему работы. Однако сложный кишечник и мощные челюсти — не единственные наши эволюционные «потери».

У профессора Сергея Савельева и на этот счет есть своя точка зрения. Он полагает, что мозг создавался не для непрерывной энергозатратной работы, а для работы «вахтовым методом»: чтобы быстро и верно решить возникшую задачу и тотчас отключиться.

— Мозг действительно потребляет около 20 процентов энергии, которая поступает в организм, но у этой азбучной истины есть очень существенное примечание, — поясняет профессор Савельев. — Так много энергии мозг «пожирает» лишь в те редчайшие, критические случаи, когда человек думает! А природа так устроила человека, что он никогда постоянно и напряженно не думает — от «думанья» организм быстро устает. Поэтому человек интуитивно стремится к более легкой жизни. Мы же большую часть времени ведем «животный» образ жизни: отдыхаем, едим, спим. Таким образом, энергопотребление мозга меняется в зависимости от того, думаем мы или нет.

В общем, — рассуждает далее Савельев — наш мозг устроен таким образом, что он готов напрячься лишь на некоторое время, а потом быстро «вырубиться» и подольше ничего не делать, чтобы понизить энергетические расходы. Поэтому человечество думает для того, чтобы ничего не делать, а не наоборот. Мозг, собственно говоря, для этого и создавался. Он должен включаться только в моменты решения конкретной задачи. Причем, если проблема очень серьезная, то «серое вещество» разом поглотит до 25 % поступивших в организм питательных веществ. Организму это не нравится, он быстро устает и заставляет человека побыстрее справиться с проблемами, и — с бутербродом с колбасой — на диван. Работать — ни-ни. Ведь не секрет: любой из нас интуитивно стремится к более легкой жизни. Так что в нахождении различных способов лоботрясничества нашему мозгу нет равных.

Как-то слабо верится, что в ходе многих миллионов лет эволюции человека и сотен миллионов лет эволюции одних только млекопитающих для экономии энергетических ресурсов мозга природа не нашла ничего более подходящего, чем как можно дольше держать мозг на «автопилоте», если считать это состояние бездеятельным.

— Мозг любых размеров ищет любые возможности, чтобы не работать, — настаивает на своей оригинальной точке зрения профессор Сергей Савельев. — К каким ухищрениям он только не прибегает! Например, он заставляет нас — а мы и не противимся — выполнять как можно больше одних и тех же однотипных действий. Ездить на работу одним и тем же маршрутом (так быстрее и удобнее), смотреть старые сериалы (они успокаивают), в выходные гулять в любимом парке (он рядом), раз в месяц встречаться со старыми друзьями (они вас хорошо понимают), посещать одно и то же кафе (знаете его меню наизусть), работать много лет на одном предприятии и так далее. Все эти привычные действия, составляющие нашу повседневную жизнь, приводят к деградации мозга! А с возрастом вы все с меньшей охотой беретесь за новое дело, боитесь нововведений, с трудом осваиваете новые механизмы, противитесь изучению других языков и знакомству с новыми людьми, а уж о смене работы вы даже думать боитесь. Это явные признаки понижения ваших умственных способностей. И вот почему. Когда наша жизнь проходит по шаблону, то мозг не развивается, в нем не создается новых нейронных связей, и таким образом снижается пластичность наших извилин. Мозг, работая на «автопилоте», задействует определенное количество, причем, одних и тех же нейронов, чтобы снизить затраты энергии на наши действия.

На самом деле большая часть механизмов мозга действительно работает автоматически, то есть без осознанного участия в этом самого человека. Но это не означает, что автоматическая работа требует меньше энергии, чем под контролем сознания. Целью перехода мозга на автоматическую работу является не снижение энергетических затрат, а высвобождение ресурсов «сознания» от контроля за уже хорошо выверенными механизмами в пользу участия в формировании новых навыков, в общении с другими людьми, наконец, чтобы иметь время порассуждать «о том о сем».

Занятная точка зрения Сергея Савельева о «ленивом мозге», который в таком состоянии экономит потребление кислорода и глюкозы, разделяется далеко не всеми учеными. Ведущие нейробиологи, наоборот, считают, что в ходе эволюции мозг учится трудиться все более интенсивно, так как возникающие перед Человеком разумным задачи становятся по ходу научно-технического прогресса все более сложными, и не только в инженерно-технологическом смысле, но и в быту, когда только чтобы перейти дорогу, надо принять во внимание сразу несколько быстро меняющихся обстоятельств. Не говоря уже про напряженные физически и эмоционально современные ритмы жизни, несравнимые с теми далекими уже от нас временами пещерной жизни человека, к которой единственно и был подготовлен эволюцией мозг Человека разумного.

Хватает ли ресурсов мозгу человека для жизни в XXI веке? Это можно узнать только по тому, насколько хорошо мозг современного человека справляется со своими повседневными задачами. В статье 2015 года доктор Колин Причард из Великобритании обобщил исследования психического здоровья населения 20 развитых стран и показал, что только за последние 20 лет с 1989-го по 2010 год число людей с тяжелыми неврологическими и психическими заболеваниями возросло почти вдвое. Таких данных много, не являются ли они признаками начинающейся перегрузки мозга человека. Люди все разные, кто-то себя прекрасно чувствует в современном мире, предельно выжимая сцепление и одновременно разговаривая по мобильнику, но никто не скажет, как долго они еще смогут существовать в тактовой частоте современных мультимедийными потоков и целевых установок. Все большая часть человеческой популяции, по словам доктора Причарда, выбывает из ускоряющегося калейдоскопа современной жизни, зарабатывая на всю оставшуюся жизнь психиатрические расстройства, куда более трудные для излечения, чем физические повреждения тела. Не исключено, что мы живем в век, когда ограниченность ресурсов мозга Человека разумного становится все более наглядной.

— Однако в жизни все равно не удастся спрятаться от перемен, — частично поправляет себя профессор Савельев. Ваш дом может пойти под снос — придется переезжать и осваивать другой район. Сын женится, уедет — вам придется научиться жить в одиночестве. На работе произойдут сокращения — вы будете вынуждены искать новое место и знакомиться с новым коллективом. Вашим партнером может оказаться немец — придется учить немецкий язык. И быстрее, и лучше решат все возникшие проблемы люди с пластичным мозгом. Те же, кто застрял на стереотипах, может оказаться на обочине жизни. Вывод напрашивается сам собой: чтобы мозг не потерял способность к изменениям, его надо ежеминутно встряхивать мозговыми штурмами, ставить перед ним проблемы — одну запутанней другой, атаковать затейливыми ребусами различных ситуаций. Хорошая лакмусовая бумажка для проверки, как активно вы тренируете мозг, — это общение с людьми, младше вас на 20 30 лет. Если они с вами разговаривают на равных, значит, ваши мозги точно «не затвердели».

Хорошее пожелание: «тренируйте свой мозг!». Всем известно: чтобы поддерживать себя в физической форме, быть сильными и ловкими, надо систематически заниматься разнообразными физическими упражнениями, что в конечном итоге приводит к увеличению силы и выносливости мышц тела. Как же надо тренировать мозг, чтобы на кухне получался отменный суп, в конструкторском бюро создавалась новейшая техника, а в кабинете ученого делались выдающиеся открытия? Как говорил легендарный Шерлок Холмс, его дедуктивный метод основан на трех китах: знания, наблюдательность и умение делать выводы. Несмотря на то, что Холмс достиг совершенства именно в детективном деле, перечисленные «киты», очевидно, лежат в основе любой компетенции. Если к этому еще добавить хорошую память и быстроту мышления, — получим базовый набор качеств, которые нужно тренировать.

Однако сами упражнения для тренировки могут оказаться весьма замысловатыми, если иметь в виду, что в отличие от физической активности, успех мысленных действий чаще всего обеспечивается не интенсивностью и быстротой мысленных действий, а оптимальным их алгоритмом. Можно целую вечность просидеть за каким-нибудь ходом в шахматной партии, так и не сделав его, если алгоритм выбора хода будет простым перебором вариантов. Более того, даже имея хороший с точки зрения здравого смысла алгоритм принятия решений, можно прийти к ошибочным результатам, поскольку наш здравый смысл тоже далеко не совершенен.

Первооткрыватель поведенческой экономики психолог Дэниэль Канеман, старался понять поведение людей, когда они делают выбор товара, скажем, в продуктовом магазине. Он поставил под сомнение, казалось бы, очевидные для человека условия успешного выбора: быть рациональным и не поддаваться эмоциям. Увы, на основе длительных наблюдений Канеман пришел к выводу, что люди в основном поступают нерационально, но не замечают этого, необоснованно списывают свои ошибки на как будто охватившие их в момент выбора эмоции.

Дальнейшие исследования, которые привели Канемана в 2002 году к Нобелевской премии, показали, что, например, в ситуации неопределенного выбора — представления человека о структуре реальности сильно деформированы. Человек в казино, например, гораздо более энергично избегает неудач, чем стремится к удаче, при том, что в обоих случаях речь идет об одной и той же сумме денег в 100 долларов. Значит, люди готовы рисковать, чтобы избежать определенных потерь, но не склонны к риску, чтобы получить еще большую выгоду. Сложившиеся стереотипы мышления заставляют человека недооценивать вероятность событий, которые, скорее всего, произойдут, и переоценивать гораздо менее вероятные события. Оказалось, что даже студенты-математики, понимающие теорию вероятности, в жизненных ситуациях не используют свои знания, а исходят все из тех же бытовых стереотипов и эмоций.

Значит, для оптимального поведения современному человеку нужен тренинг мышления, но не только с целью увеличения памяти или быстродействия, а чтобы выправить многочисленные его деформации, чтобы освободится от предрассудков и якобы интуитивно понятных решений. И в этом уже не помогут ребусы и кроссворды, а тестом готовности к правильным решениям не может стать беседа с молодежью «на равных», как предлагает Сергей Савельев, потому что молодежи самой требуется тренинг, быть может, еще в большей степени, чем людям с опытом.

Ограниченность и высокая ценность энергетических ресурсов в организме сделали мозг и мышцы непримиримыми конкурентами. Международная группа исследователей под руководством профессора Филиппа Хайтовича сравнили расход энергии в нервной и мышечной тканях, а также в почках, сердце и других органах у людей, шимпанзе, макак и мышей. Общий расход энергии определяли по совокупному метаболизму с участием более 10 000 видов органических молекул, которые служат энергетическим или структурным сырьем для клеток. Оказалось, что различия в метаболической энергетике клеток различных органов мышей, макак и шимпанзе и даже человека были невелики. Сюрпризом стало резкое отличие метаболического профиля клеток префронтальной коры мозга человека по сравнению с корой обезьян: интенсивность энергообмена в мозге человека была в четыре раза выше, чем у обезьян. Ученые оценили скорость метаболических изменений в человеческом мозге: получилось, что за 6 млн лет, что отделяют нас от шимпанзе, метаболизм человеческого мозга эволюционировал в четыре раза быстрее, чем у обезьян, хотя генетические различия между теми и другими, как известно, составляют не более 2 %.

В этом нет ничего удивительного — человеку пришлось решать гораздо более сложные задачи, чем обезьянам. Удивительным оказалось другое: метаболический спектр скелетных мышцу человека тоже сильно отличался от такового у приматов, причем настолько, что это требовало в восемь раз более быстрых эволюционных преобразований за те же шесть миллионов лет, что развели обезьян и человека по разным эволюционным траекториям.

Первой гипотезой, объясняющей эти различия в скорости эволюционных процессов, могло быть очевидное изменение рациона питания и условий жизни. Для проверки этой гипотезы исследователи провели эксперимент: двенадцать обезьян разделили на две группы, одних рассадили по одной и кормили приготовленной едой, богатой жирами и углеводами (имитация пищи современного человека), других тоже рассаживали поодиночке, но держали на привычном для обезьян корме из грубой растительной пищи. Метаболизм тех и других сравнивали между собой, и вдобавок еще — с обменом веществ других макак, которые не только питались, как обычно в природе, но могли свободно общаться друг с другом. Однако, несмотря на отличия в образе жизни, разница в метаболических картах у по-разному питавшихся макак составила всего 3 %, намного меньше, чем между обезьянами и людьми. Ученые сделали вывод, что отличия в обмене веществ между человеком и прочими приматами нельзя списать только лишь на счет экологических изменений, здесь явно действовал направленный эволюционный отбор.

Конечно, вывод об отсутствии влияния экологического фактора на энергетику организма на основе этого эксперимента не совсем убедителен, если учесть, что для чистоты эксперимента обезьян надо было держать на человеческом рационе не несколько экспериментальных дней, а те самые шесть миллионов лет, которые отделили их от человека.

Интереснее были прямые сравнения мускульной силы шимпанзе, макак и людей. В эксперименте обезьяны должны были, ухватившись за веревку, подтягивать к себе платформу с едой, используя мышцы обеих рук и обеих ног. В механизм закладывали разные нагрузки. Люди выполняли эту работу без пищевого подкрепления. Дабы критики не указывали на недостаточный опыт человека в деле перетягивания каната, в соревновании участвовали скалолазы.

Оказалось, что с учетом мышечной массы люди в были среднем в два раза слабее приматов. Дальнейшие исследования показали, что мышцы людей и мышцы шимпанзе используют энергию одинаковым образом. То есть, проще говоря, мышцы людей работают так же, как обезьяньи, только слабее. И макака резус, будь она ростом с человека, легко могла бы превзойти по силе даже профессионального спортсмена.

Исследователи полагают, что это ослабление в ходе эволюции мышц за счет снижения их энергетики и одновременное с этим постепенное увеличение объема мозга — процессы взаимосвязанные: мышцы уступали свои энергетические позиции мозгу. Но в этом исследовании биологи анализировали взаимосвязь в эволюционной динамике только между мышцами и мозгом. Вполне возможно, что мозг человека по мере своего развития расширял энергопотребление не только за счет пищеварительной системы и скелетных мышц.

— И тогда нашему мозгу, если бы вдруг понадобилось громадное количество глюкозы на мышцы, пришлось бы очень плохо, — уверяет профессор Хайтович. — С другой стороны, наши мышцы сейчас приспособились к тому, чтобы потреблять другой источник энергии, например жирные кислоты, которые позволяют работать не так хорошо, но долго.

Но тем не менее факт остается фактом: чем сильнее мышцы, мощнее мускулатура, тем больше энергии на них уходит. По всей видимости, у предков человека произошла адаптация: чтобы больше энергии доставалось мозгу для его деятельности, мышцы стали слабее, и у них уменьшился энергетический аппетит. А у шимпанзе и других приматов на мозг тратится в два раза меньше энергии, поэтому мышцы у них крепче.

Правда, возможна и другая гипотеза — не исключено, что в ходе эволюционного процесса мозг и вовсе не отбирал энергию напрямую у мышц или кишечника. Все могло быть по-другому: пользуясь «административным ресурсом», мозг мог регулировать поведение таким образом, чтобы мышцам требовалось все меньше участвовать в разнообразной деятельности человека. В частности, человек тратил все меньше мышечной энергии по сравнению с обезьянами хотя бы потому, что постепенно переходил на оседлый образ жизни. Человек все чаще стал действовать «с умом», не полагаясь на одну лишь грубую силу. В этой схеме все получается наоборот: растущий мозг в силу развивающегося интеллекта все более освобождал мышцы от физических нагрузок, тем самым высвобождая энергетические ресурсы для себя.

Гипотеза «эгоистического мозга» особенно явно подтверждается многочисленными личными примерами самих кабинетных «ученых-ботаников», их интеллект позволил мышцам настолько снизить свою рабочую активность, что иной раз они уже неспособны обеспечить своему хозяину подъем по лестнице на второй этаж. Кстати, в отличие от мозга, в состоянии покоя мышцы почти не тратят энергии, поэтому при малейшей их активации мозг сразу чувствует отток энергетических ресурсов и совсем уж нетренированные люди чувствуют легкое головокружение, даже когда встают со стула. С этого момента и начинается серьезная конкуренция мышц с мозгом за источники энергии в организме. К счастью, на этот случай у организма есть запасные варианты.

Снижение роли мышц в общем поведении организма, уменьшение нагрузок на пищеварительный тракт — это еще далеко не все, чем пришлось пожертвовать человеку как животному организму. Существенно притупились и наши органы чувств. Что стоит только резкое снижение обонятельной чувствительности, например, по сравнению с нюхом собаки.

У человека и приматов около тысячи генов, отвечающих за рецепторы обоняния, но в реальной жизни нам достаточно трехсот, поэтому остальные гены потеряли свою активность, — поясняет Филипп Хайтович. — У нас неплохой слух, потому что для человека важна речь, но полагаемся мы, прежде всего, на зрение, при этом воспринимать ультрафиолет и инфракрасное излучение человеку нет необходимости.

Увы, в ходе биологической эволюции природа одарила человека умом, но ограничила в мышечной силе и в развитии органов чувств. К тому же в отличие от мышц мозг человека практически не накапливает энергетические ресурсы в периоды покоя и потому очень чувствителен к их недостатку. Эволюционные биологи свидетельствуют, что все эти свойства мозга не ошибка природы, а наоборот, благоприобретенные изменения, закрепившиеся естественным отбором в ходе многих миллионов лет совершенствования рода людей, приспособления их органов и систем к среде обитания и к образу жизни. Чтобы реализовать свои преимущества в животном царстве, Человеку нужно было быть не просто умнее — его мозг должен был работать непрерывно, даже ночью, когда вне дневной суеты можно было заняться наведением порядка в процессах памяти, в поиске интуитивных решений, наконец, — в разыгрывании ситуаций, которые могут подсказать варианты решений наяву.

По словам Филиппа Хайтовича, наш мозг постоянно находится в работе, неважно, спим ли мы, смотрим телевизор или играем в компьютерные игры, решаем сложные задачи… Потребление энергии нашего мозга идет практически постоянно. Он ежесекундно нуждается в потоке глюкозы и кислорода, чтобы эту глюкозу окислять, хотя мозг многих животных может обойтись без глюкозы или без кислорода достаточно долгое время. А человек, прямо как чеховская барышня, чуть его мозгу не хватает глюкозы или кислорода, так у него сразу кружится голова, если и вовсе не теряет сознание.

Мозг человека оказался очень чувствительным к нехватке глюкозы и кислорода и потому в любое время, спит ли человек или играет в футбол, мозг должен получать свои 20 % общей энергетической продукции тела.

В отличие от мозга, некоторые другие энергоемкие органы при каждом удобном случае, когда приток питательных веществ превышает их использование, запасают энергию в том или ином виде, чтобы тратить ее по мере необходимости без оглядки на текущее поступление. В мышцах и в печени, например, для этих целей постоянно накапливается гликоген — клубок соединенных в цепочки молекул глюкозы, которые посредством ферментов легко отщепляются в нужном количестве для неотложного использования. В то же время мозг расходует глюкозу и кислород, что называется, «с колес», то есть сразу при поступлении. Поэтому любое замедление кровообращения, остановка сердцебиения — и через пять-семь минут в отсутствии глюкозы и кислорода наступают необратимые структурные изменения в нервной ткани, нервные клетки умирают. Это как раз те самые пять-семь минут, в которые еще можно спасти человека, оказав ему необходимую помощь: наладить искусственное дыхание или возобновить активность работу сердца. Здесь нет какой-то неопределенности, позволяющей допускать жизнь мозга «после смерти». Существуют четкие критерии смерти мозга, которых придерживаются реаниматологи и неврологи, например, перед принятием решения об отключении аппарата искусственной вентиляции легких или при использовании тела ушедшего из жизни человека для пересадки органов.

Впервые эти критерии были сформулированы в 1968 году комитетом по биоэтике Гарвардекой медицинской школы.

Размеры мозга имеют значение

Логика нам подсказывает, что чем больше мозг, тем умней должен быть его счастливый обладатель. И за примерами далеко ходить не надо: мыши с мозгами в один грамм не идут ни в какое сравнение по сообразительности с обезьянами, мозг которых в 400–500 раз больше мышиного. А Человек разумный, хоть и прибавил в весе мозга всего в три раза относительно обезьян, но и этого было достаточно, чтобы за какие-то 10 тысяч лет перескочить с коня в космический корабль, за 200 лет перейти от паровых котлов к атомным, и в последние 30 лет прочно застрять за компьютерной клавиатурой, при том, что за десятки миллионов лет обезьяны не достигли никаких успехов даже в обустройстве жилища. Вес мозга явно имеет значение. Но вот парадокс: почему же человека не обгоняют в интеллекте слоны с мозгом около 5 кг или кашалоты с еще большим мозгом в 7 кг?

Бытует мнение, что разумность определяется не столько размером мозга, сколько соотношением его массы к массе тела — индексом цефализации. Чем этот индекс больше, то есть чем большую долю по весу занимает мозг в пропорции к весу тела, тем более интеллектуально продвинуто то или иное существо. У человека это соотношение равно 1:50. Слоны с кашалотами явно проигрывают человеку: у них соответственно 1:1000 и 1:3000! Ближе всего к человеку по этому индексу находятся дельфин и обезьяна с индексами 1:80 и 1:120; у собаки уже 1:500. Однако можно привести примеры с птичкой колибри — у нее индекс: 1:14! Или с беличьей обезьянкой саймири —1:17!

По-видимому, единственным анатомическим фактором мозга, определяющим интеллект его хозяина, является число нервных клеток и богатство нервных связей. Вот в этом человек чемпион: 86 миллиардов нервных клеток в головном мозгу, из них 10–15 миллиардов в корковых областях. Слоны с кашалотами, обезьяны и дельфины — все намного отстают от человека, в корковых областях у них в 10–20 раз меньше нервных клеток, чем у человека. Хотя вот, казалось бы, еще один парадокс: всего в мозгу у слона почти 260 миллиардов нервных клеток, в три раза больше, чем у человека! Разгадка кроется в том, что почти все эти нервные клетки сосредоточены в в мозжечке для контроля движений огромной массы мышц, а собственно для коры больших полушарий мозга остается не более двух миллиардов нервных клеток.

А как сказывается разница в весе мозга внутри рода человеческого? Может, чем тяжелее мозг, тем более высоким коэффициентом интеллекта он обладает? Как уверяет профессор Савельев, не всегда, но чаще всего мозговые «тяжеловесы» имеют больше шансов стать гениями. При средней массе мозга человека 1300 граммов головной мозг у одаренных личностей в 72 % случаев превышает среднюю массу. Статистика показывает, что у человека с массой мозга выше среднего уровня шансов оказаться обладателем особых способностей примерно в шесть раз больше, чему обладателя небольшого мозга. Эта закономерность не означает, что все люди с небольшим мозгом заведомо бездарны. Просто вероятность возникновения способностей, превышающих средний уровень, существенно снижается.

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.

Вероятнее всего — это показали последние исследования — одаренность зависит не от массы мозга, а от структурных особенностей его конкретных отделов. Например, зрительное корковое поле может иметь объем от трех до шести тысяч кубических миллиметров, соответственно человек с маленьким мозгом, но большим объемом зрительной коры может иметь преимущество в зрительном восприятии и наоборот, в большой мозг могут быть встроены развитые слуховые области, но слабые в этом отношении зрительные отделы.

— Одаренность и особенность человеческого мозга кроется в индивидуальной изменчивости, — объясняет профессор Савельев. — А она количественная. Дело в том, что человеческий мозг — самый изменчивый орган в нашем организме. Например, только те центры, которые отвечают за зрение, у человека различаются в три-четыре раза. Вы можете мозоль на языке натереть, обучая бездаря художественному ремеслу, владению кистью. Но он как был бездарью, так им и останется. Потому что субстрата мозга не хватает! Как вы думаете, кто лучше соображает: тот, у кого миллиард нейронов, или тот, у кого их пять миллиардов? С миллиардом нервных клеток в голове бездарь просто ничего не видит. Ты ему объясняешь, а он ничего не понимает. Вы никогда на самокате не догоните Порше. А разница по человеческому мозгу намного больше.

Мы уже видели, что слон со своими 260 миллиардами нейронов все же не умнее человека, у которого этих миллиардов всего 86. Поэтому важно не абсолютное количество нервных клеток в мозгу, а их распределение в разных отделах мозга. Кстати, и с миллиардом нервных клеток в голове можно уметь говорить! У попугая какаду нервных клеток в голове даже больше одного миллиарда, но конечно, мы знаем, что его разговорчивость — попугайская.

Мысль о том, что гениями рождаются, поддерживает и профессор Татьяна Черниговская. — Доказать я вам ничего не могу, — сетует Татьяна Владимировна, — потому что этого никак не докажешь, но я думаю, что одаренными рождаются. Ну, так же, как мы рождаемся совами или жаворонками. Поэтому лучшее, что мы можем для себя сделать, — это как можно раньше с собой познакомиться. Иногда на это не хватает жизни, к сожалению.

Действительно, «знакомство с собой» поможет правильно сориентироваться в жизни, занять свою «нишу», раскрыть и развить заложенные природой способности. Правда, никто не знает, насколько глубоко мы можем себя изучать. Ведь не только «чужая душа — потемки», душа вообще загадочная сущность, даже собственная. Душа — это ни материя, ни энергия, но это наш персональный опыт, переживаемые нами образы и эмоции, наши планы и знания, то есть все то, что составляет психический мир человека.

Кто-то приблизительно подсчитал, что из тысячи человек всего один оказывается высокоодаренным, а уж талантливыми рождаются один на десять тысяч. Стать гением — это еще большая редкость, один на 5-10 миллионов. А что с весом мозга для этих избранных по интеллекту людей? Статистика говорит, что в 75 % случаях одаренные люди имеют массу мозга выше среднего показателя по планете, то есть около 1600–1700 граммов. Рекордсмены в этом плане — Байрон со своими 2230 граммами и Иван Тургенев — с 2012 граммами. То есть по максимуму мозг гения тяжелее обычного почтив 1,5 раза.

— Конечно, большой мозг — только высокая вероятность таланта, но необязательное его наличие, — уточняет профессор Савельев. — Например, есть и идиоты с мозгом весом в 2400 2850 граммов. Частота же появления гениев с небольшим мозгом по сравнению с крупноголовыми в четыре раза меньше. Это однозначно подтверждает некоторые интеллектуальные преимущества обладателей большого мозга. Вместе с тем гении с небольшим мозгом своим существованием доказывают, что причина выдающихся способностей не только в объеме нервной ткани. Для того чтобы сложился мозг гения, нужно получить особое сочетание некоторых областей мозга, например неокортикалъных полей и подкорковых структур.

Кстати, у признанного гения Альберта Эйнштейна мозг весил всего 1230 граммов, что на 170 граммов меньше среднестатистического мозга человека. По воле обстоятельств извлеченный из тела и законсервированный мозг Эйнштейна попал к профессиональным исследователям лишь спустя более 40 лет после смерти своего хозяина. Только в 1999 году в известном журнале Lancet вышла статья с подробными результатами анализа анатомии и морфологии мозга Эйнштейна. Увы, чуда не произошло, никакого особого сочетания неокортикальных полей и подкорковых структур не нашлось, тем более не был выявлен «центр гениальности». По сравнению с 35 мозгами обычных людей нашлись только небольшие различия: несколько большая пропорция глиальных клеток, слегка повышенная плотность упаковки нейронов в коре, а также не совсем стандартный рисунок извилин. И еще было отмечено, что по состоянию сосудов можно было полагать, что исследуемый мозг принадлежал молодому человеку, хотя Эйнштейн скончался в возрасте 76 лет. Все как-то на грани естественной вариабельности морфологических показателей между людьми, да еще рецензенты отмечают, что группа сравнения была в среднем на 12 лет моложе Эйнштейна на дату его смерти. Возможно, гениальность таится в мелочах, и одной только слегка повышенной плотности корковых нейронов или большей доли глиальных клеток было бы достаточно, чтобы сделать человека гениальным? Вопрос остается открытым.

Вообще, вопрос, насколько мы индивидуальны и неповторимы, всегда волновал человечество даже вне зависимости от природы таланта и гениальности. Ведь по сути дела, каждый из нас в чем-то по-своему талантлив, каждый из нас уникальная личность. Должны же быть какие-то различия между нами и в структуре мозга? В частности, ученые-неврологи пытаются найти ответ на вопрос: «Отражается ли характер человека в строении мозга?».

Мозг и личность

Если еще в середине прошлого века эксперты не могли провести параллель между структурами мозга и чертами характера, то нынешние нейротехнологии позволяют ученым рассматривать мельчайшие структуры мозга у человека, спокойно лежащего в трубе магнитно-резонансного томографа. Наверное, не только психологам и невропатологам, но и обычному человеку при такой технике в первую очередь хотелось бы узнать, какие именно структуры мозга отвечают за те или иные личностные качества человека. Конкретный набор таких качеств выделяется достаточно условно и зависит преимущественно от психологической школы. Часть психологов, к примеру, считает, что человека можно характеризовать так называемой «большой пятеркой» личностных качеств:

— добросовестность, которая включает честность, исполнительность и совестливость;

— вертированностъ — склонность в своих суждениях опираться в основном на стороннее мнение (экстраверты) или на свое (интраверты);

— нейротизм, характеризующий степень эмоциональной устойчивости;

— конформность — качество, характеризующее устойчивость человека в своих взглядах и убеждениях при том или ином давлении мнения большинства.

— открытость, которая включает откровенность, правдивость, доверчивость.

Используя набор «большой пятерки», американские ученые из Университета Миннесоты во главе с Колином де Янгом выполнили знаковое исследование. Сначала они попросили своих испытуемых заполнить анкеты с вопросами, чтобы выявить их принадлежность к той или иной группе, а затем каждого из них помещали в магнитно-резонансный томограф для морфологического картирования мозга с определением всех деталей его анатомической структуры.

В ходе исследования психологи обнаружили статистически устойчивые связи между чертами личности и строением мозга. Добросовестные люди оказались обладателями большей, чем у других, боковой части лобной коры, отвечающей за планирование и управление поведением. У экстравертов был увеличен объем также лобной коры, но в надглазничной области, связанной с высокой самооценкой и выраженным желанием поощрения или награды. Качества эмоциональной нестабильности, определяемые по шкале нейротизма, локализованы в миндалевидном теле в глубине височной области мозга, известной структуре эмоциональной поддержки. Наконец, конформность коррелировала со структурными перестройками в лимбической системе, отвечающей за эмоциональную память и эмпатию. Что касается наиболее спорных для психологической категоризации качеств: открытости, честности, откровенности, — то они с какой-то долей вероятности могут соответствовать более развитым лобным долям в самой их передней части.

Это исследование было выполнено в 2010 году, а уже в 2017 году Колин Янг предлагает использовать полученные сведения о локализации «большой пятерк» качеств в мозгу здорового человека, чтобы диагностировать отклонения от нормы у пациентов с психиатрическими расстройствами. Действительно, если, например, при аутизме у человека отмечается крайняя интровертированность, то нет ли у этих пациентов проблем с миндалевидным телом в височной области головного мозга? Если такое предсказание оправдается, то, во-первых, это еще раз подтвердит локализованность этого личностного качества в структурах мозга, а во-вторых, позволит спланировать стратегии лечения.

Еще большую роль в «закладке» личностных черт играет генетика. Посмотрите на любую семью: дети в большинстве своем в значительной мере копируют своих родителей. И по поведению, и по манерам, и даже по речи. Хотя многие могут возразить: они похожи, потому что эти дети воспитаны этими родителями. Но эксперименты с однояйцовыми близнецами, которые росли в разных семьях, показали: в основном здесь «рулит» генетический аспект.

Несмотря на то, что их воспитывали и окружали разные люди и росли они в разных городах, — говорит Филипп Хайтович, — у них были одинаковые привычки, предпочтения, вкусы. Они читали одни книги, ходили в одежде одних цветов, одинаково стриглись и даже семьи заводили в одно время. Так что народная поговорка «яблоко от яблони недалеко падает» находит уже научное подтверждение.

В течение всей жизни наследственность определяет и все наши познавательные способности. Хотя при этом одни из них — речевое развитие и пространственное мышление — находятся под более строгим генетическим контролем, чем другие, например, скорость восприятия и память. Менее всего подвержены генетическому влиянию творческие способности.

Более или менее строгий генетический контроль говорит о том, что не все ему подвластно, что любой организм — это работа не только генов, но еще и результат его взаимодействия с окружающей средой, его индивидуальный опыт.

— Невозможно, чтобы ваши рецепторы и мои рецепторы были одни и те же, — рассуждает начальник лаборатории нейровизуализации когнитивных функций Курчатовского НБИК-центра «НИЦ Курчатовский институт» кандидат биологических наук биофизик Вадим Леонидович Ушаков. — Как бы мы с вами ни старались и как бы по жизни ни пытались создать все одинаково, мы видим действительно по-разному. У кого-то рецепторов больше желтых, у кого-то красных, у кого-то синих и так далее, и мир для всех нас предстает абсолютно разным. Но здесь есть условность. Например, вы безошибочно скажете, что пиджак черный, а трава зеленая. И все вас поймут. Но «зеленым» и «черным» эти объекты мы называем потому, что так мы с вами договорились, так нас научили в детстве, в конце концов, мы себя убедили, что именно такое цветовое ощущение складывается, когда мы смотрим на эти объекты.

Но при этом мы никогда не узнаем, что мы видим на самом деле и видим ли мы одно и то же. Ведь мир для каждого из нас предстает немножко по-разному — даже просто в плане рецепции. А уже то, что мы думаем и действуем по-разному — это уже исходит из нашего опыта, который нам помогает в жизни выбирать правильное решение, правильное поведение, исходя из наших устремлений.

Действительно, приобретаемые навыки и опыт жизни человека буквально «впечатываются» в его мозг формированием индивидуальной сети связей между нервными клетками. Поэтому нам никогда не удастся создать для двух людей абсолютно идентичные условия, чтобы в одном из них повторился индивидуальный опыт жизни другого. А значит, мы все на Земле обречены быть разными. При всем внешнем сходстве друг с другом, у каждого из нас — абсолютно неповторимый «свой» мозг, даже у генетически идентичных близнецов. Однако даже в этом великом разнообразии индивидуальностей существуют свои группы большего или меньшего сходства. Если говорить об основных психических функциях, то вся популяция людей, как постепенно выясняется, разделена на две почти равные половины: мужчины и женщины. Насколько велики эти различия?

Анатомы-статистики давно выяснили, что женский мозг отличается от мужского в первую очередь по весу, в среднем он на 10–12 % легче мужского. Однако самым интересным было узнать, какие же именно структуры мозга женщин оказались наиболее легковесными. Это сразу навело бы на мысль о том, в чем же женщины хотя бы потенциально могли бы быть успешнее мужчин. Большая международная команда исследователей из нескольких европейских стран и США в 2015 году опубликовала результаты статистического анализа 1400 термограмм мозга мужчин и женщин под примечательным названием “Sex beyond the genitalia: The human brain mosaic”. Четырнадцать авторов этого исследования пришли к заключению о том, что если в целом между мужчинами и женщинами можно найти очевидные различия, то в частности в отношении мозга это сделать нельзя. Можно только сказать, что некоторые «мозаики» из множества показателей строения мозга чаще встречаются в связи с определенным полом, но не более того. А то, что вес меньше, так тому может быть много самых простых причин, начиная с того, что женщины по своей конституции менее габаритны, чем мужчины, и продолжая недавними находками тех же морфологов, открывшими факт большей плотности упаковки нейронов в женском мозгу.

Между тем хорошо известно, что если некая функция мозга получает преимущество перед другими, то объем обслуживающей эту функцию нервной ткани в мозгу или число нейронов должны увеличиваться. Взять, к примеру, историю поисков у обезьян аналогов коркового центра речи человека. Это так называемая зона Брока в левой лобной области, которая управляет речевой артикуляцией, и зона Вернике в левой височной области, где, собственно раскодируется слышимая речь и программируется собственная речь. Таким образом, когда слово улавливается слуховым аппаратом, сначала возбуждается первичная слуховая кора, декодирующая отдельные звуки, затем активируется зона Вернике, где формируется понимание слышимой речи и возникает мысленная структура ответной фразы. Далее кодированные сигналы от зоны Вернике по специально для этого существующему дугообразному пучку нервных волокон передаются в зону Брока, где они преобразуются в команды для «озвучивания» мысленной фразы. Как видно, для организации речевой функции у человека существует строго организованная система мозговых структур.

Мозг шимпанзе, как уже мы отмечали, очень похож по своему строению на мозг человека, только в среднем в 3,6 раза меньше. В исследовании 2010 года Натальи Шенкер с коллегами из Вашингтонского университета ученые тщательно измерили объем аналога зоны Брока у обезьян и обнаружили, что у человека эта зона больше не в предполагаемые 3,6 раза, а более чем в 6 раз! Значит, наряду с общим увеличением мозга у человека по сравнению с мозгом обезьян развитие именно речевых центров у человека шло с большей скоростью по сравнению с другими структурами, что сразу указывает на одно из главных различий мозга обезьяны и человека.

Если теперь, используя подобные сравнения, перейти к индивидуальным различиям мозга среди людей и особенно между мужчинами и женщинами, то в первую очередь интересно было бы определиться с частными различиями в объемах и конфигурациях отдельных структур мозга.

В так называемом метаисследовании 2017 года Салаха Мартина и Марии Валдес-Эрнандес из Эдинбургского университета, объединившем для анализа 117 публикаций на тему о структурных различиях усредненного мужского и женского мозга, при тщательном сравнении всех мозговых образований статистически четкие различия все же нашлись. Мозг женщин отличался большей развитостью корковой области Брока и структур мозжечка!

Таким образом, если не затрагивать чувствительную тему о женской и мужской логике, особенно если ее связывают с цветом волос у женщин, то на первый план выходят речевые способности. Мало кто сомневается в том, что дар речи у женщин гораздо более развит, чем у мужчин. Теперь это доказанный факт. Почему природа одарила женский мозг более развитыми центрами речи и в чем выражается это женское преимущество в реальной жизни, по-видимому, науке еще неизвестно.

— Мы никогда не узнаем, какие были на самом деле условия для появления и развития того или иного признака, — рассуждает профессор Филипп Хайтович. — Мы можем только строить предположения, пытаясь подогнать объяснение под результат. Например, может быть, из-за конкуренции женщинам нужно было развивать свое многословие, и поэтому именно речь у них больше эволюционировала. Но можем представить и другую ситуацию. Например, наоборот, у мужчин речь была развита больше, потому что они охотились, и поэтому им нужно было больше общаться. А женщины сидели в пещере, и им не нужно было так много общаться… Естественно, всегда и все можно объяснить постфактум, но на деле все трактовки мы просто подгоняем под то, что видим.

Чтобы рассуждать об индивидуальных особенностях ума человека, не переходя «на личность», ученые придумали удачные с точки зрения политической корректности формы терминологии в этой области: теперь лучше говорить не об интеллекте и логике мышления, а о гендерных различиях когнитивных моделей между женщинами и мужчинами. В этой терминологии, видимо, легче объяснять, с одной стороны, универсальный интерес мужчин во всех культурах к механике, математике, их более развитые способности к пространственному представлению и построению целенаправленной моторики, а с другой стороны, известное преимущество женщин в решении эмоциональных задач и в анализе социальных отношений, в использовании ассоциативной памяти и в обладании тонкой моторикой.

Женская когнитивная модель характеризуется, таким образом, большими вербальными способностями и мультизадачным мышлением, благодаря чему женщины способны одновременно заниматься несколькими делами. Мужская когнитивная модель характеризуется иными качествами: лучшим развитием пространственных и математических способностей и более глубоким мышлением, но ориентированным в данный момент только на одну задачу. Вот эти различия в когнитивных моделях связаны с базовыми различиями в организации мозга и его функционировании, которые формируются на ранних стадиях развития плода еще в утробе матери под влиянием генома, половых гормонов и внешних воздействий.

Кстати, не являются ли когнитивные модели, мужская или женская, не просто инструментом для решения жизненных проблем, но своего рода рычагом эволюционных стратегий, толкающих организм на поиск и апробацию новых сфер обитания?

Прошло шесть-семь миллионов лет с тех пор, когда разошлись эволюционные траектории обезьяны и человека. Почему человек за эти годы прошел путь от человекоподобных обезьян до Человека разумного, а обезьяны так и не выдвинули из своих рядов «Обезьяну разумную»?

В одном из своих интервью профессор Филипп Хайтович озвучил известную гипотезу на этот счет. Известно, — говорит он, — что эволюция является случайным процессом. И она очень важна, когда виду нужно приспосабливаться к новым условиям обитания. И на примере шимпанзе мы видим, что в принципе им не нужно было ни к чему приспосабливаться. Они остались жить в тех же тропических лесах, где и жили. А предки человека вышли из леса в саванны, где им нужно было учиться добывать другую еду, охотиться на новые виды животных, может быть, ходить на двух ногах, а не на четырех, и так далее. Они уже не могли лазить по деревьям, поскольку деревьев не было рядом. Поэтому им просто приходилось приспосабливаться.

Очевидно, обезьяны потому и разошлись с человеком на эволюционных траекториях, что мощности их мозга не хватало, чтобы не просто обслуживать привычную жизнь, но перейти на новые когнитивные стили, сформулировать новые познавательные запросы, искать приключений в неведомых их предкам краях.

Мозг и его фантазии

Как мы видим то, что видим? Россыпи букв на книжной странице, серое облачное небо за окном? Или пешеходов сквозь тикающие дворники, смешно скачущих по зебре мокрого асфальта.? Кажется, что все это сразу и целиком попадает через глаза и уши в наш мозг, и уже там внутри, как через телеэкран, мы наблюдаем внешнюю действительность? Увы, внутри мозга нет телевизионного экрана и нет зрителей. В мозу происходит чудо: на основе нашего жизненного опыта и способности к воображению мозг реконструирует психические образы, которые и являются объектами нашего наблюдения. По принципу сходства с ними из памяти извлекается однажды уже виденное, слышанное, со всеми эмоциями и переживаниями, которые сопутствовали запоминанию. Реконструированные образы оживают в интерьерах наших воспоминаний, текущих потребностей и запросов на будущее. Это и есть наш внутренний мир. Закройте глаза, и тут же его обнаружите. Можно ли стороннему наблюдателю проникнуть в этот мир? Можно ли увидеть этот мир внутри нас с помощью современных технологий? Скажем, подключив датчики к различным структурам мозга и даже к отдельным нервным клеткам. Увы, в этом случае чуда не произойдет: на экранах компьютеров будут плясать только сигналы с датчиков, энцефалограммы, нейрограммы. Причина проста: у ученых нет ни малейшего понимания, как эти сигналы преобразовывать в картины внутреннего мира человека. У исследователей нет ключей для расшифровки данных с датчиков, подключенных к мозгу. И проблема не в том, что эти ключи куда-то далеко спрятаны или замочную скважину для них не найти; проблема куда серьезнее — этих ключей просто не может быть в природе! Как не существует ключей расшифровки погоды по температуре воздуха и дуновениям ветра, как бы хорошо мы эти показатели ни измеряли.

Любое измерение сверхсложной системы — это всего лишь одна малая проекция работы этой системы на понятную для наблюдателя ось координат. К сожалению, в своем экспериментальном остроумии мы обречены наблюдать внутреннюю работу системы лишь в простых проекциях. В случае с психическим миром человека понять этот мир через простые проекции можно только обладая всем жизненным опытом этого человека. Остроумие экспериментатора, изучающего внутренний мир человека, заключается в том, чтобы выбрать такую проекцию или такой показатель, который будет понятным образом откликаться на то, что происходит в голове у человека. Одним из таких показателей традиционно являются движения глаз, которые выдают заинтересованность мозга в исследовании реальности.

— Анализируя те элементы движения глаз, которые связаны с сознательным или с бессознательным восприятием, просто с ориентацией, допустим, в картине или в пространстве, мы можем реконструировать специфический субъективный образ мира, — объясняет известный когнитивный психолог член-корреспондент РАН Борис Митрофанович Величковский. — Мы можем воссоздать образ, который есть сию минуту или был пару секунд назад у определенного человека. Однако воссоздать мысль пока невозможно. И может быть, очень хорошо, что это так! Да, давайте навсегда сбережем тайну, кто и о чем думает.

Но неужели тайна мысли человека надежно защищена кодовым замком его персонального жизненного опыта. Значит, мы даже представить не можем, как она выглядит, эта чужая мысль. Мы не ощущаем ее ни одним из органов чувств. Выходит, мы до сих пор не знаем, что такое мысль?

— Мое мнение таково: мысль — это программа действия, которая формируется, видимо, подсознательно и выходит на сознательный уровень, когда мы ее реализуем, то есть когда над чем-то задумаемся, — делится своими размышлениями Вадим Леонидович Ушаков. — Мыслью можно назвать то, что мы осознали. И в то же время мысль — это состояние головного мозга или состояние информации, которую обрабатывает в данный момент головной мозг.

Наш мозг каждую секунду обрабатывает лавину информации. Она приходит к нам непрерывно от органов чувств, обащенных в мир, и от многочисленных рецепторов внутренней среды человека, измеряющих уровни глюкозы, давления крови, содержания кислорода, выброса гормонов и ферментов. Этот многоголосый гомон никогда не утихает. Но давайте на минуту представим, что все эти окошки в мир неожиданно закрылись. Одно нажатие кнопки — и вы ничего не видите, не слышите, не ощущаете. Никакой информации извне. Как на это отреагирует ваш мозг?

— Такое состояние «тишины» мозг не любит, — разъясняет заведующий научно-учебной лабораторией когнитивных исследований, кандидат психологических наук Игорь Сергеевич Уточкин. — Он любит все время получать какую-то стимуляцию, и поэтому, даже если с помощью каких-то искусственных манипуляций человека лишить нормальных ощущений, то через какое-то времяу него начинаются галлюцинации, потому что мозг таким образом старается восполнить дефицит внешней информации.

Галлюцинации — это особого рода нарушения восприятия, когда при отсутствии каких-либо внешних раздражителей в голове вдруг отчетливо, неотличимо от реальности, появляются зрительные или слуховые образы, возникают тактильные или обонятельные ощущения. Это активируются те самые цепочки нейронов, в которых когда-то был закреплен тот или иной опыт сенсорных впечатлений. Мозг как бы внутри себя генерирует эффекты несуществующих внешних раздражителей. Это действительно можно считать оправданным при сенсорной депривации, когда человек искусственным образом лишается поступающей извне сенсорной информации. Но, как правило, галлюцинации — это симптом нездорового состояния психики в отличие от иллюзий, которые возникают не на пустом месте, то есть являются лишь искаженным восприятием существующих внешних объектов.

Все это как раз и есть отголоски работы механизмов реконструкции психических образов и воображения, которые при различных измененных или патологических состояниях мозга могут давать более или менее серьезные сбои. В нормальном состоянии мозга, но когда необходимо принять решение в неопределенной ситуации, иллюзии, а иной раз и галлюцинации, служат как бы искусственной сенсорной заставкой, делающей то или иное решение более приоритетным. По-видимому, дефицит информации не менее критичен для организма, чем недостаток пищи. Специалисты уверяют: что состояние неизвестности, невозможности сделать определенный выбор психологически переносятся даже тяжелее, чем голод или жажда.

— Неопределенность эволюционно нехороша, поскольку вам трудно понять, что надо делать дальше, — рассуждает доктор психологических наук, заведующий лабораторией когнитивных исследований в РАНХиГСе Владимир Феликсович Спиридонов. — Для нормального функционирования вам нужно иметь более-менее размеченную, с одной стороны, территорию вокруг, а с другой стороны, соответственно, какой-то прогноз на то, как эта территория, окружение будут меняться, и так далее. Когда этого нет, вы не можете нормально организовывать поведение, вы вынуждены тратить безумное количество когнитивных ресурсов для того, чтобы справляться с неопределенностью.

Как же соотносятся ментальные образы, которые, оказывается, могут генерироваться в мозгу даже в отсутствие своего прототипа в реальности, когда встречаются с информацией, приходящей непосредственно от органов чувств? Для ответа на этот вопрос можно, например, построить эксперимент, в котором имеющийся у испытуемого зрительный образ слегка редактируется умелой «рукой» гипнолога, и таким образом перестает соответствовать той действительности, которой он был первоначально сформирован.

Испытуемого расположили перед дверью и дали инструкцию: открыть дверь и войти в помещение за ней. Сквозь полупрозрачное стекло двери было видно, что за ней кто-то стоит, закрывая проход. Но гипнолог поработал с испытуемым, внушив ему, что, несмотря на явные контуры человека за дверью, там никого нет. Суггестия или гипнотическое внушение — это особый разговор, но в данном случае все сработало: испытуемый был в полной уверенности, что за дверью путь свободен он смело открывает дверь и… не может ступить ни шагу!

Два потока информации: ментальный и сенсорный оказались в конфликте, но мозг предпочел довериться сенсорной информации: испытуемый остановился перед реально существующим препятствием, которое было стерто как актуальный психический образ.

Выходит, то, что мы полагаем в своем внутреннем мире, может не совпадать с тем, что есть в реальности. При необходимости обязательно принять решение мозгу приходится делать трудный выбор, когда психическая и физическая реальности находятся в противоречии между собой. Только накопленный жизненный опыт будет служить надежным советчиком в этой трудной ситуации. Но нужно еще услышать этот внутренний «голос». Так и в обычной жизни. Мы осознаем лишь часть окружающего мира. А целостную картину реконструируют механизмы мозга, и от этой реконструкции уже будет зависеть, насколько адекватно мы будем реагировать на вызовы физической реальности.

— Когда с нами происходят какие-то жизненные события, то мы каждые сто миллисекунд осознаем, что же мы видим. А что дальше делает мозг? Он достраивает «картинку», — уверяет Вадим Ушаков. — То есть мы действительно видим некое изображение приблизительно около ста миллисекунд. Дальше идет осознание и переработки увиденного. И вновь проходит сто миллисекунд — и у нас в мозге возникает уже целая картинка. Так все эти «пазлы» мозг связывает между собой.

Это еще одна причина, почему мы никогда не сможем проникнуть во внутренний мир другого человека: он же чуть ли не наполовину состоит из склеек между кадрами или «пазлами» восприятия реальности, то есть это наполовину его собственная фантазия! Да что там другой человек, нам по той же причине и в собственных решениях трудно разобраться.

Помнить все

Казалось бы, наша память работает очень просто: вспомните, как переписываете картинки-файлы с флешки на компьютер, а потом многократно там просматриваются, никак при этом не затираясь и не старея. Так и в мозгу: поступающая от органов чувств информация сначала фиксируется, а потом, при необходимости, воспроизводится, или, иначе, вспоминается. При затруднении этого процесса — можно воспользоваться услугами гипнолога и «вспомнить все». Увы, эта расхожая фабула не имеет никакого отношения к тому, что происходит в мозгу на самом деле.

По словам члена-корреспондента Академии наук руководителя Отдела нейронаук НИЦ «Курчатовский институт» профессора Константина Владимировича Анохина — механизм запоминания и считывания информации из памяти очень хрупкий, легкоранимый и часто выходит из строя. Информация о каком-то событии формируется в одних структурах мозга, а извлекается при воспоминании из других — она как будто все время «путешествует». И самое главное, она не только находится не там, куда «ее положили», но она уже и «не та». Воспоминание значительно отличается от оригинала. Память никогда не бывает точной копией тех объектов и событий, которые послужили ей основой.

В самом деле, это еще в 20-30-х годах прошлого века показали эксперименты одного из основателей когнитивной психологии кембриджского психолога Фредерика Бартлетта. Ученый на несколько минут показывал своим испытуемым какой-нибудь трудный для быстрого запоминания рисунок, а потом через несколько минут просил по памяти его воспроизвести. Спустя несколько дней попытку воспроизведения рисунка с теми же испытуемыми повторяли, но уже без предварительного просмотра исходной картинки и даже предыдущей попытки его воспроизведения. Так делали многократно и в итоге для каждого испытуемого собирался целый ряд картинок, которые он воспроизводил по мысленному оригиналу во все более отдаленные моменты времени от просмотра этого оригинала.

Оказалось, что каждое последующее изображение достаточно похоже на предыдущее, но все более непохоже на оригинал, хотя каждый раз испытуемые были уверены, что достаточно точно копируют то, что видели, и поражались, когда по окончании тестирования сравнили их последнюю копию с оригиналом: это были две совершенно разных композиции!

Складывалось впечатление, что каждый раз, когда испытуемый копировал якобы оригинал, на самом деле он обращался к мысленному образу предыдущей своей копии, которая, понятно, содержала неточности относительно оригинала. С каждой новой попыткой воспроизведения различия с предыдущей версией вставились не очень значительными, но по отношению к оригиналу неточности естественным образом накапливались, и в какой-то момент очередная копия становилась уже полностью непохожей на оригинал.

То же самое происходило, если испытуемым предлагалось многократно воспроизводить смысл исходного текста: в какой-то момент оказывалось, что сюжетная линия в тексте искажалась при воспроизведении до неузнаваемости. Это при том, что испытуемые были в полной уверенности практически полного соответствия их версии с оригиналом. Бартлет первым установил, что проблема была не в качестве запоминания оригинала, и не в классическом забывании. Первая копия была очень похожа на оригинал, так же как и каждая последующая копия очень напоминала предыдущую, что свидетельствовало хорошем запоминании. Проблема состояла в механизме многократного запоминания-воспроизведения.

В своей знаменитой книге «Воспоминание», опубликованной в 1932 г., Бартлет выдвинул гипотезу, согласно которой процедура воспоминания является не пассивным копированием того, что лежит в памяти, а актуальной творческой реконструкцией этого содержания, «складывающейся из нашего отношения ко всей активной массе реакции и опыта прошлого». То есть не важно, откуда берется исходная информация: от органов чувств или из памяти, в любом случае она проходит процедуру реконструкции прежде, чем появиться в виде психического образа. И что особенно важно в концепции Бартлета, это то, что новая реконструкция никуда не исчезает — она замещает в памяти прежний след. Отныне человек может помнить не первичную и даже не предыдущую версию памятного следа, а только эту новую ее реконструкцию.

Нейробиологи многократно проверили эту гипотезу в самых разнообразных экспериментах, включая даже молекулярный уровень, и убедились в ее правильности. Теперь процесс перезаписи памяти при воспоминании называется «реконсолидация памяти», то есть переписывание ее в новом контексте, который сопутствовал очередному ее воспроизведению. Казалось бы, странно — зачем эволюция создала и зафиксировала такой противоестественный процесс, как стирание в памяти оригинального впечатления и замещение его копией неточного воспоминания?

Фредерик Бартлет отвечает на этот вопрос в своей книге: «Для чего вообще нам приходится пользоваться памятью? Для того, чтобы прошлый опыт оказал нам помощь в решении непосредственно стоящих перед нами проблем. Но условия, с которыми мы встречаемся в настоящем, никогда не являются точным воспроизведением прошлых условий, и требования, предъявляемые нам в настоящем, за исключением особых и довольно искусственных случаев, очень редко совпадают с требованиями, существовавшими в прошлом. Следовательно, чаще всего мы стремимся к тому, чтобы преобразовать прошлое, а не просто повторить его».

Понятно, что здесь речь идет о таком материале для запоминания, который по своей природе может быть модифицирован в памяти для обслуживания текущих интересов, скажем, рассказы в тесном кругу об удачной рыбалке, о встрече с друзьями. Однако, например, на экзамене такие «модифицированные» воспоминания не пройдут, здесь помнить надо сам оригинал — то, что лектор говорил. При повторении материала важно, чтобы обошлось без творческих реконструкций, поэтому подготовка к экзаменам часто связана с механическим заучиванием с постоянным обращением к оригиналу. Существует, конечно, и много других, так называемых мнемонических техник, которые позволяют длительно удерживать в памяти исходные материалы, несмотря на их многократное воспроизведение.

Отдельный разговор — это закономерности первичного запоминания: что определяет то, как именно и что именно мы запоминаем в той или иной ситуации. Биологический подход нам подсказывает, что «помнить все» не только не экономично, но и попросту не нужно. Эволюция в естественном отборе могла подхватить развитие только таких особенностей памяти, которая способствует выживанию организма в среде обитания. Очевидно, что при таком подходе запоминать нужно только то, что потом пригодится в разнообразных жизненных ситуациях. А что это могут быть за ситуации — механизмам памяти подсказывает индивидуальный опыт: кому-то важно хорошо помнить рабочие операции, не важно: физические или умственные, с реальными или абстрактными объектами; кому-то — зрительные сцены или тексты, ну, а кто-то будет в выигрыше, если хорошо усвоил двигательные навыки.

— Память к тому же пластична: она может зависеть даже от постановки вопроса, говорит профессор психологии Андрей Александрович Григорьев. — Так, во время одного эксперимента испытуемым был показан фильм о дорожно-транспортном происшествии и задан один из двух вопросов: «Вы видели одну разбитую фару?» или «Вы видели разбитую фару?» Большинство отвечающих на первый вопрос подтвердили, что видели одну разбитую фару, часть ответила, что две. Вторые опрошенные лишь в половине случаев подтвердили, что видели разбитую фару. А на самом деле в фильме не было показано вообще ни одной разбитой фары!

Как видно, при запоминании важно еще, какой именно проблемой озабочен человек в данный момент. Получается, что обстоятельства и личностные особенности человека накладывают неизгладимый отпечаток на то, как именно и в каких деталях будет зафиксировано в памяти конкретное событие. Именно поэтому свидетельские показания очень часто расходятся при опросе группы людей и иной раз от следователя требуется недюжинный профессионализм, чтобы за творчеством свидетелей разглядеть истинную картину событий.

Еще хуже обстоит дело с определением, что в памяти истинно, а что ложно, когда человеку намеренно внушают то, чему он якобы был свидетелем. Как правило, для этого не требуется даже гипноз, достаточно, чтобы человек поверил красноречивому рассказчику, многократно в разных картинах повторяющему одну и ту же информацию для внедрения в память собеседника. При воспроизведении «запомненных» таким образом событий человек будет абсолютно в них уверен, даже вопреки, казалось бы, совершенно очевидным фактам. Вот уже где действительно «повторение — мать учения», но действует вопреки интересам человека.

Показательно в этом отношение исследование американского психолога Стефана Сеси университета с участием группы дошкольников. Предварительно тот каждому из них красочно рассказывал, что якобы он сунул руку в мышеловку, она захлопнулась, и его пришлось отвезти в больницу, где знают, что делать в таких случаях. Далее он еженедельно расспрашивал детей фактически не о состоявшемся, а о воображаемом событии, задавая один и тот же вопрос: «Тебя увезли в больницу, потому что ты сунул палец в мышеловку. Так все и случилось?». Если в первую неделю большинство детей отрицало это событие, то на десятой неделе они сами рассказали ему об этом событии, приукрасив его многими деталями, которые отсутствовали в первоначальном рассказе психолога. В последующем, половину детей ни родителям, ни экспериментаторам не удалось разубедить в том, что никакой мышеловки и тем более больницы — не было. Такие «ложные» воспоминания могут даже пройти проверку на детекторе лжи, потому что они укоренились в памяти как настоящая «правда».

Но как в мозгу происходит запоминание? Возьмем умное электронное устройство — смартфон. В нем много деталей, но мы знаем, что вся его память: музыка, фото, видео, смски — все находится на флеш-карте. Переместили карту в другой телефон, значит, память перенесли.

Мозг человека и животных устроен совсем не так, как вычислительная техника. Не найти там карты с воспоминаниями: вся память распределена в сотнях миллиардов связей между нервными клетками. Пробежали нервные импульсы через цепочку нервных клеток много раз при одном и том же аккорде — вот вам и память об этом событии. Если удастся искусственно возбудить эти клетки в том же порядке — в голове зазвучит знакомая мелодия. А комбинаций цепочек нейронов в голове у человека, как мы уже говорили, больше, чем атомов во Вселенной. Как тут разобраться в механизмах памяти?

Лучшая идея — обратиться к простым нервным системам, к мозгу той же морской улитки Аплизии, в котором всего 20 тысяч нервных клеток. При этом многие цепочки нервных клеток, реализующие тот или иной навык представлены всего несколькими нейронами, хорошо различимыми под объективом микроскопа. Нельзя ли прояснить тайны памяти человека, работая с моллюсками? В начале 60-х годов прошлого столетия едва ли не единственным психиатром, выбравшим себе в качестве объекта исследования морскую улитку, стал блестящий выпускник Гарвардской медицинской школы, а в последующем профессор Колумбийского университета Эрик Кендель. Молодой исследователь променял респектабельный кабинет столичного психиатра на лабораторию с аквариумами и микроскопами, работа в которой принесла ему в 2000 году Нобелевскую премию по физиологии или медицине — «за открытия, связанные с передачей сигналов в нервной системе». Даже у моллюска для исследования Кендел выбрал самый простой вид поведения — врожденную оборонительную реакцию втягивания жабр при прикосновении к мышечному сифону, по которому из тела моллюска выводятся отходы жизнедеятельности. Смысл этого рефлекса понятен — защита жабр от возможных повреждений. Оказалось, что если одновременно с прикосновением к сифону коротко раздражать хвост моллюска электрическим током, то уже через несколько таких проб реакция втягивания жабр резко усиливается. Еще бы, опасность увеличилась. Причем еще долгое время после проб с электрическим током моллюск продолжает усиленно реагировать даже на малейшее прикосновение к сифону. Чем не аналог невротических реакций, когда человек может вздрагивать от малейшего шороха? Преимущество моллюска здесь в том, что с его «неврозом» гораздо легче разобраться, так как он опосредован всего несколькими нейронами. Один нейрон — чувствительный, откликается на прикосновение и передает нервный импульс второму нейрону, двигательному, который уже активирует соответствующую мышцу. Передача осуществляется через синаптическое соединение, одна часть которого является окончанием чувствительного нейрона, а вторая расположена уже на теле двигательного нейрона. Между ними очень узкая щель, сотая доля микрона, которую путем диффузии легко преодолевают выделившиеся из окончания чувствительного нерва химическое вещество — медиатор. Понятно, что усиление передачи происходит в синапсе между чувствительным и двигательным нейроном, но откуда этот синапс узнает о том, что одновременно с прикосновением кто-то еще дергает моллюска за хвост? Оказалось, что в деле участвует еще один чувствительный нейрон, который воспринимает раздражение хвоста, но образует контакт уже не с двигательным нейроном, а с окончанием чувствительного нейрона. Этот третий нейрон является модулятором синаптической передачи в основной цепочке оборонительного рефлекса. Стоит только несколько раз включиться этому модулирующему нейрону одновременно с чувствительным, как из окончания последнего начинает выделяться больше медиатора. Модулирующие нейроны занимаются настройкой синапсов! Осталось только найти само вещество-модулятор, которое в своем окончании выделяет модулирующий нейрон. В простой нервной системе исследователи быстро его нашли — модулятором оказался… серотонин! Между прочим, именно с серотонином современные исследования связывают регуляцию настроения у человека. Но что дальше? Как серотонин вмешивается в молекулярное хозяйства модулируемого им синапса? Кропотливая работа привела исследователей к выводу, что серотонин активирует в синапсе целый каскад процессов, завершающийся модификацией белков, открывающих шлюзы для выброса медиатора в синаптическую щель. Проблема только в том, что как и любые белки в клетках эти «смотрители» медиаторных шлюзов достаточно быстро, за несколько часов, разрушались естественными ферментными системами и замещались на нормальные белки, так как их синтез контролируется конкретными генами. Это как раз соответствовало периоду, когда Аплизия постепенно забывала неприятности, связанные с электрическим током. Возможно, это и есть первый набросок механизма кратковременной памяти. Однако, на той же Аплизии было показано, что если сочетание прикосновений к сифону и электрическое раздражение происходило многократно и долгое время, то память об этом сохранялась надолго. Может, где-то здесь скрыты механизмы долговременной памяти? Как бы там ни было, но они должны были быть как-то связаны с геномом. Иначе, чтобы не происходило с белками в синапсе — без поддержки генов, все эти процессы обречены на очень короткое существование.

В России долговременными изменениями в постсинапсе занимаются сотрудники Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии исследователи под руководством профессора Павла Милославовича Балабана. Оказалось, что долговременная память реализуется уже с участием структур синапса по другую сторону синаптической щели, в постинапсе. Ведь усилить эффект передачи с чувствительного на двигательный нейрон можно не только увеличением выброса медиатора из пресинапса, но и усилением чувствительности к нему в постсинапсе. Этим занимается другой сигнальный белок — протеинкиназа М-зета, который появляется в постсинапсе, как только начинается обучение.

«Изменения в пресинапсе зарегистрированы на молекулярном уровне в течение всего десятков часов, после чего либо он растет, что оказалось напрямую связано с постсинапсом, либо всё возвращается к норме. 5-10 лет назад вообще все изменения в синапсах ошибочно трактовали как пресинаптические», — объясняет профессор Балабан. В его лаборатории роль протеинкиназы М-зета в памяти исследуется на улитках, которым в террариуме приготовлены две дорожки к источнику пищи: одна плоская, а другая, как водится, криволинейная. Как и полагается, за прогулку по кривой дорожке полагается наказание, все тот же электрический ток. В такой ситуации улитки быстро учатся избегать кривых дорожек и сохраняют этот навык многие недели. Однако, если в период обучения им введен специфический блокатор протеинкиназы М-зета, то примерное поведение тут же забывается. Нужно опять применить кнут и пряник, чтобы улитка встала на правильный путь.

Все сходится, белок протеинкиназа М-зета ответственен за долговременную память и все это действо происходит в постсинаптических структурах. Но протеинкиназа М-зета — белок, как же ему удается не деградировать и долго сохраняться в постсинапсе без поддержки генома? Ученые раскрыли секрет: протеинкиназа М-зета оказалась не простым белком. Однажды достигнув определенного содержания в клетке, этот белок брал под контроль свой синтез, начиная со снятия блокады на транскрипцию с соответствующего гена. Все эти процессы успевали запуститься, пока работой пресинапса навык удерживался в кратковременной памяти.

Казалось бы, истоки кратковременной и долговременной памяти уже обозначены. Но ученым не давала покоя простая логика: если разблокировать ген протеинкиназы М-зета, то шифрограммы этого гена — МРНК разлетятся по всем синапсам данной нервной клетки, везде начнется активный синтез протеинкиназы М-зета, а на самом деле, и других сигнальных молекул, и таким образом, усилится передача сразу все синапсы. Вместе с этим потеряется специфика выработки конкретных навыков. Все равно, что вместо кнопки «ответить» в электронной почте ошибочно нажать кнопку «ответить всем»: личное письмо разлетится по всем адресам.

К счастью, такие ошибки в нейронных рассылках невозможны. Скопированные с гена МРНК достигают пресинаптических структур в неактивной форме, и уже на месте могут быть активированы при наличии признаков повышенной атаки медиаторами со стороны пресинапса. Этим фактором активации является еще один загадочный белок СРЕВ (cytoplasmic polyadenylation element binding protein), особенностью которого является то, что он может находиться в одном из двух состояний: нейтральном и активирующем.

Словом, как бы ни были велики познания ученых в механизмах памяти, им еще копать и копать вглубь таинственных процессов памяти. Что говорить, если в недавней статье американских исследователей из Калифорнии с красноречивым названием ‘Prkcz null mice show normal learning and memory” (Prkcz— это протеинкиназы М-зета), опубликованной в едва ли не самом почитаемом в научном мире журнале Nature, авторы сообщили, что они вырастили мышей, у которых искусственным образом был удален ген протеинкиназы М-зета. И ничего, мыши как мыши! Хотя блокатор протеинкиназы М-зета по-прежнему на этих мышей действовал, память у них ухудшалась.

Ресурсы мозга

В вопросах о ресурсах мозга в первую очередь, как правило, речь заходит о памяти, поскольку это свойство легко поддается измерению. Насколько велики ее ресурсы? Хранит ли она в каких-то структурах нервных клеток «записанный» в них опыт наших дедушек и бабушек? Знание языков далеких предков? Может, этапы развития всего человечества? Если не так глобально, то хотя бы «пишутся» ли в мозгу все наши впечатления или, в силу ограниченности памяти, новые кадры затирают старые, как в автомобильных регистраторах?

Любители продемонстрировать свою память выбрали для соревнований последовательность знаков в числе «пи», кто больше цифр заучит. Если воспользоваться одним из нехитрых школьных мнемонических приемов, то быстро можно запомнить, например, целых 13 чисел после запятой.

Чтобы нам не ошибаться,

Надо правильно прочесть:

Три, четырнадцать, пятнадцать,

Девяносто два и шесть.

Ну и дальше надо знать,

Если мы вас спросим —

Это будет пять, три, пять,

Восемь, девять, восемь.

(С. Бобров «Волшебный двурог»)

Понятно, что если этот стишок превратить в поэму, то после запятой можно запомнить гораздо больше, чем 13 цифр. Но все же не 13 тысяч! Тем не менее 70-летний учитель истории из Химок Владимир Кондряков воспроизвел по памяти 13 183 знака числа «пи». Удивительно, но уважаемый учитель обладает самой обыкновенной памятью. Просто он разработал собственную систему запоминания цифр, в которой каждая цифра обозначалась сочетанием букв. Таким образом, последовательности из 50 цифр он запоминал как тексты, фактически — тоже как некие стишки. Последовательность текстов он обозначил картинами, развешанными в длинной галерее. Оставалось только все это заучить, на что у Владимира Кондряковаушло три месяца. И это далеко не предел. Не отличавшийся особой памятью Японец Акира Харагучи под запись видео и в присутствии многочисленных свидетелей за 16 часов выписал на доске 100 тысяч знаков числа «пи», которые он заучивал по своей системе тоже несколько месяцев.

Для компьютерной памяти 100 тысяч цифр из обычной таблицы знаков, в которой на каждый знак тратится один байт, — это ничтожный ресурс, всего 100 Кб. И для мозга это какой-то несерьезный объем информации, так как, например, листая словарь русского языка, мы можем убедиться, что нам знакомы по меньшей мере десятки тысяч слов, не говоря уже о том, что оглянувшись вокруг в любом месте, мы узнаем множество зрительных, звуковых, запаховых и других деталей окружающего мира. А еще нам знакомы и понятны бесчисленные отношения и смысловые комбинации между всеми этими объектами. Очевидно, что память человека необозрима, но вот для многих почему-то затруднительно запомнить с ходу даже номер телефона. Почему-то для запоминания требуется многократное механическое повторение.

Правда, рекорды памяти существуют и для запоминания без повторений. Бухгалтер из Великобритании Бен Придмор, который по его словам в школе выучил всего одно стихотворение, и то — по случаю, стал чемпионом мира по быстроте запоминания однократно выложенных перед ним последовательности карт. За один час он без единой ошибки успевал запомнить 28 колод, то есть последовательность из 1456 карт. Чуть более двух минут на каждые 52 карты! Секрет Бена Придмора, как и у школьных чемпионов, состоял в использовании мнемонических правил. В случае с картами каждой из них придавался какой-то образ, который затем тем или иным смыслом привязывался к образу другой карты и так далее, все карты колоды объединялись в короткий рассказ, почти как все тот же стишок. Бен Придмор, как и другие мнемонисты, заранее заготавливал эти образы и способы составления рассказа. Оставалось только для каждой новой раскладки колоды на основе этих заготовок за две минуты сочинить новый рассказ, а потом помнить не такую уж большую последовательность этих рассказов. Знаменитая «Маленькая книжечка о большой памяти» А.Р. Лурии — о том же, как обычный журналист придумал себе способы мнемоники, чтобы, обладая обычной памятью, запоминать намного больше обычного.

Однако, какими бы впечатляющими ни были все эти рекорды памяти человека, они демонстрируют ресурсы мозга, скорее, не по объему запоминаемой информации, а по его способности запечатлевать даже бессмысленные последовательности знаков, но только если они объединены в ассоциативный круг приданных им смыслов и значений. Мнемонические приемы, собственно, и позволяют искусственным образом создавать смысловые или семантические связи между запоминаемыми объектами. Ав естественной природе смыслы и значимость происходящего вокруг порождаются потребностями биологического существования организма. Потому, наверное, так легко, как танец, запоминаются у крыс многочисленные повороты в лабиринтах их нор, а у человека, особенно настроенного на романтический лад, на лету схватываются мелодии и стихи и также легко возникают картины и запахи воспоминаний.

Профессор Аллен Снайдер, директор Центра по изучению разума при Университете Сиднея в Австралии, метафорически объясняет, что разум человека, скорее, по большей части оперирует концептуальными построениями, чем дает себе труд озаботиться мириадами деталей низшего порядка. Каждый из нас носит в себе «внутреннего саванта», которого можно «включить» с помощью «правильных» технологий, — говорит он.

Отдадим должное метафоре Снайдера: «внутренний савант» это способность уловить целую картину в россыпи фрагментов пазла, когда каждый из этих фрагментов наделяется его предназначением в этом целом. В качестве примера Снайдер приводит один из своих психологических опытов. Он диктовал испытуемым длинный список слов, обозначающих детали автомобиля: дворники, фары, рулевое колесо, карбюратор и прочее. А потом просил своих испытуемых воспроизвести этот список слов. Как ни странно, при том, что испытуемые ошибались в деталях — они неизменно приводили слово «автомобиль», которого в исходном списке не было. Очевидно, что как только испытуемые услышали список деталей, первым делом они собрали из него пазл — автомобиль.

Примеры с оцениванием объемов нейрологической памяти говорят о том, что в целостном выражении мозг раскладывает у себя по полочкам далеко не те информационные объекты, которые человек придумал для осознанного манипулирования с ними: меры, цифры, пиктограммы, знаки, слова, звуки. По всей видимости, мозг человека снабжен механизмами непрерывной трансформации деталей внешней информации во внутренние образы для построения и дополнения психической картины мира, и наоборот, — трансляцией этой картины во внешние проявления: в слова, в эмоции, в действия. Насколько, однако, загружен мозг этой по сути дела непрерывной когнитивной деятельностью, а к тому же еще — и регуляцией внутренних процессов и органов? Выдающемуся американскому психологу конца XIX столетия Уильяму Джеймсу приписывают фразу о том, что мозг человека обычно загружен всего лишь на 10 %. Надо сказать, что в своих популярных работах Джеймс действительно высказывался, правда, без количественных оценок, о том, что большинство людей не полностью используют свой интеллектуальный потенциал. Но речь шла не о ресурсах мозга, а всего лишь о правильной организации умственного труда.

Современные нейробиологи согласны с Джеймсом, но считают, что собственно биологические ресурсы мозга, как и любого другого органа, подготовлены эволюцией таким образом, чтобы использоваться в полном объеме, за исключением небольшого «аварийного запаса». Да и этот запас то и дело включается по тем или иным форс-мажорным обстоятельствам, которые все чаще встречаются в нашей жизни. Другое дело, насколько оптимально используются непрерывно работающие механизмы мозга, насколько велик его коэффициент полезного действия — это уже зависит от конкретного человека, от его навыков и способностей.

Организм, не имеющий в себе ничего лишнего для существования в своей среде обитания и, следовательно, не затрачивающий избыточных ресурсов на обеспечение жизнедеятельности, очевидно, уже одним этим создает себе преимущество в выживании. Эволюция, конечно, оставляет организмам небольшие запасы прочности, чтобы они могли ступить шаг-два влево-вправо, насколько позволяет им опыт поколений. В отношении мозга это касается не только ресурсов памяти, когда запоминаться должно только то, что полезно прямо сейчас или в пределах жизни данного индивидуума, но и собственно аналитических возможностей мозга, которые на основе памяти должны обеспечивать анализ среды обитания и прогноз на будущее. Эти ресурсы были заданы еще мозгу кроманьонцев и в неизменном виде, так как эволюция с того времени перестала колдовать над мозгом человека, обеспечили удачное существование Человека разумного в течение последующих 50 тысяч лет вплоть до настоящего времени. Возникает вопрос: достаточно ли этих «кроманьонских» ресурсов, чтобы двигаться человеку вперед, в будущее?

— Жизненные ситуации, в которые попадает человек, настолько многообразны, что считать количество используемых функций мозга было бы невозможно, — возражает Вадим Леонидович Ушаков. — А 10 процентов мозг использует только для сиюминутных ситуаций. Например, сейчас для разговора с вами мне не нужна никакая физическая активность. Поэтому мне не нужно использовать свой мозг на полную катушку. А вот когда я буду бегать, махать руками и ногами, играть в футбол, то у меня будет использоваться большая часть мозга. В общем, мы используем мозг на столько процентов, на сколько сами живем и действуем.

С коллегой согласен и профессор Сергей Савельев, только он ведет речь не об операциональных ресурсах мозга, а об энергетических. По его словам, в «бездумном» состоянии мозг действительно расходует 10 процентов всей энергии, но стоит человеку задуматься о чем-нибудь серьезном, как его серое вещество разом поглощает до 25 процентов поступивших в организм питательных веществ. Организму это не нравится, он быстро устает, и потому человек интуитивно стремится к более легкой жизни. Ученый считает, что в поиске способов лодырничать мозгу нет равных.

Однако при оценивании ресурсов мозга нужно еще уметь их правильно измерять. Вернемся еще раз к свойствам памяти — как измерить объем памяти? Обычно это делается проверкой того, сколько слов или символов запомнил человек из предъявленного пять минут назад некоторого их списка. Испытуемый в таком тестировании пытается вспомнить, какие слова или цифры он видел в списке. В середине прошлого века тщательное исследование на эту тему выполнил на операторах компании «Белл» гарвардский психолог Джорж Миллер. Он определил, что в таком быстром запоминании и воспроизведении, когда используется только кратковременная память, среднестатистический человек может запомнить девять двоичных чисел, восемь десятичных чисел, семь букв алфавита или пять односложных слов. Вышедшая в 1956 году книга Миллера под названием «Магическое число 7±2» надолго определила стратегию разработчиков регламентов для человека-оператора. Получалось, что «кошелек Миллера», как стали называть кратковременную память, вмещал в себя только 7±2 объектов.

— Первые эксперименты в середине XX века иногда проводились в узком кругу нобелевских лауреатов, — рассказывал профессор Борис Митрофанович Величковскии. — И как раз там было открыто это ограничение — семь плюс-минус два. Но год назад вышло новое исследование на эту тему в очень серьезном журнале. Исследователи пришли к выводу, что магическое число на самом деле — это 4 плюс-минус 1,5. Как видите, средние данные еще хуже и еще меньше. А есть и такие люди, которые в каких-то ситуациях способны запомнить и работать только с одним объектом, значит, их «магическое число» равно единице.

Спустя 10 лет после опытов Мюллера другой психолог из Гарварда Роджер Шепард предположил, что «кошелек Миллера» наполняется в гораздо большей степени, но заглянуть в него экспериментаторам как следует не удавалось. Он придумал другой способ проверки запоминания у испытуемых: не расспрашивал, что они помнят, а предъявлял пары слов или картинок, в которых только один объект из пары ранее уже показывался испытуемому. Задачей испытуемого было найти в этой паре знакомый объект. Шепард предъявил своим испытуемым около 600 картинок и сразу после этого проверил запоминание «парным» методом. Результат был удивительным: в 98 % случаев испытуемые правильно определили ранее предъявлявшуюся картинку! Получается, что человек помнит все? Дотошные ученые решили расширить набор картинок, чтобы найти предел зрительной памяти. В экспериментах канадского психолога Лионела Стэндлинга в 1970 году испытуемым было предъявлено около 2,5 тысячи картинок, каждая по 10 сек. Более 30 добровольцев почти четыре часа разглядывали картинки, чтобы потом в парных сравнениях показать, что они запомнили. Увы, предел не был достигнут, какими бы эти картинки ни показывали испытуемым при тестировании запоминания: цветными, черно-белыми, перевернутыми, — они помнили более 90 % от общего объема в две с половиной тысячи картинок! И это при том, что промежуток между показом картинок и последующим тестированием на воспоминание составлял в среднем полтора дня. Пришлось доктору Стэндлингу идти на рекорд — более недели он демонстрировал испытуемым 10 тысяч картинок! Картинки демонстрировались на 5 сек каждая с интервалом чуть более половины секунды. Отчетную статью, опубликованную в престижном психологическом журнале в 1973 году, Стэндлингтак и назвал: ‘Learning 10000 pictures”. Спустя месяц испытуемые показали, что они помнят 73 % предъявленных картинок.

— Мы, люди, — идеальные, уникальные машины по распознаванию образов, — убежден доктор психологических наук, член-корреспондент РАН профессор Борис Митрофанович Величковский. — Причем скорость распознавания просто невероятна: 50 70 миллисекунд. Но удивительно не это. А то, что мозг узнает образ на 200 миллисекунд раньше, чем мы сами это осознаем. Это еще один факт в пользу самостоятельности нашего мозга. Например, всем известна легенда о том, как Ньютон открыл закон всемирного тяготения. «Почему яблоки всегда падают строго вертикально к поверхности Земли, — подумал ученый. — Наверное, они притягиваются Землей…»

Но ведь яблоки падали вертикально и до Ньютона, однако именно он, согласно легенде, смог в рядовом событии увидеть подсказку для гениального открытия. Что это было: внезапное озарение или результат многолетних размышлений?

— Даже интеллектуальные задачи мы решаем на очень большой процент — почти на 70 процентов, а может, и больше, — уверяет профессор Татьяна Черниговская. — Мы решаем, не осознавая то, что мы делаем, то есть даже тогда, когда решаем задачу. Если бы ко мне сейчас прилетела фея и подарила волшебный томограф, который показал бы мне каждый нейрон, то я бы отказалась. Ведь их квадриллион — этих связей! Что я буду делать с массой этих данных? А нужно, чтобы родился гений, который на это дело посмотрит и скажет: «Это не так, и это не так, а я пойду, пожалуй, пива выпью». А потом придет и скажет — вот как дела обстоят. Выходит, что проблема решается не тогда, когда вы мучаетесь. Просто мозг взял и сделал эту работу за вас. Вот так делаются открытия.

Знаменитый физик Ричард Фейнман, Нобелевский лауреат, младший современник целой плеяды не менее знаменитых физиков от Альберта Эйнштейна до Макса Планка, Поля Дирака, Нильса Бора и многих других, как-то заинтересовался, как же все-таки делаются открытия?

В своих знаменитых мессенджеровских лекциях, прочитанных в 1964 г. в Корнельском университете, в седьмой главе он так и пишет: «А теперь я собираюсь поговорить о том, как открывают новые законы». И тут же отвечает на свой вопрос: «Вообще говоря, поиск нового закона ведется следующим образом. Прежде всего, о нем догадываются! А дальше все просто, — разъясняет знаменитый физик. — Затем вычисляют следствия этой догадки и выясняют, что повлечет за собой этот закон, если окажется, что он справедлив. Затем результаты расчетов сравнивают с тем, что наблюдается в природе, с результатами специальных экспериментов или с нашим опытом, и по результатам таких наблюдений выясняют, так это или не так».

Откуда же берется эта догадка, возникает естественный вопрос? «Как я уже говорил раньше, — парирует Фейнман, — совсем не важно, откуда родилась та или иная догадка, важно только, чтобы она согласовалась с экспериментом и была по возможности определенной».

Тут-то и возникает подозрение, что догадка рождается там, где еще ничего не может быть объяснено и вообще вряд ли что-то может быть осознано!

А что значит «осознанно» или «неосознанно»?

Все с детства ощутили на себе проверку коленного рефлекса. Если слегка ударить медицинским молоточком в определенном месте под коленной чашкой, то голень непроизвольно поддастся вперед вследствие сокращения мышцы-разгибателя. Это движение называется врожденным рефлексом, оно генетически запрограммировано, условно говоря, парой нейронов, сенсорными двигательным, как у Аплизии втягивание жабр на раздражение сифона. Но помните, даже у Аплизии сила оборонительной реакции могла регулироваться посредством третьего нейрона, оценивающего не касание к сифону, а общую ситуацию, например, не прикасается ли кто электрическими проводами к хвостовой части тела. Вот, начиная от этого третьего нейрона у молюска, образно говоря, и выросла у высших животных целая регулирующая надстройка, называемая головным мозгом. Чем сложнее поведение животного, тем больше структур головного мозга участвуют в его управлении, дополнительно регулируя прохождение сигналов от чувствительных нейронов к двигательным в зависимости от самых разных обстоятельств как вне, так и внутри организма.

— Когда речь идет об очень сложном организованном поведении, то в одном случае может доминировать эмоциональная составляющая, в другом — память о каком-то мышечном движении, в третьем — что-то другое, и будут активироваться разные области мозга, — разъясняет Павел Милославович Балабан. — И во всех случаях будет приниматься решение, иногда одно и то же, но вызванное по разным путям.

А теперь представьте: вы видите старого приятеля. Поздороваться с ним или пройти мимо? Ответить на рукопожатие — простое механическое движение, управляемое от моторных зон коры. Но решение об этом действии принимается на более высоком уровне с учетом всех обстоятельств дела. Допустим, вам известно, что этот самый приятель занял денег у вашего коллеги, но долг до сих пор так и не вернул. И вы опасаетесь, что вас ожидает та же участь незадачливого кредитора. Теперь в процессе принятия решения «поздороваться или сделать вид, что «не заметил» вы вынуждены рассчитывать риски. В работу вовлекаются структуры, связанные с оценкой возможных отрицательных последствий, например миндалины в височной доле мозга. Но это не все: у приятеля есть симпатичная сестра, которая вам нравится. В игру вступает небольшая область в префронтальной лобной зоне коры головного мозга, отвечающая за самоконтроль. В результате вы все-таки окликаете приятеля и протягиваете ему руку. Скорее всего, даже не заметив ту огромную работу, которую за эти секунды проделал ваш мозг.

— Эта очень тонкая грань между сознательным и подсознательным, — считает биофизик Вадим Леонидович Ушаков, — но в основном процессы идут подсознательно. А осознанно мы обрабатываем лишь какую-то часть поступающей информации, чтобы модулировать то, что идет подсознательно. Мозг отсеивает: что идет «туда» или «не туда».

Действительно, многие исследования показывали, что сознание — это лишь способ систематизации окружающего мира. По словам профессора Высшей школы экономики и декана кандидата биологических наук Василия Ключарева, принятие решения связано в мозге с мириадами причин: генами, активности нейронов, выбросом нейромедиаторов при активации определенных областей мозга. А задним числоммы объясняем своимысли и поведение нашими склонностями, предпочтением или уроками пап-мам-бабушек.

— Конечно, как было бы хорошо, что все находится под сознательным контролем: это мне не нужно, это мне тоже не нужно, а вот это нужно, — рассуждает профессор Борис Величковский. — Но откуда я знаю, что мне на самом деле будет нужно?

К сожалению, мы не можем заглянуть в будущее. Наш мозг, способный в считаные доли секунды узнавать знакомые образы и складывать из них картину мира, не может просчитать все возможные варианты развития событии. А значит, ни мы сами, ни кто-либо другой не в силах на 100 процентов достоверно предсказать наше собственное решение.

— Одна из дилемм нейрофизиологии — сможем ли мы когда-то вообще понять мозг, потому что мы никогда не войдем в него изнутри, понять его субъективную сторону, — сокрушается психолог Василий Ключарев. — Есть даже такая работа, которая называется «Можно ли понять, что значит быть летучей мышью». И все сводится к тому, что у вас есть полная модель под названием «летучая мышь». То ест, вы можете предсказать, как летает летучая мышь, как она машет крыльями, как ест, что она делает в следующую секунду. В общем, есть полная модель летучей мыши. Но вот вопрос: можете ли вы понять, что значит быть летучей мышью?

«Самое главное, — вступает в дискуссию нейрофизиолог профессор Татьяна Строганова, — это не само по себе изначальное устройство нашего мозга, а то, каким образом это главное устройство взаимодействует с опытом. Мы не можем разделить наше «природное приданое» и наши внутренние задатки. Так придумала Природа. И ученые до сих пор не знают, как взаимодействует это «природное приданое» с внешней средой».

Удивительно, никто не может гарантированно предугадать наши поступки, даже мы сами, но, тем не менее, мозг прекрасно справляется с управлением нашим поведением.

— Однажды мой коллега пригласил меня в лабораторию и просто вызвал движение моей руки с помощью магнитного поля, — вспоминал профессор Ключарев. Вы видите, как ваш палец движется помимо вашей воли, по желанию экспериментатора. Почему так происходит? Просто магнитное поле стимулирует моторные области коры, которые активируют уже нейроны, дающие импульс мышцам. Все это делается помимо вас: напрямую магнитным полем. Это очень показательно, когда вы видите, что ваши конечности движутся, но вы к этому не имеете никакого отношения.

В некоторых простых ситуациях мы действительно можем предсказать решение за восемь-девять секунд до свершения ситуации. Сколько времени принимает решение человек, зависит от задачи. Иногда в простейших ситуациях на решение достаточно 400 миллисекунд. Но как в какие-то миллисекунды рождаются мысли — не зафиксирует ни один прибор. Мы не можем так быстро уловить активность мозга ни с помощью сканеров, ни с помощью магнитно-резонансных сканеров. У каждого метода есть свое ограничение и время действия, например, МРТ-сканер — очень медленный прибор.

Мозг принимает решение

Мы привыкли думать, и Уголовный кодекс нас в этом всячески убеждает, что за все свои решения мы несем персональную ответственность. В самом деле, никто не может сделать даже шаг, если он не проявит к тому собственную волю. Что говорить уже о сознательном выборе, когда надо сделать закупки в магазине или определиться, в какой ВУЗ поступать. Как бы нас при этом ни обрабатывали приятели и родители, окончательное решение, казалось бы, остается за нами, даже если мы его принимаем вопреки своему желанию. Увы, существует много внешних и внутренних по отношению к мозгу обстоятельств, которые буквально лоббируют то или иное наше решение вне зависимости оттого как мы сознательно к нему относимся.

К примеру, люди далеко не всегда копят деньги на черный день. Таких людей можно понять — жить с комфортом хочется сейчас, а не в далеком будущем, которое, к тому же, может и не наступить. Но чем определяется в каждом человеке вот эта склонность скорее потратить, чем накопить, или наоборот?

Профессор Василий Ключарев из Высшей школы экономики, занимающийся исследованием нейрофизиологических оснований процессов принятия решений, говорит, что в так называемой префронтальной коре головного мозга есть небольшая область, связанная с принятием рациональных решений, — «зона самоконтроля». Условно говоря, в ее нейронных сетях оцениваются риски принятия тех или иных решений. Конечно же, не только финансовых, любых — и даже риск растолстеть. А теперь представьте: вы выиграли в лотерею 100 тысяч рублей, но по условию договора получить деньги вы можете только либо всю сумму равными частями, но в течение года, либо только половину — но сразу. Что вы выберете?

Искушение велико — получить пусть половину денег, но в один присест. Ведь чем дальше во времени от нас результат — тем меньше удовольствия он приносит. А ожидание удовольствия — один из самых сильных мотиваторов наших поступков. Ощущением удовольствия заведует другая область мозга, относящаяся к лимбической системе. В борьбу за принятие того или иного решение всегда вступают две мозговые системы: одна заставляет действовать «по расчету» — рационально и взвешенно, другая требует эмоционального подкрепления, удовольствий. И немедленно!

Как объясняет профессор Ключарев, все зависит от соотношения активности этих областей в данный момент времени. Если доминируют области рационального контроля, то в силу материальных или даже чисто идеологических, например этических, причин может быть принято «расчетное» решение с отложенным или неопределенным вознаграждением. Если же доминируют эмоциогенные области мозга, то тут не избежать решений в пользу скорейшего получения вознаграждения, будь то реальные деньги или приятное времяпровождение. То же самое происходит, когда вы сидите на диете с целью похудания. Не секрет, что сбросить лишний вес ради рационального решения легче, чем потом удержаться на достигнутом уровне, постоянно лишая себя удовольствий.

— Всякому понятно, что съесть коробку конфет, пусть они даже самых лучших в мире, например трюфелей, которые делают вручную, — нехорошая идея, но очень хочется — и ты съедаешь, — рассуждает профессор Татьяна Черниговская. — И ничего катастрофического не происходит, между прочим. Более того, я даже думаю, что совершаются положительные вещи, потому что ваша амигдала — структура мозга, которая отвечает за эмоции — очень радуется тому, что ей дали трюфелей. И благодаря ей у вас улучшилось настроение. В итоге вместо того, чтобы нестись, как злая собака, сокрушая людей на своем пути, вы расслабленно и мило сидите и пьете китайский чай. Что плохого-то? То есть когда мы считаем, что нужно рационально сделать это, это и это, возможно, мозг как раз в этот момент думает по-другому: «Это все, конечно, правильно, но вообще-то нужно отдохнуть и повалять дурака».

Но если наш мозг настолько умен и самодостаточен, то почему мы все же совершаем ошибки? Любой человек признается, что у него есть богатая история ошибочных решений. Их неприятно вспоминать, повторно анализировать — и неважно, как давно это было. Казалось бы, зачем мозг хранит эти болезненные воспоминания? Не лучше ли их стереть и жить счастливо? Увы, счастливо не получится, будем постоянно наступать на одни и те же грабли.

Дело в том, что мозг запоминает и положительные, и отрицательные последствия своих решений, чтобы потом для принятия нового решения взвесить все «за» и «против», — объясняет кандидат биологических наук Вадим Ушаков. — Потому что если у вас в памяти сохранятся только все «за», поддерживающие тот или иной поступок, то вы упускаете из вида другую сторону медали. И в итоге вы можете совершить ошибку. То есть сохраненные в памяти негативные и позитивные воспоминания нам нужны как две стороны одной и той же медали.

А когда мы, наконец, справились с задачей, когда что-то важное, что давило и заботило, вдруг исчезает, то облегченно вздыхаем: «Ух, как гора с плеч упала!» Горящая по срокам работа, невыясненные отношения, затянувшийся ремонт — все вдруг образ валось. И мир снова обрел яркие краски, и жизнь прекрасна! А все потому, что наш мозг наконец-то справился с трудной задачей и нашел выход из тупиковой ситуации.

Как полагает профессор Владимир Спиридонов, только после того, как вы приняли решение, у вас в организме пойдут комфортные процессы релаксации, и никак не наоборот. Пока решение не принято, никуда вы не денетесь. Крючок нерешенных проблем будет вас держать намертво. Но как только вы что-то завершили, что-то преодолели, ваш организм заполняется эндорфинчиками — «гормонами удовольствия».

— Представьте, что вы сидите перед компьютером, на котором появляются вопросы, — предлагает ситуацию профессор Владимир Феликсович Спиридонов. — Вы должны отвечать «да» или «нет», причем вопросы в анкете неоднозначные. И ваши ответы много от чего зависят. Одновременно с ответами первая группа испытуемых должна была, нажимая «да» и «нет», в любом случае делать кивок головой, а вторая, тоже в любом случае делать движение, но — поворот головы вправо-влево. И удивительным образом первая группа отвечала «да» значимо чаще, чем вторая.

Получается, что обязательный кивок головой уже сам по себе программировал ответ «Да». Не переусердствовал ли мозг в использовании ассоциаций, объединяя здесь, по сути дела, разные вещи: ответ на конкретный вопрос и не связанное с вопросом обязательное по инструкции экспериментатора движение головы, правда, в обычной жизни означающее согласие? Где же тогда здесь собственная ответственность за принимаемое решение, если мозг скован какими-то рефлекторными причудами?

Еще сильнее связаны с телесными проявлениями эмоциональные решения. «Мы плачем, потому что чем-то опечалены, илинам грустно, оттого что мы плачем» — задавался вопросом один из первых исследователей физиологии эмоций американский психолог Вильям Джеймс в своей исторической статье «Что такое эмоции» еще в 1884 году. Попробуйте нахмурить брови и опустить уголки рта, а потом растянуть губы в улыбке — редко кто не почувствует при этом смены полярных эмоциональных состояний. Мозг, видимо, сначала собирает информацию о телесных проявлениях, а потом уже вторично формирует эмоциональный отклик. То, что мы переживаем как эмоцию страха, к примеру, возникает по Джеймсу как ответ на первично возникающие в организме изменения при встрече с опасностью: учащением сердцебиений, побледнением кожных покровов, повышенным мышечным напряжением.

Не будем слишком уповать на теорию эмоций Джеймса, но, все же, мы хорошо знаем, как важно держать себя в руках в сложных обстоятельствах, чтобы не захлестнули эмоции. Попробуйте взять себе в привычку глупо растягивать губы в улыбке всякий раз, когда на вас наезжает начальник — увидите, эффект будет позитивным для обоих. В Японии, еще до теории Джеймса внешние проявление негативных эмоций в присутствии лиц более высокого положения рассматривались как демонстрация непочтительности. Поэтому японец, которому делается выговор, должен выслушать его с улыбкой. Так же и в Китае, с давних времен принято сообщать старшим и вышестоящим лицам о своем горе с улыбкой, дабы преуменьшить значение несчастья и не беспокоить им почтенное лицо.

— Нам кажется, что мы регулируем наше поведение, что мы осознанно действуем, — рассказывает профессор Татьяна Черниговская. — Ничего подобного. Вы встали сегодня в плохом настроении, и все — человека, которому вы бы в другой ситуации улыбались и мило бы с ним болтали, пошлете подальше. Не потому что он в чем-то провинился, а потому что у вас внутри что-то не то происходит. А что — непонятно!

Это «внутри что-то не то происходит» может быть чем угодно, но только никак не имеющим отношение к происходящему вокруг на данный момент, однако — очень действенным в отношении принимаемых решений.

Когда говорят о влиянии эмоций, как правило, имеют в виду их негативное влияние, — продолжает тему Владимир Спиридонов. — Человек был не в себе и, значит, ухитрился, например, не то подписать или наговорил такого, что потом сам был не рад. Но собственно эмоции же — это безусловная правда. Да, чаще они бывают отрицательные. Однако эмоции имеют и огромное количество позитивных свойств, самых-самых разных. И в этом отношении принятие серьезных решений обязательно эмоционально, потому что чувства вас мобилизуют, направляют, помогают собрать все, что есть, воедино, в один кулак, особенно в тех случаях, когда требуется большое напряжение. В общем, влияние эмоций на наше поведение может быть очень разным, но это не приговор.

Таким образом, эмоции или эмоциональный настрой влияют на все психические процессы, зачастую определяя наши решения. Но что будет, если нас лишить возможности свободно выражать свои эмоции? Может, единственно именно в таком случае наши решения станут истинно свободными от всякого рода внешних влияний и потому наиболее правильными?

В одном классическом эксперименте 80-х годов ученые двум группам женщин раздали обыкновенные карандаши и попросили одних зажать конец карандаша зубами, а других — губами. С зажатым в зубах карандашом испытуемые могли смеяться в веселой ситуации, а в губах, естественно, — не могли даже улыбнуться. Третья группа испытуемых просто держала карандаш в руках. Всем группам показали картинки из комиксов и попросили оценить, насколько эти картинки веселые. Группа способных улыбаться участников нашла картинки гораздо более веселыми, чем те, кто губами держал карандаш. Участники из контрольной группы дали промежуточные ответы. Так что, решения, которые мы принимаем, буквальным образом зависят от того, свободны ли у нас губы для улыбки или, точнее, имеются ли в готовности средства выражения эмоциональных реакций человека на юмор.

— Чуть более сильно идет одна партия, или чуть более другая, и в итоге вы можете прийти к совершенно противоположным решениям, — констатирует профессор Высшей школы экономики и декан факультета психологии Василий Ключарев, метафорически представляя работу механизмов мозга как игру большого симфонического оркестра.

Конечно, далеко не только телесные действия и эмоции определяют наши решения. Еще человеку очень важно, что о нем или о его суждениях думают другие люди. Видимо, и это качество человека в свое время подхватила эволюция: учитывать мнение большинства вне зависимости оттого, насколько оно адекватно обстоятельствам. Склонность следовать мнению большинства закреплена чуть не в генах всех социальных животных как одно из необходимых условий выживания.

— Идти в разрез с окружающими для нашего мозга — это что-то из ряда вон выходящее, — удивляется профессор Ключарев. — Эволюционно это опасно. А воздействие на определенные области мозга, связанные со строгими законами, может сделать из людей конформистов, но на некоторый срок.

По словам профессора Ключарева, поменять мысли конформиста можно легко, если обратить его внимание на мнение окружающих. Вы сразу увидите, что даже твердолобые люди становятся вполне вменяемыми. На нас влияет — хотим мы этого или нет — наше окружение!

Действительно, как убеждает профессор Владимир Феликсович Спиридонов, мы все являемся производной от какой-то группы людей: от семьи, от школьного класса или студенческой группы. В общем, эти производные — в большей или меньшей мере — порождены этими группами людей.

Для того чтобы доказать, что на наши мысли влияют чужие мнения, ученые провели интересный опыт.

— Мы попросили молодых людей оценить фотографии девушки — насколько она, по их мнению, привлекательна, — рассказывает профессор Спиридонов. — При этом настоящим тестируемым участником эксперимента был только только один — Анатолий, по роду занятий — фотограф. Задача остальных — Филиппа, Кирилла и Айвара — противоречить мнению Анатолия, чтобы в любом случае заставить его сомневаться в своем решении. Вот, протокол этого тестирования.

Анатолий: «Красивая девочка, умеет себя подать, мне нравится цвет ее волос, задает хорошее настроение».

Айвар: «Мне не нравится ее нос, слишком прямой, грубоватый. У меня язык не повернется назвать ее красивой».

Филипп: «В ней меня ничего не цепляет, увидел и забыл, я уже через час и не вспомню ее лицо».

Кирилл: «Ясчитаю, этой девушке нужно просто быть домохозякой и женой, в модельном бизнесе ей делать нечего».

В классическом варианте подобные эксперименты, проведенные с участием сотен добровольцев, показали, что если группа настаивает на том, что девушка не так уж и красива, то тестируемый участник в течение часа в конце концов меняет свое очевидно правильное мнение и соглашается с группой. Самое интересное, если повторить эксперимент месяц спустя, и тому же тестируемому участнику навязать обратное мнение, то это почти никогда не удается. Навязанное социумом мнение оказывается намного более устойчивым, чем сформированное индивидуально.

Что же Анатолий в нашем эксперименте? Услышав нелестные отзывы товарищей, он начинает сомневаться.

Анатолий: «Она красивая, но чего-то как будто не хватает…».

После обсуждения молодых людей попросили оценить привлекательность девушки по пятибалльной шкале.

Анатолий: «Четверка, наверное. Честно говоря, я не люблю блондинок, мне нравятся брюнетки».

Не правда ли, странное поведение? Ведь в самом начале обсуждения Анатолий сказал, что девушка красивая и ему нравится цвет ее волос.

Вспомните, как часто вы слышали от близких или знакомых, что он или она недостаточно умны, добры, бескорыстны, не из той компании. И как это влияло на ваше решение в ситуации даже очень важного выбора. Поэтому, когда в следующий раз пойдете на поводу у друзей или коллег — не ругайте себя. Так устроен мозг, у вас просто не было возможности сделать свой собственный выбор.

Айвар: «Я бы поставил троечку, стабильно. Взгляд интересный, но все остальное очень и очень просто».

Кирилл: «Единица, взгляд поникший».

Филипп: «Она не яркая, не эффектная, если убрать яркую одежду, то сама по себе она не будет заражать. Троечку поставлю».

Итак, все участники эксперимента в пику Анатолию намеренно высказывались отрицательно по поводу привлекательности явно симпатичной девушки. Молодой человек в результате поставил ей всего лишь четверку, хотя исходно был готов дать ей высшую оценку. Однако, когда оценочное решение уже было принято, у него все же вырвалось диссонансное группе размышление: «Светлая девочка, для меня она как ясный летний теплый день». Так, несмотря на соглашение с группой в формальных оценках, в эмоциональном отношении Анатолий все же остался верным своему первоначальному впечатлению.

Что же, психологи утверждают, что в любом коллективе есть 10–20 % нонконформистов, остающихся при своем мнении вопреки большинству. Очевидно, это соотношение числа хранителей консервативных ценностей и нигилистов в человеческой популяции чем-то полезно для ее выживания, в противном случае эволюция распорядилась бы как-нибудь по-иному.

— С тем фактом, что большинство может влиять на мнение одного человека, никто не спорит, — рассуждает профессор Владимир Спиридонов. — Однако поразительным образом и меньшинство может влиять на большинство. То есть влияние большинства совсем не такое заметное, оно значительно более медленное и более размытое, но зато оно совсем другое. Меньшинство же заставляет большинство быть более творческими, принимать более редкие, изысканные точки зрения.

Шпиль с блестящей на солнце звездой на здании университета манит сильнее, чем способности к занятию наукой. Уютная мебель в офисе, красивый вид за окном — и вот мы соглашаемся на предложение о не свойственной нам работе. Единогласное голосование на собрании заставляет тянуть руку вверх помимо своей воли. Получается, что наши решения всегда находятся под сильным контролем всякого рода внешних обстоятельств, которые в значительной мере, а иногда и полностью, глушат голос собственного мнения. Как теперь не понять целесообразность сохранения в человеческой популяции бунтарей и революционеров, которые вызывают то самое разнообразие мнений, которое, как генетические мутации в биологической эволюции, является основой для «естественного» отбора прогрессивных социальных установок, инженерно-технических решений и научных гипотез.

Память и внимание

Запоминаем ли мы все, что попадется на глаза, что услышим или ощутим? Это легко проверить: достаточно постараться вспомнить все детали, например, вчерашнего похода в магазин, от двери до двери, или лица людей, что проехали мимо на эскалаторе в метро, наконец, утренние новости по телевизору? Увы, все детали пропали, осталось только то, на чем остановился взгляд, что вызвало интерес или просто было полезным на будущее. Очевидно, что выбором предметов для запоминания в общем калейдоскопе событий, управляют какие-то специальные механизмы, которые не просто встроены в мозг от рождения, но которые сами являются элементами запомненных событий и образов.

— Удивительное свойство памяти заключается в том, что по мере взросления непрекращающимися стимулами для работы мозга являются становятся какие-то химические сигналы, как в эмбрионе, а психологические когнитивные события в окружающем мире, — разъясняет профессор Константин Владимирович Анохин. — Каждое такое событие вызывает в сети наших клеток некое «удивление», то есть они никогда не встречались, и та конфигурация клеток, которая соответствует произошедшему, никогда раньше не существовала. Это еще один всплеск развития, то есть наш мозг начинает запоминать информацию и меняется, развиваясь.

Казалось бы, наш психический мир настолько обширен, что там на многочисленных полочках памяти аккуратно разложены все наши впечатления, вплоть до пылинок на одежде. Но нет, одни события запечатлеваются в мозгу почти автоматически и подробно, другие запоминаются фрагментарно, да еще требуют некоторых усилий для этого, но почти все происходящего вокруг никак не фиксируется в опыте конкретного человека. Почему же одну информацию мозг запоминает с легкостью, а другую, порой даже очень нужную на данный момент, упускает из виду? Чем же мозг руководствуется, когда решает, что оставить в памяти на долгие годы, а что увидеть и забыть?

— Если бы человек все запоминал, — рассуждает профессор Анохин, — то тогда все восходы и все закаты во все времена существования человечества во всех частях мира могли быть запомнены, все кадры фильмов, которые когда-либо снимались, могут вызывать впечатления, а многие из них могут запоминаться. Но не все остается в памяти. Даже все фотографии, которые когда-либо будут сняты, все книги, которые когда-либо будут написаны — для всего в нашем мозге найдется способ запечатлеться, но часть увиденного и услышанного может навсегда отсеяться.

Кто-то считает, что в принципе можно было бы помнить все, но с таким объемом информации мозгу трудно было бы работать и потому на «входе» в мозг работает некий фильтр, который защищает наше восприятие от перегрузки информацией. Это и есть механизмы внимания.

Образное определение процессам внимания дал заведующий научно-учебной лабораторией когнитивных исследований Высшей школы экономики, кандидат психологических наук, доцент Игорь Сергеевич Уточкин. Он считает, что внимание — это «ворота в сознание». Мы можем что-то осознать только при условии, что обратим на это внимание. Согласно Уточкину, можно даже сказать, что внимание является инструментом сознания, работающим для него своего рода прожектором.

Для того чтобы понять, насколько развито наше внимание, исследователи провели детективный психологический эксперимент. Собранной в одном помещении участников эксперимента сообщили, что совершено убийство, идет расследование и что убийца находится среди них. Здесь же под простыней лежал потерпевший, все как у Агаты Кристи. Задача для участников эксперимента заключалась в том, чтобы внимательно наблюдая друг за другом во время работы детектива, догадаться, кто же среди них преступник. Детектив осматривал труп, опрашивал свидетелей-подозреваемых, камера следила за их действиями. Важно, что в мизансценах постоянно происходили изменения, умышленно производимые экспериментаторами. То подменяли темную шляпу детектива на светлую, то вместо одной картины на стене появлялась другая, то вместо пишущей машинки на столе появлялась оранжевая строительная каску, наконец, вместо трупа под простыню клали куклу, а самого якобы «убитого» сажали вместе со свидетелями.

Как и полагается в детективной истории, злоумышленника вскоре вычислили. Но собственно результатом эксперимента был то, что по ходу всей этой истории испытуемые не заметили ни одного, даже явно бросающегося в глаза, изменения в разыгранных мизансценах. Это говорит о том, что канал трансляции внешних событий в мозговую память действительно находится под сильным контролем процессов внимания, которое в данном эксперименте было полностью поглощено поиском злодея. Правда, можно было бы обратить внимание хотя бы на сходство только недавно осмотренного якобы «трупа» с одним из живых участников эксперимента, но и на это никто не обратил внимания. Так ли совершенны механизмы внимания, чтобы можно было им доверяться в любом случае?

— Представьте себе, что вы подходите к яблоне, на которой висит множество созревших яблок, и вы выбрали какое-то одно, которое вам, может быть, кажется спелым и вкусным, но при этом в вашем восприятии присутствуют одновременно и другие яблоки, — предлагает ситуацию доцент Игорь Сергеевич Уточкин. — Но если вы не остановите свои выбор на каком-то одном яблоке, то вы, в общем-то, дальше не сможете действовать, потому что ваш выбор не будет ограничен конкретными деталями, позволяющими все-таки предпочесть конкретное яблоко. И вы будете напоминать того самого Буриданова осла, который так и не смог выбрать один из двух одинаковых стогов сена и умер голодной смертью.

Как видно, механизмы внимания отнюдь не безупречны, они сами находятся под контролем текущей деятельности. Именно в расчете на это действуют фокусники и мошенники, внимание умышленно поглощается действиями, якобы требующими полной вовлеченности, и обманные действия становятся незаметными, так как на них объема внимания уже не хватает. Выручить в подобной ситуации может память, которая по ассоциации с происходящими событиями может сделать подсказку из какого-нибудь фильма или рассказа знакомого о «случае из жизни» и переключить часть внимания на обманные действия шарлатана. Не все так безнадежно для человека, если он живет «с интересом», запоминая многое, что, казалось бы, ему не нужно на данный момент, просто потому, что ему интересно.

Именно поэтому, по словам Вадима Ушакова, память представляет собойне отдельную клетку, спрятанную в одном месте, а разбросанную по всему мозгу громадную нейронную сеть. И в какой-то степени она нам как раз помогает создавать множество ассоциаций — и зрительных, и звуковых, и обонятельных, и тактильных. В итоге у вас возникает целый спектр разнообразных ощущений.

Не является эта памятная сеть еще одним, помимо текущих потребностей и сознания, регулятором процессов внимания, чтобы всякий раз при запоминании лучом внимания выхватить из внешней среды нечто нужное для закрепления в долговременной памяти? А потом при вспоминании, опять тем же лучом внимания, только направленным внутрь в закрома памяти выхватывать там востребованные сию минуту впечатления. Как происходит эта непрерывная циркуляция памяти?

Каждый раз, когда мы что-то вспоминаем, мы практически изымаем эти воспоминания из долговременного хранения и переводим в кратковременную память, открывая доступ к ней нашему сознанию. После использования эта информация снова возвращается на свое место, как бы записывается заново. Но вот что интересно: если эти воспоминания, например вечерний закат, еще находятся в кратковременной памяти и в этот момент этот момент что-то произойдет, к примеру, позвонит приятель с предложением встретиться, то теперь ваше воспоминание будет тесно связано с конкретным событием — телефонным звонком и в таком виде осядет в долговременной памяти. И в следующий раз, когда вновь вспомнится закат, откуда ни возьмись — возникнет в памяти и тот звонок приятеля.

— При каждом извлечении любого отрезка своей жизни из памяти, например, когда я захотел вспомнить, где отдыхал этим летом, я проживу эти эмоции и, наверное, представлю, где я хочу еще отдохнуть, — и успокоюсь, — объясняет биофизик Вадим Ушаков. — Но если я в следующий раз, через месяц, начну извлекать события этого лета, то окажется, что я вспомню не только, где я хотел, но я тут же вспомню, что я еще планировал поехать туда-то и туда-то. То есть что получилось? Я извлек факты из своей памяти для текущих дел, потом они вернулись на свое место, но уже в обновленном варианте, с ассоцированными в старое содержание новыми элементами.

Оказывается, память устроена таким образом, что при каждом извлечении информации для какого-то использования она, как губка, успевает пропитаться элементами контекста, в котором эта информация использовалась и в таком обновленном виде опять погружается на свое место в долговременной памяти, затирая при этом свой предыдущий след. Каков же биологический смысл постоянного обновления памяти за счет стирания исходных версий? Нельзя же обновлять в памяти номер телефона просто потому, что в момент его извлечения для звонка вы произнесли несколько цифр, касающихся стоимости бензина.

Есть такой процесс — «омоложение памяти», — рассказывает профессор Константин Владимирович Анохин. — Он заключается в том, что нам актуальные вещи нужно постоянно вспоминать и в момент вспоминания заново их запоминать. А если у нас вследствие или болезней, или операций не стало структур и систем мозга, отвечающих за запоминание, таких как гиппокамп, то мы все забываем. Эти вещи начинают таять и уходить из нашей памяти, не имея возможности быть обновленными.

Гиппокамп, как мы уже говорили, — важная часть лимбической системы мозга. Эта структура выполняет роль некоего кладовщика, который размещает и сортирует информацию на полках нашей памяти. Одна информация, не пользующаяся особым спросом, прячется подальше, а та, что важнее и требуется чаще, — поближе. А вот поиском информации в памяти и ее извлечением занимаются лобные доли головного мозга.

Как уточняет Борис Величковский, в отличие от фиксации информации, которая связана с глубинными структурами древней коры, так называемым гиппокампом, поиск информации, извлечение информации — это функция лобных долей. Причем в них наблюдается интересные различия левых и правых участков лобных долей. Например, если вы ищите какие-то общие сведения, то активация наблюдается в левых префронтальных областях мозга. Если вспоминаете что-то личное, какие-то элементы вашего собственного опыта, факты автобиографической памяти, то вам помогают правые структуры префронтальной коры.

По-видимому, наша память подобна ящику с подручными инструментами, который есть практически в каждом доме. Внутри него — отсеки для инструментов разного профиля, каки в памяти. Допустим, гаечный ключ на 13 вы достаете из вашего ящика крайне редко, а какие-то инструменты и вовсе годами лежат там без дела, но вы их храните. Кто знает, когда они могут потребоваться? Зато, например, отвертка и пассатижи лежат там на самом видном месте, потому что вы ими постоянно пользуетесь. Так же и в нашей памяти — востребованная информация находится там, где мы ее точно не потеряем и вряд ли забудем, а все остальное распределено по множеству отделов.

Распределенный по многим структурам мозга характер памяти связан с тем, что она своей природе разнообразна, в зависимости от того, какой аспект внешних объектов или событий в ней отражается: образный, эмоциональный или словесно-логический. Есть память и на сугубо двигательные навыки, ее называют процедурной памятью, благодаря которой мы выполняем различные действия.

Как, например, чистить зубы, разъясняет профессор Татьяна Черниговская. Мы же, встав утром, не думаем, для чего у вас в доме на полке стоят такие предметы, как зубная паста и щетка и как эту щетку, вообще, держать-то? И как чистить зубы? В общем, эта память отвечает за автоматические действия.

Распределенный характер памяти, к сожалению, не спасает ее целостность при нарушении той или иной структуры мозга.

К примеру, одни отвечают за нашу сознательную память, другие — за эпизодическую, продолжает список профессор Анохин. — Есть структуры, которые отвечают за формирование навыков тренировки, а есть те, что отвечают за формирование знаний и хранят эти знания. При разрушении же одной из этих структур могут исчезать очень конкретные знания, например знания только о животных или, например, о цифрах, или о каких-то исторических фактах. А тот человек, у которого разрушится эпизодическая память, будет начинать свою жизнь сначала, как бы, просыпаясь каждые 30 секунд. Стоит ему в разговоре с вами на что-то отвлечься, например на хлопнувшую дверь и вошедшего визитера, как он тотчас забудет и вас, и предмет вашей беседы.

Функция памяти очень чувствительна к повреждению мозговых структур. При этом возникают самые разнообразные нарушения памяти. Клинические нейропсихологи описывают не только ослабление или полное выпадение памяти — гипомнезию, но даже ее обострение или усиление — гипермнезию. Общие заболевания, такие как склероз мозговых сосудов, как правило, характеризуются ослаблением всех видов памяти. Известны и так называемые парамнезии, такие ложные узнавания, когда человек испытывает ощущение знакоместа при встрече с незнакомыми объектами. Это обманы памяти, те самые дежа вю.

Есть еще одна, очень важная функция, в которой память принимает самое непосредственное участие — способность к воображению. Ведь как бы ни оторваны от реальности были бы рисуемые воображением картины, они лишь вариации на тему собранный в памяти «произведений» — памятных следов на основе той самой реальности. При некоторых травмах мозга эти способности к воображению и фантазиям резко ухудшаются или вовсе исчезают. Как правило, это случается при повреждении того самого гиппокампа, который связан с процедурами перезаписи памяти. Пациенты с поврежденным гиппокампом теряют способность строить перспективы на будущее, представлять его в еще не сбывшихся контурах.

— Когда людей с такими повреждениями мозга спрашивали, могут ли они вообразить себе какие-то сцены, эпизоды, например берег и пляж тропического моря, шум прибоя, шелест пальмы, лучи солнца, пофантазировать о каких-то событиях, которые могут происходить в будущем, оказалось, что у них отсутствует эта способность, — сожалеет профессор Анохин. — Наша память нам нужна не для того, чтобы смаковать какие-то события прошлого, она нужна для того, чтобы позволять нам путешествовать во времени, в том числе в будущее.

Жюль Верн как-то откровенно признался, что большую часть своих путешествий он совершил прикрыв глаза, в уютном кресле у себя дома. И уж точно, подробности путешествий по всему миру и удивительных приключений на суше, под водой и в воздухе не были перенесены в романы из дневниковых записей путешественника, а родились у него в голове, как фантазии человека с уникальным воображением. Воображение, как построение новых форм из имеющегося в памяти «строительного» материала — это выдающееся эволюционное приобретение, позволяющее человеку не тратить физические силы и время, а прямо в уме перебирать возможные варианты будущего в поисках наилучшей стратегии поведения в настоящем. В отличие от человека, животные конструируют это будущее, практически не опережая настоящее.

— Такова догматическая точка зрения, — констатирует профессор Анохин. — Есть ряд ученых, которые говорят, что животные тоже могут в мыслях путешествовать во времени и они обладают эпизодической памятью, то есть способны соединить что, где, когда и почему, и знать, когда и что происходило. Правда, пока нет доказательной базы.

Человек витает в облаках практически постоянно. И особо продвинутые представители Гомо сапиенс не только пишут романы на основе своего воображения, но еще и превращают свои фантазии в изобретения и научные открытия.

Однако, даже абсолютно здоровый мозг обычного человека, как правило, не может удержать в памяти даже необходимый по жизни объем информации. И это связано не столько с плохим запоминанием материала, сколько с обратным процессом — с забыванием.

Игры памяти: забыть или солгать?

В содержимом памяти, наверное, все должно быть важным, от запомнившихся почему-то капель росы на деревенском крылечке до явно предназначенного для запоминания впечатления от Ниагарского водопада. Ведь все это уже встроено в нашу психику, и чтобы там ни пропало, никто не знает, как это отзовется в нашей целостной картине мира. Почему же человек многое забывает, иной раз насовсем?

Но мнению профессора Савельева, забывание — это биологически очень выгодный процесс! При исчезновении любой, самой короткой информации уменьшаются энергетические расходы мозга, который воспринимает это как биологический успех. Мозг «не догадывается» об информационной ценности памяти. Он стремится экономить на ее хранении. Ему безразлично, на что затрачивается энергия, на поддержание памяти или на расчеты с продавцом, главное — ее количество, а не специфика. Мозг стремится заставить весь организм экономить и делать стратегические запасы.

По Савельеву, мозг человека с обезьяньим упорством стремится не расходовать энергию на энергетически затратное удержание в памяти любого сообщения или образа. Он с одинаковым удовольствием забудет и важный номер банковского счета, и никому не нужный рекламный листок из почтового ящика. В связи с этим забывание любой информации происходит намного легче и приятнее, чем ее запоминание. Сколько же мы тогда забываем, чтобы оправдать предписанную профессором С. Савельевым стратегию энергетически экономного существования мозга?

— Биологи считают, что 95 % всех событий в своей жизни человек забывает! — уверяет доктор филологических наук, профессор Санкт-Петербургского государственного университета Борис Аверин. — Это доказывает простой опыт. Если бы вы вели дневник на протяжении жизни, с 16 до 50 лет, а в 51 год прочитали бы его, то вы бы заметили: почти ничего не помните! У вас создастся впечатление, будто дневник писал другой человек. Выходит, что если мы не помним эти 95 % нашей жизни, значит, они были заполнены пустыми событиями и ненужной информацией, от которых нас избавило само свойство памяти — постепенно забывать пройденное, как выбрасывать на помойку старые вещи. Неужели человеку не нужно помнить историю собственной жизни, или это действительно требование энергетической безопасности мозга?

По образному высказыванию известного исследователя памяти человека профессора Гронингского университета из Голландиии функционально память помогает человеку подготовиться к будущему, не защищая его при этом от прошлого. В книге «Почему с возрастом жизнь быстрее проходит» профессор Драаизм проводит аналогию между памятью и регистратором, записывающим события и поступки, которые нежелательно повторять в будущем. Действительно, пожилые люди гораздо лучше помнят то, что происходило с ними в детстве и юности, чем события, которые они переживали в том возрасте после 35 лет, когда люди уже активно собирают результаты своего труда. Но к 70 годам все эти подробности самого активного периода жизни почему-то постепенно тускнеют, а потом и полностью стираются из памяти.

Профессор Драаизм считает, что причина постепенного исчезновения воспоминаний в том, что человек с возрастом, как правило, все реже чему-то удивляется, все больше его впечатлений имеет свои аналогии в его жизненном опыте. Такие биологически малоинформативные события в самом деле могут быть излишне затратными, при том, что их значимость для учета в будущем становится сомнительной.

К сожалению, забывчивостью все чаще страдают не только взрослые, но и школьники. Но здесь, возможно, причина совсем в другом: у детей мозг начинает защищаться от нахлынувшего в последнее время переизбытка информации. Не имея опыта отбора сведений полезных для накопления в памяти мозг ребенка на всякий случай сильно завышает критерии отбора информации для запоминания. Тем более, что многие сведения сейчас просто не требуется помнить, потому что телефонные номера легко извлекаются по именам, множество фактов доступны в одно касание на планшетнике, а общие знания требуются все в меньшем объеме в силу автоматизации основных рабочих операций.

Правда, это отдельный вопрос, какие принципы лежат в основе сортировки и отбора входной информации для последующей укладки в долговременную память. То мы помним всю жизнь абсолютно бесполезные для нас факты, например высоту Эвереста — 8850 метров, или год отмены крепостного права в России; то забываем жизненно необходимые сведения типа РШ-кода кредитной карты важного адреса или номера телефона. Мозг может как вдруг напрочь забыть день зарплаты, так и, казалось бы, без всякой надобности подбросить к размышлению какой-нибудь неизвестно откуда взявшийся фрагмент воспоминаний. Это, как в эволюции изменчивость генетического материала, создает основу для новых ассоциаций и оригинальных решений.

Все исследователи единодушны во мнении, что наша память не только слегка непредсказуема, но и не очень надежна, а еще того хуже — обманчива. Но за кажущимися попытками мозга нас одурачить лежат свойства мозга, отшлифованные миллионами лет эволюции. Наш мозг редко говорит нам всю правду, беспокоясь только о том, чтобы надежно обеспечить наиболее насущные жизненные задачи. Как правило, мозг начинает лгать не от хорошей жизни, а в условиях, когда не может или не успевает просчитать правильное решение. Например, в стрессовой ситуации. По словам профессора Принстонского университета нейробиолога Сэма Вонга, когда мы попадаем в критическую ситуацию или оказываемся в непредвиденных обстоятельствах, наш мозг обычно стремится выдать ответ «на скорую руку», довольствуясь не конкретным знанием, а допущениями. Что естественно зачастую приводит к ложным выводам.

— Даже воспоминания о прошедших событиях фальсифицируются во времени вплоть до полного несоответствия реальности, — полагает профессор Сергей Савельев. — Долговременная память зачастую так трансформирует реальность, что делает исходные объекты просто неузнаваемыми. Уродцы и балбесы из прошлого со временем становятся атлантами и титанами мысли, гнилые избушки — дворцами, а городская помойка — райским запахом детства. Память сохраняет воспоминания, но изменяет их так, как хочется ее обладателю. Некоторые события, предметы и образы запоминаются очень надолго или даже навсегда. Казалось бы, такие объекты памяти имеют крайнюю ценность для человека. Дорогостоящее хранение должно быть как-то биологически оправдано. Однако возникновение долговременной памяти является случайным процессом! Ненужная информация запоминается надолго, а крайне важная — на пару часов. Мозг может также стирать воспоминания, которые вызывают болезненные ощущения. Но в определенный момент неожиданно подбросить эти бесценные сокровища, «откопать» которые в кладовой мозга вы даже и не мечтали.

Острова гениальности

Мы задействуем механизмы памяти при любой деятельности — будь то завязывание шнурков на обуви или планирование отпуска, но запуск того или иного вида памяти зависит от контекста этой деятельности. Одно дело вспомнить в деталях вечеринку с деловым разговором, другое дело — ту же вечеринку, но романтическим знакомством. Здесь механизмы памяти зависят от эмоциональной или смысловой значимости события, его важности для конкретных действий. Все это оценивается преимущественно в префронтальной коре больших полушарий мозга, которые постоянно обмениваются запросами с гиппокампом по поводу извлечения той или иной информации.

Бывает, в суете событий, в море информации все сливается в единый гудящий фон, и казалось бы, уже ничто не может вырвать человека из этого потока, как вдруг мелькнет еле слышный тревожный аромат духов — это сработали фильтры непроизвольного внимания, префронтальная кора тут же запросила гиппокамп, а тот уже через лимбическую систему развернул воспоминание.

— Непроизвольное внимание сразу заставляет вас отвлечься от чего бы то ни было, чем вы заняты, — разъясняет профессор Уточкин. — Оно вам как бы говорит: «Вот смотри, здесь сейчас что-то происходит, что может быть гораздо важнее, чем то, чем ты сейчас занят. Тебе нужно туда посмотреть, прислушаться и, возможно, быстро как-то отреагировать: либо убежать, либо, наоборот, подойти посмотреть». Поэтому, конечно, непроизвольное внимание — это очень эволюционно важный механизм.

Мозг, видимо, устроен таким образом, чтобы без нашего осознанного контроля автоматически выделять в потоках информации некоторые сигналы, важные с точки зрения прошлого опыта или прогнозов на будущее. Здесь тоже видна оптимальная эргономика — какой смысл расходовать ресурсы мозга на «прослушку» всего, достаточно накопить в своем опыте коллекцию значимых по жизни сигналов и реагировать только на них.

— Допустим, если вы смотрите на какое-то однородное поле, которое заросло травой — трава создает более-менее такую однородную текстуру, — предлагает профессор Уточкин, — и вдруг на этом поле вы видите какое-то яркое пятно. Вполне возможно, что для хищника — это прячущийся в траве какой-нибудь зверек, который может стать его потенциальной пищей. А для этого несчастного зверька такое яркое пятно может стать сигналом, но уже о том, что в поле притаился хищник. Кстати, именно поэтому в эволюции многие виды научились маскироваться своими пятнистыми шкурами, для того чтобы не привлекать к себе внимание. Это очень важное приспособление помогает многим живым существам выжить.

А как далеко простираются возможности нашего мозга заметить в обычном потоке событий что-то необычное, что-то резко изменившееся, внезапно появившееся или исчезнувшее?

— Если в момент, когда происходит изменение, ваше восприятие, пусть на короткий миг, прервется — например, вы моргнете или вы переведете взгляд, то этих секунд будет вполне достаточно для того, чтобы это изменение осталось вами незамеченным, — констатирует доцент Уточкин. — Конечно, если ваше внимание не было сосредоточено на объекте непосредственно перед тем, как изменение произошло, — тогда обман не пройдет. А так, при полной рассредоточенности, вы можете даже не заметить подмены собеседника, с которым разговариваете.

Возможно ли такое допустить, что мозг человека с его непревзойденным в природе интеллектом может не заметить то, что происходит у него на виду?

Профессор И.С. Уточкин в своем исследовании этого феномена в Высшей школе экономики с использованием прибора слежения за взором показал, что вокруг объекта на экране, к которому привлечено внимание испытуемого, существует настоящая «слепая зона», в которой чтобы там ни происходило, остается незаметным для испытуемого.

Что же, наше избирательное внимание, а теперь мы знаем, что это целый комплекс отношений между мозговыми структурами, работает избирательно и автоматически по собственным законам нейроэргономики и человек иной раз не в силах увидеть даже то, что находится у него непосредственно перед глазами. Вот почему одни события надолго откладываются в нашей памяти яркими образами, а другие с легкостью забываются. Может феномен забывания — это не что иное, как результат работы избирательного внимания. Как можно запомнить то, что находится в «слепой зоне», иными словами — «черную кошку в темной комнате»?

Но как тогда быть с теми, кого мы называем обладателями феноменальной памяти? Как им удается помнить, казалось бы, все, если они обладают все тем же избирательным вниманием?

Когда в соревнование вступает человек с феноменальной способностью к запоминанию или хотя бы просто с натренированной памятью и со знанием правил мнемоники, обычным людям нет смысла с ними соревноваться. Мнемонисты могут запоминать все подряд: картинки, слова, числа, улицы, чтобы им ни предъявлялось, — все становится объектами запоминания. Казалось бы, у них просто отключены механизмы избирательного внимания.

— Несколько лет назад в Калифорнии выдающийся исследователь памяти Джеймс Макгоу познакомился с женщиной, которая написала ему письмо с просьбой исследовать ее память сочень выраженной формой гипермнезии, — рассказывал профессор Анохин. — Она помнила все дни и все события, которые происходили с ней, начиная с 10 лет. Если ее, к примеру, спросить, что было 18 ноября 1984 года, то она вам расскажет детально, что с ней происходило в этот день. Причем все достоверно, потому что в эти дни попадали проверяемые события: социальные происшествия, телепередачи, спортивные соревнования, политические выступления. Она все воспроизводила досконально.

Феномены гипермнезии говорят о том, что отшлифованный многомиллионной эволюцией мозг человека, а скорее всего — и животных, скрывает в себе еще много возможностей, своего рода «островов гениальности», обычно никак не проявляющих себя в жизни обычного человека. Почему так происходит? А каково это — помнить каждый день, каждую минуту своей жизни, все разговоры и все прочитанные книги? Все без разбору: радости и печали, хорошее и плохое, а по большей части просто не нужное. Как этим людям живется, если нельзя отделаться от целого роя воспоминаний, который постоянно гудит в голове?

В качестве примера такой судьбы профессор Анохин приводит рассказ аргентинского прозаика Хорхе Борхеса, который называется «Фунес», или «Чудо памяти». Случайно упавший с лошади молодой человек получает черепно-мозговую травму, а с ней и необычайную память. Борхес гениально подметил одну важную для нас деталь: уникальная память приводит к тому, что сознание человека становится осколочным, как разбитое зеркало, составленным из огромного числа отображений, которые невозможно связать воедино. При всей своей объемной памяти, молодой человек оказался неспособным к обобщению накопленных в ней объектов и явлений, ему было затруднительно даже свести их к каким-то категориям, не говоря уже о высоких абстракциях.

Так, кстати, было с обладателем феноменальной памяти журналистом Соломоном Шерешевским, сначала по случаю обнаружившим у себя необыкновенную способность запоминать все подряд, а затем построившим на этом свою карьеру эстрадного мнемониста. Его много лет наблюдал один из самых известных отечественных психологов Александр Романович Лурия. Результатом этих наблюдений стала «Маленькая книжка о большой памяти». Шерешевский полностью отдавал себе отчет в том, что «помнить все» — это не дар, а наказание. Его психический мир был заполнен буквально наслаивающимися друг на друга ранее запомненными образами, картинами, фразами, которые фактически не оставляли ему пространства для свободных размышлений. Когда А.Р. Лурия просил Шерешевского вспомнить ряды чисел или слов, которые он давал ему для запоминания несколько лет назад, Шерешевский в точности справлялся с заданием.

В околомедицинской терминологии закрепилось даже новое понятие: «синдром саванта» (фр. savant — ученый), которое объединяет проявления у людей исключительного дара в какой-то одной очень узкой области знаний. Эти «острова гениальности» могут проявиться у человека неожиданно, иногда, вследствие каких-то перенесенных травм, заболеваний или особых психических состояний, но могут сопутствовать развитию психических заболеваний, например, при аутизме. Чаще всего савантизм проявляется в феноменальной памяти, в уникальных способностях к арифметическим преобразованиям и к быстрым операциям с календарем с точным указанием дней недели на конкретную дату и месяц в далеком прошлом или будущем. Некоторые саванты владеют десятками языков.

В этой тайне с савантами наиболее интригующим является не сами их способности, а почему этими способностями не обладает большинство людей, мозг которых даже по факту анатомического исследования не отличается от мозга савантов. Не есть ли это тот самый невостребованный ресурс мозга, который заложен у любого человека на будущее?

Человек дополненный

Двадцать первый век входит в историю не только новыми выдающимися достижениями в науке и технологиях, но и небывалыми ранее нагрузками для мозга человека. Это связано не только с многократным увеличением потоков мультимедийной информации, не только с заново открывающимся разнообразием задач в бытовой и профессиональной деятельности человека, но и с сопутствующими всему этому неопределенностью в выборе решений, повышенной ответственностью за свои действия, ошибки в которых иной раз могут повлечь за собой катастрофы планетарного масштаба.

Все нарастающие нервно-психические перегрузки могут привести к катастрофам и в деятельности самого мозга. Невротические срывы, депрессии, хроническое переутомление и головные боли — это и есть отголоски приближающихся кризисов в деятельности мозга. Одна только медицина здесь уже не в силах будет предотвратить мозговые катастрофы. Нейротехнологии — вот совокупность новейших методов и инструментов, создаваемых, на основе объединения знаний о мозге с достижениями в области информатики, кибернетики, механоторники, материаловедении и еще целого ряда наук и практических областей, которая позволит не только глубже понять механизмы мозга и причины его заболеваний, но еще и способствовать восстановлению, поддержанию и расширению его ресурсов.

В первом приближении известные нейротехнологические подходы делятся на «информационно-аналитические» и «медико-биологические», которые, конечно же, тесно связаны между собой. Если первые нацелены в основном на «добывание» информации о мозге, то вторые — на использование этой информации для лечения и оптимизации его деятельности. Например, одни ученые с помощью томографов высоко разрешения строят очень точные карты мозговых структур и их функциональных отношений, другие — разрабатывают ультрасовременные способы доставки лекарств или микроинструментов в зону поражений, третьи с помощью биохимических и физиологических методик разрабатывают подходы к ранней диагностике заболеваний мозга, словом, для сохранения здоровья мозга выстраивается целый нейротехно логический конвейер.

Как видно, начинается он с получения и анализа нейроданных. Сейчас массивы данных о деятельности мозга превысили всякие пределы человеческих возможностей для их одновременного охвата и анализа. Вполне естественно, что ученым, в первую очередь, математикам, пришлось разработать специальные подходы для анализа так называемых «больших данных», которые уже не поддавались глубокому анализу даже с применением высокопроизводительных машин. Это и понятно, до последнего времени машины помогали в основном только в хранении и статистическом анализе данных, а установление связи между ними было в основном результатом прозорливости ученых.

Новые компьютерные методы извлечения содержательной информации из потоков данных, начали копировать модели естественной их обработки в мозге человека. Одним из таких самых передовых методов машинного анализа данных стал метод так называемого глубокого обучения (deep learning). Глубокое обучение работает на основе многослойных сетей операциональных элементов, напоминающих по формальным свойствам нейроны мозга. Эти искусственные нейросети теперь могут отыскивать закономерности и корреляции в больших данных не столько вычислительными средствами, сколько непрерывной перестройкой связей между элементами до тех пор пока не получается приемлемый результат заданного исследователем поиска. Пришло время, когда работу естественных и искусственных нейронных сетей нужно постараться замкнуть напрямую, т. е. организовать прямой контакт между мозгом и компьютером.

Подобные нейротехнологии основаны на достижениях современной нейронауки, которые позволяют в электрической активности мозга человека расшифровывать признаки его намерения совершить задуманное действие, например, сжать кисть руки, или выбрать на экране нужный символ. Раскодированные таким образом мозговые команды могут быть напрямую переданы готовым для их приема исполнительным устройствам: манипуляторам, экранному курсору, бытовым приборам.

Современные и закладываемые на ближайшую перспективу методы математического анализа биоэлектрических сигналов мозга позволяют уже сейчас детектировать его команды для внешних коммуникационных и исполнительных систем с высокой надежностью, до 95 % и выше. В целом такие системы называются сейчас нейрокомпьютерными интерфейсами, или интерфейсами мозг-компьютер.

В практическом исполнении нейрокомпьютерные интерфейсы — это не просто какие-то устройства или гаджеты, это технология, основанная на регистрации и расшифровке биоэлектрических сигналов мозга человека с формированием команд для внешних исполнительных устройств. При этом речь вовсе не идет о чтении мыслей, просто с помощью компьютерного анализа в этих сигналах можно детектировать моменты интереса человека к тому или иному действию, или внешнему объекту.

Нейроинтерфейсы открывают перспективу развития прямого канала связи мозга человека с внешними вычислительными и запоминающими устройствами. Данные современной нейрофизиологии свидетельствуют о том, что при надлежащей реализации этого канала связи мозг человека сможет адаптироваться к использованию внешних электронных устройств, в частности — регистров памяти, в той мере, в какой это будет необходимо для принятия текущих решений. Такаим образом нейроинтерфейсы дадут человеку возможность научиться управлять иконками на экране или физическими устройствами напрямую от мозга, буквально мысленными усилиями. Проблема только в том, что современные нейроинтерфейсные технологии работают пока очень медленно, например, буквы набираются не быстрее, чем 10 в минуту. Тогда как даже новичок двумя пальцами наберет на клавиатуре 90 букв в минуту! И пока нет никаких даже теоретических подходов для того, чтобы сделать нейроинтерфейсы сравнимыми по скорости с мышечными действиями, потому что признаки мысленного события проявляются в биопотенциалах с определенной задержкой.

Считается, что сейчас нет никаких оснований полагать, что нейроинтерфейсы заменят традиционные способы коммуникации и управления. Однако совсем недавно в нейротехнологические гонки вступили такие тяжеловесы, как Илон Маск со своей новой компанией Neuralink, Марк Цукербергер с новым секретным отделом в его ведомстве под названием «Building 8» и еще более засекреченное американское ведомство ДАРПА. В программы их разработок заложена надежда на то, что чем лучше будут нейроинтерфейсные системы, чем более плотно они будут объединены с нервной тканью, тем больше будет шансов тому, что мозг научится напрямую их использовать для связи с искусственными помощниками естественного интеллекта, т. е. с искусственным интеллектом. Мы и без того уже повсюду имеем под рукой электронные помощники: калькуляторы, смартфоны, ноутбуки, флешки. Но именно что «под рукой», а с помощью нейроинтерфейсов все эти гаджеты окажутся на прямом канале связи с мозгом!

Видно, дело идет к тому, что мы будем просто вынуждены войти в настоящий симбиоз с электронными надстройками, будем носить их на себе, как одежду, или под кожей, как сейчас носят кардиостимуляторы, станем некими «киберсимбами», но, все же, — не киборгами с встроенными прямо в мозг процессорами. Человек станет ощущать электронные надстройки такими же необходимыми, как очки, как наушники, и более того — как часть себя. В этом смысле человек просто оснастится дополнительными ресурсами, станет Человеком дополненным — Ното Augmenticus. Это не будет киборг, у которого по определению детали тела и мозга не просто дополнены новыми возможностями, а заменены на искусственные модули со своими «искусственными» возможностями. Поэтому Homo Augmenticus имеет все шансы оставаться одновременно и Homo sapiens, но при этом расширить свои ресурсы вспомогательной электроникой, никак не меняющей биологическую природу Человека разумного.

По правде говоря, автору хотелось бы, чтобы Homo Augmenticus остался только на страницах научно-фантастических рассказов, чтобы жизнь человека в новые времена хорошо устроилась каким-то иным образом, без необходимости электронного апргрейда. Чтобы люди по-прежнему, как и в шекспировские времена, доверяли только собственному мозгу…

«Он сбережет прочнее всех чернил

Твои черты навек, без увяданья».

Примечания

1

HAL — взбунтовавшийся компьютер из романа Артура Кларка «Космическая одиссея 2001», СЗ РО — робот из фильма «Звездные войны».

2

Цит. по рус. пер. В. Голышева: Оруэлл Джордж. «1984» и эссе разных лет. М.: Прогресс, 1989. С. 200–201, 207. - Прим. ред.

Content

Александр Яковлевич Каплан
Тайны мозга

Предисловие

Мозг: от улитки до человека

Великое расселение

Сила интеллекта

Языковая коммуникация

Научиться говорить

Язык и гены

Этот дорогой мозг

Размеры мозга имеют значение

Мозг и личность

Мозг и его фантазии

Помнить все

Ресурсы мозга

Мозг принимает решение

Память и внимание

Игры памяти: забыть или солгать?

Острова гениальности

Человек дополненный

Примечания