Шрифт:
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
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 мультивариантны 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