Что значит быть собакой. И другие открытия в области нейробиологии животных - Грегори Бернс

Надеясь получить ответ на этот вопрос, в начале 2000-х мы с коллегами набрали группу испытуемых и дали им задание выстукивать во время МРТ простой размеренный ритм[59]. Через пять тактов я давал сигнал усложнить рисунок – синкопировать ритм, чередуя четверть с точкой и одну восьмую, что-то вроде «та-а-ти-та-а-ти-та-а». Затем рисунок усложнялся еще раз, до трехчастной структуры – «ти-та-а-та-а-а-ти-та-а-та-а-а». Сами того не зная, испытуемые выстукивали азбуку Морзе. И, анализируя впоследствии происходящее в мозге, мы сделали два наблюдения. Во-первых, чем быстрее барабанили испытуемые, тем отчетливее возрастала активность моторной коры. Во-вторых, что гораздо интереснее, усложнение ритма соотносилось с активностью мозжечка. У млекопитающих на мозжечок приходится 80 % нейронов мозга, и его роль считается ключевой в синхронизации и координации движений. Кроме того, мозжечок связан с когнитивными процессами и даже с таким расстройством, как аутизм[60].

В общей сложности на то, чтобы научить Ронан улавливать ритм, Питер потратил больше года. Это исследование, начинавшееся как воскресные занятия «для разнообразия», потеснило его основную работу по изучению воздействия домоевой кислоты и заставило отложить на год завершение диссертации. Но Питер ни о чем не жалел. Необходимо было доказать, что синхронизация с ритмом не зависит от способности к звукоподражанию, а значит, представляет собой более общую предрасположенность, встречающуюся у разных представителей животного царства. И даже подключившись к нашему собачьему проекту, Питер продолжал сотрудничать с Коллин Райхмут. Поэтому, когда ему понадобилось вернуться и посмотреть, как продвигается новый эксперимент по улавливанию ритма с участием Ронан, я напросился с ним. Это был удобный повод съездить в Санта-Круз и познакомиться с Ронан.

Морские львы и тюлени содержались в расположенных бок о бок загонах с низкой оградой – почти как в собачьем приюте, с той лишь разницей, что в каждом загоне имелся бассейн с океанской водой и мостки, где можно было греться на солнце. И никто не лаял.

Питер волновался. Последний раз он видел Ронан три года назад и, хотя называл ее в шутку своей суррогатной дочкой, не особенно рассчитывал, что она его вспомнит.

Он обвел взглядом загоны.

– Посмотрим, узнает ли она меня.

Вокруг по-прежнему было тихо, никаких признаков того, что морские львы ощущают растущее в атмосфере напряжение.

– Я совершенно не обижусь, – заверил Питер. – Ну разве что самую малость.

Он двинулся к загонам, настраиваясь на долгожданную встречу. В первом отсеке вальяжно плавала в бассейне Рио.

– Рио, привет! – поздоровался Питер.

Морская львица выпрыгнула из бассейна и устремилась к ограде, выяснить, кто пришел. Дружелюбно обнюхав Питера, она вернулась к своим делам.

Следующий загон принадлежал Ронан. Более молодая и энергичная, чем Рио, она то ныряла в бассейне, то выползала на мостки.

– Ронан! – окликнул ее Питер. – Какая ты стала большая!

Было непонятно, услышала ли она его. Признаков визуального узнавания, свойственных, например, собакам, она не подавала.

Питер обернулся к Эндрю Раусу, с которым они вместе проводили эксперименты на улавливание ритма.

– Эндрю, можешь позвать Ронан?

Эндрю похлопал по загородке, как будто предлагая рыбу. Ронан тут же выскочила из бассейна и подобралась поближе, узнать, что дают.

Питер уткнулся в решетку и подул Ронан в нос.

– Такое у морских львов приветствие, – пояснил он.

Ронан с шумом втянула воздух и фыркнула. Явно удовлетворившись унюханным, она развернулась и отправилась обратно в бассейн. Вот и пойми, узнала или нет. Ни малейшего сходства с тем, как приветствует хозяина собака после долгой разлуки.

Питер явно был уязвлен.

– Ну ладно, что тут поделаешь.

На этом дежурные приветствия завершились, и Эндрю подключил динамик, готовясь к новому эксперименту. На этот раз предполагалось посмотреть, как Ронан будет подстраиваться под нарушение ритма.

У людей такие эксперименты уже проводились – в этом случае ритм сбивают, либо опережая, либо запаздывая с очередной долей такта. Чем сильнее сбой, тем дольше испытуемый перестраивается. Чтобы представить себе процесс, вообразите мозг и тело как совокупность пружин, олицетворяющих колебания нейронной сети. Акустический стимул запускает колебание, пружины сжимаются и растягиваются, обеспечивая отстукивание удара в нужный момент. При сбитом ритме, когда доля запаздывает или опережает общий темп, в системе тоже наступает сбой и, чтобы синхронизироваться заново, требуется некоторое время. Динамику процесса определяет натяжение и смыкание пружин, диктуемое, в свою очередь, мозгом и мускулатурой. Исследуя, как человек подстраивается под нарушение ритма, можно вычислить самые простые параметры взаимодействия слуховой и двигательной систем мозга.

Эндрю пустил через динамик стук метронома. Это была синусоида, в которой звук то нарастал, то слабел, как в полицейской сирене, только медленнее. Ронан уже знала, что делать. Встав перед динамиком, она принялась кивать головой. Синхронизация впечатляла. Примерно через пять тактов Эндрю кинул Ронан рыбу.

Спустя несколько раундов Эндрю поставил запись, которая начиналась так же, а затем менялась. В данном испытании перемена состояла в неожиданном ускорении темпа. Ронан сбилась, но через несколько счетов подстроилась заново. В следующем раунде темп не менялся, зато одна из долей звучала с опережением. Этот фазовый сдвиг тоже поначалу выбил Ронан из колеи, однако и теперь она так же быстро перестроилась.

Впоследствии Питер с коллегами проанализируют реакцию Ронан на фазовый и темповый сдвиг и обнаружат, что она схожа с человеческой. И это примечательно, учитывая, насколько отличаются организмы человека и морского льва. Ронан кивает головой, человек отстукивает ритм пальцами (хотя иногда и головой тоже кивает). Независимо от того, какие мышцы участвуют в этом занятии, анализ показывает, что динамика у нейронного механизма, увязывающего ритмичный слуховой стимул с ритмичной двигательной реакцией, у человека и морского льва одинакова[61]. Ронан продемонстрировала, что эта способность не зависит ни от дара речи, ни от степени развития речевых органов. А зависит она, скорее всего, от мозжечковой системы, в чем я имел возможность убедиться в своих исследованиях с участием людей десятью годами ранее.