Мозг. Такой ли он особенный? - Сюзана Херкулано-Хузел

Именно из-за того, что когнитивные способности являются множественными, одним из способов валидного межвидового сравнения таких способностей было их независимое тестирование, а затем объединение результатов с тем, чтобы получить единое числовое выражение, представляющее собой индекс «глобальных когнитивных способностей», а потом сравнить эти индексы для разных видов между собой. Этот метод метаанализа, применение которого, по необходимости, ограничено видами, близкими друг другу по анатомическому строению, среде обитания и интересам (потому что задача, выполнимая для примата с ловкими пальцами и любовью к засахаренным фруктам, умещающимся в норке, будет абсолютно не по плечу таким животным, как, например, собака или слон), был использован Робертом Динером и его коллегами в 2007 году для создания индекса глобальных познавательных способностей для животных-приматов. Интересно, что эти авторы обнаружили[108], что мозговыми параметрами, вариации которых наилучшим образом соответствовали вариациям индекса глобальных когнитивных способностей, оказались абсолютная масса головного мозга и масса его коры, а не коэффициент энцефализации, не относительная масса коры и не остаточные колебания массы мозга или коры, которых можно было ожидать, исходя из массы тела. Другими словами, чем больше мозг и чем больше кора у животных-приматов (эти два показателя неразделимы у приматов), тем выше когнитивные способности. Так как мы теперь знали, что чем больше мозг примата, тем больше число нейронов, из которых он состоит, то отсюда следовало, что простое абсолютное число нейронов является наилучшим показателем когнитивных способностей, лучшим, нежели коэффициент энцефализации, по крайней мере, в случае всех видов, исключая человека.

Подобная находка, результаты которой на этот раз можно было распространить на более широкий спектр видов, была совсем недавно сделана международной группой под руководством Ивена МакЛина в 2014 году[109]. Используя противоположную стратегию и ограничив число тестов до двух, но подходящих для всех исследованных видов, ученые из двенадцати стран приложили эти тесты к объектам своих исследований – преимущественно к приматам, хотя исследовали и мелких грызунов, псовых хищников, азиатского слона и несколько видов птиц. Тестировали такие параметры, как способность к самоконтролю, а эта когнитивная способность требует участия префронтальной коры – ассоциативного отдела головного мозга. В одном тесте, например, исследовали способность животных испытуемого вида воздерживаться от поисков пищи в месте А, где ее сначала прятали, а затем на глазах у животного переносили в другое место Б. Для наблюдателя-человека совершенно очевидно, что искать еду следует в месте Б, а не в месте А, но так происходит только потому, что мы обладаем развитым мозгом, а другие животные им не обладают. Животным большинства видов требуется несколько попыток для того, чтобы понять, что еду следует искать в месте Б, а не упорствовать с поиском в месте А. Опять-таки наилучшим коррелятом правильного выполнения задания на самоконтроль была абсолютная масса мозга, за исключением африканского слона, который, несмотря на самый большой объем мозга, позорно провалил тест. На ум сразу приходит несколько возможных причин: от «Его не интересовала ни еда, ни задание» до «Ему нравилось изводить экспериментаторов своей якобы тупостью». (Думаю, в этом причина, почему так трудно заставить обезьян выполнять задания, – причина в недовольстве очевидностью задания: «Да ладно, ты хочешь, чтобы я сделала вот это?! Задай-ка мне что-нибудь потруднее, дай мне какую-нибудь видеоигру!»)

Мне, однако, самой интересной возможностью кажется то обстоятельство, что африканский слон не располагает достаточным числом нейронов в префронтальной коре, которое позволило бы ему успешно выполнить тест на самоконтроль. После того как мы узнали, что мозги приматов и грызунов устроены по-разному, с разным числом нейронов на единицу объема, мы предсказали, что в коре головного мозга африканского слона содержится всего 3 миллиарда нейронов и 21 миллиард в мозжечке, в сравнении с нашими 16 и 69 миллиардами соответственно, несмотря на куда больший объем мозга у слона – у него мозг устроен, как у грызунов. С другой стороны, если бы мозг слона был устроен, как у приматов, то в его коре содержалось бы 62 миллиарда нейронов, а в мозжечке 159 миллиардов. Но, конечно, слоны не грызуны и не приматы, они принадлежат к отряду афротерии, подобно таким мелким животным, как прыгунчик и золотистый крот, которых мы уже успели изучить и установить, что их мозг по клеточному строению очень похож на мозг грызунов, как об этом было сказано в главе 4.

Это было очень интересное исследование: не содержит ли на самом деле мозг африканского слона (рис. 6.1), весящий в три раза больше, чем человеческий мозг, больше нейронов, чем мозг человека? Если да, то моя гипотеза о том, что развитие когнитивных способностей зависит от абсолютного числа нейронов в головном мозге, оказалась бы несостоятельной. Однако если все же человеческий мозг содержит намного больше нейронов, чем намного больший по величине мозг африканского слона, то это послужит подтверждением моей гипотезы о том, что простейшим объяснением замечательных когнитивных способностей нашего вида является большое число мозговых нейронов, какого нет ни у одного другого вида животных, независимо от размеров их мозга. В частности, я надеялась, что в коре головного мозга человека нейронов больше, чем в мозговой коре африканского слона.

Рис. 6.1. Вид человеческого мозга (слева) и мозга африканского слона (справа)

Логическим обоснованием моих надежд были данные литературы о когнитивных способностях, говорившие, что мозговая кора (точнее, префронтальная ее часть) является единственным вместилищем наивысших форм познания: абстрактного мышления, сложных способов принятия решений и планирования будущего. Однако почти вся мозговая кора связана с мозжечком петлями проводящих путей, которые дают возможность коре и мозжечку совместно обрабатывать поступающую в головной мозг информацию, а это позволяет утверждать, что и мозжечок участвует в осуществлении когнитивных функций коры[110], а обе структуры работают в тесном тандеме. Взгляд, согласно которому мозжечок оказывает модулирующее действие на происходящие в коре процессы, постепенно заменил более старые представления о том, что мозжечок необходим только для сенсорно-двигательного обучения. Поскольку мы уже обнаружили, что в ходе эволюции млекопитающих увеличение числа нейронов в коре мозга и мозжечке происходит параллельно и синхронно (подробнее об этом будет сказано в главе 7), постольку когнитивные способности должны возрастать не только с ростом числа нейронов в коре, но и с его ростом в мозжечке, причем нераздельно, как в двух неотделимых друг от друга структурах. Поскольку же две эти структуры содержат подавляющее большинство всех нейронов головного мозга, то когнитивные способности одинаково хорошо коррелируют с числом нейронов в целом мозге, в коре мозга и в мозжечке.