Наши человекообразные предки очень долго жили в социальных группах, и мы стали чрезвычайно чувствительны к слабым межличностным сигналам. В число этих сигналов входят выражение лица, интонация голоса, направление взгляда и другие формы невербального общения. Они содействуют нашему умению догадываться о том, что знает или о чем думает другой человек, а также о его эмоциональном состоянии.
Мы считаем себя независимыми и абсолютно рациональными существами, но все мы подвергаемся сильному влиянию подсознательных потребностей и мотиваций, большая часть которых связана с выживанием и продолжением рода. Эти потребности обусловливают не только романтические и сексуальные желания, но и нашу реакцию на такие сложные культурные явления, как искусство или реклама.
В конце 1970-х годов, в эпоху, когда нейробиологи еще пользовались каменными ножами и одевались в звериные шкуры, я поступил в колледж, где мне объясняли, как работает мозг. Однако за прошедшее с тех пор время выяснилось, что эти объяснения были неверными, причем некоторые из них — неверными на 100 %. Среди прочего, мне рассказывали, что каждый нейрон в нервной системе может вырабатывать только один вид нейромедиатора — например, глутамат, серотонин, дофамин или ГАМК. Теперь доказано, что это не так: многие нейроны способны выделять два или несколько нейромедиаторов, причем даже в один и тот же синапс[494]. Знание об одновременном выделении разных нейромедиаторов помогает понять эволюцию и принципы функционирования нейронных цепей, а также очень ценно для тех, кто работает над созданием психоневрологических препаратов.
Но чаще всего информация, которую я получал в колледже, оказывалась ошибочной не полностью, а лишь наполовину. В 1978 году профессора объясняли мне, что нейромедиатор выделяется из терминалей нервных клеток при поступлении электрического импульса, вследствие чего открываются потенциалозависимые кальциевые каналы, впуская в клетку ионы кальция. Считалось, что положительно заряженные ионы кальция связываются с отрицательными зарядами на внутренней поверхности пресинаптической мембраны и на внешней поверхности везикулы с нейромедиатором, уменьшая отталкивающую силу между двумя отрицательными зарядами и позволяя везикуле слиться с пресинаптической мембраной[495]. Это слияние приводит к выделению нейромедиатора в синаптическую щель. Такое объяснение было верным в том смысле, что приток ионов кальция под воздействием электрического импульса действительно приводит к раскрытию везикул и выделению нейромедиатора. Ошибочным было представление, будто ионы кальция, связывающиеся с везикулярной и пресинаптической мембранами и компенсирующие отрицательные заряды, запускают процесс раскрытия везикул и выделения нейромедиатора. Теперь нам известно о существовании специализированных, чувствительных к кальцию молекул — синаптотагминов, встроенных в мембраны везикул. Синаптотагмины связывают поступающие в нейрон ионы кальция, и именно эти кальций-связывающие молекулы запускают процесс раскрытия везикул и выделения нейромедиатора, образуя соединение с другой группой белков в везикуле и пресинаптической мембране. В данном случае общее представление о том, что приток ионов кальция служит триггером для выпуска нейромедиатора, было верным, а понимание механизма молекулярных взаимодействий — нет. Более того, теперь мы знаем, что существуют исключения из этого правила. Некоторые нейромедиаторы, например оксид азота, представляют собой способные к диффузии газы, которые без труда проникают через клеточные мембраны. Эти так называемые газомедиаторы образуются «по требованию» в результате химического процесса, инициируемого ионами кальция, а не хранятся в везикулах. Таким образом, они не нуждаются в молекулах синаптотагмина и белках, с которыми они связываются (см. эссе Снайдера в этой книге).
Несомненно, со временем часть того, что вы прочли в этой книге, окажется верным лишь наполовину, а некоторые тезисы — полностью ошибочными. И дело не в недобросовестности авторов: просто такова природа научного поиска. Как наглядно показали в своем эссе Уильям Кристан и Кэтлин Френч, наука — это развивающийся процесс, в котором каждая гипотеза подвергается проверке, переформулированию и уточнению. Как и эволюция, этот процесс никогда не заканчивается. Ни один индивидуум или вид не может стать на сто процентов приспособленным к окружающей среде, и ни одна научная идея не защищена от возражений, проверок, уточнений или даже полного опровержения. Вера в науку — это вера в процесс, а не в абсолютную истину нашего сегодняшнего знания.
Яркое подтверждение непрерывного развития научных исканий можно наблюдать в двух идущих подряд эссе этой книги, которые посвящены будущему. Майкл Маук утверждает, что в нейробиологии нет такого закона, который запрещал бы создание думающих машин. Он считает, что для построения машины, которая будет способна думать, нужен лишь упорный труд по изучению поведения мозга и схем соединений в нем, а также более мощные и быстрые компьютеры и более емкие устройства памяти. С другой стороны, Мигель Николелис высказывает противоположную мысль: взаимодействие цифровых и аналоговых сигналов, а также некоторые другие особенности строения человеческого мозга указывают на то, что наш мозг работает с не поддающимися расчету функциями, которые невозможно смоделировать на вычислительной машине, какой бы мощной она ни была и каким бы объемом памяти ни обладала.
Кто из них прав? Мы не знаем. Если ориентироваться на опыт прежних лет, можно сказать так: ответ будет непростым и станет понятно, что сам вопрос сформулирован недостаточно точно. И это не упрек в адрес доктора Николелиса и доктора Маука, рассуждения которых отличаются точностью и глубиной. Просто именно так развивается наука: в каждый момент времени мы можем полагаться лишь на воображение, когда формулируем тот или иной круг вопросов. А после того как мы потратим силы и время на поиски ответов, круг вопросов изменится — или сразу, или постепенно.
Авторы
Дэвид Линден, Школа медицины Университета Джонса Хопкинса
Уильям Кристан (младший), Калифорнийский университет в Сан-Диего
Кэтлин Френч, Калифорнийский университет в Сан-Диего
Джереми Натанс, Школа медицины Университета Джонса Хопкинса
Алекс Колодкин, Школа медицины Университета Джонса Хопкинса
Сэм Вонг, Принстонский университет
Эми Бастиан, Институт Кеннеди Кригера и Школа медицины Университета Джонса Хопкинса
Линда Уилбрехт, Калифорнийский университет в Беркли
Мелисса Лау, Калифорнийский университет в Сан-Диего
Холлис Клайн, Исследовательский институт Скриппса
Элисон Барт, Университет Карнеги-Меллона
Джули Кауэр, Университет Брауна
Индира Раман, Северо-Западный университет
Ликун Луо, Стэнфордский университет
Соломон Снайдер, Школа медицины Университета Джонса Хопкинса
Анирудда Дас, Колумбийский университет
Чарльз Коннор, Университет Джонса Хопкинса
Пол Бреслин, Ратгерский университет и Исследовательский центр Монелла
Дэвид Джинти, Гарвардская медицинская школа и Медицинский институт Говарда Хьюза
Аллан Басбаум, Калифорнийский университет в Сан-Франциско
Маршалл Хусейн Шулер, Школа медицины Университета Джонса Хопкинса
Виджай Намбудири, Школа медицины Университета Джонса Хопкинса
Дэвид Фостер, Калифорнийский университет в Беркли
Синтия Мосс, Университет Джонса Хопкинса
Скотт Альберт, Школа медицины Университета Джонса Хопкинса
Реза Шадмер, Школа медицины Университета Джонса Хопкинса
Джон Кракауэр, Школа медицины Университета Джонса Хопкинса
Эдриан Хейт, Школа медицины Университета Джонса Хопкинса
Дарси Келли, Колумбийский университет
Гюль Дёлен, Школа медицины Университета Джонса Хопкинса
Пегги Мейсон, Чикагский университет
Люси Браун, Медицинский колледж им. Альберта Эйнштейна
Яэль Нив, Принстонский университет
Майкл Платт, Пенсильванский университет
Анджан Чаттерджи, Пенсильванский университет
Скотт Стернсон, Исследовательский кампус Джанелия, Медицинский институт Говарда Хьюза
Азиф Газанфар, Принстонский университет
Терренс Сейновски, Институт Солка, Медицинский институт Говарда Хьюза и Калифорнийский университет в Сан-Диего
Мигель Николелис, Университет Дьюка
Майкл Маук, Техасский университет в Остине
Благодарности
В первую очередь выражаю глубокую благодарность авторам за их великолепные эссе, энтузиазм и готовность к сотрудничеству. Потребовалось немалое мужество, чтобы согласиться на участие в таком странном проекте, и я безмерно благодарен всем, кто решился на этот прыжок в неизвестность. Надеюсь, вы остались довольны результатом — как и я. Я особенно благодарен Джону Кракауэру и Саше Дюлак, которые помогли составить список авторов.
Замечательные сотрудники моей лаборатории поддерживали многие идеи и великодушно откликались на мои просьбы. Отдельно я хочу поблагодарить Девору Ваннесс, Мишель Харран и Джесси Бенедикт за то, что я не забывал о чувстве долга благодаря их внимательным глазам и умелым рукам.
И конечно, я снимаю шляпу перед профессионалами издательского дела. Это Жан Томсон Блэк, Майкл Денин, Энн-Мари Имборнони и Бояна Ристич из Yale University Press, а также Эндрю Уайли, Джеки Ко и Люк Ингрем из Wylie Agency — спасибо им за доброжелательную поддержку и руководство.
Дэвид Линден — профессор нейробиологии Медицинской школы Университета Джонса Хопкинса, автор целого ряда научно-популярных бестселлеров, в том числе «Мозг и удовольствия» и «Осязание. Чувство, которое делает нас людьми», многие годы возглавлял редакцию научного журнала