[79]. Интересно, что размер гиппокампа современного человека примерно в четыре раза больше, чем у ранних предков-приматов, хотя размер тела последних увеличился. Кроме дарованного гиппокампа, позволяющего людям приспособиться к любой среде обитания на планете, у мозга имеются и другие уникальные характеристики.
За годы работы я пришла к выводу, что для оценки уникальности человеческого мозга полезна любая информация о мозге млекопитающих[80]. Действительно, на многих уровнях мозг человека поразительно похож на мозг других животных. Хотя уже указывалось, что при некоторых ограничениях, например отсутствии языкового центра в мозге у крыс, человеческий мозг располагает такими же базовыми структурами и нейрохимическими веществами, как и другие виды млекопитающих, более того, наблюдается значительное сходство с рыбами, рептилиями и птицами. Если составить простую опись имеющихся в мозге структур и химических веществ, то легко увидеть, что человеческий мозг ничего особенного собой не представляет. Но эти структуры почему-то организованы так, что вносят качественные различия в выдаваемый нами поведенческий продукт. Другие виды животных тоже развили весьма изощренные формы коммуникации, но человек – уникальный вид, создавший такие формы коммуникации, как поэзия или компьютерные программы. Насколько мне известно, мы – единственный биологический вид, который размышляет над функциями собственного мозга и разума, строит планы для будущих поколений и тратит силы на создание абсолютно ненужных для выживания вещей, например абстрактное искусство. И наблюдение, которое оценили мои коллеги и университетские профессора: человек – единственное животное, посвящающее значительное количество времени и сил получению различных задокументированных «академических степеней», которые, возможно, и улучшат нашу эволюционную пригодность, а возможно – и нет. В ряду млекопитающих мы относим себя к приматам (от лат. primatus, букв. «первое место»), а значит, подразумеваем, что представляем собой нечто особенное[81].
Так как же эти «когнитивные богатства» проявляются в мозге высших приматов? Как мы добрались до «первого ряда»? Напрашивается очевидный ответ: у нас большой размер мозга – чуть больше килограмма нейронной ткани, окруженной нейронными связями. Но этот факт не может быть решающим, потому что в животном царстве у человека не самый большой мозг – в этой весовой категории нас легко обходят слоны, дельфины и киты. Хотя эти виды заслуживают уважения за свои когнитивные способности, человек прекрасно понимает, что его способности превосходят способности тех, кто имеет больший мозг.
А что насчет относительного размера мозга? У слонов, дельфинов и китов крупные туловища, и если вес мозга рассматривать в процентном отношении к весу тела, то на каком месте будет человеческий мозг? У людей соотношение мозг/тело составляет 1,86 %, у дельфинов – 1,5 %, а у шимпанзе – 0,88 %. У попугая, которого считают самой смышленой птицей, это соотношение составляет 1,72 %, что довольно близко к показателям человека, но это птицы, и не стоит сравнивать их мозг с мозгом млекопитающих. Когда речь заходит о цифрах, не возносит ли человека на пьедестал списка млекопитающих относительный размер его мозга и не может ли им объясняться наше когнитивное богатство? Из предыдущих глав мы знаем, что есть одно крохотное млекопитающее, которое обходит человека по этому показателю, ведь у землеройки соотношение мозг/тело составляет целых 10 %[82].
Когда ученые создали новую формулу, известную как отношение массы тела к массе мозга (ОММ), которая учитывала факторы роста и поддержки, влияющие на размер тела, рейтинг стал более привычным. По новой формуле могучая землеройка получила ОММ 2,5, что гораздо ниже человеческого – 6,54. Китовидные дельфины (Lissodelphis borealis) с индексом 5,55 оказались ближе к человеку, а павианы с индексом 2,63, что интересно, ранжировались выше горилл с индексом 1,75 (ниже, чем у землеройки). Возможно, павианы в тот момент просто не успели показать все свои когнитивные способности, так что приматологи смогли их раскрыть. Поскольку эта формула чувствительна к массе тела, падение ОММ у страдающих ожирением людей не отражается на изменении в когнитивных способностях. Приведу в пример Эйнштейна, обладателя колоссальных когнитивных богатств. У него отношение массы тела к массе мозга составляло 5,76, что гораздо ниже показателя среднего человека. Вероятно, этот факт можно объяснить тем, что кора головного мозга великого ученого была тоньше коры обычного человека, даже несмотря на то, что нейроны у него были более плотно упакованы[83]. По этим причинам некоторые исследователи предположили, что у приматов абсолютный размер мозга представляет собой лучший прогностический показатель когнитивных способностей (в широком смысле сюда относятся способности к обучению, определение образцов, опознавание концепций, демонстрация гибкости и даже использование инструментов)[84].
Безусловно, отношение массы тела к массе мозга заслуживает внимания, но этот фактор, по-видимому, нельзя назвать окончательным показателем когнитивного совершенства. Может быть, важный ключ к утонченным когнитивным способностям дает кора головного мозга с высокой плотностью нейронов? Не может ли это пролить свет на вычисление контингенций и сложное поведение? Один из самых передовых нейробиологов, с которым я имею честь быть знакомой, Сюзана Херкулано-Хузел из Бразилии (в настоящее время она работает в Университете Вандербильта) с энтузиазмом подошла к этому вопросу. Сюзана заинтересовалась плотностью нейронов, когда после окончания университета начала разрабатывать учебную программу по нейробиологии. Во время подготовки материалов она поразилась отсутствию оригинальных ссылок на один из самых базовых параметров человеческого мозга – количество имеющихся в нем нейронов. До недавнего времени в любом уважаемом учебнике по нейробиологии было четко прописано, что человеческий мозг содержит сто миллиардов нейронов. Это симпатичное круглое число никто не подвергал сомнению до тех пор, пока Сюзана не начала собирать свои учебные материалы. Она обратилась к своему наставнику Роберто Ленту из Федерального университета Рио-де-Жанейро с вопросом, откуда появилась такая уверенность в том, что человеческий мозг состоит из ста миллиардов нейронов. Будучи добросовестным исследователем, Сюзана стала искать оригинальное исследование, в котором впервые упоминалось бы это число. Но она так и не смогла его найти: учебники ссылались на предыдущие работы, и казалось, что первоисточника этой информации просто не существует. Создавалось впечатление, что этот так называемый факт, который поддерживали в аудиториях самых престижных академических заведений, было бы правильнее назвать учебным мифом.
Роберто возразил, что это число должно быть правильным, потому что всем известно, что количество нейронов составляет сто миллиардов. Однако он быстро признал, что такой ответ не лучше ответа родителя на очередной настойчивый вопрос ребенка – «Потому что» или «Так случилось». Как ученые Роберто и Сюзана понимали, что этот вопрос далек от окончательного разрешения.
Допустим, имелась серьезная причина, почему никто не сел и не пересчитал все нейроны мозга. Ведь потребовалось бы очень много времени, чтобы пересчитать все сто миллиардов нейронов. Если пересчитывать нейроны со скоростью одной клетки в секунду, то и тогда потребуется почти 32 года (непрерывной работы!) для подсчета только одного миллиарда нейронов. Стало быть, для пересчета всех ста миллиардов понадобится почти 3200 лет. Но, возможно, мы могли бы подсчитать клетки в небольшом репрезентативном образце ткани мозга и затем перенести эти данные на весь его объем. Это хорошая идея, но дело в том, что плотность клеток в разных отделах мозга разная, так что пришлось бы учитывать огромное количество репрезентативных образцов. Наверное, кто-то пытался применять подобную методику, но официально она нигде не обсуждалась, и данные о ее применении не публиковались. Кроме того, не стоит забывать, что глиальных клеток (вспомогательные клетки нервной системы) примерно в десять раз больше, чем нейронов[85]. А значит, годы на подсчет клеток мозга все прибавляются!
Озабоченная идеей включить в учебную программу как можно более точную информацию, Сюзана выдвинула гипотезу, которую сама же признала безумной, но все же предложила ее Роберто. Она решила взять образцы каждого точно определенного отдела мозга – мозгового ствола, коры, гиппокампа – и гомогенизировать их, то есть перемешать, превратив в своеобразный суп. Полученную нейронную смесь затем оставалось только окрасить специальными химическими веществами. Поскольку каждая клетка содержит только одно ядро, метод должен был сработать. Сюзана окрасила только ядра нейронов, а ядра глиальных клеток остались неокрашенными. Она подсчитала количество нейронов в некотором объеме этого мозгового супа, после чего просто экстраполировала полученные данные на вес мозга. И – вуаля! Так ей удалось вычислить количество нейронов и глии в коре мозга, мозжечке, гиппокампе, мозговом стволе и т. д. Для примитивного пересчета клеток мозга потребовались бы тысячи лет, но метод Сюзаны позволил определить их количество всего за несколько дней. А понадобились для этого только пытливый ум ученого и блендер – вот что значит инновация!
Я узнала об этом потрясающем научном достижении на конференции Международного бихевиористического нейробиологического общества, которая проходила в Рио-де-Жанейро. Представлял эту работу Роберто Ленту, а я по ходу доклада с лихорадочной поспешностью конспектировала его выступление, чтобы потом внести полученные данные в учебник, который тогда сама собиралась писать. Изготовление мозговой суспензии на техническом языке называется сухо – изотропное фракционирование. Этот метод позволил выяснить, что человеческий мозг состоит из 86 миллиардов нейронов и примерно такого же количества глии. Согласитесь, это число несколько отличается от того, что напечатано в учебниках