Юрий Чирков – Гомо Сапиенс. Человек разумный (страница 39)
Это было замечательное открытие! Тогда ни один нейроспециалист в мире не мог себе вообразить, что моторные клетки способны давать разряд при простом восприятии чужих действий без какой-либо собственной двигательной активности. Подобное представлялось полным абсурдом!
Так были открытs особые нервные клетки, получившие название «зеркальных нейронов» (итал. – neuroni specchio, англ. – mirror neurons). Это был научный прорыв. До этого нейроспецы строго верили в то, что различные функции мозга (и макаки, и человека) как бы распределены по различным «ящикам».
«Ящиков» было три: восприятие (зрительное, слуховое и т. д.), действие (протягивание руки за едой) и, наконец, третья функция – когнитивная, познавательная. И считалось, что эти три широко понимаемые функции в мозгу строго отделены друг от друга.
Разбивать сложное явление на простые составные части – хороший исследовательский подход. И вот те на! Вдруг выяснилось, что моторные нейроны, оказывается, способны быть также нейронами восприятия. Барьер между восприятием и действием был уничтожен. Недаром в науке бытует старое изречение: «Каждый шаг научного прогресса – это очередные похороны».
Так в нейрофизиологии свершилась очередная революция. Стало понятно, почему мы непроизвольно улыбаемся в ответ на приветливую улыбку. Почему смех заразителен. И мы обычно зеваем, когда зевают другие. Была объяснена удивительная тенденция людей настраиваться на эмоциональное или физическое состояние другого человека.
Было доказано, что воспринимаемые человеком действия других людей неизбежно активизируют зеркальные нейроны у наблюдающего. И тут в его мозге запускается собственная схема действий, причем именно та, которая работала бы, если бы он сам выполнял воспринимаемое действие.
Открытие итальянских нейрофизиологов имеет и большое практическое значение. Термин «понимание чужого сознания» (theory of mind) получил широкое распространение, используется в различных областях. При объяснении механизмов обучения, актерских способностей, развития мышления и способностей к социальному взаимодействию.
Стала понятной природа эмпатии (от греч. empatheia – сопереживание) – эмоциональная отзывчивость человека на переживания другого. Это сопереживание может возникнуть как по отношению к наблюдаемым (или воображаемым) чувствам другого человека, так и к переживаниям персонажей художественных произведений – кино, театра, литературы.
«Зеркальные нейроны» помогают осмыслить и явление аутизма. Больные аутизмом дети, как правило, неспособны к полноценному социальному взаимодействию, не справляются с тестами, в которых надо догадываться о намерениях, знаниях и эмоциях других.
Если причина аутизма заключается в нарушении функции зеркальной системы мозга, то можно попытаться разработать новые подходы к диагностике и лечению этого неприятного расстройства. Уже предложены ряд возможных способов коррекции аутизма.
5.15. Проект «Коннектом человека»
В списке моих любимых клеток нейрон занимает второе место, ненамного отставая от сперматозоида. Если вы никогда не смотрели в микроскоп на бешено снующие туда-сюда сперматозоиды, срочно хватайте своего знакомого биолога за отвороты рабочего халата и требуйте устроить вам просмотр. Восхититесь настойчивостью этих замечательных клеток – ведь им нужно выполнить свою задачу как можно скорее. Поскорбите об их неминуемой гибели. Поразитесь феномену жизни, обнаженной до самых своих основ. Подобно путешественнику с единственным чемоданчиком, сперматозоид мало что носит с собой. У него есть митохондрии, своего рода крошечные электростанции, позволяющие ему хлестать хвостом, как хлыстом. У него имеется ДНК – молекула, несущая в себе план-схему жизни. Ни волос, ни глаз, ни сердца, ни мозга: в этот путь он не захватил ничего лишнего, только информацию, записанную в ДНК с помощью четырехбуквенного алфавита из А. Г, Ц и Т.
Если вы еще не надоели вашему другу-биологу, попросите заодно показать вам и нейрон. Сперматозоид поражает своим непрестанным движением, а нейрон чарует своей удивительной формой. Как и у обычной клетки, у нейрона имеется скучная округлая часть, где находится ядро и ДНК. Но это
В стомиллионной толпе сперматозоидов каждый из них плывет самостоятельно. И своей цели – оплодотворить яйцеклетку – добьется только один. В этом соревновании победитель получает все. Как только сперматозоид-победитель достигает успеха, яйцеклетка меняет свою поверхность, создавая барьер, который препятствует проникновению других сперматозоидов. И неважно, что свело их вместе – счастливый брак или грязная интрижка: сперматозоид и яйцеклетка всегда образуют моногамную пару.
Однако ней нейрона, который был бы как остров. Нейроны любвеобильны и полигамны. Каждый обнимает тысячи других при помощи своих ветвей, извивающихся и переплетающихся, словно спагетти. Так нейроны образуют сеть, все элементы которой в высочайшей степени взаимозависимы.
Сперматозоид и нейрон олицетворяют собой две великих загадки – жизни и разума. Биологам хочется узнать, каким образом бесценный груз ДНК, содержащийся в сперматозоиде, кодирует половину всей информации, необходимой для человеческого существа. Нейробиологам хочется узнать, каким образом гигантская сеть нейронов может думать, чувствовать, помнить и воспринимать – иными словами, как мозг создает потрясающий феномен мышления.
Тело человека тоже по-своему удивительно, однако мозг в нем – главная тайна. То, как сердце качает кровь, или то. как легкие набирают воздух, напоминают нам коммунальные системы в нашем доме. Может быть, эти системы и сложны, но они не кажутся нам загадочными. Вот мысли и эмоции – другое дело. Можем ли мы по-настоящему понять, каким образом их порождает мозг?
Пусть человек созерцает Природу во все ее обширном великолепии; пусть отстранит от своих глаз низменные предметы, что окружают его, и увидит ослепительный свет, озаряющий мир подобно вечному маяку; пусть Земля предстанет перед ним как малая точка, лежащая в границах обширного круга, описываемого этой звездой, и пусть он затрепещет при мысли, что эта бескрайняя окружность сама по себе кажется лишь малой песчинкой с точки зрения тех звезд, что движутся по небосводу.
То же самое следует сказать и о тайнах человеческой души, открываемых нейробиологией и экспериментальной психологией. Они оказались куда интереснее и глубже любых мистических фантазий. Интереснее хотя бы потому, что их действительно можно открывать. Их можно проверять фактами и экспериментами, а не просто придумывать и принимать на веру. Глубже – хотя бы потому, что любые тайны мистического свойства, если проследить их до основания, очень быстро упираются в какую-нибудь «беспричинную первопричину» или другой абсурд и непознаваемость. Поначалу это завораживает, но вскоре становится скучно. Сети из миллиардов нейронов, между которыми связей больше, чем звезд в Галактике, завораживают куда сильнее, стоит только начать в них разбираться.
Наука не убивает душу. Она ее открывает и даже в каком-то смысле создает. А еще – берет ее за ручку и выводит из детского сада со сказочными картинками на стенах в огромный и прекрасный мир реальности.
Разглядывая безмерность звездных глубин мироздания, Блез Паскаль был поражен и смущен. Он признавался, что его страшит «вечное безмолвие этих бесконечных пространств». Но французский философ не знал, что внутри его черепа заключена совершенно иная и также устрашающая сложность – его мозг.
Мозг любого человека складывается из практически неисчислимого количества нервных клеток – нейронов, связанных между собой немыслимым числом связей. Это скопище элементов способно устрашить любого исследователя, вознамерившегося понять, как в наших головах возникает сознание, мысли и образы.
Для обозначения единой карты нейронных соединений в мозге в 2005 году два американских исследователя – Олаф Спорнс и Патрик Хагман – предложили термин «коннектом». Видимо, от английского слова connection – соединение, связь – и по аналогии с уже знакомым людям термином «геном».
Изучение коннектома естественно было начинать с малого. Так и поступили. Выбрали простейший объект – червя Caenorhabditis elegans (сокращенно – C. elegans).
У этого забытого богом создания, круглого червя длиной в один миллиметр всего три сотни нейронов, и они не сосредоточены в отдельном органе, а рассеяны по всему телу. В настоящее время построена полная карта нервной системы C. elegans. Она напоминает летную карту из тех, что можно видеть на страницах журналов, выпускаемых авиакомпаниями. Большая сеть нейронов-«городов», связанных между собой линиями-«маршрутами».
Это, видимо, самая простейшая карта коннектома примитивного живого существа. Но и она потребовала громадного труда многих исследователей и долгих лет работы. И потому легко представить себе, какие неимоверные трудности-преграды возникнут, если мы замахнемся на создание человеческого коннектома. И все же несмотря на все это в 2009 году Национальный институт здоровья США запустил специальный проект – «Коннектом человека» с первоначальным финансированием в 30 миллионов долларов. В этом амбициозном начинании участвуют уже ученые многих стран мира.