Умный и сознающий. 4 миллиарда лет эволюции мозга - Джозеф Леду

– области с высокой концентрацией колбочковых клеток, отвечающей за острое цветное зрение. Питаться днем все еще было довольно рискованно из-за хищников, но острое зрение помогало заметить их, прежде чем они нападут. Безусловно, из всех способностей к восприятию зрение у антропоидов было развито лучше всего, поскольку бо́льшую часть времени они проводили разглядывая те или иные вещи. Особенно крупные представители этой группы со временем вернулись к передвижению на четырех конечностях, на что требовалось много энергии. Они перешли на питание фруктами, которые давали больше энергии, чем листья, но ресурсы такой пищи были ограничены; кроме того, фруктами питались и многие другие животные. Выиграть в такой борьбе можно было только за счет более развитого мозга; когда в мозге появились новые области и когнитивные способности расширились, выживание стало зависеть от сообразительности, а не от физической силы. Однако даже с такими расширенными возможностями этих животных вряд ли можно было назвать повелителями планеты.

Примерно шесть миллионов лет назад на Земле появились люди. Они вынуждены были бороться за выживание с другими приматами и млекопитающими, которые также претерпели значительные изменения. В своем бестселлере «Sapiens. Краткая история человечества»[47] израильский историк Юваль Ной Харари подчеркивает, что, хотя древние люди и поднялись на две ноги, они оставались такими же животными, как гориллы, мартышки, львы, тигры, птицы, рыбы и насекомые. В пищевой цепочке они занимали срединное положение: люди были жертвами более крупных животных, но сами охотились на тех, кого превосходили размером. В роду Homo было несколько разных видов: наш – Homo sapiens (человек разумный), а помимо него Homo ergaster (человек работающий), Homo neanderthalensis (неандерталец) и Homo erectus (человек прямоходящий). Примерно 10 000 лет назад другие виды вымерли, а Homo sapiens начал доминировать над животными, которые были крупнее, быстрее и сильнее его.

Харари предположил, что в период между 70 000 и 30 000 лет назад под влиянием случайных и, возможно, внезапных генетических мутаций мозг представителей этого вида начал меняться, формируя новый тип сознания, основанного на абстрактном мышлении и языке. Благодаря новым свидетельствам появилось предположение, говорящее о том, что, возможно, и неандертальцы, и сапиенсы умели мыслить символами и говорить, поэтому ключевой мутации (или мутациям) подвергся общий предок этих двух видов.

Часть VIII

Лестницы и древа в мозге позвоночных

Глава 37

Неврологический план строения позвоночных

С точки зрения эволюции позвоночные в семействе жизни появились недавно, и хотя у них были характерные черты, выделявшие их на фоне других многоклеточных, для того чтобы проживать один день за другим, они должны были соответствовать тем же базовым требованиям, что и все остальные животные, существовавшие до них: защищаться от опасностей, поддерживать запасы энергии и баланс жидкости, выводить из организма отходы и размножаться. Как мы уже видели, способ, который конкретный тип животных выбирает для выполнения всех этих задач, зависит от строения тела этого животного.

План строения животного можно считать производным от строения различных тканей, органов и систем, каждая из которых помогает достижению цели выживания всего организма. Строение одного органа обладает исключительной важностью с точки зрения выживания его обладателя; речь о нервной системе, которая координирует различные реакции других систем тела по мере того, как организм старается выжить и здравствовать. Дарвин писал: «Человек создан на том же общем типе или модели, что и другие млекопитающие. Все кости его скелета можно сравнить с такими же костями у обезьяны, летучей мыши или тюленя. То же самое справедливо для мышц, нервов, кровеносных сосудов и внутренних органов. Тому же закону подчиняется мозг – самый важный из всех органов».

Дарвин был прав, но не смог развить свою идею. Общий план строения предполагает наличие нервной системы, причем не только у всех млекопитающих, но, как мы вскоре увидим, у всех позвоночных. Безусловно, с появлением новых видов у позвоночных появились и новые черты, но эти черты лишь дополнили общий неврологический план строения позвоночных, выработанный за сотни миллионов лет эволюции, которая началась с древних позвоночных, произошедших от беспозвоночных хордовых.

В каноническом представлении нервная система позвоночного состоит из двух компонентов: центральной и периферической нервных систем. Центральная нервная система состоит из головного и спинного мозга. Ее нейроны взаимодействуют с окружающим миром посредством периферической нервной системы – сети нервов, которые связывают головной и спинной мозг с тканями всего остального организма. Связь эта двусторонняя: информация поступает в центральную нервную систему и выходит из нее. Нервы, расположенные в органах чувств (в глазах, ушах, носу; во рту; на коже), передают информацию об окружающей среде в центральную нервную систему, а те, из которых состоит она сама и которые ведут к тканям тела, контролируют реакции организма. Один из типов реакции – поведение, производное поперечнополосатых мышц. Физиологические реакции внутренних систем организма – таких, как респираторная, пищеварительная и кровеносная, – протекают при участии гладких и сердечных мышц. Хотя у каждого класса и вида позвоночных есть своя сенсорная и моторная специализация, созданная специально с целью выживания этого класса и вида, эти черты являются вариантами общего сенсомоторного плана строения позвоночных.

С точки зрения продолжения нашей дискуссии особое значение имеет план строения головного мозга позвоночного. Эта двусторонне-симметричная структура состоит из двух дополняющих друг друга половин, каждая из которых преимущественно (но не исключительно) ответственна за определенный набор периферических сенсорных и двигательных функций противоположной стороны тела. Каждая из половин мозга всех позвоночных делится на три широкие зоны: задний, средний и передний мозг (рисунок 37.1), – а внутри каждой зоны есть специальные области, вмещающие нейроны, которые участвуют в выполнении функции, особенной для этой зоны или области. Рискуя слишком упростить свой рассказ, опишу функции этих трех зон следующим образом.

Рисунок 37.1. Три зоны мозга позвоночных и их основные функции

В зонах заднего мозга находятся нейроны, ответственные за вегетативные функции, которые необходимы для жизни, – такие, как кровообращение, пищеварение и дыхательная деятельность; выполнение этих функций достигается за счет работы гладких и сердечных мышц. Зоны среднего мозга и их нейроны участвуют в регуляции примитивных сенсомоторных поведенческих рефлексов, которые реализуются скелетными мышцами. Нейроны переднего мозга отвечают за более сложное скелетно-моторное поведение, включая такое, которое основано на врожденном программировании и обучении, а также такое, которое зависит от осознанного расчета и принятия решений, а у некоторых видов предполагает осознание и осознанные эмоции.

Функции, строго говоря, выполняются не самими этими зонами мозга и даже не их нейронами, а посредством контуров, состоящих из скопления в одной зоне нейронов, посредством нервных волокон,