Семь с половиной уроков о мозге. Почему мозг устроен не так, как мы думали

Лиза Фельдман Барретт Семь с половиной уроков о мозге. Почему мозг устроен не так, как мы думали

Эту книгу хорошо дополняют:

Как рождаются эмоции

Лиза Фельдман Барретт

Живой мозг

Дэвид Иглмен

Инкогнито. Тайная жизнь вашего мозга

Дэвид Иглмен

Гибкое сознание

Кэрол Дуэк

Нейрофитнес

Рахул Джандиал

Информация от издательства

На русском языке публикуется впервые

Научный редактор Ксения Пахорукова

Барретт, Лиза Фельдман

Семь с половиной уроков о мозге. Почему мозг устроен не так, как мы думали / Лиза Фельдман Барретт; пер. с англ. П. Шевцова; [науч. ред. К. Пахорукова] — Москва: Манн, Иванов и Фербер, 2022. — (Наука для всех).

ISBN 978-5-00195-152-0

Все права защищены.

Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав.

© Lisa Feldman Barrett, 2020. All rights reserved.

© Издание на русском языке, перевод, оформление. ООО «Манн, Иванов и Фербер», 2022

Посвящается Барбаре Финлэй и остальным моим коллегам, которые, проявляя небывалое великодушие и еще более беспримерное терпение, помогли мне разобраться в нейронауке

От автора

Цель этой книги, состоящей из коротких эссе, — заинтриговать и развлечь читателей. Ее нельзя назвать полноценным пособием для изучения работы мозга. В каждом эссе вы найдете несколько любопытных научных фактов о нашем мозге, которые позволят по-новому взглянуть на природу человека. Лучше всего читать эти очерки по порядку, но, если хотите, можете начинать с любого.

Будучи профессором, я привыкла включать в свои работы множество подробностей, связанных с деятельностью ученых, например описания исследований или ссылки на статьи из научных журналов. Но поскольку эссе, вошедшие в книгу, написаны не в строгой научной форме, список всех использованных источников я опубликовала на сайте sevenandahalflessons.com.

Некоторые из научных сведений приведены в конце книги, в Примечаниях, а также отмечены цифрами по тексту. Они помогут лучше разобраться в проблемах, освещенных в эссе, узнать, по каким вопросам в ученой среде все еще нет единого мнения, и дадут возможность познакомиться с мыслями некоторых из упоминаемых в этой книге людей.

Почему уроков семь с половиной, а не, скажем, восемь? Первый очерк, в котором речь пойдет об эволюции нашего мозга, рассказывает об этом длительном процессе кратко, то есть это не полноценный урок, а как бы половина. Тем не менее именно в первом эссе обозначены идеи, на которые опирается повествование во всех остальных главах книги.

Надеюсь, вам придется по душе то, насколько необычен человеческий мозг с точки зрения ученого, занимающегося его тщательным исследованием. Уверена, вы будете удивлены, узнав, насколько сильно от почти полуторакилограммового комка, находящегося у нас между ушами, зависит человеческая натура. О ней можно думать по-разному, и в эссе никаких строгий указаний на этот счет нет. Я просто предлагаю вам поразмышлять о том, каким человеком вы являетесь или хотели бы стать.

Мини-урок. Мозг предназначен не для мышления

Когда-то давно на нашей планете господствовали существа, у которых не было мозга. Речь сейчас идет, конечно, не о политике, а о чисто биологическом факте.

Одно из таких существ — ланцетник. Возможно, вы его когда-нибудь видели и, скорее всего, подумали, что это маленький червяк, пока не заметили по бокам щели, похожие на жабры. Ланцетники населили океан около 550 миллионов лет назад[1]. Жили они незамысловато. Обладая довольно примитивными двигательными функциями, они просто проталкивали себя сквозь толщу воды. Питались тоже весьма незатейливым способом: частично зарываясь в поверхность дна, торчали, как травинки, и поглощали всех мелких живых существ, которые попадали им в рот. Такие привычные для нас ощущения, как вкус и обоняние, ланцетникам были неведомы. Вместо глаз у них было лишь несколько клеток, способных реагировать на свет. Ушей тоже не было[2]. Нервная система ланцетников представляла собой крохотный сгусток клеток, который нельзя назвать полноценным мозгом[3]. В общем, это не животное, а какой-то желудок с хвостом.

1

Ланцетники (Amphioxus) существуют и по сей день. С точки зрения эволюции они являются нашими родственниками в следующем аспекте: люди — позвоночные животные, то есть у нас есть хребет, который мы называем позвоночником, и ствол нервных волокон, который мы называем «спинным мозгом». Ланцетники не принадлежат к позвоночным, но у них есть нервный ствол, идущий от верхней части тела до нижней. Кроме того, у них есть и некое подобие хребта, «нотохорд», но он состоит не из костей, а из волокнистой массы и мышц. Ланцетники и позвоночные относятся к многочисленной группе животных, известной как хордовые (Chordata), и у нас с ними общий предок (об этом скоро я расскажу подробнее).

У ланцетников нет тех особенностей, которыми позвоночные отличаются от беспозвоночных, — у них нет сердца, печени, поджелудочной железы, почек, равно как и внутренних систем, частью которых должны быть эти органы. Но у них есть клетки, регулирующие циркадный ритм и формирующие циклы сна и бодрствования.

Ланцетники лишены отчетливо сформированной головы и органов чувств, которые есть у любого позвоночного, — глаз, ушей, носа. На головном конце ланцетника, с одной стороны, у него есть небольшая группа клеток — «глазное пятно». Эти фоточувствительные клетки способны улавливать резкий переход от света к темноте и наоборот, поэтому, когда на ланцетника падает тень, он перемещается в другое место. В клетках глазного пятна есть гены, схожие с теми, что находятся в сетчатке у позвоночных, но у ланцетника нет ни глаз, ни способности видеть.

Ланцетник не чувствует ни запахов, ни вкусов. В его коже есть клетки, способные воспринимать различные вещества, растворенные в воде. Эти клетки содержат совокупность генов, подобных тем, какие можно обнаружить в обонятельной луковице позвоночных животных, но доказательств того, что и у ланцетника, и у позвоночных эти гены функционируют одинаково, пока нет. Кроме того, у ланцетника есть группа клеток, имеющих волоски и позволяющих животному ориентироваться, сохранять равновесие в воде и, возможно, чувствовать скорость передвижения. Тем не менее у этого существа нет внутреннего уха с волосковыми клетками, позволяющими слышать. У позвоночных же все это есть.

Ланцетник неспособен находить пищу и плыть к ней; он питается любыми мелкими существами, которые приносит ему течение. При этом у ланцетника есть клетки, подающие сигнал об отсутствии пищи и побуждающие его перемещаться туда, где, возможно, еда найдется (то есть эти клетки подают сигнал: «В любом другом месте будет лучше»).

Ссылка: 7half.info/amphioxus.

2

На головном конце ланцетника находится орган обоняния — ямка Келликера, и в коже располагаются отдельные хеморецепторы. Прим. науч. ред.

3

Ученые пока еще не пришли к единому мнению, есть ли у ланцетника мозг. Это зависит от того, как проводить грань между «мозгом» и «немозгом». Эволюционный биолог Генри Джи резюмирует: «Ничего похожего на мозг позвоночных животных ни у оболочников [асцидий. — Прим. автора], ни у ланцетников нет. И все же, если присмотреться, можно обнаружить у них признаки “предварительного плана”, в соответствии с которым мозг мог бы сформироваться».

Большинство ученых согласны с тем, что на переднем конце нотохорда ланцетников присутствует определенный «генетический набросок» мозга, характерного для позвоночных, и что этот «набросок» появился примерно 550 миллионов лет назад. Это вовсе не означает, что гены, находящиеся в этой части нотохорда, работают так же или служат основой для тех же самых структур, что и схожие гены в мозгу позвоночных. (Более подробную информацию о том, как соотносятся два вида живых существ, имеющих идентичные гены, вы найдете в комментарии 21 к Уроку 1.) По этому вопросу ученые до сих пор дискутируют. У ланцетников на молекулярном уровне есть те же паттерны, благодаря которым у позвоночных мозг разделяется на основные сегменты, однако ученые никак не могут прийти к согласию, «наброски» каких сегментов в этих паттернах присутствуют, а каких — нет. Кроме того, ланцетники наделены рудиментарными генетическими особенностями, которые необходимы для формирования головы.

Более подробную информацию о ланцетниках можно найти в книге Генри Джи «По ту сторону моста. Происхождение позвоночных» (Across the Bridge: Understanding the Origin of the Vertebrates) и в книге «Мозг сквозь время. История естественного развития позвоночных» (Brains Through Time: A Natural History of Vertebrates), написанной Георгом Стридтером в соавторстве с Гленном Норткаттом.

Ссылка: 7half.info/amphioxus-brain.