Мозг. Как он устроен и что с ним делать - Илья Мартынов

Поскольку на людях подобные эксперименты запрещены, ученые взяли несколько чистых линий мышей и развезли по трем независимым лабораториям. В чистых линиях получаются практически идентичные особи (почти как однояйцевые близнецы), так как на протяжении многих поколений скрещивают близких родственников.

Линия Х была базовой. В линии Y оказались мыши, склонные пить алкоголь. А в линии Z – тревожные животные. Дальше началась тщательная, очень методичная подгонка условий содержания, чтобы они были идентичными во всех трех лабораториях. Строго запрещались малейшие отклонения. Все клетки одной марки, корм от одних и тех же поставщиков, температура в помещениях одинаковая. Всех мышей отлучали от матери в один и тот же день и даже час! В руки исследователи брали животных в одно и то же время в перчатках одной и той же фирмы и так далее. Максимальное приближение к идентичности. Если бы все ученые были клонами друг друга, условия содержания можно было бы считать совершенно идентичными.

По мнению исследователей, в каждой из лабораторий все мыши должны были набрать одинаковое количество баллов по тому или иному параметру тестов. Так, все животные линии X во всех трех лабораториях должны были набрать шесть баллов в первом тесте на активность (подвижность), а линии Y – девять баллов. И такой результат означал бы, что гены играют решающую роль при одинаковых условиях среды. Остановитесь на секунду и подумайте, насколько это жутко. Если это так, мы можем «штамповать», к примеру, и алкоголиков, как на конвейере. Выводи особей с определенными генами, погружай в конкретную среду и все.

Что же случилось дальше?

Ученые внимательно подсчитали баллы. И… результаты тестов оказались совершенно хаотичными по многим параметрам! Причем расхождения в результатах достигали десятков раз. К примеру, измерялась активность животных под воздействием различных веществ. Для этого замеряли, сколько сантиметров прошла мышь за определенное время. (Мыши маленькие, поэтому их «шаги» измеряют сантиметрами, а не метрами, как наши.) Изменение активности под воздействием психоактивного вещества у мышей линии Y в одной лаборатории составило 667 см. А у мышей той же линии Y под действием того же вещества в другой лаборатории – уже 5000 см! Это как если бы однояйцевые близнецы упражнялись в прыжках по одной и той же методике, но на соревнованиях один прыгнул бы на два метра в длину, а второй на пятнадцать. Понимаете разницу?

Конечно, по некоторым параметрам были получены схожие результаты. Ученые знали, что делают, и выполняли свою работу хорошо. Справедливости ради надо отметить, что гены действительно оказывали сильное влияние на некоторые аспекты поведения, но далеко не на все. Да, мы уже увидели как мутации в группах генов NOTCH2 повлияли на всю дальнейшую эволюционную историю нашего мозга. Но речь не идет о столь глобальных эволюционных приобретениях. Мы говорим о том, как гены конкретного организма взаимодействуют со средой. Представляете, насколько это исследование оказалось неудобным для мировой генетики, привыкшей к тому времени своим молекулярным пальцем указывать всем остальным, где их место?

Одинаковая генетика даже при очень схожих условиях жизни, давала многообразие вариантов. Природа в очередной раз преподнесла сюрприз.

Что же дают нам эти выводы? Они вновь подводят нас к одной простой идее, в которой есть две правды: с чем-то мы рождены и не можем этого изменить, но на многое можно влиять. Именно на это «многое» нам и нужно делать упор.

Ведь никто же всерьез не задумывается о том, чтобы изменить группу крови? Вероятно, в будущем и это станет возможным. Пока давайте вернемся к тем системам в мозге, которые закладываются генами, а развиваются под воздействием среды и индивидуального опыта.

Мы с вами уже знаем, что в мозге есть ядра (скопления тел нервных клеток) и белое вещество (отростки, провода если хотите). За счет проводов белого вещества вычислительные ядра-серверы в мозге соединяются в сети. В томографе можно увидеть, как синхронно работают эти структуры мозга при выполнении человеком той или иной задачи. Таких крупных сетей обнаружили уже более десятка.

Но нас интересуют три важнейших из них. От работы этих сетей зависит все: внимание, мышление, способность к творчеству и так далее.

Не все поля Бродмана оказались «перепаханы»

Еще с конца XIX века в среде нейробиологов велись споры о том, насколько точечно распределены функции в мозге. Уже сейчас, после прочтения даже части этой книги, вы немало узнали о механизмах работы мозга, а тогда исследователям было известно еще не так много. Сторонников подхода, предполагающего, что каждой конкретной функции в мозге может быть отведен свой участок, назвали локализационистами. А тех, кто считал, что для обеспечения тех или иных функций мозг должен задействовать все ресурсы, назвали генерализационистами. В XX веке многие исследователи посвятили жизнь тому, чтобы отыскать разные области. Например, Карл Лешли многие годы искал область памяти в мозге у крыс, но так и не сумел ее обнаружить. В научных кругах даже ходили слухи, что у него из-за этого началась депрессия. В конце концов Лешли пришел к идее о несостоятельности представлений о мозговой локализации.

Рис. 38. Поля Бродмана, нанесенные на поверхность коры мозга

Лешли противопоставил этой концепции идею о том, что высшие отделы головного мозга весьма пластичны и некоторые из них даже могут брать на себя функции поврежденных или утраченных. Также Лешли предположил, что структуры мозга весьма многозадачны. В некотором роде Лешли заложил серьезный фундамент для развития уже более современных представлений о мозговой организации высшей нервной деятельности человека.

Но прежде чем мы перейдем к этим современным представлениям, важно вспомнить еще одного выдающегося исследователя первой половины XX века – Корбиниана Бродмана. Несомненно, Лешли был прав относительно того, что сложные психические функции, такие как память, не могут ограничиваться каким-то одним участком в мозге. И даже гиппокамп, о котором я уже сказал несколько слов, по своей сути не является вместилищем памяти. Это скорее структура-оператор, которая разбирает картотеку данных. В ней расположены своеобразные указатели. А сами данные уже распределены в коре больших полушарий. Причем какие-то из них – узкоспециализированные – действительно должны обрабатываться в конкретном месте.

Об этом догадывались давно. Исследователи собирали по крупицам данные о функциональной активности участков коры мозга. Но первым, кто к этому подошел систематически, был именно Бродман. Он предложил карту так называемых цитоархитектонических полей.

Это благодаря ему появились условные зоны, ответственные за ту или иную функцию. Когда Бродман делил кору на зоны, основывался он на клеточном строении тех или иных участков. Он использовал красители и внимательно рассматривал, как окрасятся нервные элементы. Нам с вами уже известно, что кора многослойная. И клетки в ней разные как по форме, так и по выполняемым функциям. К тому моменту вообще мало что знали о функциональной вид техники). Надо отдать должное, что, несмотря на отсутствие точных методов исследований, Бродману удалось достаточно четко провести границы некоторых областей.