Эти гениальные птицы - читать онлайн книгу. Автор: Дженнифер Акерман cтр.№ 16

Независимо от размера в гиппокампе этих запасливых птиц происходит нечто удивительное: в нем регулярно рождаются новые нейроны, которые добавляются к старым или заменяют их. Причина такого нейрогенеза остается загадкой. Возможно, это обеспечивает мозг новыми нейронами, когда ему требуется выучить или запомнить что-то новое, или же позволяет новой запоминаемой информации не смешиваться со старой. Как отмечает Правосудов: «Гаички делают новые кладовые, находят старые запасы и перепрятывают их каждый день, особенно зимой, и, чтобы держать в уме всю эту информацию, им нужна прекрасная память». Вторая гипотеза о «предотвращении интерференций» предполагает, что птицам требуется разделять отдельные события, поэтому каждая единица информации хранится в отдельном наборе нейронов. Команда Правосудова установила, что у гаичек из популяций, живущих в более суровых климатических условиях (и потому вынужденных запасать больше еды), более высокие темпы нейрогенеза.

В любом случае такое обновление нейронов навсегда изменило наши представления о мозге позвоночных, в том числе и нашем собственном. Оказывается, мы не рождаемся с готовым набором мозговых клеток, который не обновляется на протяжении жизни, как некогда считали ученые. В человеческом гиппокампе также происходит постоянное рождение новых нейронов и отмирание старых. Именно эта способность к обновлению нейронов и связей между ними «дает нашему мозгу возможность меняться и учиться со скоростью от нескольких миллисекунд и минут до нескольких недель», говорит Правосудов. У прячущих еду птиц, таких как гаички, подобная пластичность позволяет удовлетворять потребности в значительной памяти в пределах относительно ограниченного объема мозга.

ГЕНИАЛЬНЫЙ ПО СВОЕЙ ПРОСТОТЕ способ измерения когнитивной мощности мозга — подсчет нейронов — опроверг общепринятое представление о том, что большой мозг у позвоночных — млекопитающих и птиц — всегда лучше и умнее. В 2014 г. бразильский нейробиолог Сюзана Херкулано-Хузель и ее коллеги подсчитали число нейронов и других клеток в мозге 11 видов попугаев и 14 видов певчих птиц. Несмотря на свои скромные размеры, говорит Херкулано-Хузель, «головной мозг птиц содержит на удивление большое число нейронов, с очень высокой плотностью сродни той, что мы находим у приматов. А у врановых и попугаев эти цифры даже выше».

Многое зависит от того, где эти нейроны расположены. Команда Херкулано-Хузель установила, что в мозге слонов в три раза больше нейронов, чем в человеческом (в среднем 257 млрд против наших усредненных 86 млрд). Но 98 % из них находятся в мозжечке, где они задействованы в управлении таким сложным органом, как хобот, который достигает веса более 90 кг и обладает уникальными сенсорными и двигательными способностями. В то же время кора слоновьего мозга, по размеру вдвое больше нашей, содержит всего треть от числа нейронов в нашей коре. По словам Херкулано-Хузель, когнитивные способности определяются не общим количеством нейронов в мозге, а их количеством в коре — или ее эквиваленте у птиц. Например, у попугая ара почти 80 % нейронов находятся в коркоподобной части мозга и всего 20 % в мозжечке. У млекопитающих это соотношение наблюдается с точностью до наоборот.

Иными словами, ученые считают, что сосредоточение большого количества нейронов в коркоподобной структуре мозга у попугаев и певчих птиц, особенно врановых, предполагает «большой вычислительный потенциал», который, в свою очередь, может объяснить поведенческую и когнитивную сложность, присущую этим семействам птиц.

РАЗМЕР БЫЛ не единственной причиной уничижительного отношения к птичьему мозгу; другой была его анатомия. Крохотный мозг птицы считался примитивным по своему строению, чуть сложнее, чем у рептилий. «На птиц смотрели как на роботов — симпатичных, но способных лишь на стереотипные действия», — говорит Харви Картен, нейробиолог из Калифорнийского университета в Сан-Диего, посвятивший изучению птичьего мозга почти полвека.

Такая точка зрения сформировалась в конце XIX столетия, главным образом под влиянием Людвига Эдингера, немецкого биолога и основоположника сравнительной анатомии нервной системы. Эдингер считал, что эволюция носит линейный и прогрессивный характер. Как и Аристотель, он ранжировал всех живых существ на «естественной лестнице» (scala naturae) от низших и менее развитых, таких как рыбы и рептилии, до высших и более развитых — разумеется, с человеком на вершине. Каждый вид на более высокой ступени более развит и совершенен по сравнению с видом на предыдущей ступени. Эдингер считал, что так же ступенчато эволюционировал и мозг, идя по пути добавления новых структур поверх старых. Новые, более «умные» части мозга высших животных накладывались поверх старых, менее «умных» структур мозга низших животных наподобие геологических пластов, и такое постепенное увеличение размера и сложности привело от примитивного мозга рыб и рептилий к вершине эволюции — человеческому мозгу.

Считалось, что древний мозг содержит организованные в кластеры нейроны, которые отвечают за инстинктивное поведение, такое как питание, секс, выращивание потомства и двигательная координация. Высший же мозг состоит из шести слоев клеток, обволакивающих древний мозг, и служит вместилищем высшего сознания. У людей эта новая мозговая оболочка стала настолько огромной, что ее пришлось сложить в складки, чтобы уместить внутри черепа.

Таким образом, Эдингер считал, что у птиц, говоря современным языком, попросту нет «аппаратного обеспечения», необходимого для генерации сложного поведения. Вместо слоистой и складчатой коры «верхнего» мозга у них только гладкие «нижние» структуры, почти полностью состоящие из древних рептилоидных скоплений нейронов. Следовательно, они живут только инстинктами, демонстрируя жестко запрограммированное, врожденное поведение, и физически неспособны на проявление интеллекта более высокого уровня.

Названия, данные Эдингером структурам мозга, отражают его ошибочные представления. Для обозначения структур птичьего мозга он использовал префиксы палео- («древний») и архи- («архаичный»), а мозга млекопитающих — префикс нео- («новый»). «Старый» птичий мозг был назван палеоэнцефалоном (сейчас эту структуру называют базальными ядрами), а «новый» мозг млекопитающих — неоэнцефалоном (сейчас это новая кора). Эта терминология подразумевала, что птичий мозг более примитивен, чем мозг млекопитающих, и сильно подорвала наши представления об умственных способностях птиц. Слова играют важную роль. Мы даем названия видам, и это влияет на наши представления о них. Названия вроде paleostriatum primitivum в отношении районов птичьего мозга укрепили представления о зачаточном его состоянии и заглушили интерес к исследованию умственных способностей птиц.

Таким образом, силлогизм был следующим:

• Интеллект берет начало в новой коре (неокортексе).

• У птиц нет новой коры.

• Значит, у птиц фактически нет интеллекта.

ВЗГЛЯДЫ ЭДИНГЕРА продержались больше века, вплоть до 1990-х. Однако уже в конце 1960-х гг. ученые, такие как Харви Картен, всерьез заинтересовались мозгом птиц и млекопитающих. Картен и его коллеги внимательно изучили и сравнили мозговые клетки, соединения между ними, молекулы и гены у различных видов животных. Они также исследовали процесс эмбрионального развития, чтобы определить, в какой последовательности развиваются мозговые структуры, и изучили нейронные связи и сети, чтобы понять, как связаны между собой различные части мозга.