Метазоа. Зарождение разума в животном мире - Питер Годфри-Смит

между открытиями Арванитаки и Бергера обнаружилась связь. Иногда ритмический рисунок полей, генерируемый крупными областями мозга, способен влиять на активность отдельных клеток{180}. В частности, эти поля регулируют время активности нейронов, в том числе моменты «спайков», – похоже, это один из способов, какими мозг синхронизирует активность составляющих его клеток. В экспериментах в чашках Петри такие сигналы преодолевали промежуток между двумя разделенными хирургически, но размещенными вплотную слоями мозга. Как утверждают Кристоф Кох и Костас Анастасиу, это ранее неизвестный механизм обратной связи, когда «электрические поля регулируют активность тех же нейронов, что изначально их и создали»{181}. Выше я писал, что течение ионов через границу клетки напоминает электрическое дыхание, потом уточнил, что некоторые клетки дышат в одном ритме, а теперь мы узнали, что каждая отдельная клетка способна электрически ощущать общее слаженное дыхание.

С точки зрения физики здесь нет никакой загадки. Мы можем понять, что происходит, прибегнув к аналогии, предложенной колумбийским нейробиологом Рудольфо Льинасом, одним из ведущих исследователей ритмических паттернов мозга. В книге, изданной пару десятилетий назад, Льинас знакомит читателя с темой ритмов в природе на примере хора цикад{182}. Когда огромные стаи цикад поют вместе, ритмический, пульсирующий рисунок мелодии может возникать спонтанно. Аналогия отличная, но Льинас здесь не проводит явного различия между цикадами и нейронами. Нейроны способны «слышать» только соседние нейроны, с которыми они непосредственно контактируют, а цикадам слышен весь хор сразу. Льинас сам пишет, что связь клеток, расположенных по соседству, – то самое средство, с помощью которого устанавливаются ритмы мозга. Новые исследования эффектов полей, проведенные уже после выхода книги Льинаса, принесли неожиданное открытие: иногда нейроны могут услышать совокупную активность – благодаря общему электрическому полю. Оказывается, активность мозга напоминает хор цикад даже сильнее, чем предполагал Льинас.

Работая над этой главой, я как-то вечером отправился на прогулку по летнему лесу. В какие-то годы в Австралии цикад больше, в какие-то меньше. В тот год их было много. Цикада издает звук, похожий на «брик-брик». Легкий ритм заметен уже и в этих двух нотах, но хор цикад периодически выдает крещендо, которое нарастает около пятнадцати секунд, затем чуть быстрее убывает, и примерно через двенадцать секунд все цикады замолкают. После паузы стрекотание возобновляется. Этот ритмический рисунок, занимающий чуть больше тридцати секунд, довольно устойчив.

Я немного почитал о том, почему поют цикады и подобные им насекомые{183}. Есть разные объяснения и, возможно, даже разные причины: иногда сотрудничество, иногда соперничество. В качестве иллюстрации представлю вам гипотетический сценарий. Предположим, каждая цикада пытается выделиться – петь громче и заметнее других, чтобы привлечь партнершу. Тогда, если какая-то цикада чуть увеличивает громкость, остальные пытаются ее перепеть, и все вместе повышают звук до максимума. Затем нарастает усталость, запевала стихает, а за ним и все остальные. В наступившей тишине кто-то один заводит песню заново, и весь цикл повторяется. Предположим, дело обстоит именно так. Тогда каждая цикада подстраивается не только под ближайших к ней, но и под громкость хора в целом. Каждая цикада и участвует в общем хоре, и реагирует на него. Мелодический рисунок возникает не потому, что хором руководит дирижер, а как результат устойчивого ритма.

Как я уже говорил, недавние эксперименты предполагают, что поля, генерируемые мозгом, влияют на его работу. Отдельные нейроны «прислушиваются» или как минимум испытывают на себе действие полей, созданных суммарной активностью нервных клеток. Строго говоря, все это может быть какой-то незначительной деталью, случайной находкой, которая практически не влияет на работу мозга. Конечно, тот факт, что я настойчиво муссирую эту тему, выдает мое сомнение в таком положении дел, но я вполне могу ошибаться. Давайте посмотрим, как представленные здесь теории влияют на вопросы, которым посвящена эта книга.

Первый ряд вопросов касается ритмов и синхронизации, второй – самих полей. Современный научный консенсус не отрицает важности синхронизации и ритмической активности, но с полями не все так однозначно. Как я заметил выше, похожие ритмы наблюдаются у многих животных, включая рыб, мух, осьминогов и даже плоских червей. Интересно, были ли похожие ритмы в нервной системе нашего общего предка, жившего в эдиакарии? Или они возникли позже, в разных эволюционных линиях, независимо друг от друга? Их развитие могло идти одинаковыми путями в силу фундаментальных свойств самих нейронов. Как бы там ни было, нейрон, появившись в процессе эволюции, с самого начала был не только возбудимой клеткой, способной вступать в контакт с себе подобными, но и осциллирующим устройством, ритмам которого нашло применение огромное множество животных.

Углубившись в историю, мы не можем обойти вниманием одно очень старое – и неожиданное – научное открытие. Кристиан Гюйгенс, живший в XVII веке, был ученый-универсал – в духе своего времени. Он изобрел маятниковые часы{184}. В 1665 году он заметил, что пара поставленных рядом часов сама собой синхронизирует колебания маятника и бьет в одно время, как если бы между ними существовала некая физическая связь и циклы их были бы одинаковой длины. В том же году в письме в адрес Лондонского королевского общества Гюйгенс писал, что ритмические явления «странным образом гармонизируются». Как заметил нейроученый Вольф Зингер, это предполагает, что, если в мозге присутствуют генераторы колебаний, они, скорее всего, могут с легкостью синхронизироваться естественным образом. Синхронизируясь, ритмы начинают играть определенную роль, работая, возможно, в качестве разнообразных кодов. К тому же некоторые синаптические связи в мозге выглядят так, будто они специально были созданы эволюцией в качестве синхронизаторов или водителей ритма, закрепляющих эти тенденции. В свете недавних работ по эфаптическому связыванию можно добавить: когда клетки нужным образом расположены и их активность синхронизирована, может случаться так, что создаваемые ими электрические поля начинают выполнять какую-то новую функцию. Поля могут дополнительно консолидировать мозг, позволяя ему функционировать как единое целое.

Вернемся ненадолго к Гансу Бергеру, с которого все началось: он неизбежно разочаровался бы в своих поисках телепатии на этом пути, хотя бы потому, что электрическому полю нужен проводник, а воздух – проводник плохой. А вот вода, кстати, прекрасно проводит электричество. Если так рассуждать, почему бы рыбам и не овладеть электрической телепатией? Препятствием может стать разве что сила сигнала. Если бы сигнал был достаточной силы, чтобы преодолеть разделяющее рыб расстояние, волны в поле, генерируемом одной из них, вполне могли бы воздействовать на нейроны другой, но сигнал очень быстро ослабевает с расстоянием и, скорее всего, затеряется в активности мозга «принимающей» рыбы. Некоторые рыбы действительно контактируют друг с другом посредством сильных, активно генерируемых электрических полей, но в целом они и без этого прекрасно обходятся своим осязанием на расстоянии.

Какое значение все это имеет для проблем чувствительности и опыта? Что это – просто способ функционирования мозга? Или же все описанное как-то влияет на важные вопросы, касающиеся разума и тела?

Поля – та самая деталь, которая заставляет нас взглянуть на проблему под другим углом. Кажется, что они обеспечивают нас совершенно новым кандидатом на роль физической основы разума. Похоже, сложность ответа на вопрос, как может существовать в мозге сознательный опыт, отчасти порождена тем фактом, что поначалу мы принимали во внимание только часть того, что в мозге происходит. Я думаю, в последнем размышлении содержится большая доля истины, но некоторым из соблазнительных возможностей, которое оно нам открывает, мы должны противостоять.

Действительно, кажется, что именно поле есть такая вещь, которая поможет нам разрешить загадку самосознания – невидимой теплой сияющей зоны с центром в мозге, простирающейся вовне, этого размытого сгустка энергии под черепом. Среди всего, что мы отыскали у себя в голове, именно он, как представляется, больше всего похож на вместилище опыта. Однако тот факт, что поле – особый вид материи, сам по себе проблемы не решает. Требуется, чтобы оно