Чистый лист: Природа человека. Кто и почему отказывается признавать ее сегодня

Сборка мозга целиком по жестко заданной генетической схеме совершенно исключена по двум причинам. Первая — ген не может спрогнозировать все детали среды, в том числе среды, образованной остальными генами генома. Он должен создать адаптивную программу развития, гарантирующую, что организм как целое будет функционировать правильно с учетом любых условий питания, других генов, темпов роста в течение жизни, случайных отклонений, физического и социального окружения. А это требует обратной связи со всеми частями организма в процессе его развития.

Рассмотрим это на примере тела. Гены, строящие бедренную кость, не могут определить точную форму ее головки, потому что головка должна подходить к углублению в кости таза, форма которого задается другими генами, питанием, возрастом и случаем. Так что головка бедра и углубление для него меняют свою форму, подстраиваясь друг под друга, пока ребенок пинается в матке. Мы знаем это наверняка, потому что парализованные в процессе развития экспериментальные животные рождаются с сильно деформированными суставами. Точно так же гены, управляющие развитием линзы глаза, не знают, как глубоко должна располагаться сетчатка, а гены сетчатки ничего не знают о линзе. Поэтому мозг младенца обладает механизмом обратной связи, использующим сигналы о том, насколько четкое изображение формируется на сетчатке, для того чтобы ускорить или замедлить рост глазного яблока. Это хорошие примеры «пластичности», но сравнение с пластилином все равно ошибочно. Эти механизмы не предназначены для того, чтобы различные влияния среды формировали разные органы. Наоборот, они должны гарантировать, что способный выполнять свои обязанности орган со стабильными параметрами сформируется правильно несмотря на влияние среды.

Как и тело, мозг тоже должен использовать петли обратной связи, чтобы сформироваться в работающую систему. Это особенно верно для сенсорных зон, которые должны синхронизироваться с растущими органами чувств. Одна эта причина уже должна навести нас на мысль, что активность мозга важна для его собственного развития, даже если его конечное состояние, как в случае головки бедренной кости и глаза, задано генетически. Как это происходит до сих пор по большей части загадка, но мы знаем, что нейронная стимуляция по определенной схеме может запустить экспрессию гена и что один ген может включить еще несколько47. Так как каждая клетка мозга содержит полную генетическую программу, у нейронов есть механизмы, способные запустить развитие генетически запрограммированных нейронных связей в любой из нескольких зон. Если так, активность мозга не формирует мозг; она только сообщает геному, куда должна вести та или иная нейронная цепь.

Так что даже крайние приверженцы идеи «врожденности» не обязаны верить, что мозг сам себя дифференцирует с помощью эквивалента GPS координат внутри черепа, следуя правилам вроде: «Если вы находитесь между левым виском и левым ухом, станете языковой цепочкой» (или цепью страха, или цепью для распознавания лиц). Программа развития может быть запущена в части развивающегося мозга комбинацией внешней стимуляции, паттернов импульсов, химических и других сигналов. Окончательным результатом могут быть способности, которые у разных людей располагается в разных частях мозга. В конце концов, мозг — орган для вычислений, а вычисления могут происходить в разных местах, если только программа обработки информации одна и та же. В компьютере файл или программа могут храниться в разных местах в памяти или быть разбиты по различным секторам на диске и в любом случае работать без сбоев. И нет ничего удивительного в том, что растущий мозг, по крайней мере, настолько же подвижен в распределении нервных ресурсов в ответ на требования мыслительных операций.

Другая причина того, что мозг не может полагаться на исчерпывающий генетический план, состоит в том, что ресурсы генома ограниченны. Гены постоянно мутируют на протяжении эволюции, и естественный отбор избавляется от неудачных, но довольно медленно. Большинство эволюционных биологов считают, что естественный отбор может поддерживать лишь такой геном, который не очень велик. Это значит, что генетические планы сложного мозга должны быть спрессованы в минимальный объем, достаточный для его развития и правильной работы. И хотя больше половины генома работает в основном или исключительно в мозге, имеющегося количества генов отнюдь не достаточно, чтобы определить схему связей внутри него.

Программам развития мозга требуется большая изобретательность. Возьмем, например, задачу правильного присоединения каждого аксона (выходного волокна нейрона), связывающего глаза с мозгом. Соседние точки глаза должны быть связаны с соседними точками в мозге (это называется топографическое картирование), и соответствующие области обоих глаз должны располагаться в мозге рядом, но не путаться одна с другой.