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

Каждый, кто смотрел канал Discavery, видел кадры, на которых детеныш антилопы гну или зебры сразу после рождения ковыляет на подгибающихся ножках минуту или две, а потом весело скачет вокруг матери, уже полностью контролируя движения и владея всеми своими ощущениями и импульсами. Это происходит так быстро, что никакой организованный внешний опыт просто не успел бы воздействовать на его мозг, а значит, обязательно должны существовать генетические механизмы, способные структурировать мозг в период внутриутробного развития. Нейроученые знали об этом задолго до того, как пластичность вошла в моду. Уже первые исследования развития зрительной системы, проведенные Дэвидом Хьюбелом и Торсеном Визелем, показали, что почти готовая микросхема закладывается в мозгу обезьян к моменту рождения63. И даже их известные эксперименты, продемонстрировавшие, что зрительная система кошек может быть изменена внешними сигналами, если их воздействие приходится на критический период развития (например, при содержании в полной темноте, или внутри полосатого цилиндра, или с принудительно закрытым глазом), показывают только, что опыт необходим для поддержания зрительной системы в рабочем состоянии и для ее тонкой настройки в процессе роста животного. И они не доказывают, что опыт необходим для создания связей в мозге.

В самом общем виде мы понимаем, как мозг компонуется под руководством генов64. Даже до формирования коры нейроны, которые должны строить определенные области, уже организованы в «прототипную карту». Каждая область этой карты состоит из нейронов с различными свойствами, с молекулярными механизмами, которые привлекают различные входные волокна, и различными способами ответа на входной сигнал. Аксоны притягиваются и отталкиваются разными видами молекул, растворенных в окружающих жидкостях или прикрепленных к мембранам клеток. И в разных частях растущей коры экспрессируются различные наборы генов. Нейроученый Лоуренс Катц сетовал, что идея «возбуждаются-вместе-связываются-вместе» стала «догмой», мешающей нейроученым исследовать эти генетические механизмы в полном объеме65.

Но взгляды меняются, и последние открытия показывают, как части мозга могут самоорганизовываться без поступления информации от органов чувств. В экспериментах, которые журнал Science назвал «еретическими», команда Катца удаляла один или оба глаза у развивающихся хорьков, лишая зрительную кору каких-либо сигналов извне. Тем не менее зрительная кора строила связи с глазами по стандартной схеме66.

Опыты над генетически измененными мышами дали особенно важные подсказки, потому что удаление одного гена дает более точный результат, чем традиционные приемы химического воздействия на нейроны или операции на мозге. Одна группа исследователей вывела мышь, чьи синапсы были полностью выключены, и нейроны не могли обмениваться сигналами. Тем не менее ее мозг развивался довольно нормально, формируя слои, проводящие пути и синапсы там, где нужно67. (Мозг быстро дегенерировал после рождения, еще раз доказав, что активность нейронов может быть больше важна для поддержания работоспособности мозга, чем для его построения.) Другая команда создала мышь с неработающим таламусом, лишая кору его сигналов полностью. Однако кора развилась нормально, со всеми слоями и областями, каждый — со своим набором работающих генов68. Третье исследование, наоборот, экспериментировало с мышами, лишенными гена, который строит молекулярные цепи, помогающие организовать мозг, включая другие гены в определенных местах. Исчезновение гена повлияло значительно: границы между областями коры были серьезно деформированы69. Эти исследования, таким образом, показывают, что гены могут быть важнее для организации коры больших полушарий, чем нейроны и их активность. Без сомнения, активность нейронов играет роль (в зависимости от биологического вида, стадии развития и части мозга), но это только одна из возможностей мозга, а не источник его структуры.