Эти гениальные птицы

В терминах нейронауки мозг представляет собой «распределенную, массово-параллельную систему контроля и управления». Грубо говоря, это означает, что мозг состоит из колоссального количества крошечных «процессоров» (нейронов), каждый из которых обрабатывает свой фрагмент информации — действует параллельно с другими, но независимо от них. Чтобы решить конкретную задачу (например, навигационную) или отреагировать на непредсказуемые обстоятельства (например, ураган), мозг должен быть способен объединить все эти распределенные ресурсы — совокупность всего того, что знает индивид.

Это называется когнитивной интеграцией. На это способен мозг пчелы, состоящий всего из одного миллиона нейронов. И мозг человека с его ста миллиардами нейронов. «Люди превосходно справляются с когнитивной интеграцией, — говорит Мюррей Шанахан, специалист по вычислительной нейробиологии в Имперском колледже Лондона. — Хотя, надо признать, сбои случаются довольно часто. Например, недавно я снял из-под раковины засорившийся сифон и вылил его содержимое в ту же раковину. В результате вся грязная вода оказалась на полу». (Или вот похожий случай из нашей семейной истории: однажды перед началом нашей традиционной ежегодной рождественской вечеринки моя мать решила процедить глинтвейн. Она поставила в раковину дуршлаг и вылила в него целый котелок напитка, рассчитанный на 50 персон, после чего долго и недоуменно смотрела на оставшуюся в дуршлаге горку сырой гвоздики, перца и лавровых листьев, которые ей предстояло предложить гостям.)

Четкая навигация — это триумф когнитивной интеграции, говорит Шанахан. Для этого требуется определенная структура связности в мозге. Информация о наземных ориентирах, расстояниях, пространственных отношениях, прошлом опыте, звуках и запахах должна поступать в главные области мозга и разветвляться между ними. «Благодаря этому реакция птиц на текущую ситуацию носит интегрированный характер», — объясняет Шанахан.

Желая выяснить, как может быть устроена эта система связности в типичном птичьем мозге, Шанахан собрал команду нейроанатомов, чтобы детально проанализировать мозг голубей. (Благодаря своему выдающемуся навигационному таланту голуби — самый подходящий вид для такого анализа когниции.) Опираясь на результаты более чем 40 лет исследований, изучавших нервные пути между разными отделами мозга у голубей, ученые составили первую полную карту, или «коммутационную схему», голубиного мозга, показывающую, как соединены между собой различные области мозга в процессе обработки информации.

Хотите сюрприз?

Полученная карта оказалась очень похожей на карту нервных связей в мозге млекопитающих и даже людей. Хотя архитектура мозга у птиц радикально отличается от нашей, с точки зрения связности их мозг во многом организован так же, как наш. Шанахан видит в этом сходстве то, что он называет общим признаком высокоуровневой когниции. Человеческий мозг нередко представляют в виде так называемой микросети, вполне подобной Facebook. Различные отделы — или регионы — мозга связаны между собой относительно небольшим числом нейронов, известных как узлы-концентраторы. Эти узлы соединены со множеством других нейронов, обеспечивающих кратчайшее соединение между любыми двумя узлами сети, иногда на больших расстояниях. (Их можно сравнить с пользователями Facebook, у которых несколько тысяч друзей.) Эти узлы-концентраторы соединяют важные части мозга, участвующие в когниции, такие как долговременная память, пространственная ориентация, решение проблем, а вместе они образуют мозговое «соединительное ядро».

Команда Шанахана установила, что узлы-концентраторы в гиппокампе голубей — отделе мозга, играющем ключевую роль в навигации, — тесно связаны с другими отделами птичьего мозга.

Механизм таков: если мигрирующий чибис или тростниковая камышовка на полпути сбиваются с курса из-за каких-то природных катаклизмов, вся сенсорная информация, поступающая из всех доступных источников, — запахи земли и моря, магнитные сигнатуры и аномалии, косые солнечные лучи и звездный узор ночного неба — собирается в соединительном ядре и интегрируется, помогая птице проложить правильный курс в родные земли.

Таким образом, в мозге птицы сети микромира могут создавать карту очень большого мира — чтобы весной колибри могли найти путь к кормушке в саду Дэвида Уайта. Чтобы полярные крачки могли совершать кругосветные путешествия от одного полюса к другому. И чтобы одним апрельским утром, спустя пять лет скитаний, Белохвостик наконец-то сумел найти дорогу домой.

Глава восьмая. Воробьиные города

Гении адаптации

«Выживает не самый сильный и не самый умный, а тот, кто умеет приспосабливаться к изменениям». Эти слова часто приписывают Чарльзу Дарвину (и, к вящему смущению Калифорнийской академии наук, они выбиты на ее каменном полу под его авторством), тогда как в действительности они принадлежат Леону Меггинсону, ныне покойному профессору маркетинга Луизианского университета.