Мозг: биография. Извилистый путь к пониманию того, как работает наш разум, где хранится память и формируются мысли

Бросая вызов сложнейшему вопросу, каково это – обладать сознанием, Барлоу настаивал на том, что «нет ничего другого, что наблюдает или контролирует мыслительную деятельность». Чтобы понять, как нервные системы управляют поведением, нет необходимости воображать какого-то гомункулуса, обитающего у нас в голове и наблюдающего за реакцией нейронных цепей. Как выразился Барлоу в своей четвертой догме, «активные нейроны высокого уровня прямым и непосредственным образом порождают элементы нашего восприятия» [29]. Активность нейронных сетей определяет поведение и восприятие, в том числе и у человека. Это все, что есть в головах, и неважно, кто ты – муха дрозофила или человек. В 2009 году Барлоу задался вопросом, не прозвучало ли данное утверждение слишком резко – не потому, что сомневался в его верности, а потому, что, несмотря на все промежуточные исследования, до сих пор не обнаружилось никаких доказательств. «Теперь мне трудно даже представить себе что-либо научное, что объяснило бы личные и субъективные аспекты восприятия», – сказал он [30]. Как бы трудно ни было представить природу сознания, факты остаются фактами.

Нет никаких доказательств чего-либо нематериального в наших головах или в голове любого другого животного.

В целом догмы Барлоу за прошедшие годы хорошо себя зарекомендовали. В частности, его идея «кардинальских клеток» была переработана в терминах так называемого «разреженного кодирования». Согласно этой концепции, чем выше уровень репрезентации, тем меньше клеток задействуется и тем разреженнее их активность, но тем более значима она как с точки зрения общей активности системы, так и представления стимула.

Догмы Барлоу отражали новый редукционистский подход к работе мозга, при котором ученые пытались понять внешне простые нервные системы, чтобы пролить свет на функционирование более сложных форм. Одно из самых ранних подтверждений целесообразности такого подхода было найдено самим ученым в исследовании 1953 года. Барлоу обнаружил нейроны-распознаватели мух в сетчатке лягушки, а также их способность запускать хватающее поведение у животного. Сложные и эволюционно значимые модели поведения порой создаются простейшими нейронными сетями, которые могут фактически не вовлекать мозг в значительной степени. Чтобы исследовать эту проблему, был испробован ряд различных подходов, все с использованием одной и той же редукционистской логики. Примерно в то же время, когда Эрик Кандел занимался изучением энграммы аплизии, в начале 1960-х годов некоторые мастодонты золотого века молекулярной биологии обратились к изучению структуры и функций нервной системы.

Наиболее значительный научный сдвиг осуществился благодаря хорошим друзьям Сиднею Бреннеру и Сеймуру Бензеру, вместе создавшим то, что сейчас является основными областями нейробиологии. Бреннер сосредоточился на крошечной нематоде (круглом черве Caenorhabditis elegans) и поставил амбициозную цель изучить организацию и развитие всех ее 900 с лишним клеток, включая 302 нейрона [31]. Хотя червь, строго говоря, не обладает никакой анатомической структурой, похожей на мозг, он способен перемещаться по химическим градиентам, распознавать феромоны и учиться. Работа группы Бреннера, имевшей в своем исследовательском арсенале лишь электронные микроскопы и примитивные компьютеры, а затем и мирового сообщества по изучению червей в итоге привела к пониманию того, как развиваются животные. Данная область исследований – и Бреннер, конечно, – были вознаграждены Нобелевской премией в 2000 году [32].

Сеймур Бензер решил выявить генетические факторы в поведении, создав поведенческих мутантов плодовой мушки Drosophila melanogaster. Хотя дрозофила была использована для создания основы генетики еще в начале XX века, интерес к этому крошечному насекомому ослабел в послевоенные годы после расцвета молекулярной генетики, сосредоточившейся на бактериях и вирусах. Подход Бензера сыграл ключевую роль в возрождении научного интереса к изучению мух. В течение десятилетия после запуска его исследовательской программы он с группой молодых ученых выявил гены, участвующие в регуляции циркадных ритмов[238] (эта работа в итоге привела к Нобелевской премии в 2017 году) и обучении.

Благодаря ученому Бензеру возродился научный интерес к изучению мух в XX веке.