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

Например, в 2009 году Томас Инсел, глава Национального института психического здоровья (NIMH), заявил, что американский проект «Коннектом человека» будет «отображать полную карту связей живого человеческого мозга» [38]. На самом деле проект не изучает нейроанатомию, а вместо этого использует сканирование мозга (относительно неточный метод), чтобы посмотреть на нервы (так называемые пучки большого количества нейронов), которые соединяют области мозга. Данный коннектом состоит из макросоединений. Первые результаты проекта показали, что в мозге испытуемых с более «позитивными» переменными, такими как образование, выносливость и хорошая память, наблюдалась «более сильная коннективность», чем в мозг людей с «негативными» переменными, такими как агрессивность, курение или злоупотребление алкоголем [39]. Являются ли эти факторы – если они существуют – причинами или следствиями предполагаемых поведенческих различий, невозможно определить из полученных данных. Утверждения о том, что исследование выявило различия в мозге мужчин и женщин, горячо оспаривались [40].

Проект «Коннетом человека» использует сканирование мозга для просмотра нервов.

С точки зрения реального объяснения того, как работает мозг, эти широкие измерения почти ничего не дают для понимания – разрешение технологии визуализации, используемой в проекте «Коннектом человека», составляет порядка миллионов нейронов. Как выразились два исследователя коннектомики, «ни одна из ее многочисленных целей не связана с описанием системы синаптических связей мозга» [41].

Нам еще очень и очень далеко до полного коннектома мозга млекопитающих, основанного на микро– и наносвязях. Были описаны коннектомы сетчатки мыши, а также коннектомы клеточного уровня из крошечных частей мозга мыши, но они подкрепляют ошибочное впечатление, что наш мозг состоит из анатомически различных модулей. На самом деле существуют нейроны, которые связывают целые области, а иногда и весь мозг.

Недавнее исследование изображений пяти нейронов, опоясывающих мозг мыши, показало, что их общая длина достигает более 30 см [42]. Анализ функции даже такого небольшого числа нейронов, которые не просто выступают в роли ретрансляторов, а взаимодействуют со многими областями мозга, будет технически и интеллектуально сложным. Например, исследователи продемонстрировали на примере коннектома из 1000 нейронов мыши, как дальняя нейронная связь осуществляется так называемыми проекционными (релейными) нейронами[243] – у мыши они образуют сеть длиной более семидесяти пяти метров (таких клеток в вашем мозге миллионы) [43].

Существуют нейроны, которые связывают весь мозг.

Нет никаких планов по созданию полного коннектома на уровне синапса кого-либо из млекопитающих. Технические проблемы слишком велики. Даже в активно изучаемом мозге мыши у нас есть показатели количества клеток (даже не их взаимосвязей) для всего лишь 4 % от предполагаемых 737 областей мозга. И цифры для этих областей могут сильно варьироваться от исследования к исследованию – вплоть до тридцати раз. Недавние попытки использовать алгоритмы для подсчета количества клеток в каждой области мозга мыши дают некоторое представление, но ничто не заменит подробного знания на клеточном уровне о том, как организован мозг даже обычной мыши [44]. И пока мы не можем похвастаться, что эта цель не за горами. Что же касается человеческого мозга с его 90 миллиардами нейронов, 100 триллионами синапсов и миллиардами глий (все эти цифры – догадки), то идея отображения его на уровене синапсов станет реальностью только в далеком будущем.

Тем не менее перспектива получить коннектомы того или иного типа некоторых видов весьма заманчива. В 2013 году ведущий американский нейробиолог Кори Баргманн, изучающая червей-нематод, написала эссе, в котором сделала вывод:

«Определение коннектома похоже на секвенирование[244] генома: когда геном доступен, невозможно уже представить жизнь без него. Однако как для генома, так и для коннектома структура не решает вопрос о функции. Структура дает лучший обзор, представление о границах проблемы, набор правдоподобных гипотез и фундамент для проверки этих гипотез с большей точностью и мощью» [45].

* * *