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

Предпринимаются первые шаги по созданию наборов картографических инструментов, которые позволяют исследователям идентифицировать нейроны и манипулировать ими в мозге позвоночных, как у мыши, так и у рыбки данио-рерио [86]. Подобные методы еще не привели к созданию полноценного коннектома мозга, но прокладывают путь в будущее, когда функциональные карты мозга будут включать способы манипулирования отдельными клетками, а также отслеживания образующихся связей.

«Мозг есть не только у людей, мышей, мух и червей».

Тем не менее есть много причин полагать, что выводы, предоставляемые одним коннектомом, могут быть ограничены. Чтобы в полной мере получить пользу от таких исследований, нам нужно более одного коннектома. Исследования дрозофилы показывают, что случайные эффекты развития вызывают крошечные различия в зрительной системе каждой мухи. Эти различия обусловливают то, как отдельные особи будут реагировать на объекты. Значимы не только межиндивидуальные различия; эволюционный и сравнительный подход будет необходим для того, чтобы показать, что в любой карте является общим, а что частным.

В 2016 году французский нейробиолог Жиль Лоран выступил за введение в коннектомику сравнительного, межвидового подхода, чтобы изучить общие механизмы и алгоритмы у самых разных животных [87]. Верная своему слову, группа Лорана, ранее занимавшаяся насекомыми, опубликовала сравнительное исследование транскриптов на клеточном уровне коры головного мозга черепах, ящериц, мышей и людей [88]. Тем временем другие исследователи использовали высокоуровневые коннектомы для сравнения мозга людей и макак, как это рекомендовали Крик и Джонс четверть века назад.

Обосновывая призыв к более широкому подходу в понимании мозга, Лоран процитировал точку зрения русского физика XX века Якова Френкеля[253]:

«Хорошая теория сложных систем должна представлять лишь хорошую “карикатуру” на эти системы, утрирующую те свойства их, которые являются наиболее типическими, и умышленно игнорирующую все остальные – несущественные – свойства…»[254]

Единственная загвоздка с прекрасным советом заключается в том, что до тех пор, пока человек не поймет изучаемые явления, он не знает, какие детали несущественны. Следовательно, необходимо исследовать широкий спектр моделей, а не сосредотачивать свою жизнь (или свое теоретическое понимание) только на одной конкретной модели [90].

Мозг есть не только у людей, мышей, мух и червей.

* * *

Исследователи, работающие над различными проектами коннектомов, хорошо осведомлены об этих проблемах. В 2013 году Джошуа Морган и Джефф Лихтман исследовали «десять главных аргументов против коннектомики», многие из которых были изложены выше [91]. В большинстве случаев их ответ на каждый из этих контраргументов был принципиально одинаковым и вполне обоснованным. Они утверждали, что даже если теория функции мозга не будет просто исходить из карты нейронных связей, детальная нейроанатомия, сопровождаемая и обеспечивающая основу для сложных электрофизиологических измерений, очевидно, улучшит наше понимание функции мозга. Согласно их словам, созвучным идеям Крика и Джонса, высказанным двумя десятилетиями ранее, «нейробиологи не могут претендовать на понимание мозга, пока карты не выйдут на уровень масштабных нейронных сетей».

Самым удивительным в статье Моргана и Лихтмана было возражение против коннектомов, выдвинутое ими на первое место. Ученые привели цитату из радиоинтервью с Фрэнсисом Коллинзом, главой Национальных институтов здравоохранения (NIH). Коллинз жаловался на статическую природу представлений коннектома: «Это похоже на то, как если бы вы взяли ноутбук, сняли крышку и уставились на детали внутри, вы могли бы сказать: да, вот это связано с тем, но так или иначе вы не знаете, как все это работает» [92].

Ни Коллинз, ни Морган, ни Лихтман не признавали этого, но это можно было рассматривать модифицированным вариантом «мельницы Лейбница», обновленным для эпохи компьютеров. Проблема с таким контраргументом, как и с оригинальной версией мысленного эксперимента Лейбница, заключается в том, что, хотя простое наблюдение компонентов и их взаиотношений не объясняет работы системы, описание характера связей между составляющими и их взаимовлияния действительно обеспечивает фундамент для объяснения того, как функционирует вся система. Другое дело, объяснит ли это природу сознания, изначальную цель аргументации Лейбница.