Мозг. Такой ли он особенный?

Но та женщина из таможенной службы аэропорта сказала правду. Меня остановили на таможне после просвечивания чемоданов, но только из-за того, что таможенники решили, будто я везу строго запрещенный к провозу свежий сыр, как одна португальская пара, которую проверяли непосредственно передо мной. «Нет, – сказала я, – это всего-навсего мозги для исследований в сотрудничестве с одним южноафриканским университетом». Это было настолько неожиданное объяснение, что таможенники не сразу решили, кто должен инспектировать мой багаж и документы. Так что мне пришлось набраться терпения и ждать. Пришла женщина-офицер и зачитала мне декларацию о недопустимости провоза опасных биологических материалов и материалов, имеющих коммерческую ценность; потом она долго просматривала кипу разрешающих документов, составленных на полудюжине языков, ознакомилась с длинным списком биологических видов, оставила себе одну копию списка, о чем я знала заранее, а потом… она меня пропустила вместе с моими мозгами. Залог не понадобился.

После публикации статей и начала перспективного сотрудничества, в котором были заинтересованы мои партнеры, нам стало легче доставать нужные для наших анализов экземпляры мозга. Теперь у нас есть мозги сумчатых, хищников, птиц, рыб, осьминогов и, наконец, китообразных. Я бы с удовольствием поработала с мозгами насекомых, если бы знала, как их препарировать (да, да, у насекомых тоже есть мозг): дело не только в том, что насекомые – самая разнообразная группа животных с наибольшим числом видов, но и в том, что добыть их можно буквально в каждом дворе в неограниченном количестве. Поскольку же люди, не рассуждая долго, давят тараканов каблуками, а комаров прихлопывают ладонями, постольку я могу надеяться, что опыты с этими существами не вызовут протестов публики и сопротивления защитников животных. Главный мой интерес заключается в разнообразии строения мозга и в том, чему он может научить нас относительно эволюции жизни. Значит, если у насекомых есть мозг, то меня интересует и он. На двери моей маленькой лаборатории приклеен стикер: «Принесли мозги?»

4. Не все мозги устроены одинаково

По сути, мне хотелось подтвердить разнообразие в строении мозга у разных биологических видов; это был фундаментальный вопрос нейробиологии, но в то время мы плохо знали эту тему. Конечно, мы знали, из клеток каких типов состоит мозг: из нейронов, глиальных клеток и эндотелиальных клеток, образующих стенки мозговых кровеносных капилляров, которые доставляют мозгу кислород и питательные вещества, – но сколько этих клеток и в каких пропорциях они соотносятся друг с другом? Каковы правила, определяющие строение мозга, если такие правила вообще существуют? Сопровождается ли увеличение массы мозга у взрослых животных (масса и объем головного мозга – в данном случае взаимозаменяемые понятия[65]) просто добавлением пропорционального количества клеток всех перечисленных типов, или разные мозги по-разному и устроены, и пропорции соотношения клеток разных типов у них тоже разные? Имеет ли место какое-то единственное соотношение между размером мозга и числом в нем нейронов и других клеток, приложимо ли это соотношение универсально ко всем биологическим видам? То есть одинаково ли устроен мозг у животных разных видов?

Если бы это было так – а так думали в то время, когда я приступила к подсчету клеток, – то в мозгах одинаковой массы должно содержаться одинаковое число нейронов даже у животных, принадлежащих к разным родам и семействам; и чем больше мозг, тем больше нейронов он должен содержать у видов, не состоящих в родстве между собой. Был простой способ испытать эту гипотезу: должно найтись универсальное соотношение, связывающее массу головного мозга и число нейронов в нем среди всех видов млекопитающих животных, то есть любые два мозга одинаковой массы должны содержать одинаковое число нейронов.

В 2007 году мы имели достаточно данных по шести видам грызунов и по шести видам приматов (рис. 4.1) для того, чтобы проверить нашу гипотезу[66]. Нам впервые удалось выяснить, что, например, в мозге крысы содержится приблизительно 189 миллионов нейронов, в мозге агути – 795 миллионов, а в более крупном мозге капибары – 1,6 миллиарда нейронов[67]. У приматов, работая совместно с Джоном Каасом, мы обнаружили следующую картину: у мармозетки – 636 миллионов, у капуцина – 3,7 миллиарда, а у макака-резуса – 6,4 миллиарда нейронов[68]. Эти простые примеры показывают, что в мозге приматов средних размеров содержится намного больше нейронов, чем у самых крупных грызунов, то есть размер и внешний вид могут быть обманчивы. Здесь нам на помощь пришли математика и статистика: нам теперь не надо было полагаться на внешний вид.