Один день из жизни мозга. Нейробиология сознания от рассвета до заката

Рассмотрим следующий пример, отмеченный Тоби Коллинзом, морским биологом, который был очарован нейронаукой и, в конечном итоге, стал работать в моей лаборатории. Из-за специфических взглядов, сформированных его предыдущим профессиональным опытом, Тоби поднял некоторые интересные вопросы, касающиеся осьминогов. Во многих странах мира на законодательном уровне регулируется порядок проведения экспериментов с живыми животными – чаще всего речь идет о позвоночных, – эти правила необходимы, чтобы обеспечить наиболее гуманное обращение. Интересно, что в некоторых странах, в частности в Великобритании, в перечень таких видов включено беспозвоночное животное – осьминог обыкновенный (octopus vulgaris): вы не можете выполнять инвазивные процедуры без анестезии, и поэтому логично предположить, что осьминог чувствует боль.

А вот осьминог кудрявый (eledone cirrhosa), близкий родственник осьминога обыкновенного, никаким законодательством не защищен. Но на чем основывается такая избирательность? Между этими двумя видами осьминогов нет существенного анатомического различия, но, как ни парадоксально, одного закон защищает, а другого – нет. Очевидно, мы не можем определить четкие границы, позволяющие с уверенностью сказать, что одно животное способно к формированию внутреннего субъективного опыта, а другое – всего лишь штуковина с щупальцами.

А помните чемпионат мира по футболу 2010 года, благодаря которому прославился осьминог Пауль, по-видимому, настолько «сознательный», что мог предсказывать результаты предстоящих матчей? Тем не менее головоногие вроде Пауля в действительности никогда не были достаточно достоверно изучены в отношении их «интеллекта». Однако в экспериментах с памятью их используют с тех пор, как талантливый морской биолог Джон Закари Янг, работавший в Неаполе в 1920-е годы, обратил на них всеобщее внимание. Янг первым показал, что осьминоги действительно обладают впечатляющими когнитивными способностями: к примеру, они могут различать объекты на основании их размера, формы и цвета.[103] Кроме того, осьминоги классифицируют объекты различной формы таким же образом, как это делают позвоночные, например крысы.[104]

Совсем недавно осьминоги продемонстрировали свои навыки запоминания и способности к решению различных задач в ряде экспериментов: например, к нахождению пути к угощению через лабиринт из плексигласа и к извлечению предмета из прозрачной емкости с завинчивающейся крышкой. Головоногие демонстрируют впечатляющий поведенческий репертуар адаптаций, в то время как невероятные сообщения о явной обучаемости этих животных указывают на высокое развитие внимания и памяти. В экспериментах, где осьминог сталкивается с лабиринтом, содержащим препятствия, ученые зашли так далеко, что предложили осьминогу «рассмотреть» макет лабиринта перед его прохождением.[105] Эти явно интеллектуально развитые головоногие могут даже решать задачи посредством наблюдательного обучения, что подразумевает реальные навыки запоминания.[106]

Удивительные умственные способности этих беспозвоночных свидетельствует о том, что осьминоги в частности и головоногие в целом могут обладать сознанием наравне со многими позвоночными. Однако если это так, мы сталкиваемся с действительно интересной загадкой. Мозг осьминога не похож на мозг млекопитающих. Такие элементы, как кора и таламокортикальная петля, которые считаются столь важными для формирования сознания, у осьминога в какой-либо сопоставимой форме просто не существуют.

Мозг взрослого осьминога состоит из 1 70 миллионов клеток, большинство из которых является нейронами.[107] Хотя это и может показаться впечатляющим, человеческий мозг может похвастаться по крайней мере 86 миллиардами.[108] Тем не менее головоногие имеют хитроумно устроенные чувствительные рецепторы, сопоставимые по сложности с таковыми у некоторых позвоночных, например у птиц. Но хотя в мозге головоногого нет таламокортикальных петель, у него есть базовый аппарат нейронов и синапсов, а также нейротрансмиттеры, такие как дофамин, норадреналин и серотонин.[109] Таким образом, пусть это еще не доказано экспериментально, мозг осьминога имеет все необходимое для создания нейронных ансамблей. Мы уже знаем, что должны мыслить широко и что области мозга, во всяком случае «ключевые», сами по себе никогда не смогут дать реального объяснения феномену сознания. Для нас это возможность доказать, что нейронные ансамбли оказываются более перспективной отправной точкой в поиске нейрональных коррелятов сознания: в конце концов, эти мезомасштабные процессы анатомически и физиологически менее специфичны. Кроме того, ансамбли гибки, непрерывно расширяются и уменьшаются (и, следовательно, имеют огромный потенциал для формирования различных градаций сознания) от момента к моменту, от одного этапа развития к следующему – и от одного вида к другому.