Семь с половиной уроков о мозге. Почему мозг устроен не так, как мы думали

Для того чтобы понять разницу между системами разной степени сложности, давайте рассмотрим еще один пример. Представьте себе два человеческих мозга, устроенных проще, чем ваш. Допустим, в первом есть такие же 128 миллиардов нейронов, как и у вас, но каждый из них взаимодействует сразу со всеми остальными. Когда один получает сигнал, заставляющий его изменить частоту испускания импульсов, то так же меняют свою работу и все остальные нервные клетки. Давайте назовем мозг с таким единообразным строением «мясной рулет»[39]. Эта система с точки зрения функциональности проще, чем ваш мозг, так как все 128 миллиардов ее элементов ежесекундно действуют как один-единственный элемент.

А теперь рассмотрим второй воображаемый тип мозга. Представим, что и в нем 128 миллиардов нейронов, но все они разделены на блоки мозаики, каждый из которых отвечает за определенную функцию — зрение, слух, обоняние, ощущение вкуса, осязание, мышление, формирование эмоций и т. п. Именно таким человеческий мозг представал в девятнадцатом веке перед мысленным взором френологов. Такой орган, схожий с набором инструментов, предназначенных для совместного использования, я назвала бы «швейцарский нож»[40]. Эта система сложнее, чем «мясной рулет», но все равно гораздо примитивнее, чем наш с вами мозг. Каждый из ее элементов выполняет свою задачу, но они неспособны существенно увеличить общее количество дополнительных действий, которые можно было бы совершать, комбинируя один инструмент с другим. Настоящий швейцарский нож, имеющий, к примеру, 14 встроенных в него инструментов, дает возможность использовать примерно 16 тысяч разных комбинаций (а если точнее, 2¹⁴), а если снабдить нож еще одним, пятнадцатым инструментом, то это число увеличится вдвое[41]. Поскольку любая нервная клетка нашего мозга способна решать несколько задач, то количество разных видов активности, которые могут обеспечивать нейроны, возрастает в геометрической прогрессии. Это как если каждый из 14 инструментов швейцарского ножа наделить уникальной способностью выполнять одну дополнительную функцию помимо основной (предположим, сделать так, чтобы лезвие могло служить еще и открывалкой для бутылок, отвертка — дыроколом и т. п.), тогда общее количество сочетаний выдвинутых и убранных инструментов увеличится с 16 тысяч (2¹⁴) до почти четырех миллионов (3¹⁴). Другими словами, когда функциональность существующих компонентов мозга становится более гибкой, он становится гораздо более сложным, чем если бы в нем просто появились новые скопления нейронов.

Итак, определенные преимущества есть как у «мясного рулета», так и у «швейцарского ножа». Но по эффективности оба этих воображаемых варианта все же уступают нашему.

Сложноструктурный мозг способен запоминать большие объемы информации. В нем данные не хранятся, как файлы в компьютере, а в нужный момент воссоздаются под воздействием электрических импульсов и некоторых химических веществ. Мы такой процесс можем назвать «вспоминание», хотя на самом деле это скорее сборка. Сложноструктурный мозг может скомпоновать гораздо больше когда-то увиденной или услышанной информации, чем системы «мясной рулет» и «швейцарский нож». Всякий раз, когда в голове возникает одно и то же воспоминание, оно может быть «собрано» с помощью разных наборов нейронов. (Это еще одно проявление вырожденности.)

Более сложный мозг еще и более креативен (или обладает большими творческими возможностями). Он способен по-новому комбинировать слагаемые уже полученного опыта, справляясь с задачами, с которыми еще никогда не сталкивался. Например, вы можете легко взобраться на незнакомый холм или подняться по лестнице, по которой никогда не ходили, потому что ранее вы уже делали то же самое на других холмах и лестницах. Кроме того, сложная сеть нейронов помогает быстрее адаптироваться к меняющимся обстоятельствам, требующим разных способов ведения «биологического бюджета». Это одна из причин, по которым люди умеют выживать и процветать на территориях с разным климатом и не похожими друг на друга системами общественного устройства. Будучи обладателем сложноустроенного мозга, вы довольно быстро привыкнете к новой обстановке, если, например, переедете из экваториальной страны в Северную Европу или переберетесь из краев, где мало социальных правил и запретов, в государство с жесткими порядками.

Сложная структура мозга позволяет ему быть очень устойчивым к повреждениям. Если одно скопление нейронов перестает работать, его могут заменить другие. Вероятно, это одна из причин, по которым в ходе естественного отбора победила сложная сеть нейронов. В мозгу типа «швейцарский нож» такая особенность никогда бы не появилась, так как вышедшие из строя нервные клетки, скорее всего, приводили бы к полной утрате конкретной функции.