Тайны мозга

Действительно, птицам, к примеру, сначала показывали, как под непрозрачную чашку помещали вкусный для них орех, потом перетасовывали чашки за ширмой. Затем опять на глазах попугая оба стакана по очереди встряхивали, предлагая птице определиться, где же находится орех. Жако успешно решали эту задачку, хотя ранее не слышали, как себя проявляет орех в пластиковом стакане при встряхивании. Не способствуют ли вокальные способности интеллекту — настолько, что певчие птицы и попугаи начинают решать посильные только обезьянам задачки? Наверное, даже обезьянам было бы обидно сравнение их мозга с птичьими мозгами. Между тем нейроморфолог из Рио-де-Жанейро Сюзана Эркулано-Хюазель, известная своими работами по анализу мозга различных животных, в 2016 году представила данные сравнения числа нейронов в мозгу птиц 28 семейств. Певчие птицы и попугаи действительно оказались в этом списке первыми. Но настоящим сюрпризом оказалось то, что при одинаковом весе мозга с млекопитающими число нейронов в птичьих мозгах было в два раза больше! Например, при равном весе мозга, около двух граммов, в голове у скворца насчитывалось 486 миллионов нейронов, а у крысы — всего 200 миллионов.

Вполне объяснимая с точки зрения экономии веса более компактная укладка нервных клеток у птиц, возможно, делает их мозг не только более эффективным на единицу веса, но еще и более быстродействующим из-за меньших размеров нейронов и более коротких связей между ними. Если рассматривать мозг попугая по частям, то наиболее развитыми у него, по сравнению с другими птицами, оказываются передние доли. Ученые предположили, что именно в этих областях могут располагаться центры, ответственные за способности птиц к вокализации. Но почему даже среди птиц-вокалистов одни только поют, а другие — попугаи — еще и говорят?

Язык и гены

Чтобы разобраться с этим вопросом, исследователи из университета Дюка в США решили воспользоваться ранее сделанным открытием о том, что при вокализации у птиц в компактной области передней части мозга наблюдается повышение активности небольшого набора генов, в частности, гена PVALB, кодирующего в клетке белок парвальбумин. Тщательное картирование активности этого гена в нейронах мозга разных птиц показало, что вокальный центр попугаев устроен особым образом: его сердцевина по своим связям с другими областями мозга в точности соответствует центру вокализации всех изученных птиц. Но именно у попугаев активация гена РVALB наблюдается еще и в нескольких слоях нервных клеток вокруг этой сердцевины, в каком-то смысле — в корковом ее покрытии, которое имеет уже совсем другие связи с остальными структурами мозга, в том числе и отвечающими за движения. Причем активность этого гена в сердцевине центра вокализации и в его коре зависит от того, воспроизводит ли попугай собственные произведения или анализирует и имитирует внешние звуки. Слоистая нейронная структура как нельзя кстати подходит для этой работы, чтобы разложить звуки и управление голосовым аппаратом «на плоскости», как это сделано в новой коре млекопитающих для всех сенсорных модальностей.

Ученые полагают, что в своей совокупности сердцевина и наружные слои клеток вокального центра позволяют попугаям осуществлять комплексную коммуникацию не только генетически определенными звуками и не только имитацией внешних звуков, но и телодвижениями. Во всяком случае, мозг всех девяти изученных видов попугаев отличается от певчих птиц слоистой структурой центра вокализации, и чем более выражены способности попугаев того или иного вида к звукоподражанию, тем более развита эта оболочка центрального ядра вокального центра. Даже у одного из самых древних попугаев — новозеландского кеа — «разошедшегося» в эволюции с другими птицами 29 миллионов лет назад, эти внешние слои вокального центра мозга уже хорошо заметны.

Конечно, напрашивается вопрос о том, не являются ли центры вокализации у попугаев гомологами центра речи у людей, который тоже находится в передних областях мозга. Но здесь, наконец, надо отметить, что песни певчих птиц и «разговоры» попугаев — это всего лишь обмен сигналами, обозначающими весьма ограниченный набор управляющих команд или сообщений. Повторение какого-то слова или фразы для попугая означает лишь команду для человека, чтобы тот выдал им порцию пищи. В этом смысле, как бы ни были говорливы попугаи, им, так же как и неговорящим обезьянам, не хватает для настоящего языкового общения не столько голосового аппарата, ине только похожих на человеческие звуков, — сколько самой способности из элементарных звуков или жестов выстраивать совершенно новые композиции — слова и их сочетания. Звуковой язык предполагает не только генерацию слов из элементарных звуков, но одновременно и способность ими оперировать как абстрактными объектами, понятиями, то есть мыслить. Вот эта грань между животными и человеком до сих пор остается загадкой для нейробиологов, лингвистов, специалистов по искусственному интеллекту, философов и даже для простых обывателей.