Человек не обезьяна: не обречен наступать на грабли

Слухи о том, что французские ученые обнаружили некий уникальный регион человеческого мозга, отвечающий за интеллект и отсутствующий у человекоподобных обезьян, похоже, несколько преувеличены. По крайней мере, так считает нейробиолог Филипп Хайтович. По его словам, явные отличия мозга человека от мозга обезьяны не обнаруживаются ни на анатомическом, ни на молекулярном уровне.

Человека от шимпанзе отличает способность перенимать опыт предшествующих поколений, в то время как обезьяна обречена из поколения в поколение наступать на одни и те же грабли, -  если, конечно, предположить, что шимпанзе для каких-то своих надобностей пользовался бы этим инструментом. И еще человек, в отличие от обезьяны, способен сохранять до старости детское любопытство, побуждающее некоторых из нас к инновациям. Впрочем, и эта способность не носит безусловно положительный характер, когда некоторые ученые, например, исследуют количество выражений лошадиной морды и сравнивают полученный результат с количеством гримас шимпанзе.

Филипп Хайтович. Фото Sk.ru

Об этом и многом другом заведующий лабораторией Сколтеха, руководитель Института вычислительной биологии в Шанхае говорил с корреспондентом Sk.ru. Ниже – выдержки из интервью.

-Газета Guardian сообщила о результатах исследования британских ученых, которые идентифицировали 17 различных выражений лошадиной морды и обнаружили, что по этому показателю лошадь существенно превосходит шимпанзе (только 14 различных выражений). Где, на Ваш взгляд, проходит грань между удовлетворением любопытства взрослых людей за счет грантов и серьезной наукой?

-Я думаю, что эта история выглядит очень странно. Какой смысл сравнивать количество выражений шимпанзе и лошади? То есть, с поверхностной точки зрения, это выглядит даже не как детский вопрос, а как более чем странное занятие. Но если все же попытаться понять, зачем ученые это делали, то, конечно, суть вопроса совсем не в выражениях морды лошади или физиономии шимпанзе, а в том, чтобы понять, насколько люди уникальны. То есть насколько мы отличаемся от других животных, насколько мы можем распознавать настроения и состояния других людей. Потому что в нашей жизни понять настроение или ход мысли другого является ключевым аспектом нашей когнитивной деятельности. Если я что-то сказал, я всегда буду пытаться понять, какую реакцию мои слова вызвали у собеседника.

Мы привыкли думать, что это является чисто человеческим свойством. Еще примерно 25 лет назад считалось, что у шимпанзе нет никакого понимания эмоционального или когнитивного состояния другого шимпанзе. Считалось, что они не понимают, о чем думает другой шимпанзе. Иными словами считалось, что подобная способность - это чисто человеческая характеристика.

Фото Sk.ru

Примерно 15 лет назад или даже немножко позднее исследования показали, что это не совсем так и даже совсем не так. Шимпанзе интересуется или пытается понять, какую реакцию вызовет его поведение у другого шимпанзе, и пытается даже манипулировать, то есть обманывать.

Теперь ученые стали смотреть на другие виды, например, на собак: собаки живут вместе с людьми довольно долго и, конечно, за это время немножко адаптировались к поведению человека, поэтому собаки являются очень интересной моделью того, насколько животные и человек могут общаться друг с другом, насколько возможно построить мост общения между видами. Лошади – не собаки, но они в некотором смысле не намного хуже, поэтому они тоже являются интересной моделью.

Что делает человека человеком

-Вы давно сравниваете человека и шимпанзе. В 2005 г. Вы с коллегами осуществили исследование по сравнению геномов шимпанзе и человека, которое было признано одним из главных научных прорывов года. Насколько далеко ушел человек от шимпанзе?

-Как я уже говорил, раньше считалось, что между человеком и шимпанзе существует пропасть с точки зрения того, как работает мозг. А теперь мы понимаем, что это в принципе не совсем пропасть, скорее это градиент. Разумеется, шимпанзе не строят города, не создают университетов, не ездят на автобусе и не конструируют автобусы, не создают библиотек. Поэтому понятно, что, с точки зрения того, как работает наш мозг, между нами и шимпанзе или другими приматами действительно существует объективная разница.

Конечно, когда мы сравниваем современного человека, окруженного продуктами нашей культуры, и шимпанзе, это не совсем правильно. Но нужно понимать, в чем основное отличие. У человека есть свойство нашего сознания, которое позволяет нам перенимать опыт, накопленный предыдущим поколением. Без этого наша цивилизация была бы невозможна. Представьте себе, если бы каждый раз нам приходилось изобретать все по-новому, мы до сих пор жили бы в пещерах, и в лучшем случае у нас были бы какие-нибудь каменные скребки. Невозможно изобрести за срок жизни одного поколения все, что нас окружает.

И это основное отличие. У шимпанзе есть некоторые навыки. Они тоже пользуются инструментами, но процесс передачи информации из поколения в поколение у них не налажен. Поэтому не идет накопления знания, ну, и, конечно, изобретают они меньше; с точки зрения инноваций, модернизации – у шимпанзе с этим плохо. А у человека – хорошо. И, конечно, хотелось бы понять: какие механизмы в мозге отвечают за это?

Вы упомянули геном: это очень интересно. Был громадный проект, геном человека, который закончился в 2000 году. Казалось, что вот мы сейчас расшифруем геном и поймем, что делает человека человеком. Расшифровали геном, но по-прежнему было непонятно.

После этого сказали: давайте расшифруем геном шимпанзе. Тогда мы посмотрим, чем отличается один геном от другого, и нам станет понятно, что же все-таки отличает человека от животного.

Расшифровали геном шимпанзе и все равно ничего не поняли. Потому что геном – это как библиотека всего, что есть в нашем организме, всего, что с ним может случиться. А чтобы прочитать эту библиотеку, нужно понять, что там написано. Это не так просто. Это как шумерские письмена, которые вы нашли: как их прочитать, даже если вы можете различить буквы, то все равно не знаете, что они означают.  Вот так и в случае с геномом ученые пытаются понять, что эти генетические письмена означают.

Увеличивая радиус ясности, мы увеличиваем окружность темноты

- Журнал Current Biology сообщил о работе французских нейробиологов, которые нашли в мозге человека участок, вероятно, отвечающий за уникальные особенности разума Homo sapiens по сравнению с остальными приматами. Когда во время эксперимента обезьянам и человеку представляли абстрактную информацию, активной эта зона оказалась только у людей.

Вы в недавнем интервью «Комсомольской правде» перефразировали Сократа в том духе, что чем больше изучаете мозг, тем лучше осознаете, как мало о нем знаете. Работа французов добавляет что-то важное к представлениям ученых о мозге человека?

-Естественно, каждая научная работа приближает нас к пониманию того, как работает та или иная вещь, включая человеческий мозг. В то же время есть знаменитое изречение о том, что, увеличивая радиус ясности, мы увеличиваем окружность темноты. Некоторые люди вообще считают, что мозг невозможно расшифровать: изнутри своим мозгом мы не можем расшифровать мозг.

Фото Sk.ru

Я не придерживаюсь этой точки зрения. Но мозг действительно является очень сложной системой. Надо понимать, что современная биология, несмотря на все ее достижения, находится на достаточно примитивном уровне. Мы привыкли считать, что биологи могут чуть ли не творить чудеса. На самом деле это все совсем не так. Биология находится во младенчестве. Мы знаем функции меньше половины генов, которые у нас есть. И, естественно, как же можно говорить, что мы можем все понять, если мы даже не знаем того, что делают белки, закодированные в нашем геноме.

Это не значит, что этим не следует заниматься, потому что мозг является основой того, кто мы есть. Понять, как он работает, важно, с точки зрения многих практических аспектов.

Возвращаясь к работе французских ученых. Для нас важен порядок слов: в русском языке порядок слов можно менять, в других языках это сложнее. Для нас важна структура тех сигналов, которые мы посылаем языком либо жестами. То же в музыке. Но это – лишь один из аспектов того, чем мы отличаемся от других животных. Речь идет об одном из маленьких кусочков мозаики того, как работает наш мозг.

Сами по себе исследования того, как работают отдельные области мозга, не новы. Поначалу это делалось без всяких приборов, когда изучали повреждения мозга, полученные на войне или на производстве или в результате инсульта. Просто смотрели: человек потерял такую-то способность, например, способность разговаривать, и это локализовано в знаменитом районе мозга, зоне Брока.

Это было сделано давно, больше ста лет назад.

С появлением функциональной томографии это стало делать гораздо проще. Возьмем ту же зону Брока. В принципе известно, что она должна отвечать за речь. И действительно, когда люди разговаривают, у них активируется эта часть мозга: у мужчин, обычно, в левом полушарии, у женщин это зачастую активируется более диффузно – и слева, и справа, но, в общем, это происходит индивидуально.

А как это выглядит в сравнении с шимпанзе? Наверное, в мозге человека есть некие специфические структуры, отвечающие за речь: мы же определенно видим, что какая-то зона мозга активируется, когда человек разговаривает. Если эта зона повреждена, мы теряем речь. И стали сравнивать: есть ли какие-то отличия в анатомической структуре между мозгом человека и шимпанзе. Не нашли. Тогда решили посмотреть на молекулярные маркеры – экспрессия генов, концентрация белков, и тоже ничего не нашли.  Конечно, какие-то совсем тонкие различия могут быть, просто они еще не найдены, поскольку современные методы еще не настолько чувствительны.

Но можно сказать, что речь идет не о каком-то специфическом регионе мозга человека, это обычная часть коры. Этой части коры распределили некую функцию, и она стала за нее отвечать. Это как на работе, приходит начальник и говорит: ты будешь отвечать за командировки. И человек работает и отвечает за командировки. Потом кто-то ушел в декретный отпуск, и надо, чтобы кто-то стал отвечать еще за бухгалтерию. Человек подучился, и стал выполнять новую работу. В мозге происходит то же самое. Мы знаем, что в случае повреждения определенного участка мозга другие участки могут эту функцию более или менее восполнить. Конечно, если человек в возрасте, это не так просто, потому что мозг не такой гибкий. Но если это происходит в детстве, то вообще никаких проблем: другие регионы мозга полностью компенсируют потерю.

-То есть перераспределение функций между различными регионами мозга возможно в зависимости от обстоятельств?

Фото Sk.ru

-Да, несомненно.  Я всегда привожу такой пример. Есть редкое заболевание, которое вызывает частые эпилептические припадки у детей в очень раннем возрасте, где-то, начиная с года, и единственный способ предотвратить смерть этих детей – удалить одно из полушарий. Казалось бы, лучше смерть, чем жить без одного полушария мозга. Но это совсем не так. Конечно, после такой операции дети некоторое время не могут двигать одной половиной тела, но примерно через год оставшееся полушарие практически полностью компенсирует утраченное. Дети не умственно отсталые, они ходят в обычную школу и могут разговаривать, даже если левое полушарие удалено; могут даже выучить несколько иностранных языков. Это научный факт.

Иначе говоря, в обычном, полноценно работающем мозге такой-то регион будет отвечать за такую-то функцию. Это естественно: если у нас есть эта функция, какой-то регион мозга должен за нее отвечать. Например, мы чувствуем вкус - должен же какой-то регион за это отвечать. Мы разговариваем, - должен быть регион мозга, который за это отвечает. Даже математика: мы решаем уравнение, и должен быть регион или несколько регионов, которые за это отвечают, иначе как бы мы могли это делать? Мы же не можем научиться математике с помощью печени или почек. И обычно у людей это распределено определенным образом. Возвращаясь к аналогии с работой некоей организации: бухгалтерия сидит на первом этаже, на втором этаже – начальник…  Но надо понимать, что все это достаточно условно, потому что существуют достаточно большие отличия между разными людьми, у кого-то немножко слева, у кого-то немножко справа; в случае повреждений одни регионы мозга могут хотя бы частично компенсировать утраченные функции. То есть речь не идет о том, что в мозге существует некая уникальная структура или какие-то уникальные гены, или какие-то уникальные белки.

Чем двадцатилетний человек похож на двухлетнего шимпанзе

-У Вас есть очень интересное рассуждение о том, что человеческий череп похож на череп детеныша человекообразной обезьяны; с  возрастом у обезьяны череп изменяется и становится маленьким по сравнению с  остальным телом, а у человека череп «замораживается», сохраняя детскую форму. Возможно, это каким-то образом связано с тем, что некоторые из нас с возрастом сохраняют детскую любознательность.

-Это совсем не моя идея. Я просто суммировал некоторые гипотезы. Первая гипотеза насчет черепа была сформулирована больше ста лет назад. А первые наблюдения были сделаны лет двести назад, когда в Европу для развлечения населения стали привозить человекообразных обезьян из Африки. И стало очевидно, что маленькие детишки шимпанзе или горилл – очень милые, похожи на людей, а когда вырастают – совсем не похожи. Тогда же стали изучать, как отличается форма черепа. Действительно, если посмотреть на череп взрослого человека и молодого шимпанзе, они похожи. А когда шимпанзе вырастает, там происходят морфологические изменения, которых у человека нет.

Есть такой феномен, который наблюдается у некоторых видов, в  частности, у некоторых ящериц, которые во взрослом возрасте напоминают невзрослую степень развития близких видов. Если вы не знаете, то посмотришь, - на вид подростки, а на самом деле – взрослые особи. И появилась такая гипотеза, что, может быть, у человека то же самое: мы взрослые, а с точки зрения шимпанзе, мы выглядим, как детеныши.

Конечно, это довольно наивное обобщение, но, как я уже сказал, сама биология находится в младенческом возрасте, благодаря чему такие достаточно наивные гипотезы циркулируют и имеют вес.

В 70-е годы была высказана гипотеза знаменитым американским биологом Стивеном Джеймсом Гулдом, что, может быть, это наше ребячество действительно существует. Но не с точки зрения формы черепа, а с точки зрения того, что мы остаемся любопытными, интересуемся всем, мы не такие агрессивные. Нам легче общаться с другими особями нашего вида. Это уже более интересная гипотеза, потому что надо же объяснить, почему человеческий мозг так работает.

Мы изучали этот вопрос на молекулярном уровне и продолжаем его изучать с точки зрения активности генов. Конечно же, на самом деле все, как всегда, гораздо сложнее. То есть в этой гипотезе есть доля правды, но только доля. Если мы смотрим на мозг в целом, то ничего такого нет.  Мозг развивается, как он должен развиваться, и мы не заморожены в каком-то детском состоянии по сравнению с шимпанзе.

Но есть определенные процессы, отвечающие за формирование нейронных сетей, тех сетей, которые отвечают за память, за то, как мы реагируем на внешний мир, и этот процесс у человека гораздо более растянут, чем у шимпанзе или макаки, или других приматов. Представьте себе, что вы лепите что-то из глины: слепили и после этого изделие затвердело. У шимпанзе мозг как бы лепится из глины в течение где-то года, а потом этот процесс замедляется, и менять там что-то уже практически нельзя.

Фото Sk.ru

Но это только отдельный процесс из нескольких сотен процессов, которые проистекают в мозге. В этом смысле действительно можно сказать, что, например, взрослый двадцатилетний человек может быть похож на двухлетнего шимпанзе с точки зрения формирования нервных сетей, но, с точки зрения других процессов, это не так: в этом отношении двадцатилетний человек сопоставим с пятнадцатилетним шимпанзе, потому что  шимпанзе немножко быстрее взрослеют, немножко быстрее стареют. Поэтому нельзя сказать, что все синхронизировано, - все немного сложнее.А у человека мозг остается в пластичном состоянии гораздо дольше, вся эта «лепка» продолжается первые почти десять лет. Потом это как-то шлифуется, но даже во взрослом состоянии не полностью застывает. Это видно  с точки зрения молекулярных процессов, это можно проследить.

А мозги все меньше и меньше

-От формы черепа – к объему мозга. Существует гипотеза, что Homo Sapiens победил неандертальца не из-за разницы в объеме мозга, а просто потому, что быстрее размножался…

-Это опять-таки не моя гипотеза, точнее догадка. Насчет неандертальца доподлинно известно, что объем его мозга не был меньше, чем объем мозга современного человека. На самом деле, говорят, что мозг неандертальца был даже больше, чем у человека, но это тоже не совсем так. Он больше, чем у нас, ныне живущих. Но если мы посмотрим на мозг наших предшественников, наших прапрапрабабушек и прапрапрадедушек, живших в то же время, что неандерталец, их мозг был примерно такого же размера как у неандертальцев.

Просто за последние 50 тысяч лет наш мозг уменьшился в объеме. Возможно, после того как мы победили неандертальцев, такой большой мозг нам оказался ни к чему, он слишком много энергии потребляет. И мозг стал уменьшаться.

Что касается скорости размножения, про неандертальца сложно сказать, насколько быстро он размножался, потому что мы этого на данный момент не знаем. Но мы можем сравнивать человека с другими видами приматов. Давайте посмотрим на шимпанзе, на горилл, на орангутангов. Казалось бы, шимпанзе должны рожать, как кошки. На самом деле они размножаются примерно раз в четыре года. Примерно то же самое гориллы, орангутанги – наши ближайшие родственники. Это удивительно, потому что у них продолжительность жизни немножко меньше: мы стареем в шестьдесят, а они – в сорок-сорок пять; небольшая разница, но достаточно существенная. Казалось бы, обезьянам стоило размножаться побольше, но это совсем не так. А вот человек может размножаться раз в год, даже чуть почаще, если здоровье позволяет и достаточно еды.

Опять-таки: сколько требуется вскармливать грудным молоком? Для человеческих детей, чем дольше, тем лучше, но если вы через полгода остановитесь, то ничего страшного не произойдет, ребенок не погибнет. А у шимпанзе, горилл, орангутангов это очень длительный процесс. Они кормят детенышей где-то на протяжении четырех лет. Конечно, у них совершенно другая диета. И если приостановить кормление раньше, скорее всего детеныш погибнет.

А ведь это наши ближайшие родственники, если, конечно, не считать неандертальцев. Конечно неандертальцы нам ближе, мы с ними разошлись примерно полмиллиона лет назад, а с шимпанзе – восемь миллионов лет назад, с гориллами – десять миллионов лет назад. То есть разница на порядок. Так что достоверно сказать, как размножались неандертальцы мы пока не можем. Тем не менее, люди действительно достаточно уникальны среди высших приматов тем, что они размножаются достаточно быстро. Это удивительно.

-Вы телевизор смотрите?

-Да, конечно.

-Вас не удивляет, что в последнее время на нашем телевидении появилось такое невероятное количество рекламных роликов средств от импотенции? Еще год назад такого количество роликов на эту тему не было и в помине. Это что-нибудь сообщает о состоянии наших мозгов?

-Мне кажется, это больше говорит о развитии фармацевтической индустрии. Видимо, производители обратили больше внимания на российский рынок таких средств.

-Напоследок об энергопотреблении мозга. Если я правильно Вас понял, мозги человека уменьшились, вероятно, в том числе, и потому, что мозг потребляет слишком много энергии?

-Это одна из гипотез, почему наши мозги уменьшились…

Мозг еще не понял, что он не нужен

-Сейчас человеческий мозг потребляет около 20% энергии. Это рационально?

-Наше тело и наш мозг – это продукт эволюции. Как продукт эволюции наш мозг является тем, что позволяло нашим предкам выживать по сравнению с теми, у кого мозг потреблял больше или меньше энергии. Конечно, можно отрицать эволюцию, но если мы признаем существование эволюционного процесса, то с этой точки зрения, все достаточно просто.

Почему мы стареем в 60, а не в 30, как макаки, или в 150, как киты? И почему у нас мозг потребляет 20% (в состоянии покоя, когда мы не бежим, потому что в движении наши мышцы потребляют много энергии)? Почему у нас пять пальцев, а не три или не шесть? С эволюционной точки зрения такой дизайн был самым лучшим по сравнению с другими. Человек, устроенный таким образом, имел больше детей, они лучше выживали, а у других - меньше детей, и они хуже выживали. Чего тут думать, рационально это или нет; с эволюционной точки зрения, это было на определенный момент хорошо и правильно.

Конечно, есть проблемы. С эволюционной точки зрения, было правильно откладывать жир. Сейчас, когда есть доступ к Макдоналдсу, это уже становится некоторым недостатком. Всем бы хотелось есть в Макдоналдсе и не толстеть. Но если сейчас, например, случится такая глобальная революция, когда кроме Макдоналдса ничего не останется, то люди, которые могут питаться в Макдоналдсе и при этом не толстеть и не иметь диабет или очень высокое кровяное давление, - у них будет эволюционное преимущество. Несомненно такие люди есть среди нас: у них произошли некоторые мутации в тех генах, которые отвечают за метаболизм, и они оказались невосприимчивы к жиру – лопают, а жир у них не усваивается или сгорает.  Вот если на Земле останутся одни Макдоналдсы, эти люди выживут, и с точки зрения эволюции, это будет хорошо. Является ли это рациональным в более глобальном смысле слова – трудно сказать.

Фото Sk.ru

-Вы можете спрогнозировать: в каком-то отдаленном будущем мозг человека будет потреблять больше энергии или меньше?

-Это интересный вопрос. Существует гипотеза которая пытается объяснить, почему наш мозг уменьшился за последние 50 тысяч лет. Проводят аналогию с одомашниванием. Когда происходит процесс одомашнивания, мозг уменьшается. Частично это так для того, чтобы повысить продуктивность размножения. Например, если вы хотите, чтобы хрюшки быстро размножались; зачем им для этого такой большой и затратный мозг? Им и маленького достаточно в свинарнике. Пусть лучше жир нагуливается, чем мозг растет, хотя, в принципе, мозг - тот же самый жир, только более дорогой.

Если продолжится тенденция, что мозг нам особенно ни к чему, а размножаться нужно обязательно, то с этой точки зрения, эволюционно иметь мозг меньшего размера будет выгодно. Можно будет жить поживать, ни о чем особенно не думая, и иметь кучу детей…

-Плюс гаджеты…

- Обычно принято считать, что гаджеты призваны сделать нас более умными. На самом деле в современном обществе можно прожить без большого объема мыслительной деятельности. Почему люди ездят в метро и играют в свой мобильный телефон? Потому что эволюция – достаточно медленный процесс. У большинства людей мозг не может сидеть без дела. Раньше было так: зазевался, тебя раз – и съели, какой-нибудь неандерталец тебя стукнул по башке каменным молотком, и ты эволюционно проиграл. А сейчас можно в метро отключиться и ни о чем не думать. Но мозг нам не позволяет до конца отключаться, потому что он еще не понял, что в принципе не нужен. Поэтому люди играют в мобильные игры или читают анекдоты в метро, чтобы просто занять свой мозг, чтобы было не так скучно. Так что гаджеты нам в основном нужны, чтобы развлекать мозг, и отвлекать мозг от того факта, что большинству людей он не требуется.