Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Глава 11. Размер имеет значение



Как люди получили такой большой мозг?

 

Для того чтобы расселиться по всей планете, нашим предкам должно было понадобиться что-то большее, чем настойчивость и удача. Чтобы раз за разом избегать вымирания, нужны были еще и мозги. Человеческий интеллект, безусловно, имеет биологическую основу: он слишком универсален, чтобы не быть зафиксированным в нашей ДНК, и клетки головного мозга (в отличие от большинства прочих клеток) используют практически всю ДНК, которая у нас есть. Но, несмотря на многовековые исследования, проводимые как френологами, так и инженерами НАСА, как на личностях калибра Эйнштейна, так и на савантах, никто до сих пор точно не знает, откуда взялся человеческий разум.

Ранние попытки отыскать биологическую основу интеллекта обыгрывали идею, согласно которой «чем больше, тем лучше»: увеличение массы мозга влечет за собой улучшение умственных способностей, так же как увеличение мышечной массы позволяет поднять больший вес. Казавшаяся очевидной, эта теория имела свои недостатки, например киты со своим 8-килограммовым мозгом не были царями зверей. По этому поводу барон Кювье (полу-Дарвин, полу-Макиавелли из наполеоновской Франции) предположил, что ученым следует определить соотношение массы мозга и тела животного, чтобы определить еще и относительную массу мозга.

Тем не менее современники Кювье утверждали, что больший мозг подразумевает больший ум, особенно в пределах одного вида. Лучшим доказательством для них был сам Кювье, прославившийся не только своими открытиями, но и головой, изрядно напоминавшей тыкву. Тем не менее никто не мог сказать ничего определенного о размерах мозга Кювье – до 7 часов вечера вторника 13 мая 1832 года, когда самые знаменитые и бесцеремонные врачи Парижа собрались, чтобы провести вскрытие великого ученого. Они искромсали его грудную клетку, выпустили наружу все внутренности и убедились, что его внутренние органы нормального размера. Во имя науки врачи охотно распилили череп Кювье и извлекли настоящий «китовый» мозг – весом 1840 граммов, как минимум на 10 % больше, чем любой из известных науке того времени экземпляров. Самый умный из людей, когда-либо встречавшихся этим специалистам, обладал самым большим в мире мозгом. Весьма убедительно.

Однако к 1860-м годам внешне безупречная теория «чем больше, тем умнее» начала разваливаться. Во-первых, была поставлена под сомнение точность измерения мозга Кювье – цифры казались слишком невероятными. К сожалению, никто не удосужился сохранить этот мозг, так что ученые цеплялись за прочие доказательства, которые они могли отыскать. Один из специалистов в конце концов откуда-то выкопал шляпу Кювье, которая действительно оказалась очень просторной: она падала на глаза почти каждому, кто пытался ее надеть. Однако те, кто был сведущ в ремесле шляпника, заметил, что фетр может со временем растягиваться, и это могло привести к переоценке размеров головы Кювье. Парикмахеры утверждали, что Кювье казался большеголовым только из-за своей пышной прически, и это сбило с толку врачей, ожидавших найти огромный мозг (и «нашедших» его лишь потому, что внушили себе это). Третьи построили гипотезу, согласно которой Кювье в детстве страдал гидроцефалией – лихорадочным отеком головного мозга и тканей черепа. В таком случае большая голова биолога могла быть никак не связана с его гениальностью[70].

Споры по поводу Кювье ничего не решили, поэтому, чтобы получить больше данных от большего количества людей, анатомы разработали методы оценки размеров черепа. Первым делом исследователи затыкали все отверстия и заполняли черепа определенным количеством гороха, бобов, риса, проса, белого перца, семян горчицы, воды, ртути или свинцовой дроби – кому как больше нравилось. Представьте себе: лаборатория, ряды черепов на столах, в каждый из черепов вставлена воронка, ассистенты надрываются, таская ведра с ртутью и мешки с зерном… На основе этих опытов публиковались целые монографии, но выводы оказались еще более запутанными. Самые большие черепные коробки оказались у эскимосов. Означает ли это, что они умнейшие люди на Земле? Более того, черепа недавно открытых неандертальцев оказались вместительнее человеческих в среднем на 98 см3!

 

У барона Кювье – полу-Дарвина, полу-Макиавелли – биолога, властвовавшего над всей французской наукой в наполеоновские и посленаполеоновские времена, – был очень большой головной мозг, один из крупнейших в истории (Джеймс Томпсон)

 

И это оказалось только началом неразберихи! Опять-таки строгая зависимость умственных способностей от размеров мозга подвергалась сомнению. Поскольку и обезьяны, и гоминиды, и люди – существа довольно сообразительные, специалисты предположили, что увеличение размера мозга могло быть вызвано постоянным и интенсивным воздействием на ДНК. Это была своеобразная гонка вооружений: приматы с большим мозгом добывали больше еды, лучше переживали всяческие кризисы, и чтобы их победить, нужно было оказаться умнее. Однако природа тоже может скупиться. Основываясь на генетическом анализе и исследовании окаменелостей, ученые могут проследить за эволюцией приматов от поколения к поколению на протяжении миллионов лет. Оказывается, что у представителей определенных видов уменьшился как рост, так и размер мозга – по объему черепа они оказались недомерками по сравнению с остальными приматами. Мозг требует много энергии (около 20 % от общего числа затрачиваемых человеком калорий), и во времена хронической нехватки пищи у приматов начала преобладать «скупая» ДНК, экономившая на постройке мозга.

Самый известный коротышка – это, пожалуй, «хоббит», скелет которого найден на индонезийском острове Флорес в 2003 году. Сначала эту находку объявили скелетом низкорослого или микроцефалического (с крохотной головой) человека: эволюция никак не могла быть столь безответственной, чтобы позволить человеческому мозгу так сократиться, ведь мозг – это, можно сказать, все, что есть у гоминид. Но сейчас большинство ученых считает, что мозг «хоббита» (официальное название – Homo f oresiensis ) все-таки уменьшался в размере. Это уменьшение могло быть связано с так называемой островной карликовостью: на острове, ограниченном в пространстве, меньше еды, чем на континенте, поэтому его обитатели могут «уменьшить настройки» генов, отвечающих за рост и вес, чтобы обходиться меньшим количеством калорий. Островная карликовость привела к тому, что мамонты, бегемоты и прочие виды, которым не повезло оказаться в таких условиях, уменьшились до состояния пигмеев, и нет никаких оснований считать, что это не коснулось и людей, даже если ценой тому было уменьшение мозга[71].

По некоторым оценкам, современные люди – это тоже коротышки. Наверное, все мы видели в музее доспехи английского короля или еще какой-нибудь большой шишки того времени и усмехались: каким же сморчком он был! Однако наши предки могли бы точно так же хихикать над нашей одеждой. За последние 30 тысяч лет наша ДНК поспособствовала тому, чтобы средний рост человека уменьшился на 10 % (примерно 17,5 см). Наш хваленый мозг тоже сократился на 10 %, а некоторые ученые утверждают, что даже больше.

Ученые, которые в начале ХХ века заполняли черепа просом и дробью, конечно, не знали о ДНК, но даже они, с их примитивными инструментами, могли точно утверждать: теория о том, что размер мозга пропорционален интеллекту, не подтверждается. Нашумевшее исследование мозга гениев – в свое время (1912 год) оно заняло две полосы в «Нью-Йорк Таймс» – отыскало несколько действительно объемных экземпляров. Так, мозг великого русского писателя И. С. Тургенева весил почти два килограмма (средняя масса мозга взрослого мужчины составляет около 1400 граммов). В то же время мозг государственного деятеля Дэниела Уэбстера был стандартного размера, так же как и мозг математика Чарльза Бэббиджа, придумавшего первую аналитическую вычислительную машину. А бедняге Уолту Уитмену было впору скакать по крышам и издавать первобытный клич: ведь его мозг не весил и 1250 граммов! Еще хуже обстояло дело у Франца Йозефа Галля. Этот талантливый ученый впервые предположил, что каждый участок мозга имеет свою функцию, а также основал френологию – науку о выпуклостях черепа. Однако мозг самого Галля весил всего-то 1190 граммов – вечный позор для его последователей.

Справедливости ради отметим, что, перед тем как измерить мозг Уитмена, лаборант нечаянно уронил его на пол. Мозг от удара раскрошился, как черствый пирог, и неизвестно, все ли куски удалось собрать. Так что, возможно, показатели Уитмена могли быть не такими скромными (а вот с Галлем такого, кстати, не произошло). Тем не менее к 1950-м годам теория «размер – ум» получила несколько смертельных ранений – и окончательно отошла в мир иной через пару часов после смерти Альберта Эйнштейна в 1955 году.

 

* * *

 

К постели умирающего Эйнштейна, перенесшего аневризму аорты 13 апреля 1955 года, было приковано внимание всего научного мира. 18 апреля в 1:15 ночи великий ученый скончался от внутреннего кровоизлияния. Вскоре после этого его тело доставили в больницу Принстона, штат Нью-Джерси, для проведения вскрытия в обычном порядке. И вот тут дежурный патологоанатом Томас Харви столкнулся с нелегким выбором.

Наверное, мало кто смог бы устоять перед таким соблазном: узнать, что сделало Эйнштейна Эйнштейном! Сам Эйнштейн был заинтересован в том, чтобы его мозг изучили после смерти, и даже согласился на сканирование мозга. Однако он высказался против того, чтобы его главное сокровище было сохранено для науки, так как терпеть не мог, когда перед ним преклонялись, как средневековые католики перед алтарем. Но Харви в ту ночь заранее приготовил скальпели в прозекторской, то есть знал, что у человечества есть последний шанс спасти и изучить серое вещество величайшего мыслителя в истории. И в 8:00 утра, без разрешения родственников, вопреки завещанию Эйнштейна, желавшего кремации, Харви… ну не то чтобы «украл», а, скажем так, «освободил» мозг великого физика и отдал родственникам тело без него.

«Освободил» – и сразу же разочаровался. Мозг Эйнштейна весил 1220 граммов (нижний предел нормы). Но прежде чем Харви успел продолжить исследования, о судьбе гениального мозга уже узнали все кому не лень: как Эйнштейн и опасался, его останки приравняли чуть ли не к святым мощам. Уже на следующий день, когда принстонские школьники обсуждали потерю Эйнштейна, сын Томаса Харви, обычно парень молчаливый, выпалил: «Мой папаша стащил его мозг!» А еще через день о планах Харви упоминалось во всех некрологах Эйнштейну, красовавшихся на первых полосах американских газет. В конце концов патологоанатому удалось убедить не на шутку разозлившихся членов семьи Эйнштейна дать добро на дальнейшее изучение. Измерив мозг штангенциркулем и сделав несколько снимков для потомков на 35-миллиметровую черно-белую пленку, Харви распилил его на 240 кусочков размером с ириску, каждый из которых отдельно упаковал в целлоидин и положил в баночку из-под майонеза. Затем он разослал эти кусочки специалистам-неврологам, уверенный в том, что результаты исследований оправдают его грешок перед великим немцем.

 

Фрагменты мозга Эйнштейна, залитого в твердый целлоидин после смерти ученого в 1955 году (Getty Images)

 

Это, конечно, было не первым случаем, когда вскрытие известного человека приняло мрачный оборот. Чтобы изучить глухоту Бетховена, врачи отложили кости его уха, но их стащил санитар. Чтобы определить, что делает революционера революционером, в СССР создали целый институт изучения мозга Ленина. Также планировалось сохранить мозг Сталина и Чайковского. Точно так же американцы, заполучив мозг Муссолини после Второй мировой войны, хотели выяснить, что делает диктатора диктатором (их при этом не смутило, что труп дуче был обезображен до неузнаваемости). В 1945 году японские судмедэксперты передали американцам четыре тысячи кусков человеческой плоти для изучения воздействия радиации на организм. Среди этих «трофеев» были сердца, куски печени, мозга и даже глазные яблоки. Контейнеры со всем этим богатством содержались в Вашингтоне в радиационно-стойких хранилищах, обслуживание которых стоило налогоплательщикам 60 тысяч долларов в год. Лишь в 1973 году останки японцев были возвращены на родину.

Или вот еще чудная история (сразу предупредим, что это, скорее всего, апокриф, но современники верили, что так могло быть). Уже известный нам Уильям Бакленд достиг вершины своей карьеры гурмана, когда увидел в руках у своего приятеля табакерку с высушенным кусочком сердца Людовика XIV. «Я ел много всякой дряни, но еще не пробовал сердце короля!» – пробормотал Бакленд и… слопал это сердце, прежде чем его успели остановить. Самый пикантный случай, связанный с похищением частей тела, относится к самому дорогому органу патрона Жоржа Кювье – Наполеона Бонапарта. В 1821 году зловредный доктор отрезал пенис императора, а подкупленный священник тайно вывез его в Европу. Век спустя, в 1927 году, это сокровище выставили на аукцион в Нью-Йорке, где один из экспертов сравнил его с «потрепанным кусочком оленьей кожи». За сто лет пенис съежился до менее чем пятисантиметрового размера, но все-таки оказался куплен, причем уролог из Нью-Джерси выложил 2900 долларов. И мы не можем закончить этот не самый приятный список, не упомянув еще одного нью-джерсийского врача, который в 1955 году бесцеремонно стащил глазные яблоки Эйнштейна. Позже он отказался продать реликвию Майклу Джексону, предлагавшему миллионный гонорар – в том числе и потому, что полюбил смотреть в эти глаза. О судьбе остальных органов Эйнштейна можно не беспокоиться. Его тело кремировали, и никто не знает, в какой точке Принстона его семья развеяла пепел[72].

Пожалуй, наиболее досадно во всей этой истории с посмертной неудачей Эйнштейна то, что ученые не получили практически никаких новых знаний о мозге. За сорок лет было опубликовано лишь три статьи о мозге великого ученого, потому что большинство ученых не смогло отыскать в нем ничего выдающегося. Харви старался убедить ученых еще раз обратить внимание на эйнштейновский мозг, но исследования вновь ничего не принесли, и кусочки мозга просто валялись мертвым грузом. Харви обернул каждую часть марлей и поместил в две широкогорлые банки из-под печенья, заполненные формальдегидом. Банки, в свою очередь, были в картонной коробке из-под бутылок с сидром, которая стояла в офисе Харви, за маленьким красным холодильником для пива. Когда Харви уволился с работы и в поисках лучшей доли отправился в Канзас (кстати, его новым соседом стал писатель Уильям Берроуз), мозг Эйнштейна ехал на переднем сиденье его автомобиля.

Настойчивость Харви все-таки была оправданна, и выяснилось это в последние лет пятнадцать. Появились работы, в которых осторожно освещались нетипичные особенности мозга Эйнштейна, причем и на микроскопическом, и на макроскопическом уровнях. В совокупности с многочисленными исследованиями по генетике развития мозга эти находки все еще могут пролить свет на вопрос, что отделяет человеческий мозг от животного и что стало причиной отклонений от стандарта в мозгу Эйнштейна.

Одна из причин в том, что ученые перестали зацикливаться на общем размере мозга и обратили внимание на размер отдельных его участков. Нейроны приматов обладают более длинными отростками (аксонами), чем нервные клетки других животных, и, соответственно, могут быстрее передавать информацию от одного нейрона к другому. Еще более важный показатель – толщина коры головного мозга, обеспечивающей нам способность думать, видеть сны и заниматься прочими мудреными вещами. Известно, что за толщину коры отвечают определенные гены. Это удалось определить в том числе и благодаря печальным случаям, когда гены очевидно терпели неудачу и на свет появлялись люди с примитивным крохотным головным мозгом. Одним из таких генов является ASPM . В этом гене у приматов есть дополнительные участки ДНК, отсутствующие у прочих млекопитающих: они служат кодами для создания дополнительных цепочек аминокислот, увеличивающих объем коры головного мозга. Эти цепочки начинаются с таких аминокислот, как изолейцин и глютамин. В сокращениях, используемых биологами для обозначения аминокислот, глютамину соответствует буква Q (потому что G уже занята гуанином), а изолейцину, как и следует, I. Таким образом, наш интеллект получил поддержку благодаря цепочке, по совпадению получившей название «область IQ».

Ген ASPM не только увеличивает объем коры головного мозга, но и направляет процесс уплотнения нейронов в ней – а это еще один признак, пропорциональный уровню интеллекта. Уплотнение происходит в первые дни нашей жизни, когда в организме содержится множество стволовых клеток: неопределившихся, способных стать любой разновидностью клетки. Когда в нашем еще не сформировавшемся мозгу начинают делиться стволовые клетки, они могут производить новые стволовые клетки или же остепениться, превратившись во взрослые нейроны и начав работать на благо мозга. Второй вариант, конечно, хорош, но при каждом формировании нейронов производство новых стволовых клеток (потенциального материала для будущих нейронов) останавливается. Создание крупного головного мозга в первую очередь подразумевает создание определенной базы стволовых клеток. Чтобы решить эту проблему, нужно убедиться в равномерном делении клетки: если ее содержимое поровну распределяется между дочерними клетками, каждая из них может стать другой стволовой клеткой. Если же распределение неравно, нейроны начинают формироваться преждевременно.

Чтобы облегчить расщепление, ASPM -ген направляет так называемые веретена, которые крепятся к хромосомам и обеспечивают чистое, аккуратное и симметричное разделение. Если ASPM терпит неудачу, расщепление проходит неравномерно, нейроны формируются слишком рано и ребенок лишается нормального мозга. Конечно, ASPM не является геном, единолично отвечающим за размер мозга, деление клеток требует сложной координации между многими генами, в том числе и главными генами-регуляторами, проводящими все сверху. Но ASPM , безусловно, может правильно упаковать нейроны в кору головного мозга[73], если его работа будет точной, или же, совершив промах, сорвать производство нейронов.

У коры мозга Эйнштейна наблюдалось несколько необычных черт. Одно исследование показало, что великий ученый имел то же количество нейронов, что и обычные пожилые люди, и эти нейроны были того же размера. Однако толщина определенного участка мозга – префронтальной коры – у Эйнштейна была меньше, а значит, нейроны в ней были расположены гораздо плотнее. Плотно упакованные нейроны помогут мозгу быстрее обрабатывать информацию – это очень заманчивая находка, учитывая, что именно префронтальная кора организовывает процесс мышления и позволяет решать многоэтапные задачи.

Дальнейшие исследования были посвящены конкретным извилинам эйнштейновского мозга. Их количество непосредственно не влияет на умственные способности: это такой же миф, как и зависимость интеллекта от размера мозга. Но все-таки рельефность мозга свидетельствует о том, насколько эффективно он работает. К примеру, кора головного мозга обезьян, которые меньше и глупее нас, покрыта гораздо меньшим числом извилин. Что интересно, примерно таким же количеством, как у новорожденного ребенка. Это значит, что, по мере того как мы взрослеем, по мере того как гены заставляют наши мозги покрываться извилинами, каждый из нас вновь переживает миллионы лет человеческой эволюции. Ученым также известно, что отсутствие извилин губительно для человека. Генетическое отклонение под названием «лиссэнцефалия» очень сильно замедляет развитие детей, если только они не погибают внутри материнской утробы. Вместо того, чтобы быть покрытым извилинами, мозг лиссэнцефала устрашающе гладок, вместо того чтобы быть похожим на разветвленную подробную карту, он напоминает кусок печени.

У Эйнштейна обнаружили нестандартные извилины и борозды в коре теменной доли мозга – участка, отвечающего за математическое мышление и обработку изображений. Это согласуется с известными словами ученого, что он думает о физике в основном через картинки (например, теорию относительности он сформулировал, представляя, что едет верхом на луче света). Теменная доля также отвечает за связь зрения, слуха и прочих чувств с остальным мышлением. Эйнштейн замечал, что абстрактные понятия что-то значат для него лишь в том случае, если он соотносит их с чувственными переживаниями, и его родственники помнят, что когда он не мог решить физическую задачу, то брал в руки скрипку. Примерно через час игры он обычно восклицал: «Получилось!» – и снова принимался за работу. Слуховая информация расшевеливала его мышление. Наиболее внушительные, теменные извилины и борозды Эйнштейна были неестественно толстыми, на 15 % больше, чем у обычного человека. И в то время как у нас, умственных слабаков, одна из теменных долей всегда хилее второй, у Эйнштейна обе доли были одинаково «накачанными».

Наконец, у Эйнштейна не оказалось одной из частей среднего мозга – теменной покрышки, по крайней мере, она была неразвита. Эта часть мозга помогает развивать речевые способности, и ее отсутствие может объяснить, почему будущий гений до двух лет вообще не говорил, а до семи – бормотал себе под нос каждую фразу, прежде чем сказать ее громко. Но это могло послужить и компенсацией. Эта область мозга обычно содержит небольшой зазор, и все сигналы вынуждены совершать долгий обходной путь. Отсутствие зазора могло обозначать, что Эйнштейн быстрее обрабатывал определенную информацию, и полушария его мозга взаимодействовали необычно тесно.

Да, это все очень интересно. Но, может быть, это интересная чушь? Эйнштейн боялся, что его мозг сделают идолом. Может быть, мы поступили столь же глупо и вернулись к френологии? Знаменитый мозг превратился в рубленый ливер (даже цвет похож), что заставляет ученых работать в основном по старым фотографиям – это явно не самый точный метод. Откровенно говоря, половина работ Харви зиждилась на «экстраординарных» свойствах мозга Эйнштейна, а он был напрямую заинтересован в том, чтобы найти что-то интересное для науки в органе, который похитил. Кроме того, возможно, особенности Эйнштейна, как и разбухший мозг Кювье, являются уникальными и не имеют ничего общего с гениальностью, сложно утверждать что-то, имея выборку лишь из одного варианта. Хуже того, мы не можем разобраться, что первично: гениальность Эйнштейна была обусловлена особенностями нервной системы (к примеру, утолщением извилин) или же наоборот, гениальность позволила ему упражнять мозг и развивать отдельные его части. Некоторые скептически настроенные нейробиологи отмечают, что у каждого человека занятия музыкой в раннем возрасте могут вызвать те же изменения головного мозга, что и у Эйнштейна (который сам начал играть на скрипке с шести лет).

И если вы надеетесь, что из кусочков мозга, приготовленных Харви, можно будет извлечь ДНК, забудьте об этом. В 1998 году Харви, его банки и автор этих строк на арендованном «Бьюике» отправились в Калифорнию – навестить внучку Эйнштейна. Эвелин Эйнштейн хотела взглянуть на мозг деда, но на самом деле позвала его в гости по другой причине. Она была бедна, заурядна, долго не удерживалась ни на одной работе – словом, фамилию свою совершенно не оправдывала. Эвелин всегда говорили, что она – приемный ребенок Ганса, сына Эйнштейна. Но, услышав сплетни о том, что великий ученый после смерти жены направо и налево крутил с самыми разными подругами, женщина произвела нехитрые расчеты и прикинула, что она вполне могла быть не внучкой, а внебрачной дочерью Эйнштейна. «Усыновление» семьей Ганса могло быть уловкой, во избежание огласки. Чтобы убедиться в этом, Эвелин собиралась провести генетический тест на отцовство, но оказалось, что процесс бальзамирования разрушил ДНК мозга. Еще могут сохраниться прочие источники ДНК: волосы в щетке для усов, частички слюны на курительной трубке и пота на скрипке – но на данный момент мы знаем о генах умерших 50 тысяч лет назад неандертальцев больше, чем о генах человека, умершего в 1955 году.

Но если гений Эйнштейна остается загадкой, то о гениальности человека как вида (по сравнению с приматами) ученые узнали больше. Участки ДНК, повышающие интеллект, делают это различными путями.

Мутация сдвига рамки считывания на две буквы несколько миллионов лет назад деактивировала ген, отвечающий за развитие сильных челюстных мышц. Это, вероятно, привело к тому, что черепа людей стали тоньше, изящнее, и в них освободились драгоценные кубические сантиметры пространства для мозга. Еще одним сюрпризом стал ген мясоедения АпоЕ , помогавший мозгу регулировать уровень холестерола в организме. Чтобы мозг правильно работал, его аксоны должны быть покрыты миелином, который действует как резиновая изоляция на проводах, предохраняя от короткого замыкания или осечки. Холестерин – это основной компонент миелина, и АпоЕ способствует лучшему распространению этого вещества по тем участкам мозга, где это необходимо. Ген АпоЕ , по-видимому, способствует эластичности мозга.

Некоторые гены приводят к прямым структурным изменениям в мозгу. Так, ген LRRTM1 помогает определить конкретные участки нейронов, контролирующие речь, эмоции и прочие умственные способности, которые, в свою очередь, помогают человеческому мозгу установить свою причудливую асимметрию и левую/правую ориентацию. Некоторые варианты LRRTM1 даже меняют местами «правую» и «левую» часть мозга – это единственное известное генетическое обоснование того, правшой или левшой будет человек. Другие участки ДНК вносят совсем уж комичные изменения в структуру мозга: некоторые наследуемые мутации могут скрестить чихательный рефлекс с другими древними рефлексами и заставить человека долго и неконтролируемо чихать – до 43 раз подряд! – при взгляде на солнце, переедании или даже оргазме. Также ученые недавно обнаружили в мозгу шимпанзе 3181 пару оснований «мусорной ДНК», исчезнувших у человека. Эти участки помогают остановить бесконтрольный рост нейронов, который может привести к увеличению размера мозга, а может – и к опухолям. Избавляясь от этой ДНК, люди сделали очень рискованную ставку, но риск оправдался, и наш мозг вырос. Это открытие показывает, что не только наличие, но и отсутствие определенных ДНК делает человека человеком. Или, по крайней мере, не-обезьяной: у неандертальцев тоже не было таких цепочек.

Определив, каким образом и как быстро ДНК распространяется внутри популяции, можно выявить, какие гены способствуют развитию интеллекта. В 2005 году ученые сообщили, что два мутировавших мозговых гена в свое время стремительно распространились среди наших предков: 37 тысяч лет назад это произошло с геном микроцефалии , 6 тысяч лет назад – с ASPM . Время распространения удалось определить с помощью механизмов, разработанных в лаборатории по изучению дрозофил Колумбийского университета. Томас Хант Морган установил, что определенные версии генов наследуются совокупно, в кластерах, просто потому, что соседствуют друг с другом на участках хромосом. К примеру, доминантные гены А, Б и Д могут наследоваться совместно, так же, как и гены а, б и д . Со временем, однако, кроссинговер может перемешать эти группы и образовать комбинации а, Б, Д или А, б, Д . В течение нескольких поколений может образоваться любая комбинация.

В определенный момент ген Б мутирует в Б 0, который обеспечивает дьявольскую перелицовку человеческого мозга. В этот момент он может вихрем пройтись по популяции, потому что люди с Б 0 могут перехитрить любого соплеменника. Распространение пройдет еще легче, если перед этим резко сократится число населения, так как новые гены имеют меньше конкурентов. «Бутылочное горлышко» – это не всегда плохо! Стоит заметить, что вместе с геном Б 0 будут распространяться версии А /а и Д /д , которым посчастливилось оказаться на одной хромосоме первой мутировавшей особи, поскольку для того, чтобы разделить эти гены с помощью кроссинговера, не хватит времени. Другими словами, эти гены будут ездить из организма в организм вместе с успешным геном: такое явление называется «генетический автостоп». Наиболее явные признаки такого «автостопа» наблюдаются у микроцефалина и ASPM , что обозначает, что они распространялись особенно быстро и, вероятнее всего, имели еще какое-либо существенное преимущество.

Даже за пределами специальных генов, увеличивающих мозг, регулирование ДНК может многое рассказать о нашем сером веществе. Одно из очевиднейших отличий человеческой ДНК от обезьяньей в том, что клетки нашего мозга гораздо чаще сращивают цепочки ДНК, разрывая и редактируя последовательность символов для достижения самых различных эффектов. Нейроны перемешивают свой генетический материал так сильно, что некоторые специалисты утверждают о низвержении одной из главных догм биологии, что все клетки нашего организма имеют одинаковую ДНК. По какой-то причине наши нейроны дают гораздо больше свободы подвижным участкам ДНК, так называемым прыгающим генам, которые случайным образом вклиниваются в хромосомы. Это приводит к изменению модели ДНК в нейронах и может также изменить их работу. Один нейробиолог отмечает: «Учитывая, что изменение потенциала отдельных нейронов может существенно повлиять на поведение… похоже, что некоторые участки мобильной ДНК, в отдельных клетках, у отдельных людей могут иметь значительное, даже глубокое воздействие на окончательную структуру и функциональность мозга». Таким образом, вирусоподобные частицы вновь могут оказаться важными для всего человечества.

Если вы не верите, что можно объяснить такое неописуемое понятие, как гениальность, с помощью такого ограниченного понятия, как ДНК, многие ученые… с вами согласятся. Каждый случай наподобие истории саванта Кима Пика сводит на нет все наше понимание того, как ДНК и структура мозга влияют на интеллект. Тут уж даже самым большим энтузиастам среди нейробиологов впору искать утешение на дне стакана и всерьез подумывать о переходе на «бумажную» работу.

 

* * *

 

Уроженец Солт-Лейк-Сити Ким Пик был просто мегасавантом, эталоном того, кого неполиткорректно, но по сути верно называют «ученый идиот». Вместо того, чтобы ограничиваться совершенно бесполезными навыками вроде рисования идеальных кругов или перечисления всех римских императоров по порядку, Пик получил энциклопедические познания в географии, опере, истории США, творчестве Шекспира, классической музыке, Библии – практически всех областях знаний о западной цивилизации. Еще грандиознее то, что Пик, наподобие Гугла, может воспроизвести любую фразу из девяти тысяч книг, которые он прочел и запомнил, начиная с 18-месячного возраста. Прочитав книгу, он ставил ее на полку вверх ногами, отмечая тем самым, что покончил с ней. Если вас это утешит, добавим, что Пик к тому же знал кучу совсем ненужной информации, вроде всех почтовых кодов США. Он также помнил наизусть фильм «Человек дождя» (прототипом героя которого он сам и явился) и до мельчайших подробностей разбирался в религии мормонов[74].

Попытки хотя бы как-то измерить таланты Пика, просканировав его мозг, врачи из штата Юта начали в 1988 году. В 2005 году в дело зачем-то вмешалась НАСА, взяв подробные МРТ и томографические снимки мозга Пика. Сканирование показало, что у Кима отсутствует ткань, соединяющая левое полушарие головного мозга с правым. Отец Кима вспоминал, что тот в младенческом возрасте мог вращать одним глазом независимо от второго – по всей видимости, благодаря этому разрыву между полушариями. Левое полушарие, отвечающее за восприятие картины мира в целом, у Пика было нестандартным – более комковатым и сплющенным, чем у обычных людей. Но, помимо этих деталей, ученые обнаружили совсем мало. В конце концов, даже технологии уровня НАСА смогли определить лишь ненормальные черты, лишь проблемы мозга Пика. Если нужно ответить на вопрос, почему Ким не умел застегивать пуговицы и почему он не знал, где лежит столовое серебро в родительском доме, где он прожил несколько десятков лет, – пожалуйста. А вот если нужно определить, откуда происходят его таланты, – здесь НАСА пожимает плечами.

Но врачам было известно, что у Пика наблюдается редкое генетическое нарушение – FG-синдром. При этом синдроме один-единственный нерабочий ген не может «щелкнуть переключателем» на участке ДНК, отвечающем за нормальное развитие нейронов (нейроны очень придирчивы, да!). Как и у большинства савантов, последствия этих проблем сконцентрировались в левой половине мозга Пика: скорее всего, потому, что левое полушарие, отвечающее за формирование цельной картины мира, формируется медленнее. Соответственно, неисправный ген имеет больше времени, чтобы навредить. Но по странному стечению обстоятельств повреждения обычно доминирующего левого полушария могут активизировать таланты полушария правого, отвечающего за воспроизведение деталей. Действительно, таланты большинства савантов – склонность к пародированию, абсолютный музыкальный слух, феноменальные математические способности – объединены в менее уязвимой правой половине мозга. Как ни печально, но, похоже, все эти «правополушарные» таланты так и не поднялись бы на поверхность, если бы левому полушарию не был нанесен ущерб.

Похожие открытия генетики сделали, изучая геном неандертальца. В настоящее время ученые занимаются разработкой ДНК человека и неандертальца, чтобы доказать существование «генетического автостопа», стараясь определить состав ДНК, которая распространилась среди людей после того, как они перестали быть одним видом с неандертальцами и, таким образом, понять, что же отличает нас от неандертальцев. Некоторые из этих различий – ничем не примечательные особенности строения костей или обмена веществ. Но ученые выявили и несколько генов, связанных с познанием. Как ни парадоксально, но владение определенными вариантами этих генов приводит отнюдь не к Нобелевской премии и Мак-Артуровским грантам[75], а к синдрому Дауна, аутизму, шизофрении и прочим психическим расстройствам. Значит, чем наш разум сложнее, тем он более хрупкий: принятие генов, которые поднимают интеллект, – это нешуточный риск.

При всей своей хрупкости мозг с поврежденной ДНК может быть фантастически выносливым в других обстоятельствах. В 1980-х годах английский нейробиолог просканировал чудовищно большую голову молодого человека, направленного к нему для проверки. В черепной коробке он нашел совсем немного мозга, но очень много цереброспинальной жидкости (преимущественно соленой воды). Кора головного мозга юноши фактически представляла собой наполненный водой воздушный шарик: мешочек в один миллиметр толщиной, в котором хлюпает жидкая внутренняя полость. Специалист определил, что вес мозга молодого человека составлял примерно 140 граммов – в десять раз меньше нормы! И при этом парень имел IQ 126 и был талантливым математиком, стипендиатом своего университета. Нейробиологи даже не претендуют на то, чтобы знать, как так называемые высокофункциональные гидроцефалы (последнее слово в буквальном смысле обозначает «водоголовые») умудряются жить нормальной жизнью. Однако специалист, изучавший другого известного гидроцефала, французского чиновника с двумя детьми, предположил, что если мозг атрофируется медленно в течение долгого времени, то он в состоянии перераспределить важные функции, прежде чем потеряет их полностью.

IQ Кима Пика – пропорции черепа которого были теми же, что у Кювье, – составлял всего 87 баллов. Такой низкий показатель получился, вероятно, потому, что Пик, упиваясь мелочами, не мог обрабатывать нематериальную информацию. Например, ученые заметили, что он не мог понять смысл пословиц и поговорок – перейти к метафорическому мышлению для Пика было слишком сложно. Когда однажды в ресторане отец попросил Кима понизить голос, тот сполз со стула, чтобы его гортань стала ближе к полу. Этот случай показывает, что он, скорее всего, понимал, почему каламбуры должны быть теоретически смешны: возможно, потому, что видел что-то математическое в замене понятий и слов. Когда его спросили о Геттисбергской речи Линкольна (с англ.Gettysburg Address ), он ответил: «Дом Уилла, 227-я северо-западная улица. Но он оставался там только на одну ночь: на следующий день надо было выступать». Так же Пик боролся и с прочими абстракциями, а еще он был практически беспомощен в бытовом плане, и отцу приходилось заботиться о нем, как о ребенке. Но, учитывая прочие таланты Кима, 87-балльный IQ кажется преступно низким и, конечно, не отражающим сущности гения[76].

Пик умер в канун Рождества 2009 года от сердечного приступа, и его тело было погребено. Таким образом, его замечательный мозг, в отличие от мозга Эйнштейна, не получил «загробной жизни». Сохранились снимки его мозга, но они лишь дразнят нас, указывая на пробелы в наших знаниях о формировании разума. Мы толком не знаем, ни чем Пик отличался от Эйнштейна, ни даже чем обычный человеческий разум отличается от интеллекта обезьяны. Постижение тайн человеческого мозга требует понимания ДНК, которая строит и формирует сеть нейронов, определяющих наши мысли и улавливающих каждое «Эврика!» Но это требует и понимания влияния окружающей среды, которое, наподобие скрипичных уроков Эйнштейна, улучшает наше ДНК и позволяет большому мозгу реализовывать свой потенциал. Эйнштейн был Эйнштейном благодаря генам, но не только поэтому.

Среда, которая взрастила Эйнштейна и прочих современных гениев, возникла не случайно. В отличие от прочих животных, люди сами создали и оформили свою повседневность: у нас есть культура. Но ДНК, увеличивающая мозг хоть и обязательна, но недостаточна для создания культуры. Наши предки, занимавшиеся собирательством и поеданием падали, тоже могли похвастаться большим мозгом (даже больше, чем у нас), но развитие культуры возможно только с распространением генов, позволяющих переваривать приготовленную пищу и нормально переносить сидячий образ жизни. Возможно, в первую очередь нам понадобились поведенческие гены, позволяющие терпеть чужаков, подчиняться правителям, принимать моногамный секс. Гены, которые сделали нас более дисциплинированными, позволили думать не только об удовлетворении насущных потребностей, но и строить что-то на будущее. В общем, гены формируют нашу культуру, но и культура, в свою очередь, формирует нашу ДНК. Понимание наибольших достижений человечества – науки, искусства, политики – требует понимания того, как взаимодействуют культура и ДНК.

 




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.