Андрей Буровский - Феномен мозга. Тайны 100 миллиардов нейронов
Эти кистеперые рыбы – потомки тех, кто не оказался в нужное время в нужном месте. И Великий Эволюционный Шанс прошел мимо.
Шанс будет только у тех, кто примет вызов. Кто упорно поползет – а тело сразу же сделается в несколько раз тяжелее. Кто будет приучать глаза, обоняние, слух к совершенно новым условиям – и, кстати говоря, к условиям, в которых намного больше информации, чем в воде. Нужны другие, более совершенные органы чувств – чтобы они возникли, нужно внимательно, напряженно всматриваться и вслушиваться во все происходящее. Вал информации должен перерабатывать больший по размерам, более сложно устроенный мозг. Какой-то рыбине это не под силу, а какой-то – окажется и «по плечу».
Предками новых, более сложных форм жизни становятся только самые жизнеспособные, активные, умные, сильные, упертые. И только.
И, наконец, закономерность четвертая : чем сложнее форма жизни, тем быстрее она эволюционирует. Если понимать эволюцию как чисто генетическое явление: чем больше поколений, тем больше изменений. А все наоборот: «с уменьшением плодовитости и ослаблением общей элиминации (то есть смертности представителей вида. – А.Б .) скорость эволюции не уменьшается, а растет» [49] .
Говоря попросту – чем сложнее группа животных, тем быстрее она эволюционирует. При том что продолжительность жизни индивида растет, а значит, за единицу времени и поколений протекает меньше. Логически рассуждая, муха дрозофила должна эволюционировать быстрее, чем крупные млекопитающие, но вот факты: «в плейстоцене состав крупных млекопитающих менялся неоднократно и резко, тогда как из 2000 видов насекомых, известных из тех же условий, вымершими считаются только около 30» [50] . Из этого А.П. Расницын делает вывод о «несостоятельности чисто генетического подхода к эволюции» [51] .
Одна закономерность, впрочем, вполне генетическая: чем сложнее организм, тем больше признаков передается новому поколению от папы и мамы. А ведь есть еще такая штука, как мутация: при передаче признаков от папы-мамы к потомству появляются признаки, которых нет ни у папы, ни у мамы. Чем всех признаков больше – тем больше изменений. Потому и получается: надо изменяться? Сложные виды изменяются больше и быстрее.
А кроме того, всякий «негенетический» подход заставляет нас учитывать информационные процессы. Применительно к биологической эволюции – в первую очередь учитывать факторы цефализации со всеми вытекающими закономерностями.
Мало того, что более высокоразвитые организмы эволюционируют быстрее примитивных, по принципу: «кто умнее – тот быстрее развивается». Виды и популяции заставляют друг друга все активнее включаться в информационные процессы.
Интеллектуализируясь, обучаясь более дифференцированным и сложным взаимодействиям и воздействиям на среду обитания, виды составляют мощную конкуренцию для всех организмов, занимавших аналогичные экологические ниши. Всякое проникновение животных с более высоким уровнем развития нервной деятельности на территорию, где таких высокоразвитых животных еще не видали, создает экстремумы для местной фауны.
Фактически это означает, что элементы биоценозов организуют друг для друга «внешние» катастрофы и экстремальные состояния разного типа и уровня. Уже и высыхания водоемов не надо, если появляется новый эффективный хищник.
И в этом случае все повторяется: одни живут не там, где появился этот хищник, другие не способны ему сопротивляться, третьи не хотят меняться. Не все зависит от желания самого организма… но чем сложнее организм, тем больше и больше от него зависит.
Глава 2 Как устроен головной мозг?
– Зачем тебе голова?
– Я в нее ем…
Анекдот
Как это устроено?
Мозг – часть организма. Необычная, исключительно важная, но часть. Чем сложнее животное, тем труднее управлять и его организмом, и его поведением. Мозг, или там «узел ганглиев» мухи, паука, осьминога уже разделен на специализированные отделы. Каждый из них получает и перерабатывает «свою» информацию, принимает «свои» решения и управляет «своими» сторонами жизни животного.
У примитивных животных может быть не один мозг. У моллюсков, ракообразных и насекомых есть по нескольку нервных центров. Диплодок – двудум, имел крохотный головной мозг, такой же, как у новорожденного котенка. Но «зато» у него был особый крестцовый мозг – расширение спинного над задними ногами. Этот крестцовый мозг управлял задними ногами и хвостом. И без головы диплодок какое-то время мог жить: продолжались движения задних ног, хвост молотил вокруг, а был он размером с небольшое дерево.
Так и современные птицы, в том числе куры, могут довольно долго бегать, даже летать, с отрубленной головой. Зрелище жуткое, но поучительное, потому что сразу видно, как много функций берет на себя спинной мозг.
Еще более сильное впечатление производят куски мяса черепах на южных базарах: они шевелятся. Нервная деятельность в теле черепахи до конца не угасает не только когда ей отрубят голову, но и когда ее разделают на куски и повезут на базар.
Нервным туристам становится не по себе, а биологам есть о чем задуматься.
Рыбы… Хорошо помню, как один раз начал мыть голову уже разделанного, выпотрошенного осетра. Вода из-под крана хлынула в рот, омыла жаберные щели… И обрубок рыбины зашевелил плавниками, жабрами, ртом, забил по краям мойки обрубком хвоста.
Но конечно же, намного более выигрышно сосредоточить сложную нервную деятельность, особенно переработку информации, в одном органе – головном мозге. Не случайно ведь мозг как возник, так с тех пор только и делал, что увеличивался и усложнялся.
Головной мозг уже самых примитивных позвоночных имеет отделы, характерные для всего типа. Каждый отдел имеет свое назначение, и они одинаковы и у высших, и у низших животных.
И у миноги, и у человека головной мозг можно условно разделить на три основные части: передний мозг, ствол и мозжечок. Некоторые научные школы считают, что мозжечок составляет часть ствола, и ствол состоит из продолговатого мозга, среднего, промежуточного и мозжечка. Другие полагают, что ствол мозга состоит из продолговатого мозга, моста и среднего мозга, а мозжечок – совершенно особый отдел. Смысл этих глубокомысленных споров понять трудно… самое невероятное – смысл как раз, может быть, и есть.
Ствол – это расширение спинного мозга, его продолжение. Ствол управляет самыми простыми, чисто инстинктивными действиями. Он есть у всех позвоночных животных.
Ствол мозга расположен у основания черепа. Он соединяет спинной мозг с передним мозгом и состоит из продолговатого мозга, среднего, промежуточного и моста.
Через средний и промежуточный мозг, как и через весь ствол, проходят двигательные пути, идущие к спинному мозгу, и некоторые чувствительные пути от спинного мозга к другим отделам головного. Ниже среднего мозга расположен мост, связанный нервными волокнами с мозжечком. Самая нижняя часть ствола – продолговатый мозг – непосредственно переходит в спинной. В продолговатом мозгу расположены центры, регулирующие деятельность сердца и дыхание в зависимости от внешних обстоятельств, кровяное давление, желудок и перистальтику кишечника.
От головного и спинного мозга отходят нервы во все органы и все части тела. Только от головного мозга отходит 12 пар черепно-мозговых нервов. Почему «пар»? Потому что по одним нервам к мозгу стекается информация от внутренних и наружных рецепторов. А по другим, в обратном направлении идут сигналы к мышцам и железам.
Мозжечок очень развит у насекомых, особенно летающих. Впрочем, многие ученые считают, что у мухи вовсе не мозг, а так, крупные ганглии. Но и у нее, в ее «ганглиях», есть отделы, аналогичные мозжечку. Они развиты намного больше, чем мозжечок человека.
Ричард Бах, офицер американских воздушных сил, описывает, как молодым офицерам приказали отдавать честь мухам: за то, что они и без всякого самолета могут выделывать в воздухе такое, что и на самолете никакому человеку не под силу.
Конечно, этот приказ был направлен в основном на то, чтобы научить молодых офицеров контролировать свои эмоции. Отдавая мухе честь, новоиспеченный лейтенант американских ВВС невольно улыбался.
– Почему вы улыбаетесь?!
– Это забавно, сэр…
– Кто хозяин ваших эмоций? Вы? Так научитесь относиться к мухам серьезно! [52]
Действительно, муха без всякой тренировки может кувыркаться в воздухе, мгновенно останавливаться, лететь головой назад, на спине или выписывать сложные петли. От одного наблюдения за ней может закружиться голова… По крайней мере, у человека.
Мозжечок управляет пространственным поведением организма. Чем подвижнее животное, тем он сильнее развит. К примеру, таковой он у птиц и таких животных, как белка. Мозжечок регулирует тонкие автоматические движения, координирует активность различных мышечных групп при движении. Он же постоянно контролирует положение головы, туловища и конечностей, то есть организует поддержание равновесия. Без мозжечка мы не смогли бы приобрести любые двигательные навыки, не могли бы запоминать и осуществлять последовательные движения.
