7 1/2 урокiв про мозок Лiза Фельдман Барретт Колись давно ми були маленьким шлунком на паличцi, що плавав у морi. Поступово ми еволюцiонували i вiдростили мозок – легендарний орган, здатний робити так багато всього дивовижного: • Передбачати (майже) все, що ми робимо • Впливати на майбутне та змiнювати його • Спiвпрацювати з iншими мiзками • Створювати понад один тип свiдомостi • Конструювати вiдчуття та формувати реальностi В формате PDF A4 сохранен издательский макет книги. Лiза Фельдман Барретт 7 1/2 урокiв про мозок © Lisa Feldman Barrett, 2020 © Flow Creative (flowcs.com), Illustrations, 2020 © Depositphotos.com / yyanng, vladystock, обкладинка, 2021 © Книжковий Клуб «Клуб Сiмейного Дозвiлля», видання украiнською мовою, 2021 © Книжковий Клуб «Клуб Сiмейного Дозвiлля», переклад i художне оформлення, 2021 * * * Присвячуеться Барб Фiнлi та iншим моiм колегам, якi навчили мене ремесла неврологii, за iхню велику щедрiсть та ще бiльше терпiння Вiд автора Я написала цю збiрку коротких неформальних нарисiв, щоб заiнтригувати й розважити вас. Це не всебiчний посiбник про мозок. Кожен iз них пропонуе кiлька цiкавих наукових iдей про ваш мозок i розглядае, що вони можуть вiдкрити нам про людську природу. Краще читати цi нариси по порядку, але ви можете читати iх як завгодно. У своiй науковiй роботi я зазвичай додаю до того, що пишу, багато наукових подробиць, як-от описи дослiджень i покликання на журнальнi статтi. Однак для цих неформальних нарисiв винесла всi науковi покликання на свiй вебсайт sevenandahalflessons.com. Наприкiнцi цiеi книжки ви знайдете додаток iз вибраними науковими подробицями. Вiн пропонуе трохи глибший розгляд тем деяких нарисiв, пояснюе певнi точки зору, щодо яких досi сперечаються науковцi, та вiддае належне за деякi цiкавi iдеi iншим людям. Чому тут сiм iз половиною урокiв, а не вiсiм? Вступний нарис трохи розповiдае про виникнення мозку, але це лише стислий погляд на величезну еволюцiйну iсторiю – звiдси й половинний урок. Утiм, поняття, якi вiн пропонуе, дуже важливi. Сподiваюся, вам буде цiкаво дiзнатися, що одна неврологиня вважае дивовижним про ваш мозок i як цей майже пiвторакiлограмовий кавалок промiж вух робить вас людиною. Цi нариси, безумовно, не наказують вам, що думати про людську природу, але запрошують помiркувати про те, що ви за людина або ким хочете стати. Половинний урок. Ваш мозок не для мислення Колись давно Землею правили створiння без мiзкiв. І це не полiтична заява, а лише бiологiчна. Одним iз цих створiнь був ланцетник. Якщо ви колись його бачили, могли помилково сприйняти його за маленького черв’ячка, допоки не помiчали зяброподiбних щiлин з обох бокiв його тiла. Ланцетники населяли океани близько 550 мiльйонiв рокiв тому[1 - Ланцетники населяли океани близько 550 мiльйонiв рокiв тому. Цi давнi створiння, також вiдомi як амфiокси, iснують i досi. Ланцетники – це нашi еволюцiйнi родичi таким чином: люди – хребетнi, тобто ми маемо кiстковий хребетний стовп, який називаемо хребтом, i нервову трубку, яку називаемо спинним мозком. Ланцетники – не хребетнi, але вони мають нервову трубку, що проходить згори донизу iхнього тiла. Вони також мають щось на кшталт хребетного стовпа пiд назвою «нотохорда», iз фiброзного матерiалу та м’язiв замiсть кiсток. Ланцетники та хребетнi належать до бiльшоi групи тварин, вiдомоi як хордовi (Chordata), i ми маемо спiльного пращура. (Бiльше про цього пращура далi.)Ланцетникам бракуе всiх характеристик, що вiдрiзняють хребетних вiд не хребетних. Вони не мають анi серця, печiнки, пiдшлунковоi залози чи нирок, анi внутрiшнiх систем тiла, пов’язаних iз цими органами. Вони мають лише якiсь клiтини, що регулюють циркадний ритм i породжують цикл спання та неспання.Ланцетники не мають чiтко окресленоi голови чи будь-яких видимих органiв чуття, виявлених на головi хребетних, як-от очi, вуха, нiс тощо. На найбiльш передньому кiнцi свого тiла ланцетник мае з одного боку невеличку групу клiтин пiд назвою «очка Гессе». Цi клiтини фоточутливi та здатнi виявляти iстотнi змiни свiтла й темряви, тому якщо на тварину падае якась тiнь, вона вiддаляеться. Клiтини цих очок мають деякi спiльнi гени iз сiткiвкою хребетних, але ланцетники не мають очей i не можуть бачити.Ба бiльше, ланцетники не можуть вiдчувати запаху чи смаку. Вони мають на шкiрi деякi клiтини для виявлення хiмiчних сполук у водi, i цi клiтини мiстять певнi гени, подiбнi до виявлених у нюховiй цибулинi хребетних, але точно не вiдомо, чи функцiонують цi гени однаково. Ланцетник також мае групу клiтин iз вiйками, що дають йому змогу орiентуватися та врiвноважувати тiло у водi, а також, можливо, вiдчувати прискорення, коли вiн пливе, але ланцетники не мають внутрiшнiх вух iз вiйчастими клiтинами для слуху, як у хребетних.Ланцетники також не можуть знаходити iжу й наближатися до неi; вони харчуються будь-якими дрiбними створiннями, якi приносять iм океанськi течii. Вони мають клiтини для виявлення нестачi iжi та звивання у випадковому напрямку, що може привести до iжi (фактично цi клiтини сигналять: «Будь-яке мiсце краще, нiж це»). Див. вебсторiнку 7half.info/amphioxus.] й мали простий спосiб життя. Ланцетник мiг пересуватися у водi завдяки дуже примiтивнiй системi руху. Вiн також мав винятково простий спосiб харчування: прилiплювався на морському днi, рiс там, неначе травинка, i споживав будь-якi дрiбнi створiння, що випадково запливали до його рота. Смак i запах iжi для нього були неважливими, бо ланцетник не мав таких органiв чуття, якi маете ви. Замiсть очей у нього було лише кiлька клiтин, щоб розпiзнавати змiни освiтлення, i не було слуху. Його недорозвинену нервову систему становило крихiтне скупчення клiтин, що не назвеш мозком[2 - …недорозвинену нервову систему становило крихiтне скупчення клiтин, що не назвеш мозком. Науковцi продовжують сперечатися, чи мають ланцетники мiзки. Головна проблема тут полягае в тому, де проводити лiнiю подiлу мiж поняттями «мозок» i «не мозок». Ситуацiю добре пiдсумовуе еволюцiйний бiолог Генрi Джи: «Анi у покривникiв [асцидiй], анi у ланцетника не видно нiчого схожого на мозок хребетних, хоча е слiди його планування… якщо достатньо уважно придивитися».Науковцi загалом згоднi, що на передньому кiнцi нотохорди ланцетника можна знайти щось на кшталт генетичних контурiв мозку хребетних, i цим контурам щонайменше 550 мiльйонiв рокiв. Це не обов’язково означае, що гени, якi виявили на передньому кiнцi нотохорди, працюють так само чи породжують тi самi структури, що й у мозку хребетних. (Докладнiше про те, що означае для двох видiв мати подiбнi генiв, див. у пунктi додатка для уроку № 1 «рептилii та нелюдськi ссавцi мають тi самi типи нейронiв, що й люди».) І саме тут точаться науковi суперечки. Ланцетники мають деякi з молекулярних схем, що органiзують мозок хребетних на великi сегменти, але науковцi не можуть дiйти згоди, якi саме сегменти окресленi, а яких сегментних iнструкцiй немае. Суперечливо також, чи мають ланцетники фактичнi сегменти. Адже ланцетник мае рудиментарнi генетичнi передумови, потрiбнi для розвитку голови, проте не мае власне голови.Докладнiше про ланцетникiв читайте в книзi Генрi Джи «Через мiсток: розумiння походження хребетних» та книзi еволюцiйних неврологiв Георга Штрiдтера та Гленна Норткатта «Мiзки крiзь час: природнича iсторiя хребетних». Див. вебсторiнку 7half.info/amphioxus-brain.]. Як бачите, ланцетник був просто шлунком на паличцi. Утiм, ланцетники – вашi далекi родичi, i сьогоднi вони все ще з нами. Якщо подивитися на сучасного ланцетника, ви побачите створiння, дуже подiбне до вашого давнього крихiтного пращура[3 - …ви побачите створiння, дуже подiбне до вашого давнього крихiтного пращура. Науковцi вважають, що наш спiльний iз ланцетниками пращур дуже нагадував сучасних ланцетникiв, бо середовище iснування ланцетникiв (iхня нiша) майже не зазнало змiн за останнi 550 мiльйонiв рокiв, тому iм не треба було особливо адаптуватися. Натомiсть хребетнi зазнали величезних еволюцiйних змiн, як i iншi хордовi, на кшталт асцидiй. Тому науковцi припускають, що через вивчення сучасних ланцетникiв ми можемо багато дiзнатися про спiльного пращура всiх хордових.Проте деякi науковцi продовжують заперечувати цi припущення – навряд чи ланцетники взагалi не змiнилися за пiв мiльярда рокiв! Наприклад, нотохорда ланцетника (його центральна нервова система) витягнулася на всю довжину його тiла вiд початку до кiнця, тодi як у хребетних спинний мозок закiнчуеться там, де починаеться головний. Науковцi сперечаються щодо того, чи мав наш спiльний предок нотохорду, як у ланцетника, що скоротилася з розвитком головного мозку хребетних, чи якусь коротшу нотохорду, що потiм видовжилася пiд час еволюцii. Тривають також кiлька аналогiчних суперечок (наприклад, про еволюцiю нюху).Докладнiше про нашого схожого на ланцетника давнього пращура читайте в книзi Генрi Джи «Через мiсток». Див. вебсторiнку 7half.info/ancestor.], який борознив тi самi моря. Чи можете ви уявити маленьке червоподiбне створiння два дюйми завдовжки, що звиваеться в течii доiсторичного океану, i побачити в ньому еволюцiйний шлях розвитку людства? Це буде непросто. Адже сьогоднi ви маете дуже багато того, чого не було у давнього ланцетника: кiлькасот кiсток, купу внутрiшнiх органiв, довгi кiнцiвки, нiс, чарiвну усмiшку, а головне – мозок. Ланцетник не потребував мозку. Його чутливi клiтини були з’еднаними з клiтинами руху, тому вiн реагував на свiй водний свiт без особливого опрацювання iнформацii. Натомiсть ви маете складний потужний мозок, що породжуе рiзнi ментальнi подii, як-от думки, емоцii, спогади та мрii – внутрiшне життя, яке значною мiрою формують характернi й важливi особливостi вашого iснування. Навiщо виник мозок, подiбний до вашого?[4 - Навiщо виник мозок, подiбний до вашого? Твердження на кшталт «Ваш мозок для цього» та «Ваш мозок виник, щоб робити це» – це приклади телеологii, вiд грецького слова телос, що означае «кiнець», «цiль» чи «мета». У науцi й фiлософii розглядають кiлька типiв телеологii. Найпоширенiший тип, який зазвичай заперечують науковцi й фiлософи, – це твердження, що щось було спецiально призначено для якоiсь мети з якоюсь кiнцевою точкою. Його приклад вказуе на те, що мозок еволюцiонував у якiйсь вертикальнiй прогресii – скажiмо, вiд iнстинктивного до рацiонального або вiд нижчих тварин до вищих. Це не та форма телеологii, яку я використовую в цьому уроцi.Другий тип телеологii, який я використовую в цьому уроцi, – це твердження, що щось перебувае в процесi, який втiлюе якусь мету без жодноi кiнцевоi точки. У твердженнi, що мозок не для мислення, а для регуляцii тiла в конкретнiй нiшi, я не маю на увазi, що бюджет тiла (алостаз) мае якийсь кiнцевий стан. Алостаз – це процес, що передбачае постiйно мiнливi умови середовища та мае справу з ними. Усi мiзки пiдтримують алостаз. Немае жодного впорядкованого прогресу вiд гiршого до кращого.Психологи Бетанi Оджалето, Сандра Р. Ваксман та Дуглас Л. Медiн вивчають, як люди рiзних культур мiркують про свiт природи. Їхнi дослiдження свiдчать, що телеологiчнi твердження, використанi в цьому уроцi, вiдображують оцiнку стосункiв мiж живими iстотами та iхнiм середовищем. Вони називають це «контекстуальним, реляцiйним пiзнанням». Твердження на кшталт «Мозок не для мислення» вiд природи реляцiйне (воно вiдображуе стосунки мiж мозком, рiзними системами тiла й середовищем) i не вiдображуе, що мозок був спецiально призначеним для якоiсь мети з якоюсь кiнцевою точкою.Моi твердження (наприклад, «Ваш мозок не для мислення») також постають у конкретному контекстi – у неспецiалiзованому нарисi, що описуе аспекти роботи мозку. Цi твердження набувають свого повного значення лише в контекстi, у якому iх використано. Якщо опустити контекст, цi твердження можна легко помилково прийняти за перший, проблемний тип телеологii. Алостаз, звiсно, – не едина причина еволюцii мозку, i вiн не спрямовуе еволюцiю якимось упорядкованим чином. Еволюцiю мозку здебiльшого спрямовував природний добiр, безсистемний та опортунiстичний. На еволюцiю мозку може також впливати культурна еволюцiя, яку я розглядаю в уроцi № 7. Див. вебсторiнку 7half.info/teleology.] Очевидна вiдповiдь – щоб думати. Багато хто вважае, що мiзки еволюцiонували в певнiй вертикальнiй прогресii – скажiмо, вiд нижчих тварин до вищих, iз найскладнiшим здатним до мислення мозком, людським, на верхiвцi. Зрештою, мислення – це людська суперсила, чи не так? Але насправдi очевидна вiдповiдь тут буде неправильною. Фактично iдея про те, що нашi мiзки виникли задля мислення, стала джерелом багатьох глибоко хибних уявлень про людську природу. Щойно облишивши цю помилкову думку, ви зробите перший крок до розумiння того, як саме працюе ваш мозок i яке його найважливiше завдання, а потiм i того, що ви насправдi за створiння. П’ятсот мiльйонiв рокiв тому, коли маленькi ланцетники й iншi простi створiння ще безтурботно жили на морському днi, на Землi почався перiод, який науковцi називають кембрiйським. У цей час на еволюцiйнiй сценi виникло дещо нове й важливе – полювання. Колись одне створiння стало здатним вiдчувати присутнiсть iншого створiння та свiдомо поiдати його. Тварини й ранiше пожирали одна одну, але тепер робили це цiлеспрямованiше. Для полювання не потрiбен був мозок, але це стало великим кроком до розвитку чогось подiбного. Поява хижакiв у кембрiйський перiод зробила нашу планету бiльш конкурентним i небезпечним мiсцем для життя. Хижаки й жертви еволюцiонували, щоб краще вiдчувати свiт довкола. Вони почали розвивати складнiшi сенсорнi системи. Ланцетники могли лише вiдрiзняти свiтло вiд темряви, а новiшi створiння могли вже по-справжньому бачити. Ланцетники мали просто чутливу шкiру, а новiшi створiння поглибили вiдчуття рухiв власного тiла у водi та полiпшили вiдчуття дотику, що дало iм змогу виявляти об’екти за вiбрацiею. Акули й сьогоднi використовують таке вiдчуття дотику для пошуку здобичi. З полiпшенням чуття постало найважливiше запитання буття: чи добре буде з’iсти те, що там, неподалiк, а чи воно з’iсть мене? Створiння, якi могли краще вiдчувати свое середовище iснування, мали бiльше шансiв на виживання та процвiтання. Ланцетник мiг бути господарем свого середовища, але не мiг вiдчувати, що мае якесь середовище. Цi новi тварини могли. Хижаки й жертви теж почали розвиватися швидше завдяки однiй новiй здiбностi – складнiшим видам руху. Ланцетник, чиi нерви для вiдчуття та руху були переплетеними, рухався надзвичайно примiтивно. Щоразу, як його потiк iжi мiлiшав, вiн звивався у випадковому напрямку, щоб осiсти на днi десь в iншому мiсцi. Жодна неясна тiнь не пiдказувала йому тiкати. Натомiсть у новому свiтi полювання хижаки й жертви однаково почали розвивати бiльш придатнi системи руху (моторнi системи), щоб рухатися швидше та спритнiше. Цi новiшi тварини могли свiдомо плисти, повертати й пiрнати до чогось схожого на iжу та вiд чогось схожого на загрозу в способи, що вiдповiдали умовам iхнього середовища. Вiдколи створiння змогли вiдчувати на вiдстанi та здiйснювати складнiшi рухи, еволюцiя сприяла тому, хто виконував цi завдання ефективно. Якщо вони переслiдували здобич, але рухалися надто повiльно, першим здобич ловив i з’iдав хтось iнший. Якщо вони спалювали всю енергiю, тiкаючи вiд потенцiйноi загрози, якоi насправдi не виникало, то марнували ресурси, якi могли знадобитися iм пiзнiше. А енергоефективнiсть була надзвичайно важливою для виживання. Енергоефективнiсть можна уявити як бюджет. Фiнансовий бюджет веде облiк грошей, коли iх заробляють i витрачають. Бюджет вашого тiла аналогiчно веде облiк життево важливих ресурсiв, як-от вода, сiль i глюкоза, якi ви отримуете та втрачаете. Кожна дiя, на яку витрачаються ресурси, наприклад, плавання чи бiг, схожа на знiмання грошей iз вашого рахунку. Дii, якi сприяють вiдновленню ресурсiв, як-от харчування та сон, схожi на поповнення вашого рахунку. Це спрощене пояснення, але воно вiдображуе головну iдею про те, що рух тiла потребуе бiологiчних ресурсiв. Кожна дiя, яку ви робите (або якоi не робите), стае економiчним вибором – ваш мозок вирiшуе, коли витрачати ресурси, а коли заощаджувати iх. Найкращий спосiб вести фiнансовий бюджет, як ви, можливо, знаете з особистого досвiду, – уникати несподiванок, тобто передбачати своi фiнансовi потреби, перш нiж вони виникнуть, i стежити, щоб у вас були ресурси для iх задоволення. Те саме стосуеться бюджету тiла. Маленькi кембрiйськi створiння потребували енергоефективного способу виживання, коли поблизу вешталися голоднi хижаки. Чи варто iм було чекати, поки хиже чудовисько зробить свiй хiд, а потiм реагувати завмиранням чи переховуванням? Або ж iм краще було випереджати напад i заздалегiдь готуватися до втечi? Коли йдеться про бюджет тiла, передбачення бере гору над реакцiею. Створiння, яке готувало свiй рух iще до нападу хижака, мало бiльше шансiв залишитися серед живих назавтра, нiж те, яке чекало, поки на нього нападуть. Істоти, якi найчастiше передбачали правильно або припускалися нефатальних помилок i вчилися на них, жили доволi добре. Натомiсть тi, хто часто помилявся, не помiчав загроз чи здiймав хибну тривогу, жили не так добре. Вони менше вивчали свое середовище, здобували менше iжi й мали менше шансiв на розмноження. Наукова назва бюджету тiла – алостаз[5 - Наукова назва бюджету тiла – алостаз. Алостаз – не единий фактор впливу на те, як еволюцiонують i працюють мiзки, але дуже важливий. Алостаз – предикативний процес балансування згодом, а не процес, що шукае одну-едину стабiльну точку, яку мае пiдтримувати тiло (вiн не схожий на термостат). Пошук однiеi-единоi стабiльноi точки називають словом гомеостаз. Див. вебсторiнку 7half.info/allostasis.]. Вiн означае автоматичне передбачення та пiдготовку до задоволення потреб тiла, перш нiж вони виникнуть. Коли кембрiйськi створiння отримували й витрачали ресурси впродовж дня за допомогою вiдчуття та руху, алостаз бiльшу частину часу пiдтримував системи iхнього тiла в рiвновазi. З витратами не було жодних проблем, допоки цi створiння своечасно поповнювали своi ресурси. Як тварини можуть передбачати майбутнi потреби свого тiла? Найкраще джерело iнформацii походить iз iхнього минулого – iхнiх дiй в iнший час за подiбних обставин. Якщо дiя в минулому була корисною, як-от успiшна втеча чи смачна пожива, вони, iмовiрно, повторюватимуть цю дiю. Усi тварини, i люди також, якось пригадують минулий досвiд для пiдготовки свого тiла до дii. Передбачення – така корисна здатнiсть, що навiть одноклiтиннi створiння планують своi дii завбачливо. Як вони це роблять, науковцi не можуть зрозумiти досi. Ваш мозок веде бюджет тiла, що регулюе воду, сiль, глюкозу й багато iнших бiологiчних ресурсiв усерединi вас. Науковцi називають такий бюджетний процес «алостаз» Отже, уявiть крихiтне кембрiйське створiння, яке дрейфуе за течiею. Воно вiдчувае над собою якийсь об’ект, який може бути смачним. Що тепер? Воно може почати рух, але чи мусить? Зрештою, рух забирае з бюджету енергiю. Рух мае бути вартим зусиль з економiчного погляду[6 - Рух мае бути вартим зусиль з економiчного погляду. Ідея результативного руху добре вивчена в галузi економiки, де ii називають цiннiстю. Див. вебсторiнку 7half.info/value.]. Передбачення на базi попереднього досвiду потрiбне саме для того, щоб пiдготувати тiло до дii. Зрозумiйте мене правильно: я не маю на увазi свiдоме, вдумливе рiшення, якому передувало зважування всiх переваг i недолiкiв. Я кажу, що всерединi цього створiння мае вiдбуватися щось для передбачення та запуску одного набору рухiв, а не iншого. Це щось вiдображуе визначення вартостi зусиль. Цiннiсть будь-якого руху тiсно пов’язана з бюджетом тiла через алостаз. Тим часом давнi тварини продовжували розвивати бiльшi, складнiшi тiла. Це означало, що iхнi нутрощi теж ставали складнiшими[7 - …iхнi нутрощi теж ставали складнiшими. Органи всерединi вашого тiла, як-от серце, шлунок i легенi, мають назву нутрощi та е частиною ширших вiсцеральних систем нижче вашоi шиi, як-от серцево-судинна, шлунково-кишкова й дихальна системи, вiдповiдно. Рухи, що вiдбуваються всерединi вашого серця, кишечника, легень та iнших органiв, мають назву вiсцеромоторнi. Ваш мозок контролюе вашi вiсцеральнi системи (тобто здiйснюе вiсцеромоторний контроль). Так само, як ваш мозок мае первинну моторну кору й цiлу систему структур у пiдкiрцi для контролю м’язових рухiв, вiн також мае первинну вiсцеромоторну кору й цiлу систему пiдкоркових структур для контролю ваших нутрощiв. Деяким внутрiшнiм органам, як-от вашi легенi, потрiбен для роботи мозок. Однак ваше серце й кишечник мають власнi внутрiшнi ритми, i вiсцеромоторна система вашого мозку лише коригуе iх. Останне: ваше тiло мае iншi системи, нетипово пов’язанi з будь-яким внутрiшнiм органом, як-от iмунна й ендокринна системи, i iхнi змiни також часто називають вiсцеромоторними.Так само, як моторнi рухи ваших рук, нiг, голови й тулуба породжують чуттевi данi, що надходять до вашого мозку (зокрема, до соматосенсорноi системи), вiсцеромоторнi рухи породжують чуттевi змiни пiд назвою iнтероцептивнi чуттевi данi, що надходять до вашого мозку (до iнтероцептивноi системи). Усi цi чуттевi данi допомагають мозковi краще контролювати моторнi й вiсцеромоторнi рухи.Найкращi науковi оцiнки сьогоднi свiдчать про те, що еволюцiю вiсцеральноi та вiсцеромоторноi систем у хребетних супроводжувала еволюцiя сенсорних систем. Пiсля зачаття, коли ембрiон створюе свiй мозок i тiло, вiсцеральна й сенсорна системи виникають з одного тимчасового кластера клiтин пiд назвою «нервовий гребiнь». Те саме робить сегмент мозку хребетних, що мiстить вiсцеромоторну й iнтероцептивну системи, вiдомий як переднiй мозок. Нервовий гребiнь унiкальний для хребетних, i побачити його можна в усiх видiв хребетних, зокрема людей.Вiсцеромоторна й iнтероцептивна системи вiдiграють дуже важливу роль у визначеннi цiнностi будь-якого руху, але ми не можемо сказати, що вони виникли з цiеi причини. Еволюцii вiсцеральних систем тiла й вiсцеромоторноi системи мозку сприяли також iншi впливи добору, як-от розвиток бiльших тiл, що потребували нових засобiв догляду й пiдтримки. Наприклад, бiльшiсть тварин на цiй планетi невеликi в дiаметрi, лише з кiлькома клiтинами, що розходяться зсередини тiла до зовнiшнього свiту. Така органiзацiя спрощуе певнi фiзiологiчнi функцii, як-от газообмiн (пiд час дихання) та виведення вiдходiв. У бiльшому тiлi внутрiшня частина розташована далi вiд зовнiшнього свiту, тому виникли новi системи, як-от система прокачування води крiзь зябра для полiпшення газообмiну, нирки й довгий кишечник для виведення вiдходiв. Цi новi системи дали хребетним змогу стати кращими плавцями, а отже, бiльш успiшними хижаками. Див. вебсторiнку 7half.info/visceral.]. Ланцетник, маленький шлунок на паличцi, майже не мав систем тiла, якi потрiбно було регулювати. Щоб тримати свое тiло вертикально у водi й перетравлювати iжу у своiй примiтивнiй кишцi, достатньо було якоiсь жменьки клiтин. Однак новiшi тварини розвинули в себе складнi внутрiшнi системи: серцево-судинну, iз серцем, що перекачуе кров, дихальну, яка поглинае кисень i видiляе вуглекислий газ, i здатну до адаптацiй iмунну систему, що бореться з iнфекцiями. Подiбнi системи зробили бюджет тiла значно складнiшим, менше схожим на единий банкiвський рахунок i бiльше – на бухгалтерський вiддiл чималоi компанii. Цi складнi тiла потребували чогось бiльшого, нiж жменька клiтин, щоб забезпечити добру регуляцiю вмiсту води, кровi, солi, кисню, глюкози, кортизолу, статевих гормонiв i багатьох iнших ресурсiв для пiдтримання ефективноi роботи органiзму. Їм потрiбен був командний центр. Мозок. А тому, коли тварини поступово розвивали бiльшi тiла з бiльшими системами, якi треба було пiдтримувати, iхня жменька клiтин бюджету тiла також еволюцiонувала в дедалi складнiший мозок. Промотаймо подумки цю еволюцiйну стрiчку на кiлькасот мiльйонiв рокiв уперед i побачимо, що сьогоднi Земля ряснiе складними мiзками всiх типiв, зокрема вашого – мозку, що ефективно контролюе рух понад шестисот м’язiв, урiвноважуе десятки рiзних гормонiв, перекачуе кров зi швидкiстю 7,5 тисяч лiтрiв на день, регулюе енергiю мiльярдiв мозкових клiтин, перетравлюе iжу, виводить вiдходи й бореться з хворобами, i все це без упину впродовж приблизно 72 рокiв. Ваш бюджет тiла схожий на тисячi фiнансових рахункiв у величезнiй багатонацiональнiй корпорацii, i ви маете мозок, щоб упоратися з цим усiм. І весь ваш бюджет тiла розгортаеться в дуже складному свiтi, який роблять ще складнiшим iншi тiла з мiзками, з якими ви його дiлите. Повернiмося до нашого головного запитання: навiщо виник мозок, подiбний до вашого? На нього немае вiдповiдi, бо еволюцiя не дiе з якоюсь метою – у неi немае жодних «навiщо». Але ми можемо сказати, у чому найважливiше завдання вашого мозку. Це не рацiональнiсть. Не емоцii. Не уява, творчiсть чи емпатiя. Найважливiше завдання вашого мозку – це контроль над вашим тiлом, пiдтримання алостазу через передбачення енергетичних потреб, перш нiж вони виникнуть, щоб ви могли ефективно здiйснювати результативнi рухи й виживати. Ваш мозок постiйно iнвестуе енергiю в надii на добрi дивiденди, як-от iжа, прихисток, турбота чи фiзичний захист, щоб ви могли виконувати головне завдання природи – передавати своi гени наступному поколiнню. Якщо стисло, найважливiше завдання вашого мозку – не мислення. Це пiдтримання життя в тiлi маленького черв’ячка, що згодом стало дуже й дуже складним. Звiсно, ваш мозок однаково мислить, вiдчувае, уявляе та створюе сотнi iнших видiв сприйняття, наприклад дае вам змогу читати й розумiти цю книжку. Але всi цi розумовi здiбностi – наслiдки головноi мiсii пiдтримувати ваше життя та добробут через бюджет тiла. Усе, що ваш мозок створюе, вiд спогадiв до галюцинацiй, вiд екстазу до сорому, е частиною цiеi мiсii. Інодi вiн складае бюджет на короткий строк, скажiмо, коли ви п’ете каву, щоб не заснути й завершити проект, знаючи, що ви позичаете енергiю, за яку заплатите завтра. Іншим часом ваш мозок складае бюджет надовго, як тодi, коли ви витрачаете роки на опанування складноi науки (математики чи теслярськоi справи), що потребуе вагомих iнвестицiй, але потiм допоможе вам жити та процвiтати. Ми не сприймаемо кожну свою думку, кожне почуття щастя, гнiву чи страху, кожнi обiйми, кожну добру справу й кожен удар як поповнення чи витрати нашого метаболiчного бюджету, але насправдi вiдбуваеться саме це. Ця iдея – ключ до розумiння того, як працюе ваш мозок, а отже, як бути здоровими, жити довго й повноцiнно. З цiеi маленькоi еволюцiйноi розповiдi починаеться довше оповiдання про ваш мозок та iншi мiзки навколо вас. Пiд час наступних семи коротких урокiв ми здiйснимо подорож дивовижними науковими вiдкриттями в неврологii, психологii та антропологii, якi докорiнно змiнили наше розумiння того, що вiдбуваеться всерединi вашого черепа. Ви дiзнаетеся, що робить людський мозок особливим у царствi тварин, повному гiдних подиву мiзкiв. Ви побачите, як дитячi мiзки поступово дорослiшають. Ви з’ясуете, як з однiеi структури людського мозку можуть виникати рiзнi типи свiдомостi. Ми навiть розглянемо питання реальностi: що дае нам змогу вигадувати звичаi, правила й цивiлiзацii? Дорогою знову повернемося до бюджету тiла, передбачення та iхньоi центральноi ролi у створеннi ваших дiй i досвiду. Розкриемо також потужнi зв’язки мiж вашим мозком i тiлом, а також iншими людськими мiзками й тiлами. Сподiваюся, що до кiнця цiеi книжки ви будете в такому самому захватi, як i я, вiд думки, що ваша голова придатна для значно бiльшого, нiж просто мислення. Ваш мозок веде бюджет тiла, що регулюе воду, сiль, глюкозу й багато iнших бiологiчних ресурсiв усерединi вас. Науковцi називають такий бюджетний процес «алостаз» Урок № 1. Мозок у вас один (а не три) Двi тисячi рокiв тому, у Стародавнiй Грецii, один фiлософ на iм’я Платон докладно описав вiйну. Вiйну не мiж мiстами чи народами, а всерединi кожноi людськоi iстоти. На думку Платона, ваш розум[8 - На думку Платона, ваш розум… Платон писав про душу (психе), що вiдрiзняеться вiд нашоi сучасноi iдеi свiдомостi. Але я дотримуюся традицii використання слiв душа та свiдомiсть як синонiмiв. Див. вебсторiнку 7half.info/plato.] – це нескiнченна битва мiж трьома внутрiшнiми силами за контроль вашоi поведiнки. Одна сила – це базовi iнстинкти виживання, як-от голод i статевий потяг. Друга сила – це вашi емоцii, як-от радiсть, гнiв i страх. Разом, як писав Платон, вашi iнстинкти та емоцii схожi на тварин, якi можуть тягти поведiнку в розбiжних, можливо, непродуманих напрямках. Щоб протидiяти цьому хаосу, ви маете третю внутрiшню силу – рацiональне мислення, здатну вгамувати обох звiрiв i наставити вас на цивiлiзованiший i праведнiший шлях. Повчальна iдея Платона про цей внутрiшнiй конфлiкт залишаеться одним iз найзаповiтнiших наративiв у захiднiй цивiлiзацii. Хто з нас нiколи не вiдчував внутрiшнього «перетягування канату» мiж бажанням i здоровим глуздом? Можливо, тому не дивно, що науковцi пiзнiше наклали битву Платона на мозкову схему[9 - …науковцi пiзнiше наклали битву Платона на мозкову схему… Ідея триединого мозку сплавила неврологiю з думками Платона про людську душу. На початку XX столiття фiзiолог Волтер Кеннон припустив, що емоцii активують i передають (вiдповiдно) двi дiлянки мозку: таламус i гiпоталамус, розташованi безпосередньо пiд начебто рацiональною корою. (Сьогоднi ми знаемо, що таламус – це головнi ворота для всiх чуттевих даних, за винятком хiмiчних сполук, що стають запахами, для досягнення кори. Гiпоталамус дуже важливий для регуляцii артерiального тиску, серцебиття, швидкостi дихання, потовидiлення та iнших фiзiологiчних змiн.) У 1930-х роках нейроанатом Джеймс Пейпец запропонував iдею «кортикального кола», призначеного для емоцiй. Емоцiйне коло Пейпеца виходило за межi таламуса й гiпоталамуса й охоплювало дiлянки кори, що межували з дiлянками пiдкiрки (кори поясноi звивини), а тому iх уважали давнiми. За п’ятдесят рокiв до того невролог Поль Брока назвав цей сегмент кори лiмбiчною часткою. (Вiн використав термiн лiмбiчна, вiд латинського слова лiмбус, що означае «межа». Ця тканина розмежовуе сенсорнi й моторнi системи мозку, що надають руху вашим рукам, ногам та iншим частинам тiла. Брока вважав, що лiмбiчна частка мiстить примiтивнi пристосування для виживання, як-от нюх.) Наприкiнцi 1940-х рокiв невролог Пол Маклiн перетворив «кортикальне коло» Пейпеца на повноцiнну лiмбiчну систему та вставив ii в тришаровий мозок, який вiн назвав триединим мозком. Див. вебсторiнку 7half.info/triune.] в намаганнi пояснити, як виник людський мозок. Колись давно, казали вони, ми були рептилiями. Триста мiльйонiв рокiв тому мозок рептилiй був налаштованим на базовi потреби, як-от харчування, боротьба та спаровування. Приблизно за сто мiльйонiв рокiв мозок розвинув нову частину, що дала нам емоцii, i тодi ми стали ссавцями. Урештi мозок розвинув рацiональну частину для контролю наших внутрiшнiх звiрiв. Ми стали людьми й вiдтодi живемо логiчно. Згiдно з цiею еволюцiйною iсторiею, людський мозок закiнчив трьома шарами: одним – для виживання, одним – для почуттiв та одним – для мислення – структурою, вiдомою як триединий мозок. Найглибший шар, або рептильний мозок, який ми нiбито успадкували вiд давнiх рептилiй, мiстить нашi iнстинкти виживання. Середнiй шар пiд назвою лiмбiчна система, який ми успадкували вiд доiсторичних ссавцiв, нiбито мiстить давнi частини для емоцiй. Зовнiшнiй шар, частина кори головного мозку[10 - Зовнiшнiй шар, частина кори головного мозку… Багато мозкових термiнiв, де е слово кора, можуть збивати з пантелику. Кора головного мозку – це пласт нейронiв, органiзований шарами, що покривають пiдкорковi (тобто «пiд корою») частини вашого мозку. Побутуе думка, що одна частина кори головного мозку еволюцiйно стара й належить до лiмбiчноi системи (наприклад, поясна кора), а iнша частина еволюцiйно нова, через що ii називають неокортексом. Це розмежування походить вiд неправильного розумiння еволюцii кори, що е темою цього уроку.], який уважають винятково людським i джерелом рацiонального мислення, вiдомий як неокортекс («нова кора»). Частина вашого неокортексу пiд назвою «префронтальна кора» нiбито регулюе ваш емоцiйний i рептильний мозок, щоб тримати ваше нерацiональне, тваринне «я» пiд контролем. Прихильники iдеi триединого мозку зазначають, що люди мають дуже велику кору головного мозку, яку вони вважають доказом нашоi безумовно рацiональноi природи. Можливо, ви помiтили, що зараз я пропоную два рiзнi описи еволюцii людського мозку. У попередньому, половинному уроцi я писала, що мiзки розвивали дедалi складнiшi сенсорнi й моторнi системи, коли вели бюджет енергоресурсiв чимраз складнiших тiл. Але iсторiя триединого мозку говорить нам, що мозок виник шарами, якi давали змогу рацiональностi стримувати нашi твариннi потяги та емоцii. Як можна узгодити цi два науковi погляди? На щастя, нам не треба iх узгоджувати, бо один iз них неправильний. Ідея триединого мозку е однiею з найуспiшнiших i найпоширенiших помилок у всiй науцi[11 - …однiею з найуспiшнiших i найпоширенiших помилок у всiй науцi. Науковцi зазвичай намагаються не називати щось фактом, цiлковито правильним чи хибним. У реальному свiтi факти мають здатнiсть бути правильними чи хибними, залежно вiд контексту. (Як говорить у своiй книзi «Випадковий вид: неправильне розумiння еволюцii людини» Генрi Джи, наука – це процес кiлькiсного оцiнювання сумнiвiв.) Однак у разi триединого мозку обгрунтовано буде використовувати бiльш однозначнi формулювання. До того часу, як Маклiн опублiкував 1990 року свiй видатний твiр «Триединий мозок в еволюцii: роль у палеоцеребральних функцiях», науковцi вже мали чiткi докази, що iдея триединого мозку неправильна. Їi тривала популярнiсть – приклад успiху iдеологii, а не наукових дослiджень. Науковцi всiляко намагаються уникати iдеологii, але ми теж люди, а людей iнодi спрямовуе радше вiра, нiж отриманi данi. (Див. книгу Рiчарда Левонтiна «Бiологiя як iдеологiя: доктрина ДНК».) Помилки – це частина нормального процесу науки, i коли науковцi iх визнають, вони стають чудовою можливiстю для вiдкриття. Бiльше iнформацii див. у книгах Стюарта Файрштейна «Невдача: чому наука така успiшна» та «Незнання: як воно рухае науку». Див. вебсторiнку 7half.info/triune-wrong.]. Це, безумовно, переконлива iсторiя, i часом вона вiдображае нашi почуття в повсякденному життi. Наприклад, коли вашi смаковi рецептори спокушае ласий шматочок оксамитового шоколадного торта, але ви вiдмовляетеся вiд нього, бо, якщо чесно, щойно поснiдали, можна легко повiрити, що ваша iмпульсивна внутрiшня рептилiя та емоцiйна лiмбiчна система пiдштовхували вас у напрямку торта, а ваш рацiональний неокортекс поборов i вгамував цю пару. Але людськi мiзки так не працюють. Погана поведiнка не походить вiд якихось давнiх i неприборканих внутрiшнiх звiрiв. Хороша поведiнка не е наслiдком рацiональностi. А рацiональнiсть та емоцii не ведуть вiйну… вони навiть не живуть в окремих частинах мозку. Ідею тришарового мозку роками пропагували декiлька науковцiв, а в серединi XX столiття ii формалiзував лiкар на iм’я Пол Маклiн. Вiн уявляв мозок, структурований подiбно до битви Платона, i пiдтверджував свою гiпотезу за допомогою найкращоi технiки, доступноi на той час, – вiзуального огляду. Це означало розгляд пiд мiкроскопом мiзкiв рiзних мертвих рептилiй i ссавцiв, зокрема людей, та виявлення iхнiх подiбностей i вiдмiнностей просто на око. Маклiн визначив, що людський мозок мае низку нових частин, яких не мали мiзки iнших ссавцiв, якi вiн назвав неокортексом. Вiн також дiйшов висновку, що мiзки ссавцiв мають низку частин, яких не мали мiзки рептилiй, якi вiн назвав лiмбiчною системою. Отак i виникла iсторiя походження людини. Казка Маклiна про триединий мозок набула популярностi у певних секторах науковоi спiльноти. Його припущення були простими, елегантними й нiбито вiдповiдали iдеям Чарльза Дарвiна про еволюцiю людського пiзнання. У своiй книжцi «Походження людини» Дарвiн стверджував, що людський розум розвивався разом iз тiлом, а тому в кожному з нас живуть давнi внутрiшнi звiрi, яких ми приборкуемо через рацiональне мислення. Ширшому загалу iдею триединого мозку запропонував 1977 року астроном Карл Саган у своiй книжцi «Дракони Едему», що отримала Пулiтцерiвську премiю. Сьогоднi термiни на кшталт рептильний мозок i лiмбiчна система часто можна зустрiти в науково-популярних книжках, а також у журнальних i газетних статтях. Фактично пiд час написання цього уроку я наштовхнулася в мiсцевому супермаркетi на спецiальний випуск Harvard Business Review, що пояснював, як «стимулювати рептильний мозок вашого клiента укласти угоду». За ним стояв спецiальний випуск National Geographic, де було перелiчено дiлянки мозку, якi нiбито утворюють «емоцiйний мозок». Але мало хто знае: книжку «Дракони Едему» видали, коли фахiвцi з еволюцii мозку вже мали вагомi докази, що iсторiя триединого мозку неправильна, – докази, прихованi вiд неозброеного ока всерединi молекулярного скупчення мозкових клiтин пiд назвою «нейрони». До 1990-х рокiв фахiвцi вже геть вiдкинули iдею тришарового мозку. Вона просто не витримала критики, коли вченi проаналiзували нейрони за допомогою складнiших iнструментiв. За часiв Маклiна науковцi порiвнювали один тваринний мозок з iншим, вводячи до них барвник, нарiзаючи iх дуже тонко, наче м’ясний делiкатес, i розглядаючи забарвленi зрiзи пiд мiкроскопом. Неврологи, якi вивчають еволюцiю мозку, сьогоднi все ще так роблять, але вони також використовують новiшi методи, що дають iм змогу зазирати всередину нейронiв i дослiджувати гени. Вони виявили, що нейрони двох видiв тварин можуть виглядати зовсiм рiзними, але однаково мiстити однаковi гени, а це свiдчить про те, що цi нейрони мають спiльне еволюцiйне походження. Наприклад, якщо ми знаходимо однаковi гени в певних людських i щурячих нейронах, тодi аналогiчнi нейрони з цими генами, найiмовiрнiше, були в нашого далекого спiльного пращура[12 - …нейрони з цими генами, найiмовiрнiше, були в нашого далекого спiльного пращура. Це припущення залежить вiд браку великих еволюцiйних змiн у клiтинах тварин, яких ми порiвнюемо.Загалом гени – це ще не все, коли йдеться про висновок, чи мають двi тварини мозковi характеристики, якi можна простежити до спiльного пращура, навiть коли цi характеристики на перший погляд рiзнi. Інодi гени можуть вводити в оману. І деякi науковцi використовують для визначення того, чи мають двi структури мозку спiльне походження, iншi джерела бiологiчноi iнформацii, як-от зв’язки мiж нейронами. Докладнiше на цю тему, яка мае назву «гомологiя», див. у книгах Георга Штрiдтера «Принципи еволюцii мозку» та Штрiдтера i Норткатта «Мiзки крiзь час». Див. вебсторiнку 7half.info/homology.]. За допомогою цих методiв науковцi дiзналися, що еволюцiя не додавала шари до анатомii мозку, наче геологiчнi шари осадових порiд. Але людськi мiзки вочевидь вiдрiзняються вiд щурячих, тож як саме вони стали такими рiзними, якщо не через додавання шарiв? Конец ознакомительного фрагмента. Текст предоставлен ООО «ЛитРес». Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию (https://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=66331226&lfrom=362673004) на ЛитРес. Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом. notes Сноски 1 Ланцетники населяли океани близько 550 мiльйонiв рокiв тому. Цi давнi створiння, також вiдомi як амфiокси, iснують i досi. Ланцетники – це нашi еволюцiйнi родичi таким чином: люди – хребетнi, тобто ми маемо кiстковий хребетний стовп, який називаемо хребтом, i нервову трубку, яку називаемо спинним мозком. Ланцетники – не хребетнi, але вони мають нервову трубку, що проходить згори донизу iхнього тiла. Вони також мають щось на кшталт хребетного стовпа пiд назвою «нотохорда», iз фiброзного матерiалу та м’язiв замiсть кiсток. Ланцетники та хребетнi належать до бiльшоi групи тварин, вiдомоi як хордовi (Chordata), i ми маемо спiльного пращура. (Бiльше про цього пращура далi.) Ланцетникам бракуе всiх характеристик, що вiдрiзняють хребетних вiд не хребетних. Вони не мають анi серця, печiнки, пiдшлунковоi залози чи нирок, анi внутрiшнiх систем тiла, пов’язаних iз цими органами. Вони мають лише якiсь клiтини, що регулюють циркадний ритм i породжують цикл спання та неспання. Ланцетники не мають чiтко окресленоi голови чи будь-яких видимих органiв чуття, виявлених на головi хребетних, як-от очi, вуха, нiс тощо. На найбiльш передньому кiнцi свого тiла ланцетник мае з одного боку невеличку групу клiтин пiд назвою «очка Гессе». Цi клiтини фоточутливi та здатнi виявляти iстотнi змiни свiтла й темряви, тому якщо на тварину падае якась тiнь, вона вiддаляеться. Клiтини цих очок мають деякi спiльнi гени iз сiткiвкою хребетних, але ланцетники не мають очей i не можуть бачити. Ба бiльше, ланцетники не можуть вiдчувати запаху чи смаку. Вони мають на шкiрi деякi клiтини для виявлення хiмiчних сполук у водi, i цi клiтини мiстять певнi гени, подiбнi до виявлених у нюховiй цибулинi хребетних, але точно не вiдомо, чи функцiонують цi гени однаково. Ланцетник також мае групу клiтин iз вiйками, що дають йому змогу орiентуватися та врiвноважувати тiло у водi, а також, можливо, вiдчувати прискорення, коли вiн пливе, але ланцетники не мають внутрiшнiх вух iз вiйчастими клiтинами для слуху, як у хребетних. Ланцетники також не можуть знаходити iжу й наближатися до неi; вони харчуються будь-якими дрiбними створiннями, якi приносять iм океанськi течii. Вони мають клiтини для виявлення нестачi iжi та звивання у випадковому напрямку, що може привести до iжi (фактично цi клiтини сигналять: «Будь-яке мiсце краще, нiж це»). Див. вебсторiнку 7half.info/amphioxus. 2 …недорозвинену нервову систему становило крихiтне скупчення клiтин, що не назвеш мозком. Науковцi продовжують сперечатися, чи мають ланцетники мiзки. Головна проблема тут полягае в тому, де проводити лiнiю подiлу мiж поняттями «мозок» i «не мозок». Ситуацiю добре пiдсумовуе еволюцiйний бiолог Генрi Джи: «Анi у покривникiв [асцидiй], анi у ланцетника не видно нiчого схожого на мозок хребетних, хоча е слiди його планування… якщо достатньо уважно придивитися». Науковцi загалом згоднi, що на передньому кiнцi нотохорди ланцетника можна знайти щось на кшталт генетичних контурiв мозку хребетних, i цим контурам щонайменше 550 мiльйонiв рокiв. Це не обов’язково означае, що гени, якi виявили на передньому кiнцi нотохорди, працюють так само чи породжують тi самi структури, що й у мозку хребетних. (Докладнiше про те, що означае для двох видiв мати подiбнi генiв, див. у пунктi додатка для уроку № 1 «рептилii та нелюдськi ссавцi мають тi самi типи нейронiв, що й люди».) І саме тут точаться науковi суперечки. Ланцетники мають деякi з молекулярних схем, що органiзують мозок хребетних на великi сегменти, але науковцi не можуть дiйти згоди, якi саме сегменти окресленi, а яких сегментних iнструкцiй немае. Суперечливо також, чи мають ланцетники фактичнi сегменти. Адже ланцетник мае рудиментарнi генетичнi передумови, потрiбнi для розвитку голови, проте не мае власне голови. Докладнiше про ланцетникiв читайте в книзi Генрi Джи «Через мiсток: розумiння походження хребетних» та книзi еволюцiйних неврологiв Георга Штрiдтера та Гленна Норткатта «Мiзки крiзь час: природнича iсторiя хребетних». Див. вебсторiнку 7half.info/amphioxus-brain. 3 …ви побачите створiння, дуже подiбне до вашого давнього крихiтного пращура. Науковцi вважають, що наш спiльний iз ланцетниками пращур дуже нагадував сучасних ланцетникiв, бо середовище iснування ланцетникiв (iхня нiша) майже не зазнало змiн за останнi 550 мiльйонiв рокiв, тому iм не треба було особливо адаптуватися. Натомiсть хребетнi зазнали величезних еволюцiйних змiн, як i iншi хордовi, на кшталт асцидiй. Тому науковцi припускають, що через вивчення сучасних ланцетникiв ми можемо багато дiзнатися про спiльного пращура всiх хордових. Проте деякi науковцi продовжують заперечувати цi припущення – навряд чи ланцетники взагалi не змiнилися за пiв мiльярда рокiв! Наприклад, нотохорда ланцетника (його центральна нервова система) витягнулася на всю довжину його тiла вiд початку до кiнця, тодi як у хребетних спинний мозок закiнчуеться там, де починаеться головний. Науковцi сперечаються щодо того, чи мав наш спiльний предок нотохорду, як у ланцетника, що скоротилася з розвитком головного мозку хребетних, чи якусь коротшу нотохорду, що потiм видовжилася пiд час еволюцii. Тривають також кiлька аналогiчних суперечок (наприклад, про еволюцiю нюху). Докладнiше про нашого схожого на ланцетника давнього пращура читайте в книзi Генрi Джи «Через мiсток». Див. вебсторiнку 7half.info/ancestor. 4 Навiщо виник мозок, подiбний до вашого? Твердження на кшталт «Ваш мозок для цього» та «Ваш мозок виник, щоб робити це» – це приклади телеологii, вiд грецького слова телос, що означае «кiнець», «цiль» чи «мета». У науцi й фiлософii розглядають кiлька типiв телеологii. Найпоширенiший тип, який зазвичай заперечують науковцi й фiлософи, – це твердження, що щось було спецiально призначено для якоiсь мети з якоюсь кiнцевою точкою. Його приклад вказуе на те, що мозок еволюцiонував у якiйсь вертикальнiй прогресii – скажiмо, вiд iнстинктивного до рацiонального або вiд нижчих тварин до вищих. Це не та форма телеологii, яку я використовую в цьому уроцi. Другий тип телеологii, який я використовую в цьому уроцi, – це твердження, що щось перебувае в процесi, який втiлюе якусь мету без жодноi кiнцевоi точки. У твердженнi, що мозок не для мислення, а для регуляцii тiла в конкретнiй нiшi, я не маю на увазi, що бюджет тiла (алостаз) мае якийсь кiнцевий стан. Алостаз – це процес, що передбачае постiйно мiнливi умови середовища та мае справу з ними. Усi мiзки пiдтримують алостаз. Немае жодного впорядкованого прогресу вiд гiршого до кращого. Психологи Бетанi Оджалето, Сандра Р. Ваксман та Дуглас Л. Медiн вивчають, як люди рiзних культур мiркують про свiт природи. Їхнi дослiдження свiдчать, що телеологiчнi твердження, використанi в цьому уроцi, вiдображують оцiнку стосункiв мiж живими iстотами та iхнiм середовищем. Вони називають це «контекстуальним, реляцiйним пiзнанням». Твердження на кшталт «Мозок не для мислення» вiд природи реляцiйне (воно вiдображуе стосунки мiж мозком, рiзними системами тiла й середовищем) i не вiдображуе, що мозок був спецiально призначеним для якоiсь мети з якоюсь кiнцевою точкою. Моi твердження (наприклад, «Ваш мозок не для мислення») також постають у конкретному контекстi – у неспецiалiзованому нарисi, що описуе аспекти роботи мозку. Цi твердження набувають свого повного значення лише в контекстi, у якому iх використано. Якщо опустити контекст, цi твердження можна легко помилково прийняти за перший, проблемний тип телеологii. Алостаз, звiсно, – не едина причина еволюцii мозку, i вiн не спрямовуе еволюцiю якимось упорядкованим чином. Еволюцiю мозку здебiльшого спрямовував природний добiр, безсистемний та опортунiстичний. На еволюцiю мозку може також впливати культурна еволюцiя, яку я розглядаю в уроцi № 7. Див. вебсторiнку 7half.info/teleology. 5 Наукова назва бюджету тiла – алостаз. Алостаз – не единий фактор впливу на те, як еволюцiонують i працюють мiзки, але дуже важливий. Алостаз – предикативний процес балансування згодом, а не процес, що шукае одну-едину стабiльну точку, яку мае пiдтримувати тiло (вiн не схожий на термостат). Пошук однiеi-единоi стабiльноi точки називають словом гомеостаз. Див. вебсторiнку 7half.info/allostasis. 6 Рух мае бути вартим зусиль з економiчного погляду. Ідея результативного руху добре вивчена в галузi економiки, де ii називають цiннiстю. Див. вебсторiнку 7half.info/value. 7 …iхнi нутрощi теж ставали складнiшими. Органи всерединi вашого тiла, як-от серце, шлунок i легенi, мають назву нутрощi та е частиною ширших вiсцеральних систем нижче вашоi шиi, як-от серцево-судинна, шлунково-кишкова й дихальна системи, вiдповiдно. Рухи, що вiдбуваються всерединi вашого серця, кишечника, легень та iнших органiв, мають назву вiсцеромоторнi. Ваш мозок контролюе вашi вiсцеральнi системи (тобто здiйснюе вiсцеромоторний контроль). Так само, як ваш мозок мае первинну моторну кору й цiлу систему структур у пiдкiрцi для контролю м’язових рухiв, вiн також мае первинну вiсцеромоторну кору й цiлу систему пiдкоркових структур для контролю ваших нутрощiв. Деяким внутрiшнiм органам, як-от вашi легенi, потрiбен для роботи мозок. Однак ваше серце й кишечник мають власнi внутрiшнi ритми, i вiсцеромоторна система вашого мозку лише коригуе iх. Останне: ваше тiло мае iншi системи, нетипово пов’язанi з будь-яким внутрiшнiм органом, як-от iмунна й ендокринна системи, i iхнi змiни також часто називають вiсцеромоторними. Так само, як моторнi рухи ваших рук, нiг, голови й тулуба породжують чуттевi данi, що надходять до вашого мозку (зокрема, до соматосенсорноi системи), вiсцеромоторнi рухи породжують чуттевi змiни пiд назвою iнтероцептивнi чуттевi данi, що надходять до вашого мозку (до iнтероцептивноi системи). Усi цi чуттевi данi допомагають мозковi краще контролювати моторнi й вiсцеромоторнi рухи. Найкращi науковi оцiнки сьогоднi свiдчать про те, що еволюцiю вiсцеральноi та вiсцеромоторноi систем у хребетних супроводжувала еволюцiя сенсорних систем. Пiсля зачаття, коли ембрiон створюе свiй мозок i тiло, вiсцеральна й сенсорна системи виникають з одного тимчасового кластера клiтин пiд назвою «нервовий гребiнь». Те саме робить сегмент мозку хребетних, що мiстить вiсцеромоторну й iнтероцептивну системи, вiдомий як переднiй мозок. Нервовий гребiнь унiкальний для хребетних, i побачити його можна в усiх видiв хребетних, зокрема людей. Вiсцеромоторна й iнтероцептивна системи вiдiграють дуже важливу роль у визначеннi цiнностi будь-якого руху, але ми не можемо сказати, що вони виникли з цiеi причини. Еволюцii вiсцеральних систем тiла й вiсцеромоторноi системи мозку сприяли також iншi впливи добору, як-от розвиток бiльших тiл, що потребували нових засобiв догляду й пiдтримки. Наприклад, бiльшiсть тварин на цiй планетi невеликi в дiаметрi, лише з кiлькома клiтинами, що розходяться зсередини тiла до зовнiшнього свiту. Така органiзацiя спрощуе певнi фiзiологiчнi функцii, як-от газообмiн (пiд час дихання) та виведення вiдходiв. У бiльшому тiлi внутрiшня частина розташована далi вiд зовнiшнього свiту, тому виникли новi системи, як-от система прокачування води крiзь зябра для полiпшення газообмiну, нирки й довгий кишечник для виведення вiдходiв. Цi новi системи дали хребетним змогу стати кращими плавцями, а отже, бiльш успiшними хижаками. Див. вебсторiнку 7half.info/visceral. 8 На думку Платона, ваш розум… Платон писав про душу (психе), що вiдрiзняеться вiд нашоi сучасноi iдеi свiдомостi. Але я дотримуюся традицii використання слiв душа та свiдомiсть як синонiмiв. Див. вебсторiнку 7half.info/plato. 9 …науковцi пiзнiше наклали битву Платона на мозкову схему… Ідея триединого мозку сплавила неврологiю з думками Платона про людську душу. На початку XX столiття фiзiолог Волтер Кеннон припустив, що емоцii активують i передають (вiдповiдно) двi дiлянки мозку: таламус i гiпоталамус, розташованi безпосередньо пiд начебто рацiональною корою. (Сьогоднi ми знаемо, що таламус – це головнi ворота для всiх чуттевих даних, за винятком хiмiчних сполук, що стають запахами, для досягнення кори. Гiпоталамус дуже важливий для регуляцii артерiального тиску, серцебиття, швидкостi дихання, потовидiлення та iнших фiзiологiчних змiн.) У 1930-х роках нейроанатом Джеймс Пейпец запропонував iдею «кортикального кола», призначеного для емоцiй. Емоцiйне коло Пейпеца виходило за межi таламуса й гiпоталамуса й охоплювало дiлянки кори, що межували з дiлянками пiдкiрки (кори поясноi звивини), а тому iх уважали давнiми. За п’ятдесят рокiв до того невролог Поль Брока назвав цей сегмент кори лiмбiчною часткою. (Вiн використав термiн лiмбiчна, вiд латинського слова лiмбус, що означае «межа». Ця тканина розмежовуе сенсорнi й моторнi системи мозку, що надають руху вашим рукам, ногам та iншим частинам тiла. Брока вважав, що лiмбiчна частка мiстить примiтивнi пристосування для виживання, як-от нюх.) Наприкiнцi 1940-х рокiв невролог Пол Маклiн перетворив «кортикальне коло» Пейпеца на повноцiнну лiмбiчну систему та вставив ii в тришаровий мозок, який вiн назвав триединим мозком. Див. вебсторiнку 7half.info/triune. 10 Зовнiшнiй шар, частина кори головного мозку… Багато мозкових термiнiв, де е слово кора, можуть збивати з пантелику. Кора головного мозку – це пласт нейронiв, органiзований шарами, що покривають пiдкорковi (тобто «пiд корою») частини вашого мозку. Побутуе думка, що одна частина кори головного мозку еволюцiйно стара й належить до лiмбiчноi системи (наприклад, поясна кора), а iнша частина еволюцiйно нова, через що ii називають неокортексом. Це розмежування походить вiд неправильного розумiння еволюцii кори, що е темою цього уроку. 11 …однiею з найуспiшнiших i найпоширенiших помилок у всiй науцi. Науковцi зазвичай намагаються не називати щось фактом, цiлковито правильним чи хибним. У реальному свiтi факти мають здатнiсть бути правильними чи хибними, залежно вiд контексту. (Як говорить у своiй книзi «Випадковий вид: неправильне розумiння еволюцii людини» Генрi Джи, наука – це процес кiлькiсного оцiнювання сумнiвiв.) Однак у разi триединого мозку обгрунтовано буде використовувати бiльш однозначнi формулювання. До того часу, як Маклiн опублiкував 1990 року свiй видатний твiр «Триединий мозок в еволюцii: роль у палеоцеребральних функцiях», науковцi вже мали чiткi докази, що iдея триединого мозку неправильна. Їi тривала популярнiсть – приклад успiху iдеологii, а не наукових дослiджень. Науковцi всiляко намагаються уникати iдеологii, але ми теж люди, а людей iнодi спрямовуе радше вiра, нiж отриманi данi. (Див. книгу Рiчарда Левонтiна «Бiологiя як iдеологiя: доктрина ДНК».) Помилки – це частина нормального процесу науки, i коли науковцi iх визнають, вони стають чудовою можливiстю для вiдкриття. Бiльше iнформацii див. у книгах Стюарта Файрштейна «Невдача: чому наука така успiшна» та «Незнання: як воно рухае науку». Див. вебсторiнку 7half.info/triune-wrong. 12 …нейрони з цими генами, найiмовiрнiше, були в нашого далекого спiльного пращура. Це припущення залежить вiд браку великих еволюцiйних змiн у клiтинах тварин, яких ми порiвнюемо. Загалом гени – це ще не все, коли йдеться про висновок, чи мають двi тварини мозковi характеристики, якi можна простежити до спiльного пращура, навiть коли цi характеристики на перший погляд рiзнi. Інодi гени можуть вводити в оману. І деякi науковцi використовують для визначення того, чи мають двi структури мозку спiльне походження, iншi джерела бiологiчноi iнформацii, як-от зв’язки мiж нейронами. Докладнiше на цю тему, яка мае назву «гомологiя», див. у книгах Георга Штрiдтера «Принципи еволюцii мозку» та Штрiдтера i Норткатта «Мiзки крiзь час». Див. вебсторiнку 7half.info/homology.