Будущее разума
Шрифт:
«Вместе с моим наставником Дэвидом Хаусслером, заглядывавшим через плечо, я посмотрела на первую же запись — 118 оснований, которые все вместе получили известность как HAR1 (Human Accelerated Region)», — вспоминает доктор Поллард.
Она была рада без памяти. Эврика!
«Нам повезло сорвать банк», — написала позже она. Мечта сбылась.
Перед ней был участок генома, включавший всего лишь 118 оснований, с максимальной концентрацией мутаций, отличающих нас от человекообразных обезьян. Из этих пар оснований лишь 18 мутаций изменились с тех пор, как мы стали людьми. Замечательное открытие доктора Поллард показало, что за подъем человечества из трясины генетического прошлого отвечает, возможно,
Далее доктор Поллард с коллегами попыталась расшифровать точную природу этого загадочного кластера — HAR1. Выяснилось, что в течение миллионов лет HAR1 оставался на удивление стабильным. Приматы разошлись в своем развитии с курами около 300 млн лет назад, но различают их в области HAR1 всего две пары оснований. Можно сказать, что область HAR1 практически не менялась в течение нескольких сотен миллионов лет (изменились всего две буквы — G и C). А всего за 6 млн лет в HAR1 произошло 18 мутаций — гигантское ускорение эволюции.
Еще загадочнее оказалась роль, которую HAR1 играет в управлении общим расположением коры мозга, знаменитой своими извилинами. Дефект в области HAR1 вызывает расстройство, известное как лиссэнцефалия, или гладкий мозг; при этом заболевании кора мозга укладывается неправильно. (Кроме того, дефекты в этой области связаны с шизофренией.) Кора нашего мозга не только отличается значительными размерами; одной из главных ее характеристик является сильная морщинистость и извитость, которая сильно увеличивает площадь поверхности коры и, соответственно, ее вычислительные способности. Работа доктора Поллард показала, что за это, одно из серьезнейших и определяющих генетических изменений в истории человечества, сильно повысившее наш интеллект, отчасти ответственно изменение всего лишь 18 «букв» нашего генома. (Вспомним, кстати, что мозг Карла Фридриха Гаусса, одного из величайших математиков в истории, был сохранен после его смерти и оказался особенно морщинистым.)
Список доктора Поллард этим не ограничивался: было определено еще несколько сотен участков, в которых наблюдаются ускоренные изменения, причем некоторые из этих участков были известны и раньше. FOX2, к примеру, принципиально важен для развития речи — еще одного ключевого признака человека. (Люди с дефектным геном FOX2 испытывают трудности с движениями лицевых мускулов, необходимыми для членораздельной речи.) Еще один участок, известный как HAR2, придает нашим пальцам гибкость и ловкость, необходимые для пользования тонкими инструментами.
Более того, не так давно удалось секвенировать геном неандертальца, поэтому можно сравнить наш генетический аппарат с аппаратом вида, еще более близкого к нам, чем шимпанзе. (Анализ гена FOX2 показал, что этот ген у нас и неандертальцев идентичен. Значит, вполне возможно, что неандертальцы, как и мы, могли пользоваться речью.)
Еще один очень важный ген получил название ASMP; считается, что именно он отвечает за взрывной рост возможностей нашего мозга. Некоторые ученые считают, что этот и другие гены, возможно, подскажут нам, почему человек стал разумным, а высшие приматы — нет. (Люди с дефектным вариантом ASMP часто страдают микроцефалией — тяжелой формой умственной отсталости, — поскольку имеют очень маленький череп, примерно такой же, как у австралопитека, одного из наших предков.)
Ученые отследили мутации гена ASPM и выяснили, что за последние 5–6 млн лет (с тех пор, как разошлись наши дороги с шимпанзе) он мутировал около 15 раз. Самые недавние мутации этого гена, похоже, соответствуют важным вехам нашей эволюции. К примеру, одна такая мутация произошла более 100 000 лет назад, когда в Африке появился современный человек, внешне неотличимый от нас. А последняя мутация имела место 5800 лет назад, что совпадает с появлением письменности
Поскольку эти мутации совпадают с периодами стремительного роста интеллекта, появляется сильное искушение сделать вывод, что ASPM принадлежит к той горстке генов, которая и отвечает за интеллект. Если это действительно так, то, вполне возможно, удастся определить, активны ли сегодня эти гены и будут ли они и в дальнейшем определять эволюцию человека.
Все эти данные поднимают вопрос: можно ли, манипулируя горсткой генов, повысить интеллект?
Вполне возможно.
Ученые стоят на пороге точного определения механизма, посредством которого эти гены способствовали росту интеллекта. В частности, генетические области и такие гены, как HAR1 и ASPM, могли бы помочь нам разрешить загадку мозга. Если в геноме человека приблизительно 23 000 генов, то каким образом эти гены могут контролировать связи между миллиардом нейронов (ведь там примерно квадриллион — единица с пятнадцатью нулями — связей)? С чисто математической точки зрения это представляется невозможным. Геном человека примерно в триллион раз меньше, чем нужно для кодирования всех нейронных связей. Так что математически наше существование представляется невозможным.
Но, возможно, ответ в том, что природа при создании мозга пользуется многочисленными уловками. Во-первых, многие нейроны соединены случайным образом, так что детальный план просто не нужен; и это означает, что случайным образом соединенные области после рождения ребенка самоорганизуются и начинают сами взаимодействовать с внешним миром.
Во-вторых, природа, помимо всего прочего, использует модули, повторяющиеся снова и снова. Наткнувшись один раз на что-нибудь полезное, она потом часто повторяет эту находку. Возможно, именно поэтому за большую часть взрывного роста нашего интеллекта на протяжении последних 6 млн лет отвечает лишь горсточка генетических изменений.
Следовательно, в данном случае размер имеет значение. Если мы слегка подправим ASPM и некоторые другие гены, наш мозг может стать больше и сложнее, а, следовательно, появится возможность для развития интеллекта. (Просто увеличить размер мозга недостаточно, поскольку принципиально важно и то, как этот мозг организован. Но увеличение объема серого вещества — необходимое предварительное условие для улучшения интеллекта.)
Приматы, гены и гении
Исследование доктора Поллард было сосредоточено на участках генома, общих для человека и шимпанзе, в которых у человека имеются мутировавшие гены. Но возможно, что у нас в геноме есть области, характерные только для человека и отсутствующие у приматов. В ноябре 2012 г. был открыт один такой ген. Международная команда ученых, возглавляемая сотрудниками Эдинбургского университета, выделила ген miR-941 — единственный встречающийся только у Homo sapiens и ни у кого больше. Кроме того, генетики смогли показать, что этот ген появился в период от 6 до 1 млн лет назад (уже после разделения линий человека и шимпанзе около 6 млн лет назад.)
К несчастью, это открытие породило в научных рассылках и блогах гигантскую волну ошибочной информации, что неудивительно — слишком уж двусмысленными получились заголовки. Появились восторженные статьи, в которых утверждалось, что ученые нашли ген, способный в принципе сделать шимпанзе разумными. Наконец-то удалось выделить на генетическом уровне самую суть понятия «человек», кричали заголовки.
Ученые вмешались в дело и попытались снизить ажиотаж. По всей видимости, за человеческий разум отвечает целая серия генов, действующих совместно в сложном взаимодействии. Ни один ген не может сам по себе, в одиночку, дать шимпанзе человеческий разум, говорили они.