Происхождение мозга

Савельев Сергей Вячеславович

_{Для большинства беспозвоночных и позвоночных животных выход был найден через генетическую детерминацию различных форм поведения. Это прекрасный способ избежать излишних затрат на интеллектуальную деятельность. Совершенно ясно, что врождённые формы контроля поведения предшествовали мало-мальски осмысленному поведению (Шимкевич, 1907). Тем не менее даже}

_{детерминированное поведение нуждается в адаптации к внешней среде. Нельзя допустить, чтобы спаривающийся кот безрассудно увлёкся пробегающей мышкой. Эти события надо как-то развести во времени. Стали развиваться системы получения адаптирующей информации — внешние и внутренние органы чувств. Развитие зрения, обоняния, вкуса, слуха, барорецепторов, соматической чувствительности, терморецепторов, осморецепторов и многих других систем привело к увеличению размеров их аналитической части — мозга.}

_{Увеличение массы мозга}

неизбежно вызвало к жизни генерализованный, но достаточно адаптивный способ управления организмом. Этим механизмом стала гормональная регуляция основных форм поведенческой активности. Развитость органов чувств позволяла точно выбирать нужную врождённую программу, а гормональная регуляция становилась и пусковым стимулом, и системой контроля за достижением адекватного результата. В качестве простейшего случая можно рассмотреть пример с половым поведением. В период гона самец лося проявляет невероятную активность в конкуренции за самку и стремлении спариться, но после успешных спариваний полностью меняет стратегию поведения и переключается на поиск пищи. Изменение концентрации половых гормонов вполне заменяет мышление. Сочетание наследуемых программ поведения, развитых органов чувств и гормонального контроля реализации форм поведения приводит к эффективному адаптивному поведению. Оно

₁₁₂

_{часто вполне достаточно даже для животных с крупным мозгом. По сути дела, если такая форма регуляции поведения оказывается успешной, то никакого «затратного мышления» ожидать от животного или человека не приходится.}

_{Тем не менее сравнивать информацию от различных органов чувств в головном мозге, в какой-то его области, необходимо. В связи с этим ещё на заре эволюции центральной нервной системы возникли специальные центры. В них сравнивалась информация от внутренних и внешних рецепторов, эффекторных органов и принимались «решения», крайне далёкие от того, что мы понимаем под мышлением. Однако даже простой выбор инстинктивного поведения требует некоего специализированного участка мозга, где бы могло осуществляться относительно «беспристрастное» сравнение всех сигналов из внешней среды и организма. Чем объективнее такое сравнение, тем выше вероятность совершить адекватный поступок, увеличивающий адаптивность организма. Правильный выбор будет правом на жизнь.}

_{Эти жёсткие требования и привели к формированию своеобразной надстройки над рецепторными и эффекторными системами — ассоциативных зон мозга (рис. I-22). Ассоциативные центры далеко не одинаковы в различных систематических группах позвоночных. Как отмечалось выше, они неоднократно возникали в процессе эволюции на основе самых разнообразных отделов головного мозга. В далёком прошлом у первичноводных животных ярко выраженные ассоциативные центры отсутствовали. Их свойства были распределены между различными отделами мозга (см. рис. I-22). Каждый ассоциативный центр базируется на определённом рецепторном или моторном центре. Так, у хрящевых рыб практически равными ассоциативными возможностями обладает обонятельный передний мозг, зрительный средний и моторный задний. Связи между этими ассоциативными центрами весьма слабы, и только очень заметное преобладание одного из них влияет на выбор стратегии поведения. В этом случае он на некоторое время становится ведущим ассоциативным центром. Через некоторое время другой орган чувств окажется ведущим и роль главного ассоциативного центра возьмёт на себя другой отдел.}

_{Это простой, но самый эффективный способ принятия решений при очевидном недостатке нейронов, не обременённых прямым обслуживанием органов чувств. Такой вариант организации ассоциативных центров неоднократно реализовывался в процессе эволюции на различном нейрональном субстрате. У рептилий ассоциативные центры расположены в среднем и переднем мозге, основную роль играет дорсальная часть среднего мозга. У птиц преобладают ассоциативные центры переднего}

₁₁₃

_{Рис. I-22. Головной мозг основных представителей позвоночных с латеральной поверхности.}

_{Основные отделы мозга обозначены одинаковым цветом. Красный цвет и крестообразная штриховка показывают расположение ассоциативных зон мозга.}

₁₁₄

_{мозга, хотя роль зрительных центров среднего мозга остаётся значительной. Только у млекопитающих ассоциативные центры сосредоточены в развитом неокортексе переднего мозга. Это стало возможно благодаря увеличению размеров мозга в целом и переднего мозга в частности. Избыток клеток в анализаторных и ассоциативных зонах дал огромные преимущества животным и существенно усложнил мышление.}

_{§ 18. Биологические проблемы мышления}

_{Обладатели крупного мозга становятся своеобразными заложниками его размеров. Нравится или не нравится животному, но в большом количестве нейрональных связей постоянно фиксируется повседневная информация о внешнем мире и внутреннем состоянии (рис. I-23). Чем больше мозг, тем разнообразнее информация и дольше она в нём хранится. Казалось бы, львы в стабильном прайде не отличаются высокой активностью. При самой пассивной форме поведения и увеличении продолжительности сна до 2/3 сут мозг всё равно продолжает активно работать. Он накапливает информацию и непрерывно образует новые связи между нейронами. Нейроны коры каждые 2-3 дня формируют новый синапс, а один раз в 1,5 мес — небольшую коллатераль. При этом примерно столько же старых связей разрушается. Иначе говоря, мозг непрерывно изменяет материальную базу нашего мышления. Даже полное бездействие в конце концов приведёт к формированию случайного набора нервных связей, который вызовет неожиданное и совершенно «немотивированное» поведение. На самом деле «мотивация» была, но она не связана с неким определённым индивидуальным опытом или конкретным событием.}

_{Побуждение к действию возникло из-за вновь образованных межнейронных связей. Они случайно соединили разнообразные хранилища образов, слуховых стимулов, запахов и моторных навыков. Появилась доныне не существовавшая связь между явлениями, что побудило животное или человека к формально «немотивированному» действию. Мозг с огромным количеством морфогенетически активных нейронов непрерывно создаёт новые связи. Он неизбежно будет накапливать и утрачивать различные сведения, а поведение станет непроизвольно меняться.}

_{Хранение информации автоматически приводит к её сравнению со следующей порцией аналогичных сведений. Даже ежедневная информация об одном и том же пастбище и результатах поглощения травы различается у каждой конкретной коровы. Элементарное сравнение приводит её на поле с молодыми всходами, а не в сосновый лес.}

₁₁₅

_{Допустим, что в памяти существуют три явления (стрелки), которые представлены в виде четырёхклеточных нейронных комплексов: а-в. В них хранится информация от трёх органов чувств: зрения, обоняния и вкуса. Каждый тип информации обозначен собственным цветом стрелок. Мозг пытается связать разнородную информацию, что приводит к перераспределению потока крови и образованию новых связей. Формируются связи внутри и между комплексами. Они позволяют сигналам одного комплекса переходить в поле другого и «сравниваться». Идентичность движения сигнала рассматривается как сходство явлений, что позволяет сопоставить активности различных органов чувств и связать события между собой. Это решение первичной задачи сравнения, а новые пути дают вариабельность ответов. На основании интеграции движения сигналов возникает совершенно новая система связей (красные стрелки), которая является решением проблемы, известной как инсайт, или озарение — неожиданное решение возникшей проблемы.}

₁₁₆

_{Сравнительный подход заставляет копытных решать проблему питания при помощи перебора и сравнения вариантов, сохраняющихся в памяти. Поскольку в поисках травы они вынуждены переходить с места на место, возникает ещё один компонент сравнения — пространство (место, где был съеден корм). Сравнение пастбищ позволяет передвигаться от плохих мест кормёжки к хорошим, что и лежит в основе многих сезонных миграций. Однако все перечисленные события развиваются в рамках наследуемых видоспецифических форм поведения. Эти формы хорошо адаптированы к изменяющимся условиям из-за развитых органов чувств и обширной памяти. О мышлении в описанной ситуации говорить не приходится, но суть морфогенетической активности мозга от этого не меняется. Память и способность нейронов образовывать новые связи лежат в основе как творческого мышления, так и поиска свежей луговой травы.}