Ну так вот, выяснилось, что африканский слон на самом деле обладает большим числом нейронов, чем мозг человека. Причем не просто больше, а в три раза больше – 257 миллиардов против наших 86 миллиардов. Но – и это грандиозное, величайшее «но» – 98 % этих нейронов сконцентрированы в мозжечке, заднем отделе мозга. У всех других исследованных нами млекопитающих в мозжечке тоже содержится большая часть мозговых нейронов, но ни у одного вида их не больше 80 % от общего числа. Исключительное распределение нейронов в мозгу слона оставляет очень небольшую их долю коре: в ней у слона содержится всего 5,6 миллиарда нейронов (то есть в обоих полушариях, так как все полученные нами результаты мы умножили на два, для того чтобы получить значения, пригодные для сравнения с данными, полученными на других животных). Несмотря на внушительные размеры мозговой коры африканского слона (2,8 кг), число нейронов в ней, равное 5,6 миллиарда клеток, бледнеет в сравнении с 16 миллиардами нейронов, содержащихся в намного меньшей коре человека (1,2 кг), и даже в сравнении с 9 миллиардами нейронов, которые мы насчитали в коре гориллы и орангутана.

Интересно, что мозговая кора слона имеет точно такую массу, какую можно ожидать, исходя из числа в ней нейронов, в сравнении как с другими афротериями, такими как сам слон, так и с грызунами, насекомоядными и парнокопытными. Как видно из рис. 6.3, мозговая кора африканского слона подчиняется тем же правилам нейронного шкалирования, что и у других животных, не принадлежащих к приматам. Следовательно, в мозге слона нет ничего особенного: точно так же, как мозг человека является увеличенным мозгом приматов, мозг слона является увеличенным мозгом млекопитающих, которым он приходится ближайшим родственником.

С другой стороны, мозжечок африканского слона оказался особенным не в одном, а в двух отношениях. Во-первых, он содержит в десять раз больше нейронов, чем можно ожидать у типичного млекопитающего при данном числе нейронов в мозговой коре. Среднее отношение, характерное для млекопитающих, – 4,2 нейрона мозжечка на один нейрон коры головного мозга, а у слона это отношение равно 44,8. Во-вторых, избыточное число нейронов в мозжечке слона не подчиняется правилам нейронного шкалирования, характерным для афротериев, а также для животных, не принадлежащих отрядам приматов и насекомоядных (рис. 6.4). Ибо при содержании 251 миллиарда нейронов мозжечок слона должен весить более 7 кг, если бы он был построен как мозжечок типичного афротерия или типичного непримата, то есть должен был бы иметь массу в 6,1 раза больше, чем на самом деле. Тот факт, что мозжечок слона является аутсайдером в обоих этих отношениях, говорит, что в нем содержится невероятно большое число нейронов, которые отличаются чрезвычайно малыми размерами, а это означает, что мозжечок слона подвергся действию положительного естественного отбора в отношении невероятно большого числа нейронов и их относительно малого среднего размера. Дело не в том, что средний размер нейронов мозжечка у африканского слона очень мал; учитывая обычную плотность упаковки нейронов у слона – 214 000 на 1 мг ткани мозжечка, – средний размер нейрона у него сравним, например, со средним размером нейронов у свиньи. Исключительно здесь то, что средняя плотность упаковки нейронов у слона намного выше, чем можно было бы ожидать при таком огромном их числе, а это означает, что нейроны слоновьего мозжечка не увеличились соответственно размерам мозжечка. Этим объясняется, что мозжечок слона при массе 1,2 кг относительно велик (он занимает 25 % общего объема мозга, в то время как у других млекопитающих доля мозжечка не превышает 10–15 %), но не достигает массы более 7 кг, как можно было ожидать, если бы мозжечок слона подчинялся тем же правилам нейронного шкалирования, которым подчиняются другие виды афротериев.

Почему же в мозжечке слона так много нейронов? Причиной должно быть какое-то уникальное свойство слона, которое требует большого числа мозжечковых нейронов. Есть два возможных объяснения: ультразвуковая коммуникация и необходимость обрабатывать касающуюся хобота информацию, поступающую в мозжечок и выходящую из него по тройничному нерву, который, помимо других структур, иннервирует и мозжечок. У африканского слона этот нерв поистине огромен, по толщине он не уступает спинному мозгу. Эта гипотеза была выдвинута и для объяснения относительно большого размера мозжечка у эхолоцирующих летучих мышей и китообразных. Тем не менее недавно мы обнаружили, что мозжечок летучих мышей не содержит непропорционально большого числа нейронов, как мозжечок слона; более того, их мозжечок велик относительно массы всего мозга только за счет относительно малого размера мозговой коры. Эти данные, хотя и полученные при исследовании неродственной группы млекопитающих, позволяют предполагать, что специализированный способ коммуникации сам по себе не требует относительного увеличения числа нейронов в мозжечке. Это оставляет единственно верным объяснение, согласно которому причиной стал чувствительный хобот слона, 100-килограммовый мышечный орган, способный выполнять мельчайшие, деликатные и в высшей степени координированные движения. Необходимость управлять плавными движениями хобота стала причиной большой численности нейронов в мозжечке, отвечающем за координацию тонких движений.

Такая непосредственная сенсорно-моторная функция мозжечка, независимая от деятельности коры головного мозга, также позволяет объяснить отклонение от линейной зависимости между числом нейронов в мозговой коре и числом нейронов в мозжечке, характерной для других видов млекопитающих. Большее число мозжечковых нейронов у слона, действительно, можно было ожидать, так как мозжечку приходится параллельно заниматься обработкой информации, поступающей из коры, и информации, поступающей от хобота по тройничному нерву.

Наш ответ был готов. Нет, человеческий мозг не располагает большим числом нейронов по сравнению с намного большим по массе мозгом слона, но мозговая кора человека содержит почти в три раза больше нейронов, чем вдвое большая по массе мозговая кора африканского слона. Так как мы не были готовы признать, что слон, с его количеством нейронов в мозжечке, превышающим число аналогичных нейронов у человека в три раза (а значит, и в целом мозге), обладает более высокими в сравнении с человеком когнитивными способностями, мы дерзнули исключить гипотезу о том, что общее число нейронов в мозжечке является лимитирующим или достаточным фактором, определяющим когнитивные способности головного мозга.

Остается только мозговая кора. Природа сама поставила эксперимент, в котором мы нуждались, выполнив разобщение зависимости числа нейронов в коре головного мозга от числа нейронов в мозжечке. Когнитивные способности человека, превосходящие таковые слона, можно объяснить исключительно удивительно большим числом нейронов в мозговой коре человека.

Несмотря на то что у нас нет методов, необходимых для сравнения когнитивных способностей всех видов млекопитающих, или даже тех видов, для которых мы располагаем данными о числе корковых нейронов, мы можем все же делать проверяемые предсказания на основании этих числовых данных. Если абсолютное число нейронов в коре головного мозга является главным лимитирующим фактором, определяющим когнитивные способности вида, то мое предсказанное ранжирование видов по когнитивным способностям, основанное на числе нейронов в мозговой коре, выглядит так:

Это представляется более разумным, нежели принятое в настоящее время ранжирование по массе головного мозга, которое ставит парнокопытных (примечательно, что жирафа) выше многих приматов, например, так: