Новизна в эволюции
Тем, кто, подобно мне, не разделяет убеждения в уникальности нашего вида, будет полезно рассмотреть человеческие особенности с точки зрения эволюции. И креативность тоже, равно как и способность справляться с новизной, не является исключением. В этой главе мы разведаем эволюционные корни этих особенностей и попытаемся ответить на ряд вопросов, в том числе и на такой: «Креативен ли бабуин?» На этот вопрос не так-то легко ответить, и ответ зависит от того, как мы определяем креативность. Радикальная вера в антропоцентризм и исключительность человека по определению подразумевает под креативностью уникальное человеческое качество, но с этим можно поспорить: такое заключение слишком узкое и устаревшее. Если приматологи, подобные Франсу де Ваалу, правы, утверждая, что когнитивное различие – а также и когнитивное сходство – между человеком и другими видами лучше всего рассматривать как постепенное и возрастающее, а не бинарное и резкое, то нам придется допустить эволюционное развитие некоторых когнитивных ингредиентов1.
Именно так я пришел к предположению об эволюционной непрерывности. Именно непрерывность, а не резкие скачки приходят на ум в связи с гипотезой о специализации полушарий, которая проявляется в различии между когнитивной новизной и когнитивной привычкой, о чем мы говорили в Главе 6. И не имеет значения, что вы думаете о «креативности животных»: можно обоснованно гарантировать, что бабуин способен обрабатывать новую информацию в изменяющемся окружающем мире африканской саванны, или он бы давно вымер. Результаты исследований показывают, что бабуин даже может научиться отличать орфографически правильные английские слова от орфографически неправдоподобных квазислов – между прочим, подвиг в освоении новизны, учитывая то, чем обычно занимаются бабуины2.
Итак, вы можете обоснованно поинтересоваться: «Где мозг бабуина обрабатывает новизну?» Оказывается, что, как и у их человеческих приятелей-приматов, правое полушарие бабуинов более успешно обрабатывает новую информацию, чем левое. И, как у людей, левое полушарие выходит на сцену, когда задача становится знакомой. Этот вывод был сделан в результате эксперимента, в котором животным требовалось подбирать сложные, различные по степени новизны геометрические фигуры. Фигуры располагались в левом и правом полях зрения и обрабатывались, соответственно, правым и левым полушарием. Для участия в эксперименте бабуины (три самца и три самки) должны были научиться фиксировать взгляд на точке, расположенной в центре поля зрения, а также управлять джойстиком. Этот эксперимент был точным воспроизведением обычных исследований специализации полушарий у человека, мы обсуждали их в предыдущих главах. Сам факт, что бабуины были способны научиться «правилам игры» и выполнять их, является замечательным доказательством их интеллекта. Полученные данные также замечательно совпадали с результатами исследований у человека. В начале эксперимента, когда задание было новым, бабуины лучше справлялись, если стимулы появлялись на левой стороне поля зрения и, соответственно, проецировались в правое полушарие. Однако к концу эксперимента этот эффект пропал. Авторы пришли к выводу, что «латерализация полушарий изменяется по мере тренировки» и что «правое полушарие у бабуинов играет важнейшую роль в обработке новизны». Не напоминает ли это вывод, к которому мы пришли в Главе 6 в отношении человеческого мозга?3 И это замечательное сходство в специализации полушарий у человека и бабуинов больше не шутка. Оно подтверждает эволюционную непрерывность в способе обработки новизны головным мозгом.
Креативность у разных видов животных
Что делает бабуин в книге, посвященной человеческой способности к инновациям и творчеству? Со времен Дарвина ученые признают, что мы лучше понимаем особенности своего вида, рассматривая их в эволюционном контексте, и тот факт, что бабуин также полагается на правое полушарие в обработке новизны, доказывает это очень убедительно. Поиск эволюционных предшественников человеческой креативности представляется заманчивым предметом исследования, но определение креативности у других видов становится опасным заявлением, учитывая то, что мы часто теряемся в характеристике этого качества у самих себя. Новое поведение гораздо легче распознать, определить и измерить. Когда речь заходит о способности к выработке нового поведения, то бабуины здесь не одиноки. В 2009 году в журнале «Scientific American» вышла статья Питера Макнейледжа, Лесли Роджерс и Джорджио Валлортигара. Авторы высказали предположение, что разделение труда, связывающее новизну с правым полушарием, а установившуюся привычку – с левым, было и остается определяющим признаком организации мозга на протяжении 500 миллионов лет эволюции позвоночных4. Действительно, уже у грызунов правая и левая части гиппокампа выполняют разные функции на разных стадиях формирования памяти5.
Членство в клубе видов, мозг которых обладает латерализацией и способен вырабатывать новое поведение, не ограничивается наземными созданиями. В этот клуб входят и китообразные – отряд морских млекопитающих, включающий китов, дельфинов и белух. Дельфины представляют особый интерес во многих отношениях. Не считая людей, человекообразных обезьян и слонов, это единственные создания, в мозге которых обнаружены клетки фон Экономо (или «веретенообразные»). Это нейроны с очень длинными аксонами, обеспечивающими чрезвычайно быстрое сообщение между отдаленными областями мозга. Предполагается также, что эти клетки связаны с высоким интеллектом и хорошей способностью к решению проблем, а также с проявлением социального поведения. Эти животные чрезвычайно умные, способные к решению сложных задач и, возможно, даже к своего рода творчеству.
Для подтверждения последнего заявления о том, что китообразные могут обладать некими творческими способностями, в 1965 году в Центре океанических исследований Макапуу на Гавайях был проведен эксперимент, который часто приводят в пример6. Двух самок гребнезубого дельфина, Малию и Хоу, «побуждали» к выработке нового поведения. Каждый день поощрялось только то поведение, которое дельфины не демонстрировали накануне. Через несколько дней животные начали показывать довольно сложные действия (различные переворачивания в воздухе, скольжение на хвосте над водой, скольжение на полу бассейна). Многие элементы поведения гребнезубых дельфинов сотрудники морского парка никогда ранее не наблюдали. Казалось, что дельфины ухватили саму идею о том, что поощрение (рыбу) они получают за выработку нового поведения, и подошли к проблеме «творчески». Поскольку дельфины придумывали действия, отличные от тех, которые они показывали в предыдущих сессиях, было высказано следующее предположение: как бы вы ни определяли креативность, дельфины проявили способность формировать «новое» поведение в принципе. Как и у людей, разница в «креативности» также была очевидной: новое поведение Малии было «более эффектным и творческим», чем поведение Хоу7. Более того, чтобы и дальше придумывать новое поведение, эти два дельфина должны были сохранять в памяти те действия, которые они уже демонстрировали в предыдущих сессиях, – впечатляющий подвиг еще и оперативной памяти. В Главе 4 мы обсуждали, как эта особая форма памяти, связанная с лобными долями, проявляется у обезьян и людей. Теперь, наблюдая ее у дельфинов, мы получаем еще одно свидетельство их развитых когнитивных способностей.
Латерализация у разных видов животных
Как устроен мозг этих созданий, что он способен к таким впечатляющим когнитивным подвигам? Весьма поучительно рассмотреть задания на визуальное распознавание, поскольку у китообразных зрительные пути полностью пересекаются (в отличие от человека, у которого пересекаются только назальные пути). Так нам легче сделать предположение о специализации полушарий на основании поведения животных: предпочтение левого глаза, или преимущество в выполнении определенных заданий, вовлекающих правое полушарие, и предпочтение правого глаза с привлечением левого полушария. Был проведен ряд исследований, результаты которых позволили сделать вывод о том, что мозг китообразных функционально латерализован и что различия между новизной и привычкой, а также между уникальными предметами и общими правилами охватывают некоторые важные признаки этой латерализации.
Гребнезубые дельфины являются не единственными китообразными, наделенными выдающимся интеллектом. Их дальние родственники, дельфины-афалины, способны выполнять простейшие численные задания, и эта способность представляется связанной с левым полушарием8. С другой стороны, «любознательное» поведение вовлекает левый глаз (правое полушарие) чаще, чем правый (левое полушарие)9. С этими данными немного не согласуется тот факт, что другие виды дельфинов используют в основном левый глаз (правое полушарие) для изучения знакомых объектов, а для незнакомых – правый (левое полушарие)10.
И есть же еще птицы. В противоположность общепринятому пренебрежительному мнению о «птичьих мозгах» многие виды птиц способны к сложному обучению и решению проблем. Тем, кто в этом сомневается, следует прочитать книгу Дженнифер Акерман «Гений птиц»11. Некоторые виды попугаев, как, например, индонезийский какаду Гоффина, демонстрируют сложные когнитивные навыки: выводы путем исключения, изготовление инструментов и решение сложных задач12.
Но для совершения своих когнитивных подвигов птицы используют совершенно другую нейронную структуру, чем млекопитающие. У млекопитающих большинство сложных познавательных процессов протекает в коре, состоящей из нескольких (обычно шести) слоев, или пластин. Иначе устроен мозг птиц. Сложность познания, часто соперничающая с этой способностью у млекопитающих, протекает в комплексе ядер. Согласно современным представлениям об эволюции позвоночных, они разделились на две ветви, млекопитающих и птиц, примерно в Пермском периоде, более 200 миллионов лет назад13.
Это значит, что любое сходство между мозгом млекопитающих и птиц может отражать некоторые, очень ранние и очень фундаментальные, принципы эволюции строения нервной системы. В ином случае это может быть свидетельством «конвергентной эволюции» – независимого развития похожих приспособлений у совершенно разных видов, что также говорит о фундаментальной пользе этого принципа. Итак, латерализован ли мозг птиц и каким образом? Оказывается, что более латерализованный мозг птиц решает проблемы эффективнее, чем функционально асимметричный мозг некоторых видов животных. К таким птицам относятся австралийский попугай, домашняя курица и другие14.
Мозг птиц не только латерализован. Существует и функциональная разница между левой и правой сторонами, в высокой степени подобная той, которая наблюдается в мозге млекопитающих, включая человека. Чем больше вознаграждается зрительный образ, тем сильнее он активирует левое полушарие птиц15. То же самое можно сказать, когда происходит обучение важным («значимым», упомянутым в Главе 5) слуховым сигналам, когда одна мелодия ассоциируется с кормом, а другая – нет. После того как зебровые амадины выучили правило значимости, была записана нейронная активность двух сторон мозга. Оказалось, что у быстро обучающихся птиц более активно левое полушарие по сравнению с медленно обучающимися. Оба сигнала были знакомыми, и их значимость была закодирована преимущественно в левом полушарии!16
Помните, что мы уже сталкивались со связью между значимостью и левым полушарием – в мозге человека. Связь значимости и левого полушария птиц раскрывается особенно ярко, когда изучается поведение спаривания. В выборе самки самец зебровой амадины полагается на правый глаз (и, следовательно, на левое полушарие). Причем если закрыть ему правый глаз, то птица будет просто неспособна сделать выбор17.
Особенно интересны эксперименты по обучению птиц пению. Здесь раскрываются противоположные роли полушарий мозга птиц в противопоставлении знакомых и новых сигналов, и эти роли удивительно похожи на те, которые мы наблюдали у полушарий человека. Молодые зебровые амадины учатся пению, имитируя песню взрослого «наставника». Оказывается, что ранее выученная песня наставника активирует левое полушарие птицы в особенной степени. Если песня не знакома, этого не происходит18. По мере того как птица выучивает и запоминает песню, все больше нейронов активируется в левом, а не в правом полушарии19.
Бабуин, дельфин и амадина расположены в совершенно разных нишах эволюционного древа, и тем не менее у них проявляются одинаковые закономерности специализации полушарий: новизна и уникальность обрабатываются правым полушарием, знакомые образы и категории – левым. Это действительно является общим принципом организации мозга, который или появился на ранних ступенях эволюции, или сохранялся на далеко отстоящих друг от друга ветвях эволюционного древа позвоночных, или (но это маловероятно) является удивительно согласованным проявлением конвергенции в независимой эволюции разных видов (рис. 8.1).
Рис. 8.1. Медоносная пчела, амадина, дельфин и бабуин. Такие разные животные обладают сходной организацией головного мозга: закрепившаяся привычка связана с левой половиной мозга, а обработка новой информации – с правой
Насколько универсальна функциональная асимметрия мозга и как разница между новизной и привычкой воплощается в этой латерализации? Существует ли она в нервной системе беспозвоночных? Ответом на этот интригующий вопрос будет строение антенн медоносной пчелы. Антенны представляют собой два выступа, которые насекомые используют для отбора образцов ароматов. Несмотря на весьма скромное положение на эволюционном древе, эти маленькие создания способны запоминать и различать ароматы, и их механизм обучения чрезвычайно похож на человеческий. Если обонятельная память формируется при помощи обеих антенн, для «кратковременного» воспоминания (от одного до двух часов после обучения) требуется целостность правой антенны, а для «долговременного» (23–24 часа) – левой. (Обратите внимание, что у медоносных пчел пути не пересекаются, и это значит, что правая антенна проецирует в правую часть мозга, а левая – в левую20.)
То, что нервная система таких разных живых организмов проявляет столь впечатляющее сходство функциональной латерализации, не может не поражать воображение. Является ли это сходство результатом успешной эволюции общего предка и замечательного сохранения определенных принципов строения мозга у разных видов или это продукт «конвергентной эволюции», когда похожая организация нервной системы возникла независимо у разных видов, остается предметом активного, но еще не законченного обсуждения среди биологов. Равным образом до конца неясно единообразие латерализации. Многие ученые полагают, что единообразие является особенностью видов, для которых характерно социальное поведение, и оно менее распространено у животных, ведущих одиночный образ жизни21.
Как бы ни разрешились эти эволюционные разногласия, различие между когнитивными новизной и привычкой является фундаментальным, и разделение процессов обработки в головном мозге представляется универсальным вычислительным преимуществом. Как мы уже обсуждали, обработка информации, которая направляется или не направляется ранее установленной привычкой, является намного более фундаментальной, чем обработка вербальной и невербальной информации, причем последняя – это просто частный случай первой. Результаты исследований с использованием нейровизуализации у людей, описанные в предыдущих главах, нашли отражение почти в каждой нише эволюционного древа. Тема специализации правого полушария для обработки нового, а левого – для обработки привычного поведения прослеживается в процессе эволюции многих позвоночных и даже беспозвоночных. Изучая механизмы мозга, используемые для обработки новизны у других видов, мы находим яркие параллели с нашим собственным видом.