Хотя кора головного мозга и является частью наследия, полученного всеми млекопитающими, но у доставшейся людям версии имеются уникальные черты, которые ставят ее особняком от коры других млекопитающих (даже обезьян и других приматов) и позволяют объяснить ярко выраженные когнитивные способности людей. Больше всего человеческий мозг отличается своей префронтальной корой.

Впервые о префронтальной коре заговорили еще в XIX веке в связи с делом строителя Финеаса Гейджа, который получил тяжелую травму префронтальной коры при прокладке железной дороги. В результате взрыва металлический прут пробил мужчине череп, отчего серьезно пострадала способность Гейджа рассуждать и принимать решения. Спустя несколько десятилетий русский физиолог Александр Лурия, изучавший солдат, которые получили травмы головы на полях Второй мировой войны, подтвердил, что повреждение префронтальной коры приводит к дефициту внимания, затрудняет мышление и планирование. С наступлением когнитивной революции начали считать, что эти способности связаны с оперативной памятью. Естественно, исследования оперативной памяти, проведенные на людях и обезьянах, подтвердили ведущую роль префронтальной коры в объединении информации, временном хранении представлений, а также контроле над мыслями и действиями.

Поскольку совершенно очевидно, что возможности оперативной памяти человека значительно превосходят ее возможности у других приматов, некоторые ученые объясняют наличие когнитивных различий бо́льшим размером префронтальной коры у человека (рисунок 50.1). Наблюдения показывают, что размер мозга пропорционален размерам тела: с увеличением одного параметра соответственно возрастает и второй. Поэтому, сравнивая размеры мозга различных животных, в последнее время ученые чаще всего не используют его абсолютный объем или вес. Соотношение размеров тела и мозга считается оценкой того, сколько вычислительной способности мозга остается после обслуживания рутинных функций тела (например, таких, как восприятие и движение, на обслуживание которых уходит значительный объем полезного объема мозга). Таким образом, понимание того, что префронтальная кора у людей сравнительно больше коры других приматов, согласуется с наличием когнитивных преимуществ, которыми, судя по всему, и обладают люди. Правда, в основе последних исследований лежат более точные измерения, а их выводы указывают на то, что размер префронтальной коры человека именно такой, каким и должен быть у примата такого размера. Но и это еще не все.

Рисунок 50.1. Размер префронтальной коры у различных млекопитающих

Проводить измерения головного мозга несложно – будь то измерения всего мозга или отдельной ее области, однако их результаты будут довольно грубыми. Как подчеркивает ведущий мыслитель в этой области Тодд Пройс, когнитивные функции отдельно взятой области мозга зависят не столько от ее общего размера, сколько от ее внутренней организации и клеточных функций.

Как уже отмечалось в предыдущей главе, префронтальная кора не является однообразной по своей структуре. Важным в этой связи является различие между тканями неокортекса и палеокортекса (см. рисунок 38.3). Напомню: ткань неокортекса состоит из шести слоев, а у палеокортекса слоев меньше шести, но главное – у палеокортекса отсутствует четвертый слой, и это важно, поскольку именно этот слой ткани неокортекса у приматов состоит из клеток уникального типа – зернистых.

Основными примерами областей, в которых содержатся зернистые клетки, служат области, участвующие в работе оперативной памяти (а следовательно, и делиберативного мышления, включая дорасальную и вентральную зоны префронтальной коры, а также лобный полюс). Особый интерес представляет лобный полюс: считается, что именно благодаря этой области мозг человека разительно отличается от мозга обезьян (рисунок 50.2). Этьен Киклан описал лобный полюс как «функциональную надстройку на вершине иерархии латеральных префронтальных процессов» и добавил, что полюс «позволяет сознанию ветвиться, то есть ставить на паузу альтернативный ход событий… требующий одновременного задействования множества вариантов, не собранных в созданный заранее соподчиненный план, такой как рассуждение, решение проблем и многозадачность». Такое когнитивное ветвление тесно связано с иерархическим реляционным рассуждением. Устанавливаемые в лобном полюсе цели в дальнейшем влияют на дорсально-латеральную область, которая соединена с двигательной областью коры головного мозга и управляет делиберативным поведением.

Рисунок 50.2. Лобный полюс – уникальная область человеческого мозга

У большинства млекопитающих имеются только префронтальные области палеокортекса, а четвертого слоя зернистых клеток нет. У некоторых млекопитающих с крупным мозгом есть латеральные префронтальные области неокортекса, но без зернистых клеток четвертого слоя. Только у приматов в четвертом слое префронтального неокортекса присутствуют зернистые клетки, благодаря чему между слоями осуществляется уникальная по своей природе обработка информации. Недавние исследования Эрла Миллера доказали, что взаимодействие между слоями в зернистой префронтальной коре представляет особую важность для координации как восходящей, так и нисходящей обработки информации.

Хотя в строении префронтальной коры у людей и других приматов много общего, человеческая префронтальная кора обладает рядом уникальных черт, которых у приматов нет, например уникальной пространственной организацией клеток, а также уникальной схемой соединения внутри клеточных слоев и между ними. Кроме того, нейроны в префронтальной коре у людей более тесно связаны с нейронами других корковых областей, чем у обезьян и других приматов (рисунок 50.3). Например, у людей и других приматов различные области префронтальной коры самым тесным образом связаны друг с другом, а также с другими мультимодальными зонами в теменных и височных долях, однако у человека, помимо этого, существует еще и тесная связь префронтальной зоны с теменной и височной, а также внутри самой префронтальной коры. Результаты дополнительных исследований демонстрируют новые паттерны экспрессии генов в префронтальной коре у людей, особенно в отношении метаболизма и образования синапсов. Все эти изыскания и наблюдения, речь о которых пойдет ниже, позволили Тодду Пройсу описать человеческую префронтальную кору как «перепрошитую и раскаленную».

Рисунок 50.3. Значительное кортико-кортикальное взаимодействие человеческого головного мозга

Некоторые новые аспекты человеческого сознания предрасположены к нарушению в таких состояниях, как аутизм и шизофрения. Такие когнитивные черты и их нервные основы, возможно, еще не прошли через все проверки естественного отбора на соответствие их вклада в выживаемость и способность размножаться и более чувствительны к генетическим пертурбациям, чем те черты, которые появились раньше и смогли лучше закрепиться. В целом люди лишь недавно пополнили семейство жизни и развитие нашего вида продолжается.

Когда-то считалось, что две главные зоны человеческого мозга, связанные с языком, присутствуют только у людей. Сегодня известно, что у обезьян есть и зона Брока, и зона Вернике, а самыми яркими различиями между мозгом человека и мозгом обезьяны являются схема и сила соединения этих двух зон у людей. Следует отметить, что обе зоны взаимосвязаны с мультимодальными зонами теменной, височной и лобной долей и обе вносят свой вклад в нашу жизненно важную способность – выполнять умственную работу, используя вербальную информацию. Как уже отмечалось ранее, способность использовать язык в иерархическом реляционном рассуждении (когнитивном ветвлении) зависит от исполнительных функций оперативной памяти префронтальной коры.

Язык, вероятнее всего, развивался у первых людей постепенно, но он, несомненно, строится на основных когнитивных процессах, которыми владеют все млекопитающие, таких как способность направлять внимание на внешние стимулы, формировать воспоминания об этих стимулах и использовать их в качестве внутренних представлений, управляющих поведением в отсутствие фактических стимулов. Все эти разнообразные способности, возможно, стали основой для возникновения оперативной памяти у млекопитающих. Вероятно, у приматов с бо́льшим мозгом (относительно других млекопитающих) и новыми зонами префронтальной коры оперативная память получила мощный толчок для развития, что позволило этим животным в течение длительного времени удерживать в уме больше информации, определяясь с дальнейшими действиями. У человека с большим раскаленным мозгом и большой раскаленной префронтальной корой когнитивные способности были еще шире.

Уникальные возможности человеческой мультимодальной коры, очевидно, значительно повлияли на формирование базы для понимания различий между когнитивными способностями человека и других приматов, а также между способностями приматов и других млекопитающих. Не будем забывать и об эволюции культуры – о том, что именно достижения культурной эволюции позволяют нам говорить об отличии нас, людей, от обезьян, и значение этих достижений значительно превосходят плоды нейробиологической эволюции, создавшие условия для развития наших предков и нашего типа культуры.

Говоря о наших удивительных достижениях, нельзя забывать и о том, какой длинный путь прошел наш вид, чтобы оказаться там, где он находится сейчас. Строение человеческого мозга действительно отличается от строения мозга других животных, даже тех, с которыми наш вид тесно связан. Но строение мозга представителей любого вида в определенной степени отличается от строения мозга их предков. Правда, как обычно бывает, объем общих черт превосходит объем различий между новым и предшествующим видами, и человеческий мозг здесь не исключение.

Хотя упомянутые выше различия и важны для определения вида, их наличие не означает, что один вид более значим, чем другой, в бесконечном разнообразии жизни. Пусть мы и отдаем предпочтение определенному образу жизни, по большому счету не существует никакого другого критерия, кроме способности к выживанию, позволяющего определить, что наш тип существования с биологической точки зрения лучше или хуже того, который ведут высшие и низшие обезьяны, кошки, крысы, птицы, змеи, лягушки, рыбы, жуки, медузы, губки, хоанофлагелляты, грибы, растения, археи или бактерии. Если считать критерием оценки долгожительство вида, нам с вами никогда не превзойти древние одноклеточные организмы.

Как я уже отмечал, ученым нужно быть внимательными и избегать как антропоцентризма, так и антропоморфизма. Из содержания следующей части будет видно, что не удариться в одну из этих крайностей довольно сложно, ведь речь пойдет о таком коварном концептуальном минном поле, как самосознание.