Подражание, имитация, синхронизация поведения

Подражание, синхронизация на поведенческом уровне – более сложный процесс. Например, гусенок или утенок, который увидел силуэт летящего хищника, принимает позу, позволяющую ему затаиться, спрятаться, стать менее видимым. Соседи-утята, конечно, могут и сами заметить хищника, а могут и не заметить. Но если они видят, что сосед стал вдруг тише воды ниже травы, их мозг реагирует на позу затаившегося утенка как на сигнал опасности, и в этом случае включается двигательное подражание: «Раз товарищ спрятался, то и я спрячусь, наверное, он не просто так это сделал». Конечно, такое поведение очень удобно и выгодно, расширяет поведенческий арсенал организмов и позволяет их реакциям стать гораздо более адаптивными.

Иногда имитация принимает совсем уж причудливые формы. Одним из ярких примеров служит осьминог, живущий в морях Юго-Восточной Азии. Он не просто меняет свой цвет, чтобы спрятаться, как другие осьминоги, мимикрирующие под камни или песчаное дно. Он всем своим поведением имитирует различные морские существа. Собрав щупальца определенным образом, он становится похож на камбалу, а растопырив – на львиноголовую крылатку (lionfish), очень ядовитую рыбу. Этот осьминог может изобразить морскую змею, выпуская два щупальца в разные стороны и характерно ими шевеля. Такого рода подражание, конечно, помогает ему выживать. Осьминог этому, скорее всего, не учится. У него, вероятно, существуют пока еще не исследованные врожденные нейронные контуры, которые запускают разного вида имитации в зависимости от того, какого хищника он пытается испугать (или какую добычу обмануть). Тут можно вспомнить еще австралийских аборигенов, имитирующих движения страусов эму во время охоты на них.

Звукоподражание в мире животных

Один из самых простых и доступных изучению вариантов подражания – это звукоподражание. Когда одно существо издает некий звук, особи того же вида, находящиеся рядом, слышат его и начинают звучать подобным же образом. Эти явления можно наблюдать на уровне даже не очень сложных нервных систем, например у насекомых, лягушек. Если кто-то слышал трели цикад в теплых странах, то знает, что после того, как один самец застрекотал, расположенные неподалеку насекомые реагируют на «песню» и в течение 1–2 секунд подхватывают ее. Дальше подключаются более удаленные особи… Поскольку каждая конкретная цикада не поет долго, звук распространяется волнообразно: нарастает, затихает, опять нарастает и так далее. Если цикад – целая сосновая роща, все окружающие могут слышать этот явно синхронизированный и очень громкий шум.

Примерно так же квакают лягушки. Стоит одному самцу заквакать – и все остальные подхватывают инициативу. Смысл этого действия – как и пения цикад, кузнечиков, зябликов, соловьев и других птиц – достаточно очевиден: звук привлекает самок. То есть чем громче лягушка-самец звучит, тем лучше его будет слышно даже самым удаленным самкам, и они в большем количестве и быстрее прискачут. Кстати, у самцов лягушек существует определенная «мужская солидарность»: в основном квакают те, кто сидит в центре болота, а те, кто расположился по периферии, спариваются с самками. Потом они меняются местами, идет своеобразная «ротация». Таким способом увеличивается генетическое разнообразие популяции лягушек.

При подражании звуковой сигнал запускает реакцию, приводящую к появлению аналогичного сигнала.

Ярчайший пример звукоподражания – птичье пение. Переход от молчащего птичьего мозга к поющему происходит под влиянием гормонов и сезонных ритмов. Для многих видов птиц звучать – крайне важно: это как территориальное поведение, способ обозначить границы своих владений и «бесконтактно» конкурировать с другими самцами, так и ухаживание за самкой. Часть песни – врожденный навык, но для того, чтобы она стала качественной, птенцам нужно послушать мастера. Этим мастером, как правило, оказывается собственный папа.

На школьных биологических олимпиадах дают вот такую задачку. Если день за днем регистрировать интенсивность пения самцов зябликов или соловьев, то обнаруживаются два пика: один – при закладке гнезда и появлении первых яиц, а второй – в момент вылета птенцов. Зачем же самцы столь активно поют, когда их дети вылетают из гнезда? Ответ: это мастер-классы для молодежи. Взрослые зяблики и соловьи поют, а молодежь внимательнейшим образом слушает, потому что им надо научиться искусству вокала (точнее, вокализации).

Звукоподражательная система мозга птиц оказалась очень удобной для изучения зеркальных нейронов. Потому что у пернатых формирующиеся навыки пения «цепляются» за врожденные рефлекторные дуги. Значит, можно понять, где находятся зеркальные нейроны, и проанализировать, как проходят потоки информации, как идет обучение в тех или иных синапсах. Поэтому важным является изучение канареек, амадин, а тем более птиц, способных подражать очень качественно, – таких как попугаи и врановые. Про «Попка дурак» или «Кеша хороший» все знают, но мало кому известно, что ворона тоже можно научить говорить человеческим голосом. Благодаря изучению работы мозга пернатых появляется интересная и важная информация, во-первых, о механизмах обучения в целом, и, во-вторых, о работе зеркальных нейронов.

Пение для птицы – ответственное занятие, они настолько увлекаются этим процессом, что порой забывают обо всем на свете. Известна классическая орнитологическая фотография, где самозабвенно поющий соловей спокойно сидит на пальце зоолога. Пернатый солист бывает настолько погружен в процесс, что можно тихо к нему подойти, потрогать его лапки, он помнется с ноги на ногу, переместится на ваш палец и будет продолжать петь.

На кафедре зоологии позвоночных МГУ читается обширный курс о поведении птиц, и в нем много внимания уделено исследованиям вокализации. Например, тому, как возникает разнообразие диалектов пения зябликов Московской, Брянской и Ростовской областей. В каждом из этих случаев песни немного разные. Можно сказать, что у птиц есть определенные «культурные традиции». Сначала птенец слушает папу, его зеркальные нейроны вовсю работают. Затем он поет сам, и те же самые нейроны активно сообщают: «Нам пока не очень-то удается правильно повторять, фальшивим». Дальше подросший молодой самец вокализирует несколько лучше, тренируется и в конце концов делает это настолько хорошо, что находит свою пару, может свить гнездо и сам стать отцом. А пока он не научился петь, на него никто не посмотрит: «Молод еще, практикуйся, пока не готов».

Важно отметить, что мозг птиц организован в значительной мере не так, как мозг млекопитающих, и многие его центры располагаются совсем не в тех областях. Птицы – далекая от нас линия эволюции, мы разошлись более 200 млн лет назад. Анатомия больших полушарий пернатых совершенно иная, это отдельный нейрофизиологический мир. Но у них работает та же базовая нейросетевая логика, те же медиаторы и принципы обучения. И конечно, похожи многие стволовые структуры, в том числе центры потребностей. Поэтому мозг птиц активно изучается (рис. 7.2), а их поведение часто является моделью интересных феноменов из психической жизни человека, например освоения языковых навыков. В обучении попугая фразе «Кеша хороший» и изучении студентом Петровым французского языка заложены схожие механизмы.

Для возникновения звукоподражания нужно, чтобы слуховой сигнал пришел сначала в продолговатый мозг и мост, где располагаются центры первичного восприятия звука. Там же находятся центры, связанные с дыханием, движением языка, сокращением голосовых связок. В принципе, простейшее звукоподражание можно сгенерировать уже на уровне стволовых структур, замыкая врожденные рефлекторные дуги.

Если вы когда-нибудь наблюдали за волнистыми попугайчиками, то, наверное, замечали, как они имитируют слуховой стимул. Достаточно издать какой-нибудь резкий звук, например, стукнуть чайной ложечкой о чашку, и птаха тут же чирикает в ответ. У попугайчика такая реакция возникает почти мгновенно, и здесь задействованы только стволовые структуры.

Но для того, чтобы подражание попадало в цель, чтобы генерировался примерно такой же звук, который птица услышала, без больших полушарий мозга не обойтись. Соответственно, есть высшие слуховые центры, которые детально анализируют сигнал, и высшие центры вокализации, обеспечивающие тонкое управление дыханием и мышцами гортани. Птенцы многократно пробуют, перебирают варианты вокализаций, чтобы песня, которая получается «на выходе», соответствовала эталону. То есть собственная песня в высших центрах вокализации сравнивается с идеалом, сохранившимся в памяти. Поэтому на первом этапе важно, чтобы у птенца эталон периодически обновлялся, чтобы папа подавал правильный пример. Потом, когда идеальная песня уже хорошо «записана», взрослеющему птенцу можно оперировать только памятью и уже с ней сравнивать свою песенку. Именно в больших полушариях находятся зеркальные нейроны, которые сопоставляют репертуар, хранящийся в памяти молодого самца, с тем, что у него вышло здесь и сейчас. Таким образом, исследования, проводимые на птицах, позволяют обнаружить и вполне наглядно изучать на более простом уровне принципы работы гораздо более сложного мозга человека.

Звукоподражание у человека

Переходим к нервной системе Homo sapiens. Очевидно, что у нас тоже имеются врожденные рефлекторные дуги, которые обеспечивают описанные выше процессы. Когда мы слышим звуковой сигнал, он попадает в первичный центр слуховой обработки, находящийся в продолговатом мозге и мосту. Тут же расположены ядра черепных нервов, управляющие голосовыми связками, дыханием, движением языка, нижней челюсти, и здесь же возникает вокализация. На самом примитивном уровне человек вполне может обойтись этим комплексом рефлексов. Он наблюдается у хором плачущих в роддоме младенцев (см. рис. 7.2, внизу, сплошные стрелки).

Рис. 7.2. Вверху представлены рисунки мозга птицы не поющей (слева) и поющей (справа). Показано, как много областей активируется в ходе пения и использования принципа «эталона» (обозначения: nXIIts, Ram, rV RG, DM – стволовые структуры, обеспечивающие управление гортанью и дыханием; Field L – слуховая зона больших полушарий; HVC – высший вокальный центр, который через RA управляет пением; NIF, DLM, зона X, mEN и lMAN – области, имеющие отношение к обучению «по эталону», их повреждение нарушает формирование пения у молодой птицы и не влияет на пение зрелого самца). Внизу: диаграмма зон мозга человека, участвующих в звукоподражании и вокализации

Но, конечно, для полноценной голосовой реакции к процессу должна подключиться двигательная кора. То есть звуковой сигнал сначала должен уйти в слуховую кору, находящуюся в височной доле больших полушарий, а из нее – в двигательную кору, расположенную в задней части лобной доли. Тогда двигательная кора, восприняв определенный паттерн звука, передаст сигнал на центры, непосредственно управляющие дыханием и голосовыми связками, и мы попытаемся воспроизвести звук (см. рис. 7.2, внизу, пунктирные стрелки).

Для людей звукоподражание является характерным в высокой степени. Понаблюдайте за группой детей на площадке во дворе, и чем меньше будет их возраст, тем лучше. На улице относительно тихо, детвора возится в песочнице. И вдруг где-то за забором громко замяукала кошка. И вот уже вся группа мяукает! Детям интересно воспроизвести этот забавный звук. Новый, необычный слуховой образ тут же становится элементом игры, и звукоподражание – эхолалия – возникает практически мгновенно.

Любой легко поймает себя на реакции звукоподражания. У нас очень быстро включается механизм «Звучи, как сосед, почему бы нет!». Футбольные болельщики и любители хорового пения у костра с особым рвением это подтверждают. Как правило, одной моторной коры тут уже не хватает. И когда надо повторить целую фразу или длинное сложное слово (например, «престидижитация»), слуховой сигнал перебрасывается в зону Брока – нижний задний угол лобной доли. Здесь находятся нейроны, которые отвечают не просто за отдельные фонемы, но за сборку фонем в словах. Зона Брока – место хранения двигательных программ, специфически связанных с речью. Она способна сама управлять моторной корой, от нее идут сигналы в поле 4. Получается, что для произнесения длинного сложного слова надо в определенной последовательности совершить несколько более простых речевых реакций.

Помогает этому процессу зона Вернике, отвечающая за узнавание слов. Чтобы не просто повторить то, что мы только что услышали, а наполнить слово смыслом, сначала надо это слово опознать и расшифровать, это и делает зона Вернике. Дальше дополнительные сигналы от этой области могут уходить к зоне Брока, что очень важно для нас, Homo sapiens (см. рис. 7.2, внизу, прерывистые стрелки).

Плюс к сказанному, если вы только что превзошли себя и бегло повторили «престидижитация», вы это слово, следовательно, запомнили. Ну, может, и не вы, но ваш гиппокамп, скорее всего, сделал это. И если удалось удачно это слово проговорить, поясная извилина сгенерирует положительные эмоции: «Вот какие все молодцы! Хорошо зафиксировали и правильно повторили! Гении!». А если вы сбились на третьем слоге, она же выразит свое «фи» в виде отрицательных эмоций. Перечисленные только что центры, сравнивающие полученный результат с ожидаемым, задействованы при выполнении самых разных программ в самых разных системах. И конечно, при звукоподражании не обойтись без гиппокампа и поясной извилины (см. рис. 7.2, внизу, стрелки с обратными связями).

Помогает имитации, копированию слов и зрительная информация. Если слово очень сложное, мы внимательно следим за выражением лица говорящего, движениями его губ, дыханием, пытаясь поточнее воспроизвести звуки за счет визуального восприятия. Если надо повторить слово, например, из кхмерского или бушменского языка, никакая зона Брока в одиночку не справится: в этих языках есть фонемы, которые произносятся на вдохе!