Иные чувства, иные миры

РАЗУМ И ЭВОЛЮЦИЯ

Любое исследование природы разума — это рискованное предприятие. Прежде чем начать, мы должны знать, что мы ищем, а общепринятого определения разума не существует. Объяснить, где начинается разум и из чего он состоит, так же трудно, как и дать определение самой жизни.

Нет единого мнения о той точке на пути эволюционного развития, о которой можно было бы сказать, что именно здесь зародилась жизнь, и даже провести точную границу между жизнью и не-жизнью. Зародилась ли жизнь, когда молекулы аминокислот впервые образовали самовоспроизводящиеся цепочки? Где проходит граница между воспроизведением кристаллических образований, с одной стороны, и углеродных соединений — с другой? Разумеется, границы нет. Жизнь — это поток. Она берёт начало в неорганическом материале и постепенно складывается в процессе движения в направлении сознания и разума.

То же самое можно сказать и о разуме. Он начинается с простейшей осведомлённости об ограниченном наборе элементов окружающей среды и постепенно переходит к осознанию самого себя, а затем и к абстрактному мышлению. Мы можем исследовать и анализировать его в любой точке этого континуума, но никто ещё не смог обобщить его в целом так, чтобы это удовлетворило кого-либо другого.

Прежде чем мы продолжим, нам следует пояснить, что наше исследование относится не к качествам особенно выдающихся достижений мыслительной деятельности человека и не к природе ума тех одарённых индивидуумов, которых мы называем «светлыми», «великими умами» или «гениями», а к разуму как выражению самой жизни. Каким образом организм «узнаёт» своё окружение и что он должен делать, чтобы существовать в нём? Каков механизм, посредством которого он принимает решение выбрать именно этот путь, а не тот? Что, собственно, такое «мысль»?

Мысль нематериальна. Мы не можем ни потрогать её, ни увидеть, ни измерить. Однако в самом начале она возникает из материального органа, из живой ткани мозга, и в итоге направляет определённые действия. В этом и есть тайна процесса мышления. Он возникает в чём-то определённом и заканчивается в чём-то определённом, но сам по себе неосязаем.

Если мы проследим процесс мышления до его истоков в мозге, то вновь окажемся у истоков жизни. Чувствительность к внешним раздражителям — это свойство каждой живой клетки. На протяжении веков силы эволюции способствовали объединению отдельных клеток в более сложные организмы, и некоторые клетки приобрели специализацию к выполнению определённых функций внутри этих организмов. Получение ответов на внешние раздражители сосредоточилось в специализированных для этой цели клетках, нейронах, — вначале в чрезвычайно простых, но далее в постепенно усложняющихся нервных системах.

В конце концов, по мере того, как условия окружающей среды и растущая сложность организмов придавали всё большее значение развитию координационного центра для сообщений нервной системы, участок самой нервной системы начал специализироваться на выполнении этой функции и со временем эволюционировал в тот орган, который мы называем мозгом. Таким образом, мозг является результатом чувствительности к раздражителям — самого примитивного и базового качества самой жизни.

Другое фундаментальное свойство жизни заключается в химических свойствах углеродных соединений, в их склонности образовывать цепочки, полимеризоваться и размножаться. Жизнь проявляет себя в изобилии, а из этого изобилия, или избыточности, вытекает неизбежность отбора. Зародышевые клетки образуются миллионами, тогда как хватило бы и одной. Образуется множество семян и плодов, но лишь немногие находят подходящую почву и приживаются. Животные рожают потомство в количестве, намного превышающем потребности вида в поддержании своего существования, и выживают лишь наиболее приспособленные.

Разумеется, предположение о том, что изобилие существует для того, чтобы создать возможность для отбора, является образцом телеологического мышления и в любом случае будет неточным. Дело обстоит как раз наоборот. Отбор происходит из-за того, что существует изобилие, и этот принцип действует во многих проявлениях жизни, не в последнюю очередь в мозге.

В человеческом мозге насчитывается десять тысяч миллионов клеток — по многим показателям это больше, чем может потребоваться для осуществления любого действия, необходимого организму. Поскольку мышление возникает лишь тогда, когда мозг становится более сложным, мы должны предположить, что оно является результатом именно этой избыточности. Точно так же, как миллионы зародышевых клеток, тысячи семян, сотни потомков позволяют дать начало лишь нескольким биологическим объектам, или даже одному-единственному, который окажется жизнеспособным, мы должны предположить, что требуются миллионы клеток мозга, которые каким-то образом активируются и управляются получаемыми ими нейронными сообщениями, чтобы родилась мысль.

Мы осознаём мысль как единичную, часто мимолетную сущность, но вполне возможно, что прежде чем мысль выйдет на уровень сознания, её элементы воспроизведутся в таком же изобилии, как зародышевые клетки. Зародышевая клетка — это не отдельный элемент, это чрезвычайно сложная совокупность элементов. Тем не менее, в соответствии с методами живой материи, она воспроизводится миллионы раз, чтобы жизнь могла продолжиться.

Один-единственный нейрон не будет генерировать мысль, равно как и сотня, и даже тысяча. Явление мышления становится возможным только при наличии почти бесконечного числа возможных взаимодействий между миллионами клеток мозга и мириадами их аксонов и дендритов (волокон, которые отрастают от клеток, соединяя их с другими клетками). Этот вопрос до сих пор не понятен, но в любом случае мысль — это качество, складывающееся из огромного количества взаимодействующих нервных клеток, и одну мысль можно представить как их многократное эхо.

Но даже на этом процесс не заканчивается. Если использовать зародышевые клетки как парадигму, то вполне вероятно, что даже эта масса элементов которая породила мысль, сама по себе скопирована тысячи раз. А как ещё мы можем объяснить тот феномен, что, когда какая-то часть мозга повреждена или даже полностью выведена из строя, другие части мозга берут работу на себя и мыслительные процессы организма продолжаются?

Луи Пастер, например, в последние годы жизни перенёс обширное кровоизлияние в мозг, которое разрушило большую часть его мозга, однако его память сохранилась, и в дальнейшем он выполнил некоторые из своих лучших работ. Кроме того, после психохирургического вмешательства, при котором перерезаются важные пути мозга, нарушения умственной деятельности не проявляются.[28] Очевидно, что функция мозга — это всего лишь ещё одна из составляющих избыточности, которая господствует повсюду в природе и, судя по всему, является важным элементом жизни.

Однако даже такая концептуализация лишь описывает, но не объясняет возникновение неосязаемой мысли из осязаемой массы живой материи. Но хотя мы не можем объяснить тот механизм, посредством которого возникает качество, которое мы называем мышлением, мы можем увидеть этот принцип непосредственно в действии, наблюдая за формами жизни. На низшем уровне одноклеточный организм вроде инфузории-туфельки предсказуемым образом реагирует на определённые раздражители. На следующем этапе несколько более сложные существа демонстрируют рефлекторные ответы на более широкий спектр раздражителей. На ещё более высоком уровне мы видим нервную систему, генетически запрограммированную реагировать на условия окружающей среды всё более усложняющимся поведением, и, наконец, мозг, состоящий из достаточного количества клеток, позволяющего проявлять альтернативные, а не стереотипные реакции. Именно в этот момент можно сказать, что на первый план выходит истинный разум, в высшем смысле этого слова для животных и человека, потому что там, где становятся очевидными альтернативные решения, необходимо делать выбор, а способность выбирать между альтернативами лежит в основе разума в его высших проявлениях.

Из лабораторных экспериментов, проведённых на искусственно выделенных нейронах, следует, что отдельные нервные клетки действуют по простому принципу выбора между «да» и «нет». Они либо передают действие раздражителя, либо нет. Но из поведения живых существ также очевидно, что по мере увеличения объёма мозга и количества и размера (арборизации) его клеток результатом суммы решений «да» или «нет» каждой из клеток больше не является простое решение большинства — «да» или «нет». Вместо этого по мере увеличения количества «да» и «нет» возникают наборы комбинаций и возможностей, предлагающие альтернативы, среди которых можно выбрать направление действий; по мере увеличения числа возможных альтернатив конечный результат становится всё более неопределённым или непредсказуемым.

Теперь мы сделали шаг от разума к разуму высокого уровня и даже к гениальности. Разум выбирает между альтернативами, которые становятся очевидными. Разум высокого уровня или гениальность работает на основе такого количества предполагаемых альтернатив, что невозможно предвидеть или предсказать, какая из них будет выбрана.

До самого недавнего времени в истории человечества, да и в наши дни тоже, считалось, что разум, логика, способность рассуждать или как бы там ни называлась высшая психическая функция, является тем самым фактором, который решительно отделяет человечество от остального животного мира. Считалось, что сила разума — это дар, присущий лишь нашему виду, данный нам Создателем, и что с ним связаны особые прерогативы: мы — хозяева мироздания. В настоящее время нам ясно, что разум, как и любой другой признак нашего биологического вида, является этапом непрерывного процесса. Мы видим, что элементы разума проявляются в той или иной степени у многих видов высших животных всех классов. Это не свойство, присущее исключительно млекопитающим, а качество, к которому тяготеют и иные формы жизни.

Более того, по мере того как выживание живых существ становится всё более зависимым от их умственного развития, возникает давление отбора, которое приводит к нарастанию той части мозга, которая способствует этому. Пользование разумом и его физическая основа в мозге, которая способствует этому, воздействуют друг на друга по круговой схеме поколение за поколением, усиливая возможности друг друга. Мы являемся наследниками всей жизни, которая была до нас, и мы передадим наши характеристики, как физические, так и умственные, для использования, дальнейшего изменения и усовершенствования всем тем, кто придёт нам на смену.

Знание о том, что ни сами люди, ни их мозг, ни какие-либо иные их свойства не являются уникальными явлениями, а представляют собой лишь один из аспектов жизни и часть её потока, помогает нам распознавать общие закономерности жизни. Мы видим, что в основе этих закономерностей, судя по всему, лежат определённые структуры, повторяющиеся во многих самых фундаментальных процессах жизни. Это вполне может быть связано с тем, что вся жизнь в конечном счёте основана на соединениях углерода, и поэтому свойства соединений углерода неизбежно влияют на процессы жизнедеятельности. Принципы избыточности, отбора и предельных ограничений действуют как в эволюции, так и в мозге.

Какой бы фантастичной ни казалась эта идея на первый взгляд, мы обнаруживаем, что методы работы мозга повторяют методы эволюции. Нервная система получает из внешнего мира множество избыточных раздражителей, но она устроена так, что отфильтровывает всё, кроме некоторых из них, и в итоге фиксирует лишь те, которые организм может использовать — по сути, она выбирает из всего многообразия; она сохраняет информацию, которая полезна, и отбрасывает всю прочую информацию.

Эволюционный процесс также основан на избыточном изобилии. Тысячи и десятки тысяч особей объединяют и перетасовывают возможности своего генетического фонда, пока, в конце концов, не появится одна или несколько особей, обладающих некими незначительными изменениями, дающими некоторое, зачастую бесконечно малое преимущество перед другими представителями своего вида. Потомство этих немногих особей неизбежно становится объектом слепого естественного отбора до тех пор, пока их потомство со своими новыми характеристиками не насытит популяцию, в которой оно возникло, и в конце концов не заменит её. Таким образом, каждый крошечный шаг к переменам проходит своё испытание на жизнеспособность, и либо отвергается, либо проходит отбор и включается в непрерывный поток жизни.

Эти модели функционирования — изобилие (избыточность); сохранение или отбрасывание (отбор) — настолько близки, что мы могли бы назвать разум своего рода ускоренной эволюцией, или эволюцию — кропотливым и медленным, но неумолимым разумом.

РАЗУМ КАК ИНФОРМАЦИЯ

Разум универсален, потому что нервная ткань, из которой состоит любой мозг, может воспринимать только закодированные сигналы. Ни один мозг не воспринимает визуальное изображение так, как кусочек фотоплёнки фиксирует характер распределения света и тени; это визуальное изображение должно быть преобразовано нервами-посредниками в электрохимические сигналы, чтобы получить возможность передать информацию о нём в мозг. Для фиксации информации не только изображение, но и звук, прикосновение, запах или любая другая информацию, которую доносят до нас чувства, будь то на Земле или на любой другой планете, должны быть закодированы.

Различные чувства будут отфильтровывать и передавать разные фрагменты информации, но, как только информация достигает нерва, уже неважно, будет ли кодировка результатом восприятия зрительного, химического, электрического или любого другого чувства: конечным результатом является совокупность энграмм в мозге, которые после этого обрабатываются.

Все эти сообщения, которые передаются нервной системой в мозг из мира, находящегося как снаружи, так и внутри организма, мы назвали информацией, потому что такова, по сути, их природа. На самом деле протекают два масштабных процесса фильтрации. Первый осуществляется, когда из множества доступных стимулов чувства отбирают те фрагменты информации, для восприятия которых они приспособлены по своей природе, а второй — когда всё ещё огромная масса предварительно отфильтрованных новостей попадает в когнитивные центры мозга, где она должна быть каким-то образом упорядочена, классифицирована, из неё должно быть извлечено смысловое наполнение, имеющее отношение к организму, и при необходимости должны быть инициированы соответствующие реакции на него.

Разумеется, этот поток информации редко попадает в когнитивные центры мозга в чистом виде. В ходе обработки информация модулируется — либо ослабляется, либо усиливается — а также уточняется с учётом таких факторов, как опыт, внимание, ожидания, удовольствие, потребность, мотивация, или их отсутствия. Полученная информация становится предметом оценки, которая включает в себя масштабное сопоставление с предыдущим опытом, а затем, в зависимости от интерпретации полученной информации, организм либо действует в соответствии с ней, либо игнорирует её, сохраняет в памяти, чтобы добавить к суммарному опыту организма, либо стирает из памяти и забывает.

Есть ещё одна возможность, которую предоставляют процессы, происходящие в мозге, — это так называемая кратковременная память. Это нечто среднее между запоминанием и забыванием, поскольку она представляет собой метод работы с информацией, полезной лишь в течение ограниченного времени. Нам не нужно всю жизнь помнить, куда мы вчера положили ключ, или напоминать молочнику, чтобы он принёс молоко, или содержание немецкого предложения, которое мы должны удерживать в уме, пока не доберёмся до его глагола; таким образом, подобного рода вещи хранятся в месте, которое можно было бы назвать временным хранилищем, но лишь до тех пор, пока в них есть необходимость, после чего они отбрасываются в процессе забывания. В противоположность ей, долговременная память накапливает информацию и превращается в постоянно действующую библиотеку, которую мы называем опытом и к которой можно обращаться на протяжении всей жизни.

Долговременная память, по сути, является основой, которая позволяет живому существу жить в окружающей среде, избегая перегрузки своей когнитивной системы, постоянно исследуя и оценивая заново каждое сенсорное ощущение. Она позволяет живому существу автоматически сопоставлять поступающие ощущения с ранее полученными. Новая информация активизирует все механизмы оповещения животного и приводит его в состояние тревожной готовности к любым неожиданностям, но сигналам, с которыми оно сталкивалось ранее и которые были сопоставлены с предшествующими, нужно уделять внимание лишь в той степени, которой они заслуживают. Поскольку долговременная память позволяет проявлять скорее адекватные ответные реакции, чем неадекватные, она образует один из элементов разума.

Недавние исследования указывают на большую вероятность того, что долговременная память кодируется посредством изменений в структуре нуклеиновых кислот клеток головного мозга. Если это действительно так, то между памятью мозга и памятью генов существует нечто большее, чем просто семантическая аналогия. Разумеется, память мозга эфемерна. Если она не зафиксирована в культуре и не передаётся таким образом, оно умирает вместе с человеком, тогда как генетическая память, заложенная в зародышевых клетках, может передаваться из поколения в поколение до тех пор, пока наша планета поддерживает существование жизни.

Возможно, мы сможем указать ещё один аспект этой концепции на примере знакомых нам вымышленных персонажей. В случае героев басни «Стрекоза и муравей» мы имеем дело с двумя насекомыми, которые оба обладают генетическими системами, в одинаковой степени способными к почти бесконечной адаптации к обстоятельствам в случае необходимости. Жизнь, которую обычно ведёт стрекоза на протяжении всего существования своего вида, не требует от её генетических данных такого сложного и гибкого программирования поведения, как у муравья. Она не участвует в жизни сотрудничающих сообществ, в труде в составе специализированных каст, не строит туннели и камеры, не участвует в войнах, не одомашнивает тлей, не выращивает растительную пищу и не выполняет никаких других сложных задач интегрированной социальной жизни, которые являются обычным делом для муравьев.

Тем не менее, гены стрекозы не отличаются по своим методам от генов муравья; окружающая её среда не раскрыла весь потенциал её способности вести столь сложный способ существования. Вполне возможно, что, обладай мы достаточным количеством времени и знаний, мы могли бы при помощи генной инженерии в конце концов создать стрекозу, которая смогла бы создавать общества подобным образом. С другой стороны, муравей, похоже, претворил в жизнь весь потенциал генетической информации, который возможен для такого крохотного существа.

Аналогичным образом, как нам известно в настоящее время, приматы, не являющиеся людьми, также обладают большим незадействованным потенциалом интеллектуальных достижений — не на генетическом, а на ментальном уровне, — который не пробудили обстоятельства их существования в природе. Среди приматов лишь наш вид находится в процессе использования возможностей информации, хранящейся в памяти, в полном объёме.

Здесь мы вновь видим единство жизненных процессов. В основе как памяти, так и генетической наследственности лежит система хранения информации, вероятно, очень схожая, в мозге или в зародышевой субстанции, которая содержит доступные для извлечения информации схемы, необходимые для продолжения жизни. Таким образом, разум не является запоздалым дополнением к эволюционному репертуару. Он не возникает, как Афина из головы метафорического Зевса, внезапно и без биологической основы; напротив, он является частью и сутью жизни. Генетический код, сам по себе является формой разума, как и память, а поскольку жизнь поддерживает своё существование посредством кода сохранённой информации, разум должен рассматриваться как неизбежный конечный результат.

РАЗУМ И КЛЕТКА

В этой главе мы, по сути, заняты разглядыванием чего-то огромного из нескольких окон, и через каждое из них мы видим его с иной стороны; поэтому в итоге мы можем лучше понять его природу в целом, чем если бы мы разглядывали его лишь с одной стороны.

Поразительно здесь то, что чем больше углов обзора, под которыми мы наблюдаем объект, тем очевиднее становится существование движущей силы, общей для них всех. Мы можем прояснить это для себя, вообразив самое разнообразное оборудование, которое производит самые разные конечные продукты — скажем, установку по розливу молока, тостер для поджаривания хлеба к завтраку, трамвай, муниципальную систему освещения. Хотя эти совершенно разные устройства служат совершенно разным целям (если не считать того, что все они обеспечивают человеку удобную жизнь), все они в итоге приводятся в действие одной и той же силой — электричеством; принципы использования электрической энергии являются общими для всех них.

Теперь мы подошли к тому, что можно было бы назвать «внутренним знанием», которое встроено посредством химии в каждую клетку живого организма и позволяет им взаимодействовать друг с другом и влиять друг на друга чрезвычайно сложным путём. Это особенно заметно на примере эмбриона, где каждая клетка словно «знает», когда ей размножаться, а когда прекращать размножение, насколько далеко и в каком направлении она должна мигрировать, чтобы занять своё место в организме в качестве специализированной единицы одного из органов, а также когда начинать или прекращать какие-то происходящие в теле изменения и процессы, которые должны осуществиться в нём на пути к достижению зрелости и в ходе его жизни.

Мы думаем, что лучше всего сможем проиллюстрировать этот аспект собственного «разума» жизни, описав ещё одну из многочисленных функций клетки — её способность к иммунной защите. Ни одна из форм жизни не является неуязвимой для вторгающихся в неё организмов; поэтому, чтобы некая форма жизни выжила, она должна обладать определённого рода защитным механизмом. И действительно, это проявляется на многих уровнях: в таком защитном оружии растений, как жалящие волоски, шипы или яды; в способности животных отбиваться от хищников или скрываться от них; или в моделях поведения, которые способствуют выживанию более изощрённым образом.

Вполне возможно, что на заре зарождения жизни, в период, когда одноклеточные организмы начали эволюционировать в многоклеточные, между простейшими формами существовали симбиотические отношения, и это были факторы, способствующие усложнению органического мира. Со временем, возможно, из-за мутаций или чисто химических факторов, некоторые из этих симбиотических отношений могли преобразоваться в отношения паразита и хозяина, при которых потребности паразита начинали наносить ущерб потребностям хозяина.

Сегодня мы не можем быть уверены в точном происхождении инвазии и инфицирования одних организмов другими, вроде вирусов или бактерий, приводящего к снижению жизнеспособности организма-хозяина. Но мы знаем, что в ходе эволюции живые организмы приобрели определённые клеточные образования, которые обеспечивают защиту почти невероятного уровня сложности от таких вторжений. Это именно то, что мы имеем в виду, когда говорим об иммунной защитной системе.

У наиболее развитых высших животных иммунный механизм бывает двух типов. Один из них связан с вилочковой железой, которая вырабатывает так называемые Т-лимфоциты. Клетки другого типа образуются в костном мозге и селезёнке и называются В-лимфоцитами. При микроскопическом исследовании клетки этих двух типов на первый взгляд кажутся идентичными, но мечение радиоактивными изотопами демонстрирует различные поверхностные метки.

Т-клетки реагируют на грибки, вирусы, опухоли и чужеродные ткани. Их метаболическая активность позволяет им напрямую взаимодействовать с этими захватчиками и предотвращать их размножение таким способом, который в настоящее время ещё находится в стадии интенсивного изучения. Это и есть клеточный иммунный ответ.

Процессы, происходящие с В-лимфоцитами, изучены лучше. Они реагируют на бактериальные инфекции, повторные вирусные заражения и аллергены. Когда что-то из всего этого попадает в организм, В-лимфоциты превращаются в плазматические клетки, вырабатывающие антитела, которые секретируются и разносятся по кровотоку в составе гамма-глобулиновой фракции сыворотки крови. Это называется гуморальным иммунным ответом.

После того, как В-клетка завершает свою окончательную дифференциацию и превращается в плазматическую, до момента своей гибели (в течение трёх-четырёх дней) она вырабатывает около двух тысяч идентичных антител в секунду. Каждая В-клетка вырабатывает антитела только одного класса. На более поздней стадии взаимодействия между захватчиком и организмом-хозяином сохраняющееся присутствие антигена стимулирует свободные лимфоциты к образованию дополнительных В-клеток, называемых «клетками памяти». Это позволяет организму, который однажды подвергся воздействию определённого захватчика, в случае последующих столкновений реагировать быстрее и энергичнее.

В составе всей иммунной системы каждая клетка способна «узнавать» определённый антиген. (Антиген — это вещество, которое попадает в организм хозяина и содержит характерный белок, принадлежность которого безошибочно определяется, и который, по сути, представляет собой «визитную карточку». Таких антигенов буквально миллионы, и столько же существует иммунологически активных клеток, способных распознавать их и взаимодействовать с ними.)

Таким образом, изучая функционирование самой клетки, в иммунной системе мы находим тесную аналогию с памятью мозга и генетической структурой. Каждая из этих систем получает буквально миллионы битов информации, из которых она способна выбрать то, что имеет отношение к её собственной функции, закодировать выбранную информацию и сохранить закодированную выборку в памяти своего собственного типа. Более того, мозг, гены и клетки способны обращаться к этим хранилищам памяти и использовать их, когда возникает повод или необходимость.

Фундамент, лежащий в основе всех этих проявлений «разума», заключён в химической природе углеродных соединений — строительных блоков и источника жизни. Сама жизненная сила проистекает из их склонности к самовоспроизведению и образованию длинных цепочек. Независимо от того, насколько мало количество молекул, составляющих исходную углеродную цепочку, эта цепочка размножается (если этому не препятствуют) и образует массу, состоящую либо из миллионов клеток тела во всём их возможном разнообразии, либо, внутри этого разнообразия, из специализированных клеток мозга, миллионы которых фиксируют стимулы и рождают мысли, либо из специализированных генных клеток, которые фиксируют эталонную схему организма и воспроизводят её, либо из специализированных клеток иммунной системы, которые фиксируют «память» об антигенах и вырабатывают антитела, которые будут бороться с ними.

Мы вновь приходим к принципу избыточности, и, фиксируя его, вынуждены повторить: процесс жизни — это процесс, связанный с мышлением. Где бы мы ни обнаружили жизнь какого угодно типа, какой бы примитивной она ни была, разум, как мы его понимаем, постоянно совершенствуемый процессами самой жизни, рано или поздно обязательно сложится в усовершенствованных до предела формах мышления, рассудка и суждений.