Истинный творец всего. Как человеческий мозг сформировал вселенную в том виде, в котором мы ее воспринимаем

Глава 7 Мозгосети: сопрягаем мозги для создания общественного поведения

Никто на самом деле не знал, что готовил предстоящий нам долгий день — ни нейробиологи, ни участники эксперимента, собравшиеся в то утро в нашей лаборатории в Дареме, в Северной Каролине. Но несмотря на то, что исследователи не могли предвидеть результат эксперимента, запланированного несколько недель назад, они предполагали, что этот день будет отличаться от предыдущих. Сначала наша научная группа намеревалась поработать одновременно с тремя участниками, размещенными порознь в звукоизолированных лабораторных помещениях, так чтобы ни один из них не мог общаться с двумя другими участниками (и, вообще говоря, не знал об их существовании вовсе). И все же, чтобы преуспеть в новом эксперименте, эти трое первых участников должны были найти такой способ тесного сотрудничества, который ни они, ни кто-либо другой до сих пор еще не применял.

Никогда!

Чтобы эксперимент был действительно интересным, мы не дали участникам никаких инструкций или подсказок относительно типа социальных взаимодействий, которых мы от них ожидали. Единственное, о чем они знали на протяжении проведенного в лаборатории часа, — это то, что их задача заключается в перемещении виртуальной руки, которую они видели на экране стоявшего перед ними компьютера и которая напоминала их собственную. Осознав, что он может двигать виртуальной рукой, участник должен был поместить эту руку в центр сферы, которая в начале каждого эксперимента появлялась в том или ином месте на экране. Каждый раз, решая задачу правильно, участник получал вкусное вознаграждение.

Звучит довольно просто, правда? На деле эксперимент был несколько сложнее. Во-первых, хотя каждый участник мог видеть лишь двумерное изображение виртуальной руки, чтобы достичь цели, ее требовалось перемещать в трехмерном виртуальном пространстве. Во-вторых, чтобы довести руку до цели, они не могли совершать никаких движений собственным телом, например управлять джойстиком. Вообще говоря, у них и вовсе не было никакого джойстика или какого-то другого механического или электронного управляющего устройства, по крайней мере предназначенного для использования их собственными конечностями.

Они могли достичь цели только с помощью совершенно иной стратегии: для выполнения поставленной задачи они должны были в буквальном смысле использовать электрическую активность их коллективного мозга.

Решение этой задачи стало возможным благодаря тому, что за несколько предшествовавших недель эти участники научились взаимодействовать с новым типом интерфейса «мозг-машина», созданным в нашей лаборатории именно для этого эксперимента. Однако эксперимент, который мы собирались провести в тот день, включал в себя важное новшество по сравнению с ныне уже классическим вариантом. Исходный интерфейс «мозг-машина» позволял каждому участнику с помощью разнообразных сигналов с обратной связью научиться контролировать движения одного искусственного устройства, используя только лишь электрическую активность собственного мозга. На протяжении нескольких лет эти трое работали с разными интерфейсами «мозг-машина», созданными в нашей лаборатории. На самом деле каждый из них мог бы считаться мировым экспертом по работе с такими устройствами; вообще говоря, они поучаствовали в таком количестве исследований на эту тему, какого было бы достаточно для создания внушительного списка научных публикаций в данной области. Но в тот день они впервые пробовали манипулировать интерфейсом между совмещенным мозгом и машиной, поскольку три отдельных мозга были присоединены к компьютеру, так что они могли двигать виртуальной рукой совместными усилиями.

За годы до этого дня я назвал такой обобщенный интерфейс «мозг-машина» мозгосетью. Я разрабатывал эту концепцию в рамках теоретической работы, предполагая, что для ее проверки в реальном эксперименте понадобится много лет. Однако, как это часто бывает в экспериментальной науке, вышло так, что несколько неожиданных событий позволили нам в 2013 году довести эту идею до реализации в лаборатории. Первая версия мозгосети была протестирована в экспериментах одного из моих самых замечательных молодых сотрудников — португальского нейробиолога Мигеля Паис-Виейры. В серии революционных исследований Мигель смог показать, что пара крыс, мозги которых были напрямую соединены между собой, могли обмениваться очень простыми бинарными электрическими сообщениями (рис. 7.1). В этих экспериментах одна крыса, которую называли шифратором, осуществляла какое-то действие, например, нажимала на один из двух рычагов, чтобы получить пищевое вознаграждение. При этом в соматосенсорную или моторную кору второй крысы, которую назвали дешифратором, напрямую поступал короткий электрический сигнал, генерированный мозгом шифратора и сообщавший о его действиях. Этот электрический сигнал сообщал крысе-дешифратору, что она должна делать (а именно, имитировать действие крысы-шифратора), чтобы тоже получить вознаграждение. Примерно в 70 % экспериментов так и происходило. Крыса-дешифратор решала, на какой рычаг нажать, на основании электрических инструкций, поступавших из моторной коры другого животного (крысы-шифратора)!

Рис. 7.1. Экспериментальная схема межмозгового интерфейса для передачи сигналов моторной коры. Стрелки указывают направление потока информации от крысы-шифратора к крысе-дешифратору. Pais-Vieira M. et al. A Brain-to-Brain Interface for Real-Time Sharing of Sensorimotor Information. Scientific Reports 3, 2013: 1319.

Чтобы добавить изюминку к этим первым демонстрационным экспериментам по межмозговому общению, Мигель Паис-Виейра провел несколько опытов, в которых крыса-шифратор находилась в лаборатории Института нейробиологии, организованного мной в 2005 году в городе Натал в Бразилии, а крыса-дешифратор оставалась в нашей лаборатории в Университете Дьюка в США. Благодаря интернету взаимодействие между этими двумя грызунами происходило так, словно оба участника находились рядом друг с другом.

К 2014 году я решил проверить еще одну конфигурацию мозгосети — в этот раз с помощью интерфейса между несколькими мозгами и машиной для контроля моторной функции. Руководить этой работой я пригласил блестящего молодого нейробиолога из индийского города Бангалор Аруна Рамакришнана, присоединившегося к моей лаборатории в 2012 году. Договорившись об основных задачах нового эксперимента, мы принялись обсуждать детали ключевых элементов этого первого лабораторного интерфейса между совмещенным мозгом и машиной для контроля моторной функции. Для начала, в отличие от подхода Мигеля Паис-Виейры, использовавшего прямую связь мозг-мозг, мы решили использовать компьютер, который бы объединял электрическую активность, возникающую одновременно в мозге трех отдельных существ. В этом конкретном варианте, названном нами B₃-мозгосетью, каждый из трех участников мог использовать электрическую активность собственного мозга для контроля лишь двух из трех измерений, необходимых для правильного перемещения виртуальной руки в виртуальном пространстве. Например, участник 1 мог отвечать за перемещение движимой мозгом виртуальной руки вдоль осей X и Y, участник 2 мог контролировать направления Y и Z, а участник 3 — направления X и Z. Компьютер должен был комбинировать эти мозговые сигналы, чтобы направлять виртуальную руку по всем трем осям одновременно. Это означает, что наша B₃-сеть передвигала виртуальную руку в центр сферической мишени только в том случае, когда хотя бы двое из трех участников синхронизировали между собой электрические сигналы моторной коры. Если сигналы не были синхронизированы, рука не двигалась с места. Однако если активность моторной коры была синхронизирована, компьютер генерировал постоянный трехмерный кинематический сигнал, который продвигал руку к цели. И все это должно было происходить при условии, что ни один из трех участников эксперимента не знал о существовании двух других. Для проверки правильности мыслительной работы каждого участника им посылали зрительные сигналы обратной связи, выражавшиеся в перемещении по экрану компьютера в двумерном пространстве виртуальной руки, контролируемой мозгом каждого из них. Наконец, по результатам каждого опыта, если виртуальная рука дотрагивалась до цели быстрее, чем за предопределенный отрезок времени, каждый участник получал награду в виде очень вкусного фруктового сока.

Используя эти простые правила, мы начали основательно тренировать наших трех участников. Они легко преуспели в выполнении индивидуальной работы по контролю перемещений руки в двух измерениях, однако в подавляющем большинстве опытов, хотя они правильно выполняли индивидуальную работу, они совсем не синхронизировались, так что виртуальная рука не совершала нужных перемещений в трехмерном пространстве. И поэтому никто никакого сока не получал. Это было нехорошо — как для участников, так и для нас. Но даже во время этих первых тренировок изредка двое или даже трое участников все же достигали прекрасной синхронизации нейронов моторной коры, так что рука перемещалась и достигала цели.

После трех недель наблюдений за этим динамичным ментальным танцем в погоне за неуловимой временной синхронизацией мозга трех участников мы начали замечать некоторый прогресс. По мере тренировок количество экспериментов, в которых наблюдались краткие периоды синхронизации активности мозга двух или даже трех участников, начало медленно, но верно расти. И каждый раз все три участника испытывали краткое, но сильное чувство победы.

Через три недели после проведения первого эксперимента с B₃-сетью мы собрались в лаборатории с каким-то особенным предчувствием. На одиннадцатом испытании, когда все три участника решили наконец действительно выложиться по полной, поначалу все выглядело как обычно (проще говоря, ничего не выходило). И вдруг — успех: все в лаборатории услышали долгожданный металлический звук: согласованное ритмичное биение трех соленоидных клапанов, по одному на комнату, означавшее успех, выразившийся в одновременной выдаче награды всем трем участникам. По мере того как вспышки синхронности соленоидов учащались и становились практически непрерывными, все присутствующие поняли, что происходит нечто грандиозное: моторная кора участников нашей тройной мозговой сети обучилась синхронизироваться и работать в прекрасной временно́й гармонии. Действительно, к концу того дня почти 80 % попыток трех участников были синхронными. Мозги, находившиеся в разных головах и не имевшие между собой никакой физической связи, теперь составляли единую распределенную органическую вычислительную единицу и использовали ее возможности в качестве цифрового компьютера, смешивая электрические сигналы всего лишь 775 нейронов для расчета моторной программы, способной продвигать к цели виртуальную руку.

Если первая демонстрация интерфейса «мозг-машина» в нашей лаборатории двадцатью годами ранее вызвала интерес и послужила началом серьезных современных исследований в области интерфейса «мозг-машина», к чему же могла привести первая демонстрация синхронизации электрической активности мозга нескольких индивидуумов для решения общей двигательной задачи? Мы тогда не могли себе и представить. Больше всего мы тогда жаждали скорее погрузиться в терабайты накопленных за три недели данных и посмотреть, что же происходило в то время, пока три участника обучались мысленно кооперироваться для совершения согласованного действия. Однако к моменту окончания этого анализа разнообразные поведенческие и нейрофизиологические данные пролили свет на то, что происходило за те одиннадцать дней, на протяжении которых функционировала наша B₃-сеть. Во-первых, мы подтвердили, что в целом эффективность работы B₃-сети выросла с 20 (день 1) до 78 % (день 11). Как было предсказано с самого начала, максимальная эффективность достигалась тогда, когда все три участника включались в работу полностью и правильно синхронизировали активность коры (рис. 7.2). Проанализировав одновременные записи активности коры мозга трех участников, задействованных в B₃-сети (а также некоторые данные, полученные в системе из двух мозгов в B₂-сети), мы обнаружили, что успешность эксперимента в значительной степени коррелировала с высокой степенью синхронизации активности коры трех участников: иными словами, группы нейронов коры в одном мозге начинали производить электрические импульсы в тот же момент, что и кластеры нейронов коры в двух других мозгах.

Рис. 7.2. Разные конфигурации мозгосетей обезьян. A: Организация мозгосети обезьян для решения общей двигательной задачи. Обезьян размещали в разных комнатах. Каждая находилась перед экраном компьютера с изображением виртуальной руки. Поведенческая задача заключалась в том, чтобы с помощью трехмерных перемещений виртуальной руки добраться до виртуальной цели на экране. Трехмерные перемещения виртуальной руки достигались благодаря сочетанию одновременной кортикальной электрической активности в мозге нескольких обезьян, объединенных в мозгосеть. B: Пример общей двигательной задачи, в которой вклад каждой из двух обезьян в перемещение виртуальной руки (X, Y) составлял 50 %. Под диаграммой показана кортикальная локализация имплантированных микроэлектродов. C: Распределенная задача, в которой одна обезьяна контролировала X-координату движения виртуальной руки, а другая — Y-координату. D: Подробная схема задачи с мозгосетью с участием трех обезьян. Каждая обезьяна решала двумерную задачу, а все три вместе контролировали трехмерное перемещение виртуальной руки. Ramakrishnan A. et al. Computing Arm Movements with a Monkey Brainet. Scientific Reports 5, July 2015: 10767.

Наше внимание привлекли и некоторые другие результаты. Например, когда один из участников эксперимента снижал эффективность работы и на время выходил из игры, двое оставшихся вполне компенсировали временную потерю мощности мозгосети. Они просто повышали частоту возбуждения нейронов собственной моторной коры, увеличивали уровень синхронизации и доставляли виртуальную руку к цели, как и требовалось, без участия третьего члена мозгосети. Поскольку решивший передохнуть лентяй не получал сок, его участие в игре не вознаграждалось, что стимулировало его как можно скорее вернуться к работе.

После многолетнего ожидания начала экспериментальной работы я едва удерживался от того, чтобы не кинуться к моим участникам с поздравлениями: в конце концов, мы только что впервые успешно продемонстрировали в действии разработанный в лаборатории сетевой интерфейс «мозг-машина». К сожалению, ничего, кроме невнятного мычания и повизгиваний, из наших участников извлечь было невозможно. Не потому, что они скромничали, вовсе нет, а по той причине, что были отделены от нас 25 миллионами лет эволюции и их мозг функционировал на другой волне. Видите ли, Манго, Шерри и Офелия — три великолепные макаки-резусы. Их мозг никак не мог синхронизироваться в ответ на человеческую речь и жест «дай пять»!

После первых успехов в экспериментах с мозгосетями у нас не было пути назад. В следующем варианте в рамках того же подхода мы назвали наших обезьян просто Пассажиром и Наблюдателем. В лабораторном помещении размером 10×10 футов, которое служило площадкой для их мысленных игр, они быстро выучили свои роли: Пассажир использовал электрическую активность своего мозга для передвижения адаптированного электронного инвалидного кресла (или ехал на нем, управляя компьютером, контролирующим кресло), чтобы добраться до вожделенного винограда, а Наблюдатель сидел в своем кресле и следил за этим своеобразным упражнением по вождению, выполнявшимся у него перед глазами. Хотя роль Наблюдателя может показаться незначительной ролью для лентяя, она предполагала ощутимый бонус: если Пассажир добирался до винограда до истечения отпущенного времени, Наблюдатель также вознаграждался небольшой порцией его любимого фруктового сока. Важно отметить, что на протяжении двадцати лет мы имели возможность проводить в нашей лаборатории этот эксперимент благодаря тому, что Гари Лехью, которого прозвали волшебником, переделал пару старых инвалидных кресел с электроприводом таким образом, чтобы ими можно было управлять и перемещать их за счет одной лишь электрической активности мозга.

Процесс обучения занял несколько дней, но в конце концов пара Пассажир/Наблюдатель все же начала справляться с заданием с высокой степенью успеха: вне зависимости от исходного положения инвалидного кресла Пассажир забирал виноград практически при каждой попытке. Таким образом, в каждом опыте после отмашки мозг Пассажира устанавливал новое местонахождение подающего виноград автомата в помещении и его пространственное расположение относительно инвалидного кресла, которым он управлял. Это позволяло мозгу Пассажира найти наилучшую траекторию, чтобы добраться до лакомства. После быстрых мысленных расчетов мозг Пассажира создавал двигательную программу, необходимую для перемещения инвалидного кресла к цели. Через несколько сотен миллисекунд Пассажир уже ехал вперед, удобно устроившись на сиденье инвалидного кресла.

Пока эти двое обучались разыгрывать такое довольно необычное совместное действо, талантливый молодой сотрудник и инженер из моей лаборатории По-Хе Ценг из Тайваня был занят тем, что записывал электрические всплески, одновременно возникавшие в сотнях нейронов во многих участках коры мозга Пассажира и Наблюдателя. Впервые за более чем пятидесятилетнюю историю интракортикальной нейрофизиологии приматов была проведена широкомасштабная регистрация электрических нейронных сигналов, одновременно посылаемых мозгом двух взаимодействующих макак-резусов. Еще более замечательным было то, что сигналы мозга обеих обезьян поступали через 128-канальный беспроводной интерфейс, способный принимать и передавать потенциалы действия, посланные кортикальными нейронами — до 256 у каждого животного. На самом деле изобретение этого нового многоканального беспроводного интерфейса группой нейроинженеров из нашей лаборатории в Университете Дьюка стало важнейшим этапом в разработке и выполнении особой социальной задачи, которая на много месяцев заняла Пассажира, Наблюдателя, По-Хе и остальных членов нашей команды.

Пока По-Хе прослушивал ежедневные сообщения своего «радио NeuroMonkey», Пассажир и Наблюдатель занимались делом — день за днем, неделю за неделей, образовав в итоге весьма эффективную команду. Выражаясь языком самого знаменитого бразильского футбольного комментатора нашего времени и моего друга Оскара Улиссеса, эти двое «сформировали правильный тип командного взаимопонимания», как пара нападающих в футболе или дуэт часто выступающих вместе теннисистов. Как вскоре подтвердил По-Хе, поскольку эта пара выполняла задачу совместными усилиями, т. е. на виду друг у друга, обезьяны достигли уровня синхронности электрической активности коры, не допускающего вероятность простого совпадения (рис. 7.3). Иными словами, когда Пассажир перемещался, а Наблюдатель следил за его перемещениями, больше электрических сигналов в сотнях нейронов моторной коры этих двух животных возникало одновременно, хотя нейроны находились в мозге двух разных существ. Во многих случаях уровень межмозговой корреляции достигал порядка 60 %, тогда как при случайном стечении обстоятельств данный показатель был бы близок к нулю.

Рис. 7.3. Межмозговая кортикальная синхронизация (МКС) при выполнении приматами общей задачи. A: Локализация кортикальных имплантатов у трех обезьян (C, J и K). Беспроводная многоточечная многоканальная регистрация активности ансамблей нейронов проводилась в первичной (M₁) и дорсальной премоторной коре (PMd) в обоих полушариях. B: Две обезьяны (Пассажир и Наблюдатель) находились в помещении размером 5,0×3,9 м. В каждом опыте Пассажир двигался от исходной точки к стационарному автомату с виноградом. Представлены пять вариантов перемещения инвалидного кресла. C: Активность ансамблей нейронов в двух репрезентативных опытах. Каждая горизонтальная линия соответствует одному нейрону. Отдельные потенциалы действия нейронов представлены в виде белых вертикальных черточек. Эпизоды межмозговой синхронизации коры обезьян C (Наблюдатель) и K (Пассажир) обведены вертикальными эллипсами на левом рисунке. D: Количественная оценка МКС для экспериментов, показанных на рисунке C. Мгновенные значения дистанционной корреляции рассчитывались с тем же скользящим окном 3 с, как серые отметки на рисунке C. Пики корреляций обозначены стрелками. E: Перемещения инвалидного кресла в тех же опытах, как в C и D. Tseng P. et al. Interbrain Cortical Synchronization Encodes Multiple Aspects of Social Interactions in Monkey Pairs. Scientific Reports 8, no. 1, March 2018: 4699.

Поначалу мы думали, что такие одновременные возмущения нейронов происходят по причине того, что два животных подвергаются одним и тем же сенсорным стимулам, таким как зрительное восприятие комнаты, присутствующее в их мозге в одно и то же время. Однако выяснилось, что все было намного интереснее этого тривиального объяснения. Дальнейший анализ показал, что нейроны в участках моторной коры мозга двух обезьян возбуждались одновременно, поскольку моторная кора обоих животных одновременно рассчитывала пару векторов скорости, необходимую для перемещения инвалидного кресла Пассажира к месту выдачи винограда. В случае Пассажира этот расчет был вполне ожидаемым, поскольку обезьяна занималась перемещением кресла. Но и мозг Наблюдателя, выполнявшего пассивную роль, также рассчитывал, что нужно было сделать с его точки зрения, чтобы переместить инвалидное кресло в правильное место: в частности, некоторые нейроны его моторной коры тщательно отслеживали перемещения кресла к цели, поскольку достижение цели обеспечивало Наблюдателю порцию сока! Очевидно, что мозг двух обезьян настроился на выработку необычных моторных сигналов одного и того же типа — векторов угловой скорости и скорости переноса для перемещения инвалидного кресла, что требовалось обоим для получения желанного вознаграждения.

Проанализировав данные еще подробнее, По-Хе обнаружил, что синхронизация нейронов моторной коры в мозге двух обезьян усиливалась, когда обезьяны, игравшие роли Пассажира и Наблюдателя, приближались друг к другу, особенно если расстояние между ними сокращалось примерно до одного метра. Это означало, что синхронная активность нейронов, зарегистрированная в моторной коре двух животных, коррелировала с расстоянием между Пассажиром и Наблюдателем в процессе их взаимодействия. Дальнейший анализ показал, что это усиление кортикальной синхронизации происходило тогда, когда доминантная обезьяна из пары играла роль Пассажира, а обезьяна более низкого ранга была Наблюдателем. При смене ролей, когда доминантная обезьяна становилась Наблюдателем, а нижестоящая обезьяна получала роль Пассажира, подобного усиления кортикальной синхронизации не происходило, или оно не было таким значительным. Внезапно мы осознали, что уровень межмозговой кортикальной синхронизации мог указывать на относительное социальное положение обезьян, задействованных в нашем эксперименте.

Достаточно интересно, что расстояние между участниками, при котором мы наблюдали максимальную межмозговую синхронизацию (около метра), приблизительно равно пределу досягаемости руки макаки-резуса. Это означает, что на таком расстоянии обезьяна может использовать руки для груминга или нападения на другого представителя группы. Это дополнительно подтверждает, что усиление межмозговой синхронизации при приближении доминантной обезьяны в роли Пассажира к нижестоящей обезьяне дает важный ключ к пониманию их социальных взаимоотношений.

Но это еще не конец истории. Анализируя происходящее в моторной коре обезьян, применявших беспроводной интерфейс «мозг-машина» для перемещения инвалидного кресла, аспирант и специалист в области биомедицинской инженерии из моей лаборатории Аллен Йин обнаружил, что многие нейроны моторной коры изменяли степень возбуждения в зависимости от относительного пространственного расположения инвалидного кресла и места выдачи винограда. Одни нейроны возбуждались сильнее, когда кресло было ближе к винограду, тогда как другие были активнее, когда кресло было дальше. Неожиданным образом благодаря этому результату мы получили возможность точно предсказывать пространственную траекторию движения кресла от исходной точки до пункта выдачи винограда, просто анализируя моторную кору Пассажира. Как и предсказывал принцип вырожденности в рамках релятивистской теории мозга, эту траекторию в разных опытах можно было оценить по коллективному возбуждению разных образцов нейронов коры.

В этот момент мы поняли, что собранные воедино результаты экспериментов с Пассажиром и Наблюдателем позволяли рассматривать первичную моторную кору совсем по-новому, что оказалось для меня важным ключом к пониманию принципов синхронизации индивидуумов в мозгосетях, а также дало нам новые доказательства моей теории работы индивидуального мозга. Для начала стало ясно, что кроме способности кодировать движения тела (классическая функция, которую нейробиологи связывают с этой областью коры уже более столетия) сети нейронов в первичной моторной коре быстро обучаются кодировать движения, необходимые для управления искусственными устройствами, что требует совсем иных моторных программ, чем для движений собственных конечностей приматов. В довершение всего нейроны первичной моторной коры способны одновременно кодировать схему пространства между телом индивидуума и конечной целью запланированного движения, а также расстояние между индивидуумами одного вида. К этому списку наблюдений мы также должны добавить, что примерно половина нейронов моторной коры обезьян, участвующих в планировании движений конечностей, способна модулировать электрическое возбуждение в предвкушении вознаграждения и в зависимости от соответствия полученной в данном испытании награды предшествовавшим ожиданиям. Никакие современные теории о моторной коре приматов не позволяли предсказать, что все эти функции могут одновременно выполняться сетями нейронов этой области коры. И что самые базовые социальные характеристики животных кодируются усилением синхронизации нейронов моторной коры. Но именно это предсказывал принцип многозадачности в рамках релятивистской теории мозга: конкретная область коры (например, первичная моторная кора) одновременно участвует в решении многих функциональных задач.

Первым, что пришло мне в голову, когда я попытался осмыслить все эти очень интересные наблюдения, была мысль о том, что По-Хе натолкнулся на специфический тип клеток коры, называемых зеркальными нейронами. Эти нейроны, впервые описанные известным итальянским нейрофизиологом, профессором из Университета Пармы Джакомо Риццолатти по результатам экспериментов с макаками-резусами в 1990-х годах, получили свое название из-за специфического физиологического поведения: кроме модуляции (повышения и понижения) частоты возбуждения при подготовке или выполнении движений руками, эти клетки возбуждались еще и тогда, когда животные просто наблюдали за другой обезьяной или за исследователем, выполнявшими такие же движения. Через несколько лет после исходного открытия с участием макак-резусов активность зеркального типа была также обнаружена у людей с помощью современных методов визуализации мозга, таких как магнитный резонанс.

В первой работе об обезьянах профессор Риццолатти сообщил о существовании зеркальных нейронов только в высокоупорядоченной моторной кортикальной области, расположенной в боковой части фронтальной коры. Риццолатти называет эту зону F₅, пользуясь термином из старой классификации. Большинство нейрофизиологов, изучающих кору, называют этот отдел вентральной областью премоторной коры. Однако вскоре стало ясно, что зеркальные нейроны есть не только в премоторной коре. Как указывает Стефано Роцци в обширном обзоре на эту тему, последующие исследования обезьян и человека позволили обнаружить зеркальные нейроны во многих других отделах как фронтальной, так и теменной коры, из чего следует, что данный тип двигательной активности осуществляется широко распределенной лобно-теменной сетью нейронов. В этом качестве сеть зеркальных нейронов включает в себя многие зоны коры, участвующие в движении рук, рта и глаз. Интересно, что, по данным Роцци, у певчих птиц активность зеркальных нейронов наблюдается в структурах мозга, ответственных за пение и обучение.

В целом наличие зеркальных нейронов в лобной и теменной части коры обезьян и человека и их повсеместное распределение указывают на то, что эта система играет очень важную роль в социальном взаимодействии в группах людей и животных. Это легко понять, если учесть, что электрическая активность зеркальных нейронов отражает не только подготовку и выполнение движений самим индивидуумом, но также восприятие аналогичных движений, осуществляемых другими представителями ближайшего социального окружения или даже другими приматами (например, экспериментатора при работе с лабораторными обезьянами). Ученые обнаружили, что зеркальные нейроны также могут свидетельствовать об определенной точке зрения индивидуума, наблюдающего за движениями другого индивидуума, а также об оценке вознаграждения за это действие. В целом эти результаты позволяют предположить, что классическое определение зеркальных нейронов, возможно, не в полной мере отражает многочисленные функции, выполняемые лобно-теменными сетями этих клеток.

В практическом плане открытие зеркальных нейронов показало, что моторные области коры имеют постоянный доступ к зрительной информации. Один интересный аспект заключается в том, что зрительный сигнал достигает моторной коры разными проходящими через мозг путями. Одним из наиболее примечательных из них является путь, позволяющий зрительным сигналам из нижней височной коры (элемент зрительной системы приматов) достигать вентральной области премоторной коры в лобной доле через ретранслятор в теменной доле. Нейроны нижней височной коры реагируют, когда обезьяны или люди смотрят на сложные и тщательно изготовленные предметы. Кроме того, известно, что подгруппа этих нейронов у обезьян и человека возбуждается сильнее, когда индивидуум видит лицо другого представителя своего вида.

Просматривалась некоторая аналогия между классическими свойствами зеркальных нейронов и результатами работы По-Хе. Но было и заметное несоответствие: наши данные по регистрации активности нейронов были получены для первичной моторной коры и дорсального отдела премоторной коры лобной доли обезьян, а не для вентрального отдела премоторной коры, в котором Риццолатти впервые обнаружил эти клетки. Это несовпадение усугублялось тем, что некоторые исследования с визуализацией мозга человека вообще не выявили активности зеркальных нейронов в первичной моторной коре. Однако после внимательного ознакомления с литературными данными я обнаружил как минимум два исследования на обезьянах, в которых в первичной моторной коре животных была зафиксирована активность, напоминающая активность зеркальных нейронов. В одном из этих исследований нейрофизиологи отмечали, что большинство зеркальных нейронов усиливали степень возбуждения, когда индивидуум наблюдал за тем, как кто-то другой совершает какое-либо действие, тогда как небольшая доля зеркальных нейронов из первичной моторной коры реагировала снижением возбуждения, и это явление было также отмечено в премоторной коре. В том же исследовании было показано, что зеркальные нейроны первичной моторной коры возбуждаются намного сильнее, когда обезьяна сама выполняет действие, чем когда она наблюдает за действиями кого-то другого. Менее выраженное изменение скорости возбуждения при наблюдении за действием другого существа может объяснять, почему во многих исследованиях с визуализацией мозга человека активность зеркальных нейронов в первичной моторной коре не была зафиксирована. То, что магнитный резонанс не выявлял присутствия таких нейронов в первичной моторной коре, стало почти очевидным при использовании нового метода магнитоэнцефалографии, способного регистрировать слабые магнитные поля, производимые корой мозга. С помощью магнитоэнцефалографии исследователи без труда идентифицировали возбуждение зеркальных нейронов в первичной моторной коре человека. Интересно, что магнитоэнцефалография также показала, что хотя у детей с признаками аутизма наблюдается активность зеркальных нейронов в первичной моторной коре, эти дети, по-видимому, не используют результаты активации этих нейронов для проявления общепринятого социального поведения.

На основании данных о зеркальных нейронах, обнаруженных нами в литературе, стало гораздо легче интерпретировать наблюдения По-Хе в экспериментах с Пассажиром и Наблюдателем в качестве взаимодействия такого типа (перемещение всего тела с помощью искусственного устройства), которое ранее не связывали с репертуаром активности зеркальных нейронов в первичной моторной коре приматов.

Но это было еще не все.

Углубленный анализ нейрофизиологических свойств зеркальных нейронов, а также тот факт, что они встречаются как в первичной моторной, так и в соматосенсорной коре, заставили меня задуматься о серии предыдущих исследований, проведенных в нашей лаборатории, в которой мы, возможно, сами того не зная, натолкнулись на этот класс клеток коры. С 2012 года в рамках тренировок, которые обезьяны должны были пройти, обучаясь контролировать интерфейс «мозг-машина», мы провели несколько экспериментов, в которых животные пассивно наблюдали за сотней движений виртуальной руки на экране стоящего перед ними компьютера (рис. 7.4). Во время этих пассивных наблюдений мы одновременно регистрировали электрическую активность сотен нейронов, локализованных как в первичной моторной, так и в соматосенсорной коре. Каждый раз значительная доля этих нейронов настраивалась на различные движения виртуальной руки, и скорость их возбуждения менялась в ответ на эти движения. Когда обезьян подключали к интерфейсу «мозг-машина», эти натренированные нейроны позволяли животным быстро обучаться контролировать движения виртуальной руки исключительно с помощью активности мозга. Говоря попросту, пассивного наблюдения за виртуальной рукой было достаточно, чтобы обезьяна быстро овладевала этим двигательным искусством.

Рис. 7.4. Пассивные наблюдения. A: Обезьяна сидела перед экраном с мягко зафиксированными руками, закрытыми непрозрачным материалом. B: Реальное положение левой и правой руки по X-координате (черный цвет) по сравнению с предсказанным положением по X-координате (серый цвет) для случая пассивного наблюдения. Указан коэффициент корреляции Пирсона, r. C: Эффективность обезьян C и M квалифицировали по доле правильных результатов. Отдельно для обезьяны C показаны разные параметры модели (светло-серый и темно-серый цвет), а также сеансы, во время которых животные двигали виртуальной рукой только путем мозгового контроля (МК) без помощи рук (черный цвет, обе обезьяны). D: Доля экспериментов, в которых и левая (серые кружки), и правая рука (черные кружки) достигали соответствующей цели под контролем мозга. Линейная корреляция для обучения во всех случаях, показанных на рисунках A и B. E — F: Доля правильных предсказаний локализации цели по алгоритму k-NN для правой (черный цвет) и левой руки (серый цвет) за время эксперимента при пассивном наблюдении (E) и мозговом контроле без помощи рук (F) для обезьян C и M. (G: Средние показатели, рассчитанные по алгоритму k-NN, для доли правильных предсказаний в зависимости от числа задействованных нейронов в разных зонах коры для каждой обезьяны; как в E — F.) Ifft P. et al. A Brain-Machine Interface Enables Bimanual Arm Movements in Monkeys. Science Translational Medicine 5, no. 210, November 2013: 210ra154.

Позднее, оглядываясь назад на эти наблюдения, я понял, что значительная доля нейронов первичной моторной и соматосенсорной коры могла проявлять физиологические свойства, соответствующие классическому определению зеркальных нейронов. На самом деле, возможно, именно в этом кроется объяснение способностей этих животных к обучению использованию интерфейса «мозг-машина» для перемещения суррогатных виртуальных конечностей. Любопытно, что с увеличением числа эпизодов пассивных наблюдений большее число нейронов в этих двух участках коры изменяли скорость возбуждения. Это позволяет выдвинуть очень интересную гипотезу (которая подробно не обсуждается в литературе по зеркальным нейронам) о том, что особые физиологические свойства этих нейронов могут приобретаться через обучение моторным навыкам просто в процессе наблюдения за движениями другого существа. Подтверждение этой гипотезы могло бы оказать огромное влияние на будущее нейрореабилитации, а также на другие прикладные аспекты концепции мозгосетей. Например, в социальной активности людей, когда требуется достичь высокого уровня коллективного перцептивно-моторного взаимодействия, как в командном спорте, тренировка в виртуальной среде может усилить активность зеркальных нейронов взаимодействующих игроков. Я легко представляю себе, как в результате вовлечения большого количества зеркальных нейронов игроки приобретают способность с точностью предугадывать двигательные намерения своих партнеров по команде, хотя никто из них не производит заметных действий. Подобная демонстрация, по сути, будет означать, что любая тренировка, усиливающая коллективную активность зеркальных нейронов игроков, способствует повышению коллективной двигательной результативности команды.

Хотя мы, по-видимому, разрешили первое несовпадение — существование зеркальных нейронов в первичной моторной коре, — нас смущало кое-что еще: возбуждение нейронов первичной моторной коры и премоторной коры, за которыми мы следили в экспериментах с Пассажиром и Наблюдателем, не усиливалось при наблюдении за движениями рук, рта или глаз другой обезьяны. Скорее, электрическая активность усиливалась при движениях всего тела, опосредованных искусственным устройством — электронным инвалидным креслом, когда Пассажир вел его через комнату. В отличие от классической постановки эксперимента, применявшейся до сих пор для изучения активности зеркальных нейронов, при которой одна обезьяна остается неподвижной в кресле и наблюдает за действиями другого лица (обычно экспериментатора), мы использовали пару обезьян, взаимодействующих при решении задачи, когда как минимум одна обезьяна (Пассажир) обязательно перемещалась по комнате. Более того, мы одновременно регистрировали активность моторной коры обеих обезьян. Благодаря этой особенности в постановке эксперимента мы впервые имели возможность одновременно регистрировать активность сотен нейронов коры мозга двух обезьян, полностью вовлеченных в решение общей задачи. Выходило, что мы впервые одновременно зарегистрировали предполагаемую активность зеркальных нейронов мозга пары обезьян, вовлеченных в решение общей двигательной задачи с непосредственным социальным взаимодействием.

Тип межмозговой синхронизации кортикальной активности, наблюдавшийся в эксперименте с Пассажиром и Наблюдателем, в современной нейробиологии называют межмозговым сопряжением. За последние десять лет потенциальная значимость межмозгового сопряжения для установления и поддержания социального поведения у животных начала привлекать нейробиологов — произошла настоящая смена парадигмы в исследованиях мозга. В целом такой подход предполагает, что сигналы, производимые мозгом одного индивидуума и принимаемые мозгом другого, могут функционально сопрягать две центральные нервные системы во времени и пространстве. В хорошей и доходчивой обзорной статье об этой новой сфере исследований профессор Принстонского университета Ури Хассон и его коллеги описывают серию примеров ключевых поведенческих реакций животных и человека, происходящих с вовлечением механизма межмозгового сопряжения. Например, певчие птицы в дикой природе обучаются новым песням за счет социального взаимодействия. Хассон с коллегами подчеркивают этот факт, описывая типичное брачное поведение воловьих птиц. Самцы этого вида обучаются песням, вызывающим сильную ответную реакцию у самок, которые сами петь не умеют. Самки одобряют хорошую серенаду легкими движениями крыльев. Это слабое движение крыльев служит мощным синхронизирующим (или усиливающим) сигналом для поющего самца, по-видимому, при участии зеркальных нейронов. Одобренный положительной двигательной реакцией самки птичий Паваротти наращивает усилия и повторяет определенные элементы песни, соблазняя самку. Не останавливаясь на этом, самец начинает выдавать и более сложные песни в надежде привлечь внимание других самок. Это важно, поскольку при выборе самца для спаривания самка ориентируется на то, как на его пение реагируют другие самки (немногое изменилось в стратегиях ухаживания в мире животных с тех пор, как птицы выучились петь).

Общение между двумя взрослыми людьми, использующими речь для обмена информацией, — еще один важнейший пример межмозгового сопряжения и его гигантского влияния на социальные взаимодействия между людьми. Здесь можно привести в пример множество удивительных аспектов человеческой речи, но сейчас я хочу сфокусировать внимание исключительно на ключевом неврологическом атрибуте парного человеческого общения с помощью речи и ее восприятия. Как и любое двигательное поведение, речь возникает благодаря двигательной программе, первоначально формирующейся в моторной коре лобной доли мозга. После загрузки в нейроны ствола мозга, контролирующие мышцы гортани, голосовых связок и языка, эта двигательная программа создает акустический сигнал, который не только повышает и понижает амплитуду, но и меняется с циклической периодичностью на основной частоте 3–8 Гц. Этот диапазон колебаний в целом описывает основной ритм или частоту, на которой в человеческой речи формируются слоги — в диапазоне от трех до восьми слогов в секунду. Это совпадает с тета-ритмом мозга — осцилляциями активности нейронов в диапазоне 3–10 Гц. Более того, группы нейронов слуховой коры человека, принимающие сигналы речи, которую слышит человек, создают подобные тета-ритму колебания в диапазоне частот 3–8 Гц. Как указывают Хассон и его коллеги, наличие сходной колебательной активности в производящей и принимающей речь системах мозга заставило многих теоретиков предположить, что это совпадение в мозговых ритмах может играть важнейшую роль в речевом общении между людьми. В целом, используя сходную амплитуду частот для производства, передачи и обработки устной речи, человеческий мозг обеспечивает оптимальную передачу и даже усиление звуков речи для повышения отношения сигнал/фон, поскольку окружающая среда часто создает помехи. Важную роль ритма с частотой 3–8 Гц в понимании речи дополнительно подчеркивает тот факт, что люди испытывают трудности с пониманием смысла сигналов с колебаниями на частоте выше 3–8 Гц.

Очевидно, что речевое общение — это больше чем процесс обработки звука. Визуальный контакт между взрослыми людьми также улучшает понимание речи. Это связано с тем, что типичные движения рта, которые мы производим для произнесения слов, также в большей или меньшей степени соответствуют тета-ритму. В целом это означает, что, когда мы смотрим на кого-то, кто с нами говорит, наш мозг получает сразу два потока сигналов на частоте 3–8 Гц: один слуховой, другой зрительный. Зрительный поток усиливает акустический сигнал, который, превратившись в электрические сигналы во внутреннем ухе, достигает слуховой коры, где начинается процесс интерпретации речи. В таком случае, в соответствии с идеей Хассона и его коллег, наблюдение за говорящим эквивалентно повышению амплитуды речевого сигнала на 15 децибел.

В целом эти результаты надежно подтверждают гипотезу о том, что в процессе речи за счет синхронизации активности мозга говорящего и слушателя устанавливается межмозговое сопряжение. В рамках моей терминологии это означает, что основанные на речи мозгосети исходно устанавливаются по той причине, что производство, передача и интерпретация аналоговых речевых сигналов опосредованы мозговыми сигналами, существующими в одном и том же частотном диапазоне в мозге того, кто говорит, и того, кто слушает. Следовательно, фактически это совпадение частот является первым условием для объединения мозгов в распределенный органический компьютер — мозгосеть.

Общение между людьми посредством устной речи не только представляет собой канонический пример межмозгового сопряжения, но и позволяет показать, как релятивистская теория мозга объясняет формирование мозгосетей. Как мы видели в главе 5, эта теория предполагает, что связывание множества отделов коры в единый мозг опосредовано электромагнитными полями нейронов. Используя эту способность, релятивистский мозг также опирается на аналоговые сигналы нейронов и в итоге может быстро организовывать и поддерживать стабильные мозгосети. Например, в случае устной речи электромагнитные поля обеспечивают одновременную активацию многих кортикальных (и субкортикальных) областей, необходимых мозгу говорящего для генерации речевого сообщения и мозгу слушателя для обработки и интерпретации сообщения при получении. У слушателя такое мгновенное подключение коры далее позволяет быстро раскодировать и понять синтаксическую и семантическую составляющую сообщения, отправленного говорящим. В результате, как в эксперименте с Пассажиром и Наблюдателем, между участниками устного диалога быстро возникает межмозговая кортикальная синхронизация, которая приводит к функциональному сопряжению их мозгов. Таким образом, в рамках релятивистской теории мозга мозгосети формируются в процессе аналоговой, а не цифровой синхронизации нейронов, опосредованной коммуникационным сигналом. У людей эту важнейшую роль часто играет устная речь. На самом деле можно себе представить, что на примитивном уровне у наших предков гоминидов речь служила в первую очередь сигналом межмозговой синхронизации, а не сложным средством коммуникации, коим она является для нас сейчас.

В вопросе создания мозгосетей аналоговая синхронизация имеет несколько преимуществ по сравнению с цифровой синхронизацией. Прежде всего, аналоговая синхронизация происходит быстрее, легче устанавливается и более пластична, чем цифровая, поскольку для достижения последней требуется гораздо более точное временное совпадение между задействованными сигналами. Кроме того, аналоговая синхронизация может происходить без предопределенных подсистем, что означает, что для нее не требуется дополнительной информации о сигналах. Она достигается просто при совпадении частот двух продолжительных сигналов.

Релятивистская теория мозга не только демонстрирует функции аналоговой синхронизации, но и постулирует, что в формировании и долгосрочном поддержании мозгосетей играет роль классический принцип хеббиановского обучения. Только в данном случае речь идет не о двух взаимодействующих нейронах, объединенных синапсом, как в исходной формулировке, предложенной Дональдом Хеббом в 1949 году, а о двух (или нескольких) мозгах, объединенных передачей сигнала или сообщения. Принцип Хебба гласит, что когда два нейрона с общим синапсом постоянно возбуждаются, эффективность их синапса возрастает. Рисунок 7.5 иллюстрирует этот принцип на примере двух нейронов 1 и 3 и прямого синапса между ними. Если потенциал действия, производимый нейроном 1 (он называется пресинаптическим нейроном), заставляет несколько раз возбуждаться нейрон 3 (постсинаптический нейрон), синапс между этими двумя нейронами усиливается. По этой же логике я предполагаю, что когда два человека затевают беседу, их мозг может достигать функционального сопряжения по принципу хеббиановского обучения, что усиливает уровень межмозговой синхронизации. В синапсах за отсроченное сообщение между пре- и постсинаптическими нейронами отвечает химическое соединение, называемое нейромедиатором, а в случае межмозгового сопряжения при разговоре роль сопрягающего сигнала играет речь (и другие коммуникационные сигналы). Как мы вскоре увидим, такой простой механизм «беспроводного» аналогового сопряжения может объяснить, почему люди стремятся к созданию мозгосетей, способных синхронизировать активность мозга значительного числа людей для участия в социальных группах, процветающих благодаря обмену большим количеством абстрактных конструктов, таких как вера, культура и знания, на больших отрезках времени и пространства на протяжении всей истории человечества.

Рис. 7.5. Схема классического синапса Хебба (A) и трехфакторного синапса Хебба (B) (рисунок Кустодио Роса).

Но в мозге говорящего и слушателя в рамках одной мозгосети происходит много больше. Из статьи Хассона я узнал об очень интересной серии экспериментов, проведенных Грегом Стефенсом с соавторами, которые отметили некоторые другие аспекты формирования мозгосети, основанной на речи. В этом исследовании с помощью метода функционального магнитного резонанса осуществлялось картирование областей мозга человека, читающего реальную историю из жизни вслух без предварительной подготовки. Затем аудиозапись проигрывали слушателю, и активность его мозга также регистрировали с помощью функционального магнитного резонанса. Затем картины активации мозга чтеца и слушателя анализировали для выявления возможных корреляций. Авторы статьи обнаружили, что картины активности мозга чтеца и слушателя имели очевидные признаки временно́й синхронизации. Чтобы показать, что это временно́е межмозговое сопряжение играло значимую роль в передаче информации между говорящим и слушателем, исследователи провели контрольный эксперимент, в котором говорящий использовал язык, которого слушатель не понимал. При повторном анализе характера мозговой активности этой пары было выявлено значительное ослабление межмозговой синхронизации, что говорит о том, что в этих условиях мозгосеть формировалась неправильно.

Распознавание речи центральной нервной системой человека также представляет хорошие доказательства важной роли собственной точки зрения мозга — ключевого элемента релятивистской теории мозга. В обзорной статье Хассон с коллегами сообщают, что при языковом общении говорящего и слушателя активно включается набор специфических кортикальных и субкортикальных структур, предугадывающих следующие слова говорящего; когда дело касается языкового общения, наш мозг слышит до того, как до него в реальности доходит звук.

Хотя речь с незапамятных времен опосредует множество форм человеческого общения, это не единственный метод, с помощью которого человеческий мозг может тренироваться и включаться в мозгосети. Этой же цели служат жесты и, вероятно, взаимная тактильная стимуляция и некоторые гормоны, такие как окситоцин, которые выделяются, когда матери кормят грудью новорожденных детей или когда люди влюбляются. В обоих случаях окситоцин, по-видимому, опосредует установление сильных парных связей между индивидуумами, что может происходить через усиление аналоговой кортикальной синхронизации в их мозге.

В еще одном очень изящном исследовании Хассон с коллегами показали, что демонстрация сложных видеофрагментов из художественных фильмов последовательно нескольким людям может вызвать удивительный уровень мозгового сопряжения между зрителями, что выявлялось с помощью анализа их мозга методом магнитного резонанса. В отличие от предыдущих исследований, которые касались только зрительных областей (что может показаться тривиальным, когда многие индивидуумы получают один и тот же зрительный стимул), Хассон указал, что эта межмозговая синхронизация достигалась путем дополнительного вовлечения ряда других областей коры, которые называют ассоциативными областями. Отчасти это глобальное вовлечение коры и межмозговая синхронизация достигались за счет того, что Хассон называет более общим компонентом, участвующим в широко распределенном в коре отображении сложных зрительных образов, представляемых индивидууму. Вторым источником этого общего ответа может быть усиление возбуждения и внимания, вызванное у зрителей некоторыми наиболее эмоциональными сценами из отобранных экспериментаторами видеофрагментов. Помимо своей общей научной ценности, эти наблюдения открывают практическую возможность использования в будущем межмозговой синхронизации для количественной оценки вовлеченности (или отсутствия вовлеченности) публики — ее внимания и эмоций при получении зрительных и звуковых сообщений, таких как сцены из фильмов, телереклама или политические дебаты, если привести лишь несколько примеров.

Кроме этих основных замечаний, авторы статьи также предполагают, что существует некий очень избирательный механизм восприятия сцен из фильмов, влияющий на межмозговую синхронизацию у зрителей. В целом они обнаружили, что процесс идентификации сложных объектов, по-видимому, не очень сильно зависит от того, в какой участок сетчатки глаза зрителя попадает конкретный зрительный сигнал (например, вид человеческого лица). Вне зависимости от того, под каким углом зритель видел другого человека на экране, нейроны нижней височной коры, ответственные за распознавание лиц, отвечали на этот стимул без видимых проблем. Конкретно это наблюдение ясно показывает, почему для образования мозгосетей более гибкий аналоговый механизм синхронизации имеет преимущество по сравнению с более точным цифровым механизмом. В целом, в отличие от цифрового механизма, при использовании аналогового механизма для успешной синхронизации не требуются совершенно идентичные сигналы. В контексте обсуждаемого вопроса это означает, что при виде одного и того же лица даже под разными углами многие индивидуумы способны довольно хорошо и быстро синхронизироваться друг с другом и образовать мозгосеть.

Еще один аспект данного исследования, привлекший мое внимание, заключался в том, что всякий раз, когда на видео показывали определенное движение руки, у всех зрителей происходило возбуждение нейронов соматосенсорной коры, что вносило вклад в межмозговое сопряжение, которое измеряли Хассон с коллегами. И снова здесь все дело в сетях зеркальных нейронов разных людей, которые активируются, даже когда эти люди заняты такой простой и обычной, как считали несколько лет назад, зрительной дискриминационной задачей (с некоторыми периодическими исключениями в виде тактильных изысканий) — просмотром фильма.

Внезапно походы в кино, по крайней мере для меня, заиграли совершенно новыми красками!

Если пример кино вас не впечатлил, скажем, из-за того, что вы не находите ничего удивительного в том, что мозги людей, совместно просматривающих один и тот же фильм, одновременно проявляют одинаковую активность, я должен вам кое-что объяснить. Я рассмотрел этот пример не потому, что общий зрительный сигнал может на время синхронизировать мозг многих людей. Вообще говоря, это неинтересно. Меня гораздо больше интересует эффект от просмотра фильма, когда зрители уже покинули кинотеатр. Чтобы понять, к чему я клоню, нужно просто представить себе, что произошло бы, если бы мы решили провести контрольный эксперимент с двумя группами зрителей: одна группа состоит только из людей, а вторая — только из шимпанзе. В этом эксперименте каждую группу зрителей разместили бы в отдельном помещении, но обе группы смотрели бы одно и то же, скажем, серию телесериала «Звездный путь», выходившего в середине в 1960-х годов. Во время просмотра нужно было бы регистрировать электрическую активность мозга всех индивидуумов в каждой группе с помощью беспроводной электроэнцефалографии. По мнению Хассона с коллегами, этот эксперимент выявил бы наличие синхронизации между активностью мозга у индивидуумов обеих групп. Вы можете сказать, что это тоже тривиально. Да, я с вами согласен. Но самая интересная часть эксперимента проявилась бы, если бы мы решили последовать за представителями обеих групп и посмотреть, чем бы они занимались после этого краткого периода синхронной мозговой активности, вызванной общим зрительным сигналом. Наблюдение за группой шимпанзе после завершения просмотра не выявило бы ничего особенного (шимпанзе вернулись бы к своим обычным каждодневным делам без каких-то явных признаков того, что совместный просмотр фильма повлиял на их обыденную жизнь), однако в человеческой группе наблюдалось бы совсем иное коллективное социальное поведение. После просмотра представители человеческой группы стали бы обсуждать друг с другом, а также с членами своей социальной группы, которые не были в кино, невероятные приключения капитана Кирка и Спока. В результате зрители и даже некоторые люди, не видевшие фильма, могли организовать клуб фанатов «Звездного пути», ходить в школу переодетыми в капитана Кирка или Спока и даже объяснять друзьям и родственникам, почему нельзя верить ромуланцам. Некоторые даже овладели бы в совершенстве клингонским языком и стали бы посещать ежегодные сходки фанатов «Звездного пути», чтобы взять автограф у исполнителей главных ролей или сфотографироваться с ними.

В общем, я веду к тому, что по прошествии некоторого времени, проведенного вместе в темном помещении за просмотром выдуманной истории с удивительными зрительными изображениями и захватывающей музыкой, глубоко затрагивающими эмоции, ожидания, желания, веру и представления о мире, члены этой группы людей интегрировались в новую абстрактную ментальную структуру — в выдумку, которая во многом стала определять их поведение. Согласен, что мой пример может выглядеть несколько карикатурным, но все же он помогает описать возможные нейрофизиологические механизмы, позволяющие трансформировать исходное и временное межмозговое сопряжение, созданное общим зрительным сигналом, в слитную человеческую мозгосеть, определяемую чувством принадлежности к социальной группе, которая связана новым набором абстрактных представлений — в данном случае участием в научно-фантастическом приключении. В соответствии с релятивистской теорией мозга это возможно по той причине, что за кратковременным этапом межмозговой синхронизации могла последовать фаза кристаллизации, опосредованная высвобождением во всей коре мощных нейрохимических модуляторов, в числе которых нейромедиатор дофамин. Поскольку исходная кратковременная синхронизация создает сильное ощущение удовольствия, разделяемое большой группой людей, попавших под влияние общего зрительного сигнала, вероятно, это активирует широкую мозгосеть, которая опосредует интенсивный поиск вознаграждения и удовольствия. Кроме участия в двигательном поведении, дофамин является ключевым нейромедиатором нейронных сетей, которые опосредуют естественный поиск вознаграждения, такого как секс и вкусная еда, но также и некоторые виды негативного поведения, например, злоупотребление наркотиками или страсть к азартным играм.

Я предполагаю, что вслед за начальной фазой кратковременной межмозговой синхронизации одновременное высвобождение дофамина в мозге многих людей в результате общего опыта может вносить вклад в формирование гораздо более долгосрочного объединения членов социальной группы в мозговую сеть. Известно, что на уровне нейронов дофамин вызывает изменение силы синапсов. Это показано на нижнем графике на рисунке 7.5, который иллюстрирует так называемый трехфакторный синапс Хебба. В соответствии с этим механизмом нейрон, использующий дофамин (или другие нейромодуляторы), может оказывать важное модуляторное влияние на классическое синаптическое взаимодействие по Хеббу, эффективно создавая контролируемый механизм синаптической пластичности. Важно, что вклад этого третьего нейрона может обеспечивать ошибочный сигнал, сообщать о величине вознаграждения по отношению к исходным ожиданиям или даже служить мерой общего уровня внимания или общего состояния осведомленности мозга. Хорошо известно, что дофамин свидетельствует о вознаграждении и в таком качестве может использоваться для модуляции синаптической пластичности и, следовательно, хеббиановского обучения. В случае социального поведения одновременное выделение дофамина в мозге у множества людей может усиливать механизм, подобный механизму Хебба, что способствует формированию сопряжения в результате межмозговой синхронизации. Этот опосредованный дофамином модуляторный эффект гарантирует, что возникающее за счет общих зрительных стимулов краткосрочное состояние межмозговой синхронизации может сохраняться на протяжении гораздо более длительного периода времени. Это особенно важно, если учесть, что однажды сформировавшаяся социальная группа за счет частых взаимодействий способна создавать укрепляющие ее гедонические сигналы. Важно, что в рамках релятивистской теории мозга возникает гипотеза о том, что действующие на синаптическом уровне механизмы, такие как хеббиановское обучение и нейромодуляция вознаграждения, также могут проявляться на уровне межмозговых взаимодействий и вносить вклад в образование и поддержание мозгосетей, определяющих формирование социальных групп людей и животных.

Теперь вы можете задать вопрос, почему такая эволюция от краткосрочного к долгосрочному межмозговому сопряжению не происходит у шимпанзе. Как мы обсуждали в главе 2, несмотря на очевидную способность к мимикрии, шимпанзе применяют ее гораздо реже, чем люди. В частности, это означает, что шимпанзе все еще в большей степени используют эмуляцию (копируют конечный результат), тогда как люди — гораздо лучшие имитаторы — сосредоточены в первую очередь на воспроизведении всего процесса, направленного на решение той или иной двигательной задачи. Более того, благодаря значительному усилению коммуникационных возможностей за счет речи люди гораздо лучше умеют обучать других новым навыкам и распространять новые идеи. Иными словами, у людей догадки или ментальные абстракции могут распространяться в социальной среде гораздо быстрее за счет обсуждений и, в долгосрочном плане, за счет создания культурных инструментов.

Чтобы в рамках релятивистской теории мозга рассмотреть эту уникальную способность создавать мозгосети, давайте сконцентрируем внимание на ключевом элементе этого механизма — на реакции мозга разных приматов при наблюдении за движениями. Если сравнить пространственную картину активации коры при двигательном резонансе у шимпанзе и человека, немедленно выявляется поразительное различие, отражающее тот факт, что шимпанзе больше сильны в эмуляции, тогда как люди — гораздо более способные имитаторы. Рисунок 7.6 воспроизводит это сравнение, демонстрируя распределение активации коры при наблюдении шимпанзе и человека за одними и теми же движениями экспериментатора. Сразу видно, что у шимпанзе зона активации затрагивает главным образом лобную долю, с сильным вовлечением префронтальной коры и гораздо меньшим вовлечением теменной коры, тогда как у человека наблюдение за двигательной активностью создает картину активации, распространяющуюся на обширные зоны лобной, теменной и затылочно-височной коры. У человека наиболее сильная активация на этой обширной территории наблюдается в четырех взаимосвязанных областях: в вентральной префронтальной коре, вентральной премоторной коре, нижней теменной доле и нижней височной коре. Анализируя эти результаты, Эрин Хехт и Лайза Парр пришли к заключению, что картина активации коры у шимпанзе скорее напоминает аналогичную картину у макак-резусов, чем у человека при моторном резонансе. При внимательном анализе выясняется, что картина активации коры у человека при моторном резонансе во многом определяется взаимодействиями между отделами коры, которые в большей степени связаны с отражением намерений, контекста и конечной цели, такими как вентральная префронтальная кора, и другими отделами, которые в первую очередь отвечают за детали сенсорной и моторной интеграции, необходимой для планирования точной последовательности движений при мимикрии действия. К этой последней сети относятся вентральная премоторная область и лобная доля (отдел, где впервые были обнаружены зеркальные нейроны), а также многие участки теменной и нижней височной зоны. Хехт и Парр предполагают, что эти различия в характере активации коры могут объяснять, почему же «хоть шимпанзе и способны мимикрировать, обычно они этого не делают».

Рис. 7.6. Различия в характере активации коры у человека и шимпанзе, наблюдающих за хватательными жестами третьего индивидуума. C модификациями из работы: Hecht E. E. et al. Differences in Neural Activation for Object-Directed Grasping in Chimpanzees and Humans. Journal of Neuroscience 33, no. 35, August 2013: 14117–34.

Хотя описанные выше исследования в первую очередь касались характера активации серого вещества коры, сравнительный анализ распределения белого вещества в лобно-теменно-височных цепях у макак, шимпанзе и человека выявляет очень хорошее совпадение с функциональными данными. В анализе рассматривали три главных пучка белого вещества. Первый — так называемая крайняя капсула, которая связывает ключевые участки височной доли, такие как участки верхней височной борозды (STS) и нижней височной коры, с нижней частью префронтальной коры (рис. 7.7). Вторая система, связывающая STS с кластером зеркальных нейронов в теменной коре, образована так называемыми медиальными и задними продольными пучками. Наконец, существует еще верхний продольный пучок, который отвечает за связь между кластерами зеркальных нейронов в теменной и лобной долях.

Рис. 7.7. Вид сбоку на основные доли человеческого мозга (лобную, теменную, височную и затылочную). Кроме того, отражена детальная организация и подотделы верхнего продольного пучка (superior longitudinal fasciculus, SLF I, II и III; это один из важнейших проводящих путей, состоящий из белого вещества и соединяющий многие отделы коры), изображены крайняя капсула и средний продольный пучок (middle longitudinal fasciculus, MLF). Рисунок Кустодио Роса.

Сравнительный анализ этих трех структур белого вещества показал, что у макак-резусов связующая часть между структурами височной доли и лобной корой (так называемый вентральный компонент) намного пересиливает дорсальный лобно-теменной путь, опосредованный верхним продольным пучком, а также височно-теменную связь. В этой ситуации верхняя височная борозда — главный узел, обеспечивающий проводимость на диаграмме возбуждения мозга у макак. У шимпанзе дорсальная лобно-теменная проводимость несколько усиливается, но все еще несопоставима с вентральным компонентом. В результате в сети зеркальных нейронов кортикальные области не играют решающей роли (рис. 7.8).

Рис. 7.8. Обзор различий проводимости белого вещества коры у макаки, шимпанзе и человека. AIP — передняя межтеменная зона; aIPL — передняя нижняя теменная доля; DLPFC — дорсолатеральная префронтальная кора; EmC/ExC — крайняя/наружная капсулы; ILF/MLF — нижний/средний продольный пучок; IT — нижневисочная кора; pIPL — задняя нижняя теменная доля; PMd — дорсальная премоторная кора; PMv — вентральная премоторная кора; SLF — верхний продольный пучок; SPL — верхняя теменная доля; STS — верхняя височная борозда; VLPFC — вентролатеральная префронтальная кора. Hecht E. E., Parr L. A. The Chimpanzee Mirror System and the Evolution of Frontoparietal Circuits for Action Observation and Social Learning // New Frontiers in Mirror Neurons Research. Oxford University Press, 2015.

В человеческом мозге ситуация значительно отличается, поскольку проводимость дорсального и вентрального путей становится гораздо более сбалансированной, и теменная зона, в которой сконцентрированы зеркальные нейроны, получает роль ключевого связующего узла в цепи, объединяющей височную, теменную и лобную доли (рис. 7.8). Это происходит благодаря усилению лобно-теменных и височно-теменных взаимодействий. Как считают Хехт и Парр, «связь через вентральную крайнюю капсулу в этой сети обеспечивает путь переноса информации, который способствует достижению конечной цели копирования. Напротив, связь через верхний, средний или нижний продольный пучок может обеспечивать путь передачи информации, способствующий кинематике копирования. Таким образом, повышенная вентральная проводимость в этой сети может быть связана с усиленной активацией лобной доли в процессе наблюдения за действиями и лучшей способностью копировать конечный результат, тогда как повышенная дорсальная проводимость может быть связана с усиленной активацией затылочно-височной и теменной зоны в процессе наблюдения за действием и лучшей способностью копировать метод».

Хехт и Парр имеют в виду, что характерное распределение и плотность белого вещества коры, связывающего лобную, теменную и височную доли (а также часть затылочной доли), играют ключевую роль в определении мыслительной стратегии, посредством которой человек и другие приматы включаются в отслеживание и копирование движений, наблюдаемых ими в процессе социального общения.

Хехт с коллегами провели более детальный анализ верхнего продольного пучка (рис. 7.7) и его компонентов и выяснили, что с тех пор, как наши предки отделились от шимпанзе, нижняя ветвь верхнего продольного пучка, называемая SLF III, значительно увеличилась в размерах, возможно, за счет верхней ветви (SLF I), которая у шимпанзе является основным компонентом пучка. Ветвь SLF III отвечает за связь нижней префронтальной коры, вентральной премоторной зоны и передней части нижней теменной коры. У человека наблюдается значительное увеличение проекций SLF III, заканчивающихся у нижней лобной извилины. Таким образом, с тех пор как в Африке появились первые популяции Homo sapiens, в их головах произошло явное усиление проводимости с участием системы зеркальных нейронов, охватывающей не только такие классические области, как вентральная премоторная зона и теменная и затылочно-височная зона, но также ключевой участок префронтальной коры.

Если рассуждать в рамках релятивистской теории мозга, все эти изменения конфигурации белого вещества у человека, включая усиление дорсальной лобно-теменной проводимости и избирательный рост нижнего компонента верхнего продольного пучка, привели к глубокой модификации картины электромагнитных полей, создаваемых этими биологическими соленоидами. В результате по сравнению с шимпанзе и макаками в человеческом мозге наблюдается совершенно особая картина кортикальных связей. На самом деле это значительное изменение континуума кортикальных нейронов помогает объяснить различия между нашим видом и другими близкими предками среди гоминидов и позволяет понять не только то, почему наш мозг способен обеспечивать более сложное поведение, включая речь и изготовление орудий, но и то, почему мы способны формировать более сплоченные и творческие социальные группы, чем наши предки.

Интерес к проведению экспериментальных исследований мозгосетей в нашей лаборатории объясняется несколькими причинами. Во-первых, мы просто хотели посмотреть, получится ли у нас создать мозгосеть и продемонстрировать, что мозги нескольких индивидуумов могут работать совместно, проявляя согласованную моторную активность без явных движений тел или общения между участниками. Кроме этой первичной проверки гипотезы, мы также хотели убедиться в возможности построения мозгосетей в парах между парализованными пациентами, такими как участники проекта «Снова ходить», и здоровыми людьми, такими как физиотерапевты, в надежде на то, что парализованные люди смогут использовать коллективную вычислительную мощность мозгосети для ускорения обучения взаимодействию с восстанавливающим подвижность интерфейсом «мозг-машина». Если окажется, что это возможно, то вполне может статься, что в будущем один физиотерапевт или врач силой своего мозга сможет одновременно помогать тысячам парализованных людей во всем мире пользоваться общим интерфейсом «мозг-машина», способным улучшать их клиническое состояние. На момент написания этих строк уже проведены первые эксперименты, результаты которых подтверждают, что эта идея успешно воплощается в жизнь в головной лаборатории проекта «Снова ходить» в Сан-Паулу в Бразилии. Опять-таки все произошло намного быстрее, чем предсказывалось.

Третья причина для проведения этих экспериментов заключалась в том, чтобы проверить мои идеи относительно релятивистского мозга: для подтверждения моей теории мне нужно было найти в мозге механизм, способный осуществлять столь обширную синхронизацию. Дело в том, что хоть я и выдвигаю предположение о том, что в этом процессе могут быть задействованы электромагнитные поля нейронов, достаточно сложно выявить все элементы, необходимые для возникновения синхронизации нейронов в интактном мозге. Поэтому я думал, что создание мозгосетей с участием многих индивидуумов облегчит нам изучение условий, требующихся для возникновения такой широкомасштабной синхронизации. В мозгосети можно контролировать сенсорную обратную связь и сигналы вознаграждения, поступающие каждому участнику эксперимента, и я решил, что, измеряя периодичность и характер синхронизации активности нейронов у многих кооперирующих индивидуумов, я смогу получить ответ на вопрос о том, как широкомасштабная синхронизация может возникать в отдельном мозге. В случае B₃-сети мы видели, что сочетания общих зрительных сигналов обратной связи и вознаграждения было достаточно, чтобы точно синхронизировать электрический мозговой штурм, осуществляемый мозгом трех участников эксперимента. Это означало, что общая B₃-сеть могла контролировать трехмерные движения виртуальной руки, как если бы сигналы нейронов происходили из одного мозга. Это навело меня на мысль о том, не может ли эта комбинация также играть ключевую роль в консолидации континуума нейронов в отдельном мозге. Именно это позволило мне предположить, что правило обучения Хебба с тремя переменными, исходно предложенное в качестве механизма синаптической пластичности, возможно, также лежит и в основе удивительной способности нашего вида формировать и поддерживать обширные мозгосети, которые создают большое количество сложных поведенческих реакций. Это позволило вычеркнуть еще один пункт из моего списка.

Четвертая и последняя причина, по которой мне так хотелось поиграться с мозгосетями, заключалась в желании попытаться исследовать ключевые принципы, позволяющие таким органическим компьютерам возникать в природе и реализовывать удивительные способности Истинного творца всего, позволяющие ему строить человеческую вселенную. Вот почему я твердо уверен, что приравнивание мозга и мозгосетей к индивидуальным и распределенным органическим компьютерам поможет понять, почему египетские пирамиды имеют так много общего с ульями. В соответствии с этой рабочей гипотезой, и то и другое — удивительные осязаемые примеры структур, созданных распределенными органическими компьютерами: одни, безусловно, сделаны с помощью мозга рабочих пчел, другие — благодаря тому, что сотни тысяч людей на протяжении десятков лет планировали и решали общую архитектурную задачу, которая, прежде чем воплотиться в бессмертном египетском камне, сначала возникла и обрела форму в чьей-то нервной системе. Понятно, что органический компьютер пчел гораздо проще, поскольку он работает благодаря простым внешним или биологическим синхронизирующим сигналам, запуская команды, которые генетически встроены в мозг отдельных рабочих пчел, очень эффективных в коллективе, но не имеющих индивидуального сознания или истинного понимания задачи. Мозгосеть же, участвовавшая в построении египетских пирамид, должна была обучаться абстрактным и ручным навыкам, созданию новых инструментов и разработке стратегии решения разнообразных проблем, возникающих в процессе строительства, не говоря уже о том, что каждый отдельный участник осознавал, какую роль играл он сам и какова была (официальная) цель работы. Поэтому не приходится удивляться тому, что Льюис Мамфорд[19] назвал строительные работы египтян «мегамашиной» — коллективным усилием людей, прототипом наступившей тысячи лет спустя эпохи механизации, а также классическим примером человеческой мозгосети, если использовать уже мою терминологию. Тем не менее как ульи, так и египетские пирамиды иллюстрируют тот факт, что для достижения специфического результата требуется взаимодействие большого числа индивидуальных мозгов, синхронизированных для решения общей материальной задачи. Моя гипотеза состоит в том, что в обоих случаях это достигается за счет аналоговой синхронизации, приводящей к межмозговому сопряжению.

Теперь я могу назвать главную причину, которая заставляет меня отстаивать существование связующих нитей, удерживающих в целости группы живых существ, таких как бактерии, муравьи и пчелы, рыбы и птицы, а также обширные человеческие социальные сети. Учитывая упомянутые в главе 3 основные принципы термодинамики, я могу связать все эти примеры с тем, что еще с момента появления простейших форм жизни отдельные организмы объединялись в группы и синхронизировали свою активность, чтобы максимально увеличить количество производимой полезной работы за счет потока энергии и информации, которыми они обменивались с окружающей средой. Важно, что как группы животных, так и мозгосети имеют общее решение для самоорганизации и снижения энтропии (не говоря уже о записи максимального количества гёделевской информации) на единицу энергии/информации, которой они обмениваются с внешним миром. Для подавляющего большинства живых существ это подразумевает оптимальную возможность получить больше солнечной энергии и продлить свою постоянно висящую на волоске жизнь. В нашем с вами случае речь идет скорее о топливе, требующемся для создания полного спектра ментальных абстракций, позволяющих нам поглощать информацию из космоса и превращать ее в знания.

Через несколько месяцев после проведения наших экспериментов с мозгосетями я натолкнулся на видеозапись выражений лиц двух наших участников в то время, когда они контролировали B₂-сеть. Через несколько минут просмотра этой записи у меня возникло странное ощущение, что я когда-то уже видел подобное — не в какой-то лаборатории вроде нашей, а где-то еще, причем множество раз и при разных обстоятельствах: в кинотеатре во время отдельных эпизодов, вызывающих коллективные эмоции, воспоминания, надежды и желания у всех зрителей, на публичных сборищах, где голос и слова оратора гипнотизируют сотни тысяч людей, разделяющих одни и те же политические взгляды, на футбольных матчах, где болельщики подбадривают свои команды и поют сообща, как будто эта детская игра важнее самой жизни. Кажется, что во всех этих случаях люди сливаются как части коллективной сущности и ведут себя не как индивидуумы, а как части целого.

Теперь, после проведения в нашей лаборатории экспериментов с мозгосетями, я вдруг сформулировал подходящую гипотезу для объяснения происходящего: каждая из этих групп людей — в кинотеатре, на собрании, на футбольном стадионе — в целом представляла собой множественные примеры распределенных органических компьютеров, собранных вместе в правильный момент.

Поначалу эта идея казалась настолько чуждой даже мне, системному нейробиологу, что я попытался о ней забыть. Но чем больше я думал и читал о социальном поведении людей и животных и о его древнем происхождении, тем больше моя идея о распределенных органических вычислениях казалась совместимой с различными известными нам случайными наблюдениями. Как футбольный фанат, я немедленно задумался о хорошо известной футбольной мудрости: сколько бы ни было в команде звездных игроков, если они не спаяны в единую команду, не стоит даже надеяться, что они что-то выиграют (вспомните Palmeiras и их «более ста голов» в 1996 году или Real Madrid Galáticos в середине 2000-х). Пожалуй, формирование команды и развитие так называемого командного духа, как говорят фанаты, представляется очень хорошей аналогией для описания того, что я называю распределенным человеческим органическим компьютером — его функционала и того, почему при его сборке может потребоваться серьезная тренировка для достижения масштабной синхронизации мозгов многих индивидуумов. Однако, все же заработав (на короткий период времени или на десятилетия совместной работы), такой распределенный органический компьютер достигает невероятных результатов, проявляющихся либо в конкретных физических показателях, либо, в случае людей, в более сложных интеллектуальных достижениях, которые определяют нашу культуру и наше наследие в качестве вида.

Далее, после моей футбольной аналогии, дела пошли еще хуже. Я вдруг подумал о симфоническом оркестре вроде оркестра Берлинской филармонии, исполняющем мою любимую увертюру из оперы «Тангейзер», не как об уникальном собрании высококлассных музыкантов, а как еще об одном примере того, как благодаря годам репетиций, нескольким взмахам дирижерской палочки и некоторым удивительным интерактивным звуковым сигналам с обратной связью моторная кора десятков людей тренируется или синхронизируется по миллисекундной шкале для участия в таком завораживающем коллективном звуковом творчестве.

С учетом всех этих примеров теперь я могу предложить рабочее определение мозгосети: в целом мозгосеть — это распределенный органический компьютер, состоящий из мозгов многих индивидуумов, синхронизированных (в аналоговом режиме) за счет внешнего сигнала, такого как свет, звук, речь, химические вещества или радио- или электромагнитные волны, и поэтому способных производить эмерджентные коллективные поведенческие реакции. Как и индивидуальный мозг, такие распределенные органические компьютеры используют органическое хранилище памяти для записи и хранения гёделевской информации, при этом они также передают шенноновскую информацию и способны к коллективному обучению посредством механизма вроде пластичности Хебба, масштабированного до уровня нескольких взаимодействующих мозгов. В таком качестве мозгосети также демонстрируют способность к самоадаптации. Кроме того, такой распределенный человеческий органический компьютер благодаря своей невероятной сложности способен на удивительный вид вычислительных операций, по крайней мере на сегодняшний день уникальный для всей вселенной; он способен воспринимать информацию из вселенной и превращать ее в знания, которые затем могут быть оформлены и переданы следующим поколениям, чтобы продолжать главную экзистенциальную миссию нашего вида — построение вселенной.