По сути, выживание животного зависит от его способности взаимодействовать с его окружением так, чтобы максимально увеличить возможность найти себе пару и пропитание, одновременно сводя к минимуму риск сорваться со скалы или наткнуться на голодного хищника. Интересно, что дезориентированный робот, о котором речь шла ранее, был бы явно неспособен справиться со всеми этими задачами. Если бы он был съедобным живым существом, то стал бы легкой добычей хищника. В то же время обезьяны, кролики, мыши и любая другая подвижная живая тварь могут быстро заметить опасность и возможности, с которыми они постоянно сталкиваются в окружающем мире, и быстро на них отреагировать, что значительно повышает их шанс на выживание.
Почему живые существа способны обрабатывать сенсорную информацию успешнее, чем самые современные компьютеры? Самый вероятный ответ звучит так: потому что их сложные нейронные сети, которые занимаются интерпретацией поступающих сенсорных сигналов, были созданы не современными учеными, опирающимися на логику, а собирались, нейрон за нейроном, от самых примитивных до самых совершенных участков, методом проб и ошибок на протяжении миллионов лет эволюционного процесса[17]. Подобные неотложные конкретные проблемы выживания на протяжении бесчисленных поколений вели тонкую генетическую настройку нервной системы, которая в итоге достигла такой сложности и такой изящной целостности, что даже самые блестящие компьютерные программисты пока могут лишь мечтать о подобном уровне функционирования. Задача любого живого мозга, независимо от степени его неврологического совершенства – будь то крохотные нервные узлы, управляющие поведением насекомого, или невероятно сложный неокортекс человека – всегда оставалась одной и той же: увеличить шансы организма на выживание с помощью реакций на сырые сенсорные данные, которые при обработке складываются в рабочую картину мира.
Задача любого живого мозга: увеличить шансы организма на выживание
Мозг всех живых существ для выполнения своей функции пользуется работой одной и той же единицы – нервной клетки, которая у разных существ работает примерно одинаково[18]. Нервная система даже самого примитивного существа действует по тем же основным законам химической стимуляции и проведения электрического импульса, что и мозг человека. Так, например, представитель класса плоских червей[19] может иметь всего лишь несколько сот нервных клеток во всем своем организме, но процессы, которые позволяют этой рудиментарной нервной системе управлять нехитрым набором действий – касающихся питания, размножения и уклонения от потенциальной опасности, – это ровно те же самые процессы, которые, умноженные и в усовершенствованном виде, действуют в удивительно сложном мозге человека и позволили, скажем, Эйнштейну ставить легендарные мысленные эксперименты или Шекспиру создать его поэзию.
Трудно измерить дистанцию, отделяющую мозг человека от нервной системы червя, но с неврологической точки зрения она не бесконечна. Отличия здесь в основном определяет степень сложности. Именно сложность, если рассматривать это с неврологической точки зрения, отличает червя от жабы, жабу от шимпанзе, а шимпанзе, скажем, от Стивена Хокинга.
Эволюция мозга животных в целом заключалась в том, что он становился все сложнее[20]. Эта сложность позволяла организмам все точнее оценивать состояние окружающей среды и реагировать на происходящие в ней изменения более дифференцированно и эффективно с помощью широкого набора адаптивных реакций. У таких примитивных организмов, как черви, нервная система состоит из простой цепочки нервных клеток, что позволяет животному интерпретировать реальность лишь самым грубым образом и реагировать на нее простейшими реакциями – приблизиться/убежать.
Нервная система даже самого примитивного существа действует по тем же основным законам химической стимуляции и проведения электрического импульса, что и мозг человека
17
Конечно, существует и другое объяснение: такой удивительно сложный мозг был создан Творцом. В любом случае живой мозг куда лучше справляется с обработкой сенсорной информации от внешнего мира, позволяющей создать всестороннюю картину реальности. Тем не менее мы будем опираться на научные представления об эволюционном развитии.
18
Конечно, существуют особенности функционирования нервных клеток в зависимости от вида животного, тем не менее важнейшие электрохимические процессы во всех случаях обладают удивительным сходством. Фактически наши представления о биологии нервной клетки человека во многом основаны на изучении нейронов других животных. Относительно простых животных, таких как черви или моллюски, изучать легче, потому что их организм содержит всего лишь несколько тысяч нервных клеток, тогда как в мозге человека их миллиарды. Нейроны в мозге проходят дифференциацию, благодаря которой могут играть разные роли и использовать различные вещества в качестве медиаторов, благодаря которым нервные клетки осуществляют коммуникацию между собой. Так, например, одни нервные клетки используют в качестве медиатора допамин, другие – ацетилхолин, но при этом все они реагируют на поступающие стимулы и все подают какой-то сигнал на выход. В основном эти процессы связаны с движением различных ионов, таких как натрий и кальций, через мембраны поверхности клетки. И наконец, мозг содержит клетки и иных типов, в частности миелиновые клетки, которые позволяют нейронам обмениваться сигналами друг с другом. Такие заболевания, как множественный рассеянный склероз, есть следствие разрушения миелиновых клеток, без которых нарушается коммуникация между отдельными нейронами, в результате чего у пациента появляется ряд неврологических проблем, влияющих на когнитивную функцию и моторику.
19
Пресноводные плоские черви были, возможно, первым видом живых существ с центральной нервной системой (Colbert 1980, Jarvic 1980). Кроме того, такой тип нервной системы впервые появился в процессе эволюции несколько сотен миллионов лет назад (Joseph 1993).
20
Стоит подчеркнуть, что такое движение к сложности не всегда имеет линейный характер. Иными словами, не следует ожидать, что все животные, возникшие позже, обязательно обладают более сложным мозгом. Но в целом можно сказать, что в процессе эволюции мозг увеличивался в объеме (относительно объема тела) и становился сложнее, а это позволяло животному с большей гибкостью адаптироваться к внешней среде с ее непрерывными изменениями. Подробнее об эволюции мозга см.: Joseph 1996.