Как человеческий мозг стал особенным

Так все же, что удалось сделать Филиппу Хайтовичу и его команде за те десять лет, что он работает в Шанхае?

«На самом деле, не так много, - полагает ученый. - Быть может, из всех работ, которые мы сделали, одна, действительно значимая, - мы нашли механизм, специфичный для мозга человека: удлинение процесса селектогенеза во время развития мозга – то есть пластичности формирования нервных сетей. В принципе и до нас было известно, что у человека этот процесс очень медленный. Он растянут на первое десятилетие жизни или даже дольше. Мы показали, что этот процесс специфичен для человека, т.е. даже у шимпанзе такого нет.

Сейчас мы продолжаем работать над этой темой, мы видим, что при аутизме – не у всех, но у двух третей пациентов с симптомами аутизма – разрушен этот путь развития, т.е. у них произошла десинхронизация селектогенеза: он происходит хаотично и гораздо быстрее, чем должен. И мы сейчас смотрим на генетические причины всего этого, но пока у нас есть только предварительные результаты.

Чем интересна эта работа? Если она получится, если мы доведем ее до конца, мы сможем показать механический путь того, как человеческий мозг стал особенным. Всем ведь интересно: люди, они так сильно отличаются от других животных, - должна же быть какая-то магия: инопланетяне или еще что-то? В принципе наши результаты этой магии совсем не исключают. Но, тем не менее, они показывают один из механических путей: что действительно происходило в мозге, как работала эволюция.

Такого до этой работы не было. Есть миллионы догадок, почему человеческий мозг работает по-другому, но не известно ни одного конкретного механизма.

Мы нашли механизм развитийный: мозг человека работает по-другому, потому что он развивается по-другому. А развивается он по-другому даже не потому, что был изобретен какой-то новый путь развития, а просто потому, что «окно пластичности», которое есть в мозге, - оно у человека очень-очень длинное».

«Окно пластичности»

Филипп Хайтович так объясняет, что такое «окно пластичности».

«Когда рождается ребенок, его мозг – пустая книга. Ребенок не знает, что трогать горячий чайник – это больно, чтобы это узнать, сначала нужно потрогать. У большинства животных есть рефлекс, что от огня нужно бежать; у человека таких рефлексов нет, поэтому приходится опытным путем находить правильное поведение.

Если мы посмотрим на самые простые виды с изначальной нервной системой - насекомых, например, - то у них нервная система довольно сложная, но практически все их поведение уже запрограммировано. То, как они будут реагировать на тот или иной стимул, совершенно четко изначально определено структурой их нервных сетей. Допустим, если мы посмотрим на певчих птиц, в принципе у них есть некоторые внутренние программы, определяющие, что им нужно петь. Но если они не растут в той среде, где они слышат песни своих сородичей, то они сами не могут петь, издают только рудиментарные звуки. Для того чтобы полноценно петь, им нужно общаться с сородичами.

У человека все гораздо сложнее; он максимально гибок. Один из примеров – как мы реагируем на разные запахи. Это один из самых древних механизмов, начиная с первых нервных систем, - на что реагировали животные, те же слепые черви: они реагировали на запахи, и мы до сих пор реагируем. У большинства животных есть совершенно четкая связь в мозге, какие запахи хорошие – какие плохие, на какие нужно реагировать положительно, на какие отрицательно. Но даже в этом мозг человека особенный, человека можно как бы переучить. Шведы едят ферментированную рыбу, по-нашему сказать – тухлую рыбу. И вот интересный пример. На шведском телевидении есть шоу, в котором участвуют дети – потомки шведов, но уже американцы в нескольких поколениях. Их привозят на историческую родину, чтобы показать им жизнь по-шведски. Одна из вещей, которую им предлагают делать, - есть эту тухлую рыбу. Естественно, их реакция – как у всякого нормального человека, непривычного к такой еде, она вызывает у них совершенное отвращение.

Когда я был ребенком и видел, как родители едят сыр с плесенью, мне хотелось убежать из дома, а теперь я сам его ем и не испытываю никаких отрицательных эмоций. Это то, что нам позволяет делать пластичность нашего мозга. И эта пластичность закладывается с раннего детства. В раннем детстве пластичность максимальна, поэтому мы можем учить языки без акцента – гораздо быстрее, чем во взрослом возрасте.

Вот, в принципе, наверное, самая большая работа, которую мы сделали, - работа по специфике пластичности мозга. На самом деле пластичность мозга была известна, но она подавалась как данность, и было непонятно, например, как с этим у шимпанзе. Шимпанзе – близкий родственник человека. В принципе они развиваются с той же скоростью, но чуть-чуть быстрее. У человека, скажем, половое созревание наступает на год – на пару лет позже, чем у шимпанзе; у нас похож ритм жизни, и живут шимпанзе до 60-70 лет. Но у них это окно пластичности очень быстро застывает».

Филипп Хайтович показал сервера и новые микроскопы, с помощью которых его команда изучает кору головного мозга человека. «Мы смотрим на разделы коры, отвечающие за интеграцию того, что мы называем сознательной деятельностью (это те разделы, которые человек временами пытается отключить, например, с помощью алкоголя). Нам интересно, что в организации коры головного мозга отличает людей от тех же шимпанзе или макак. Выясняется, что архитектура коры головного мозга у этих животных практически не отличается от человеческой, а вот на молекулярном уровне отличий масса. Могу с гордостью сказать, что мы опередили в этом смысле Allen Institute for Brain Science. В частности, мы впервые совершенно четко увидели типы астроцитов с молекулярными маркерами, которые специфичны только для человека».