Машина мышления. Заставь себя думать
Но это закон работы любой системы, не обязательно «живой».
При этом внутри «живого» все процессы происходят в строгом соответствии с физическими и химическими законами. Сама жизнь начинается с молекулы ДНК, которая производит другие молекулы, а те, в свою очередь, — следующие.
Но в какой момент, на каком этапе этой цепочки начинается «произвольная активность», «неинерционность» и сама «жизнь»?
А могу ли я быть «живым» без окружающей меня среды? Нет.
А могу ли я быть «живым» без других «животных», обитающих, в частности, в моем кишечнике и на коже? Нет.
То есть это всё — тоже «часть» моей «жизни»?
Всё это весьма непростые вопросы, на которые нет однозначного ответа. Неслучайно над ними ломали и до сих пор ломают голову выдающиеся мыслители — Умберто Матурана и Франциско Варела, Бруно Латур и Ричард Докинз, Стюарт Кауфман и Дэвид Чалмерс.
Но мы не пойдём тут в сторону, а остановимся и зафиксируем, что «жизнь» — это, образно говоря, не «кто», а «что», система отношений между элементами системы.
И, как вы, наверное, догадываетесь, этот принцип работает на любом уровне организации «живого». И мозг не исключение: он не «кто», он «что» — система отношений между элементами системы.
Мозг из муравьёв
Наши эксперименты показывают, что «язык» муравьёв достаточно пластичен и отнюдь не примитивен.
Муравьи могут складывать и вычитать небольшие числа. Жанна Ильинична Резникова
Нет, наверное, ничего более тривиального, чем рассказывать о работе мозга, используя метафору муравейника. Но что поделать — это и впрямь самая удачная метафора.
Где ещё вы отыщете такой сложный организм (читай — муравейник), состоящий из такого количества самостоятельных, отдельных клеток (читай — муравьёв)?[5]
И в самом деле, интеллект даже самого выдающегося муравья не может быть примечательным. Хотя бы потому, что его нервная система состоит всего лишь из полумиллиона нейронов. По сравнению с нашими миллиардами — просто смешно!
Однако то, на что способны муравьи, действуя сообща, действительно потрясает.
Прежде всего это, конечно, их жилища, которые имеют сложнейшую архитектуру. Но при этом ни у одного муравья в голове нет ни общего замысла сооружения, ни представления о своей роли в команде строителей. Они как-то сами собой понимают, что им делать и как.
Муравьи успешно занимаются «животноводством» — разводят тлей. И это не метафора: они свою тлю защищают от вредителей и других насекомых, переносят её на подходящие участки, строят для тли навесы, защищающие её от солнца, на зиму прячут тлей-самок в муравейник.
И всё это ради медвяной пади, богатой углеводами, которую выделяет тля во время «дойки».
Ещё они умеют делать «заготовки на зиму»: собирают и хранят в сухих хранилищах семена трав, а если случается потоп по время дождя — выносят их на свежий воздух, сушат и убирают обратно.
Перед едой они измельчают семена в муку, а смешанная со слюной муравьёв-кормильцев, она используется для питания личинок.
Об этих чудесах сложного муравьиного поведения можно говорить ещё долго. Но вот, наверное, последний пример, который лично меня почему-то трогает до глубины души.
С наступлением весны очухавшиеся от спячки муравьи вылезают на солнце, нагреваются под его лучами, а затем забираются внутрь муравейника и согревают его своими телами.
Как это трогательно, с одной стороны, и какая, с другой стороны, читается в этом невероятная интеллектуальная мощь природы!
Целенаправленная, системная, невероятно организованная работа миллионов маленьких существ, притом что абсолютно очевидно, что каждое из них — лишь бессмысленный винтик этой огромной машины.
И невольно задаёшься вопросом — как же она может ехать без водителя? Где руководитель? Где тот, кто думает за всех этих малышей?!
Не менее поразителен, впрочем, и жизненный путь муравейника…
Он начинается с того, что в каком-то другом муравейнике из яиц вылупляются самки и самцы, готовые к продолжению рода. Они имеют крылья и разлетаются в разные стороны для спаривания.
После оплодотворения самцы-папы умирают, а самки, получившие за раз сперматозоиды на 20 лет непрерывного деторождения, отыскивают место для новой колонии.
Найдя его, самка отгрызает себе крылья (на собственный прокорм) и начинает откладывать яйца.
Для неё наступают голодные времена, но как только из личинок появятся первые муравьи, они тут же примутся ухаживать и за самкой, и за новыми личинками.
Появившиеся на свет муравьи специализируются, распределяются, так сказать, по командам. Кто-то становится воином-захватчиком, кто-то строителем, кто-то санитаром, добытчиком, разведчиком, охранником, нянькой-сиделкой, пастухами или доильщиками, транспортировщиками, хранителями нектара…
Рис. 7. Внешние различия между муравьями в зависимости от их роли и функции.
Идут годы, пока наконец королева-мать не исчерпает свой ресурс деторождения, после чего и завершится история данного конкретного муравейника. Смерть.
Всё это, как нетрудно заметить, напоминает жизнь нашего с вами мозга. Он появляется из стволовой клетки, которая продолжает делиться, пока не будет сформировано необходимое мозгу количество нейронов.
Каждый из них, по сути, муравей — специализированный, выполняющий определённую функцию элемент целостной системы.
Нейрон — сам по себе ничтожный и бессмысленный, — во взаимосвязи с другими нейронами создаёт невероятной сложности систему, не перестающую восхищать умы учёных (рис. 8).
Рис. 8. Муравьи и нейрон как единичные элементы (А) и создаваемая ими структура (Б).
Устройство муравейника и проводящих путей центральной нервной системы.
СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ НЕЙРОНОВ
Все нейроны, как и все муравьи, внешне очень похожи друг на друга. Они обладают телом (сомой), от которого отходят отростки — аксон и множество дендритов, а те, в свою очередь, коммуницируют с другими нейронами через синапсы.
В общем и целом процесс нервной передачи выглядит следующим образом: дендриты собирают информацию от других нейронов, в теле нейрона возникает некий ответ, который отправляется по аксону другим нейронам (или мышцам и железам).
Впрочем, тут всё не так просто. По морфологии нейроны бывают разные (рис. 9):
униполярные, у которых есть только одно удлинение сомы, которое выполняет как функцию ввода, так и функцию вывода информации,
биполярные и псевдоуниполярные нейроны имеют соответственно два цитоплазматических расширения — один отросток действует как дендрит (на вход), а другой — как аксон (на выход),
• и многополярные нейроны, которые имеют большое количество входных дендритов и один аксон (таких нейронов в головном мозге подавляющее большинство).
Рис. 9. Различное морфологическое строение нейронов.
Тут, надо сказать, происходит первое разделение, потому что кроме нейронов в нашей голове живут ещё и клетки глии (или глиальные клетки). Причём их в разы больше, чем нейронов.
Раньше функцией глии пренебрегали. Сейчас же стало понятно, что она принимает достаточно активное участие в работе мозга.
Глия способна регулировать активность тех или иных нейронных ансамблей, выделяя в соответствующий момент нейроактивные химические вещества.
Глия также участвует в формировании долгосрочной памяти. Клетки микроглии, например, выполняют в мозге иммунную функцию. А ещё есть эпендимальные клетки глии, олигодендроциты, астроциты и т. д. Но на них мы останавливаться не будем.