Откуда у людей появилась совесть и что заставляет нас быть альтруистами? Взгляд нейрофилософа на эволюцию нравственности.

Биологические основы сознания и свободы воли исследует нейрофилософ Патриция Черчленд, объясняя происхождение нравственности особенностями строения человеческого мозга. Публикуем отрывок из книги Патриции Черчленд «Совесть. Происхождение нравственной интуиции»‌, в котором ученая рассказывает, каким образом объем калорий связан с интеллектом, почему большая кора мозга заставляет нас быть альтруистами, как аффективное прикосновение приносит чувство безопасности и почему беспомощность при рождении привела человечество не к вымиранию вида, а эволюционному скачку.

«В ходе эволюции мозга млекопитающих ощущения удовольствия и боли, необходимые для собственного выживания, были дополнены и переориентированы так, чтобы поощрять аффилиативное поведение. Любовь к себе распространилась на близкую, но новую область — любовь к ближнему» / Иллюстрация: нейросеть Midjourney

Почему мы склонны объединяться

С любовью матери к своему ребенку ничто не сравнится в этом мире. Она не знает ни закона, ни жалости, ни преград и без колебаний сметает все на своем пути.

Ящерицы и садовые ужи ведут одиночный образ жизни. В отличие от волков или горилл. И людей. Мы невероятно социальны. И великие, и маленькие радости мы делим в кругу друзей и родных.

Одиночество угнетает нас, а воссоединение с любимыми делает счастливыми. Мы формируем прочные и длительные связи в семье и за ее пределами, с друзьями. Мы многое прощаем — в силу привязанности — капризным детям, немощным родителям, докучливым соседям. Мы плохо переносим изгнание, а долгое одиночное заключение относится у нас к числу самых мучительных наказаний.

Вариативность допустимой и комфортной степени близости тоже одна из составляющих нашего социального опыта. Среди нас есть и интроверты, и экстраверты, и все разнообразие их промежуточных проявлений. Жажда общения зависит от возраста и жизненного опыта, но полную изоляцию предпочтут очень немногие. Добытчики пушнины в давние времена могли всю долгую темную зиму напролет охотиться в одиночку, но даже им обычно составлял компанию верный пес. Весна несла с собой бурную радость воссоединения с другими людьми.

Некоторое время назад я побывала в секуляризированном монастыре в Тоскане, открытом в 1343 году, прежде принадлежавшем ордену картезианцев. Главный принцип картезианского устава заключается в том, что все монахи до единого должны быть отшельниками. Однако даже эти отшельники видели смысл в том, чтобы жить бок о бок с другими отшельниками в стенах монастыря, вместе ходить на службы, вместе обороняться от разбойников (обычная напасть в Средневековье) и печь хлеб в общей кухне. Всякого рода поиски уединения — ничто в сравнении с выраженным стремлением «заботиться и дружить».

Жизнь среди себе подобных, как правило, повышает шансы на выживание и благополучие. Можно делиться едой и прижиматься друг к другу, чтобы согреться; можно организовывать совместные охотничьи вылазки или защищаться от захватчиков. Можно делить обязанности и нарабатывать разные навыки — кто-то будет пасти коз, а кто-то ковать полезные орудия из железа. И хотя непредсказуемость погоды, нехватка пищи, эпидемии болезней способны привести к истреблению сообщества, выручает человеческая изобретательность. Можно строить лодки, изобретать орудия, приручать животных. Массовую гибель от инфекционных болезней вроде оспы и полиомиелита удалось пресечь благодаря прививкам. 

Прививки — это результат социального объединения людей, когда ценится правда, накапливаются знания и преобладает сотрудничество.

Несмотря на многочисленные выгоды социальности, наш социальный мир, в более широком смысле, порой сводит на нет возможности для процветания. Войны выжигают землю, унося жизни и калеча судьбы. Нередко, как показывает история, одни люди порабощают других. В процветающем, казалось бы, обществе коррупция может подрывать доверие, разрушая тем самым устои, на которых держится сотрудничество. В результате развязываются гражданские войны, и брат на брата идет войной.

Социальность побуждает нас заботиться о других, но правда и то, что мы подвержены ненависти. Нам свойственно упиваться отвращением к тем, кого мы считаем чужаками. Мы склонны черпать силы в ненависти. Когда в жизни все идет вкривь и вкось, нам придает сил ненависть к людям и обстоятельствам, которых мы виним в своих неудачах. Неприятие тех, кого мы считаем чужими, может укреплять узы, связывающие нас со своими, что само по себе поднимает наш дух. Когда мы уверяем друг друга в своем превосходстве над жалкими ничтожествами из ненавистной группы, наша самооценка взлетает до небес. Подростковые банды готовы крушить и уничтожать просто потехи ради: осквернить церковь, поджечь сарай у старухи, отшвартовать и пустить по воле волн чужую яхту — уж что-что, а сеять хаос мы умеем.

Но если не говорить о крайностях, то почему нами движут социальные мотивы? В отличие от ящериц, мы привязаны к родным и друзьям. Нам хочется общаться с ними, мы скучаем и тоскуем по ним в разлуке. Нас волнует, любят ли они нас. Мы работаем над совместными проектами и помогаем друг другу решать проблемы. Бывают обстоятельства, когда мы готовы в лепешку разбиться, чтобы выручить постороннего человека. Что именно в мозге млекопитающих делает нас такими, какие мы есть? Ведь вряд ли кто-то видел, чтобы черепаха приходила на помощь ящерице, зато собака, пригревшая бездомного котенка, никого не удивит.

Первое, что приходит на ум: мозг наших млекопитающих предков был приспособлен к социальному взаимодействию. Для этого эволюции пришлось проделать свой любимый фокус — переориентировать уже имеющуюся функцию на что-то новое, дающее преимущество в борьбе за существование. Ряд генов меняется или дуплицируется, в результате прежняя функция получает новый облик и новое применение. В ходе эволюции мозга млекопитающих ощущения удовольствия и боли, необходимые для собственного выживания, были дополнены и переориентированы так, чтобы поощрять аффилиативное поведение. Любовь к себе распространилась на близкую, но новую область — любовь к ближнему. Если эволюция благоприятствовала социальности у млекопитающих, в чем конкретно заключалось преимущество и какие именно ближние были важны? Ответ на самом деле не так уж очевиден, и подступаться к нему придется окольными путями.

Первый и основной пункт, касающийся эволюционных преимуществ социальности, заключается в том, что прежде всего от нее выигрывают детеныши. Почему? Потому что новорожденные млекопитающие еще недостаточно зрелы и самостоятельны и без заботы несомненно погибнут. Черепашата, едва вылупившись из яйца, тотчас выкапываются из песка, ползут к воде и начинают искать пищу. Родителей рядом нет, да они и не нужны. Крысята, в отличие от детенышей черепахи, рождаются глухими, слепыми и голыми, согревающей их шерстью они обрастут позже. Кожа у них тонкая до полупрозрачности, сквозь нее просвечивают внутренности. Что касается поиска пищи, врожденных рефлексов у крысят хватает только на то, чтобы потыкаться вокруг, найти теплый бугорок и присосаться к нему. Если повезет, в нем окажется молоко.

«Черепашата, едва вылупившись из яйца, тотчас выкапываются из песка, ползут к воде и начинают искать пищу. Родителей рядом нет, да они и не нужны» / Фото: cherepah.ru

В результате эволюции все млекопитающие и птицы, чьи детеныши рождаются беспомощными, должны обеспечивать заботу о потомстве. Добровольно ни одно животное на это трудоемкое и ответственное дело не пойдет, поэтому потребовались механизмы адаптации, побуждающие их заботиться о потомстве. И кто же единственная самая подходящая кандидатура на роль няньки для новорожденного? Мать. 

В отличие от какой-нибудь игуаны, которая, отложив яйца, к моменту появления детенышей на свет будет уже далеко, млекопитающая мать по определению окажется рядом с теми, кого только что родила. Отца может давно и след простыть, разве что другие генетические изменения у данного вида не заставляют родителей образовывать устойчивые пары. Но это отдельная история. Помимо телесных модификаций (появление матки, плаценты и высокопитательного молока) в головном мозге млекопитающих произошли изменения в нейронных связях, чтобы гарантировать заботу матери о беспомощных новорожденных. Всем животным необходима базовая сеть, настроенная на самосохранение, иначе они бы не доживали до собственного размножения. 

В ходе эволюции мозга млекопитающих понятие я расширилось и стало включать мои дети. 

Точно так же как взрослая крыса заботится о том, чтобы прокормить, согреть и обезопасить себя, она старается обеспечить пищу, тепло и безопасность своим детенышам. Гены строят мозг, и новые гены млекопитающих конструировали мозг так, чтобы мать испытывала дискомфорт и беспокойство, когда ее детенышей не оказывалось рядом, например их утащили из гнезда. И наоборот, их присутствие поблизости, в тепле и безопасности, воспринималось как покой. Теперь мозг млекопитающих испытывал удовольствие, когда детеныши под боком, а детенышам было приятно прижаться к матери.

Физическая боль — сигнал «защити себя». Болевой сигнал ведет к корректировке поведения, организуемой нейронной сетью самосохранения. У млекопитающих система болевых сигналов расширена и модифицирована так, чтобы особь защищала не только себя, но и детенышей. Помимо нейронных путей, определяющих вид боли и местонахождение раздражителя, имеются пути, ответственные за эмоциональную боль, связанные главным образом с корой головного мозга, но, кроме того, и с более древними подкорковыми структурами. Определенная область коры, называемая островком, отслеживает физиологическое состояние всего организма. 

Когда нас ласково и с любовью гладят, эта область посылает сигналы «безопасности» («у меня все замечательно»). Подобное поглаживание называется аффективным прикосновением. Маленький ребенок реагирует на ласковое прикосновение точно так же: «все замечательно, я в безопасности, меня кормят». Чем сильнее сигналы безопасности, тем слабее сигналы бдительности, которые контролируются гормонами стресса. При отсутствии тревожных сигналов им на смену приходят мир и покой. Эти социальные чувства лежат в основе привязанности, и связь между матерью и прижавшимся к ней ребенком постепенно укрепляется.

Поскольку мать у млекопитающих, как правило, не жалеет сил, чтобы накормить и обиходить детенышей, она может при этом недоедать сама. Кроме того, для нее повышается риск столкновения с хищниками, которые могут захотеть пообедать ее малышами. Учитывая эти издержки, неудивительно, что нейронная сеть, ориентированная на заботу о потомстве, эволюционировала в сторону повышенной устойчивости к мелким неудобствам и даже к крупной опасности. Материнская любовь — это могучая сила. Бросать детей на произвол судьбы млекопитающим матерям не свойственно — если такое и происходит, то лишь по причине какого-то сбоя в нейронных сетях материнского мозга.

Схематическое изображение человеческого мозга в поперечном разрезе и слоёв коры.

Как же работает эта обновленная сеть, побуждающая к заботе о потомстве? Исчерпывающего ответа пока нет, однако до некоторых ключевых элементов уже удалось докопаться. В нашей нейробиологической драме, разворачивающейся вокруг заботы млекопитающих о детенышах и распространяющейся, как и сама забота, на брачных партнеров, родню и друзей, четыре главных микроисполнителя. Первые два — это нейрогормоны окситоцин и вазопрессин. Третий и четвертый — вырабатываемые мозгом опиоиды и каннабиноиды, вызывающие у нас ощущение блаженства. 

Аккомпанирует этому квартету целый оркестр: это и половые гормоны эстроген и прогестерон, и прочие нейрохимические вещества, например дофамин, благодаря которому мозг млекопитающих извлекает уроки из пережитого и накапливает жизненный опыт. 

А пока мы продолжаем выяснять, почему эволюция способствовала переориентации нейронных сетей на заботу о потомстве, и перед нами встает следующий важный вопрос: почему детеныши млекопитающих и птиц рождаются такими беспомощными? Если черепашата относятся к выводковым, то есть достаточно созревшим к моменту появления на свет, чтобы позаботиться о себе самостоятельно, почему у новорожденных млекопитающих и птенцов все иначе? Птенцовость (то есть беспомощность при рождении) выглядит по сути шагом назад в биологической эволюции. Было ли это эволюционной ошибкой, или незрелость новорожденных все же имеет свои плюсы? Оказывается, преимуществ немало. Причина «птенцовой» несамостоятельности детенышей кроется в том, что млекопитающим и птицам, как никому другому, требуется быть умными.

Почему мы теплокровные

А началось все, как ни странно, с возникновения гомойотермии — способности сохранять постоянную температуру тела независимо от изменений температуры окружающей среды. Иными словами, некоторые живые существа стали теплокровными. Появившиеся 250 млн лет назад первые теплокровные животные были мелкими рептилиями, то есть еще не млекопитающими в подлинном смысле слова. Теплокровные получили весомое преимущество перед своими холоднокровными соперниками (пойкилотермными): они могли охотиться даже ночью, когда не греет солнце. Никого вокруг. Как говорят биологи, теплокровные заняли пустующую ночную нишу. Может быть, они кормились даже нерасторопными холоднокровными насекомыми, пока те дожидались живительных рассветных лучей. Легкая добыча.

Важно то, что теплокровные могли добывать пищу, не опасаясь конкуренции со стороны холоднокровных динозавров. Кроме того, теплокровные прекрасно чувствовали себя в холодном климате, а это значит, что перед ними открывались новые просторы для пропитания и размножения, недоступные их холоднокровным собратьям. Теплокровность стала по-настоящему важным достижением. За миллионы лет эволюции она дала толчок ряду взаимосвязанных изменений, в результате которых появились очень умные общественные животные — млекопитающие и птицы, — мотивированные на заботу о ком-то, кроме себя. Высокосоциальные животные, такие как человек, обезьяны мармозетки, волки, заботятся не только о детенышах, но с большой долей вероятности и о партнерах, родных, друзьях. А иногда и о представителях других видов — например, собаках и козах.

Древнейшие теплокровные виды со временем вымерли, вытесненные покрытыми шерстью млекопитающими, которые становились все умнее и выживали все успешнее. Каким же образом способность вырабатывать и сохранять в своем организме тепло связана с умом и социальностью?

Жизнь полна компромиссов. Теплокровность с ее завидными преимуществами давалась дорогой ценой: при одинаковой массе тела теплокровному существу, чтобы выжить, приходится есть в десять раз больше, чем холоднокровному. Если ящерица может обходиться без пищи по многу дней, то крыса в аналогичной ситуации умрет от голода. Такие потребности в энергии — нешуточная биологическая проблема, и ее нужно как-то решать. Не обеспечишь необходимые калории себе — станешь поставщиком калорий для других. Что же изменилось в мозге теплокровных, дав им возможность удовлетворить эти необычайно высокие энергетические запросы? Они стали умнее.

Почему мы не рождаемся взрослыми

В диком и кровожадном мире быть умнее соперника — несомненное преимущество при прочих равных. Но что в данном случае значит «быть умнее»? В основном это означает повышенную способность оценивать условия окружающей среды и применять полученные знания для добычи корма, размножения и выживания. Это значит, что вы умеете улавливать более тонкие различия между стимулами (отличать орехи, которые можно расколоть, от неподдающихся; здорового потенциального партнера для спаривания от нездорового). Это значит, что вы воспринимаете причинно-следственные связи между схожими классами объектов (можете противопоставить съедобных насекомых кусачим и жалящим). Развивать способность к познанию мира — действенный способ поумнеть.

Входящие сигналы поступают главным образом на дендриты и тело клетки, где сигналы интегрируются. Исходящие сигналы передаются по аксону к синапсу. / Иллюстрация из книги «Совесть. Происхождение нравственной интуиции».

Альтернативный путь к повышению умственных способностей, то есть не через познание, целиком и полностью зависит от генетических мутаций, бесконечно растянутых во времени. Если повезет, мутировавшие гены обусловят строительство нейронных связей, вмещающих достаточный для выживания и размножения данного организма объем сведений об окружающем мире. Именно за счет этого справляются более примитивные организмы вроде лягушачьего. Если бы теплокровным пришлось дожидаться, пока их интеллект повысится за счет генетических мутаций, они бы давно исчезли с лица земли.

Еще один недостаток выжидательной стратегии, помимо неопределенно долгих сроков, заключается в том, что «встроенным» знаниям не хватает гибкости, без которой не обойтись, когда мир начинает меняться (есть у него такая склонность). В конце концов, если гены предопределяют ваше знание о том, что питаться нужно кроликами, оно ценно лишь до тех пор, пока кролики водятся вокруг в изобилии, а когда они почему-либо исчезнут, оно вам только навредит. Вы будете безуспешно выискивать кроликов, не обращая внимания на форель и индеек, хотя они попадаются на каждом шагу и ничуть не менее питательны.

У млекопитающих и птиц способность учиться развивалась более быстрыми темпами и принципиально новыми способами. У таких организмов, как тараканы и лягушки, механизмы научения сводятся к мелким модификациям нейронных сетей, которые в основном управляются инстинктами. Млекопитающие же, наоборот, «великие ученики». После того как млекопитающие рождаются, их мозг увеличивается примерно в пять раз — в нем возникают все более сложные хитросплетения нейронных связей, и поведением начинают управлять уже не генетические программы, а полученные знания. «Великое обучение» позволяет строить долгосрочные планы и оценивать различные варианты действий и событий, опираясь на понимание причинно-следственных отношений в окружающей среде. И хотя генетическая основа как подоплека поведенческих решений не исчезает полностью ни у одного из биологических видов, она постепенно сдает позиции по мере повышения способности к научению. Возведенное на инстинктивном фундаменте интеллектуальное строение может быть скромным, как мышиная нора, а может быть величественным, как соборы, построенные людьми.

Гибкость означает способность меняться вместе с окружающим миром. Жесткая генетическая запрограммированность всех аспектов поведения оказывается сильной помехой в приспособлении к меняющимся условиям или освоении новой среды. Например, тараканы отлично чувствуют себя на Фиджи, но не выживают на Аляске, тогда как люди — и крысы — неплохо устраиваются и на Аляске, и на Фиджи, несмотря на огромную разницу в климатических условиях. Таким образом, мощную платформу познания эволюция всячески поддерживает. Однако тут есть загвоздка, не позволяющая наращивать способность учиться настолько, чтобы она обеспечивала высочайшую степень гибкости. Загвоздка состоит в незрелости нервной системы при рождении.

Почему же «великое обучение» и незрелость новорожденного организма так связаны? Ответ на этот вопрос нужно искать в нейробиологических основах обучения. В процессе обучения структурные изменения должны произойти в мозге для того, чтобы закодировать то, что изучается. Если конкретнее, то отдельные нейроны в соответствующей сети должны немного изменить свою структуру, тем самым модифицируя и общую архитектуру сети. В этом структурном изменении и воплощается, по сути, усвоение знания. Нейрон может изменяться, добавляя новые контакты к другим нейронам, то есть создавая один или два новых синапса. Кроме того, нейрон может расширить свои входные или выходные ветви. И наоборот, иногда бездействующие ветви «подрезаются», чтобы освободить место для новых побегов на высокоактивных нейронах.

Чтобы максимизировать изменения нейронных сетей под влиянием накапливаемого опыта, сама сеть должна при рождении особи иметь минимальный размер, хотя и достаточный, чтобы организм мог существовать вне утробы. Почему? Потому что нейронам нужен простор для разрастания и разветвления, иначе они не смогут кодировать усваиваемую информацию. Если нейроны у новорожденного уже полностью сформированы, у него есть заранее заложенная генами функция в сети. Соответственно ветвиться и расширяться, не жертвуя генетически запрограммированными инстинктивными реакциями, нейроны не могут. Если образование новых синапсов и новых нейронных связей затруднено, негде накапливаться и причинно-следственным знаниям о том, как успешнее существовать в окружающем мире. Поэтому при рождении любой мозг, рассчитанный на развитие гибкого ума, должен быть незрелым. Детеныши млекопитающих — «великие ученики» и соответственно рождаются несамостоятельными.

Да, разумеется, существуют зрелорождающиеся млекопитающие, например козлята и детеныши бизонов, которые, как правило, встают на ноги и начинают ходить почти сразу после появления на свет. Те, кому это не удается, долго не проживут. Однако такая самостоятельность, судя по всему, появилась уже на гораздо более позднем этапе эволюции млекопитающих, преимущественно у копытных травоядных стадных видов. Кроме того, мозгу таких выводковых детенышей не присущ бурный рост, характерный для птенцовых.

«Синапс — это передаточный пункт между нейронами. Из аксонов выделяются нейромедиаторы, которые преодолевают пространство между нейронами и связываются со специализированными рецепторами принимающей стороны. / Иллюстрация из книги «Совесть. Происхождение нравственной интуиции».

Тем не менее даже зрелорождающимся млекопитающим в младенчестве требуется высококалорийное питание. Козлята сосут материнское молоко два-три месяца, телята бизона — от шести до восьми месяцев. Так что их «выводковость» сводится, по большому счету, к способности ходить и сосать вымя стоя. Не стоит также забывать, что, несмотря на могучий и грозный облик бизонов, в интеллектуальном отношении им далеко до каких-нибудь волков или енотов. День-деньской они только и делают, что жуют траву на тучных пастбищах, а для защиты от хищников им хватает статистически благоприятной для них принадлежности к большому стаду. Ради отстающего от стада бизона медведь или горный лев вполне могут совершить вылазку в открытую прерию, но тем копытным, что находятся в безопасности, ближе к центру, до собрата почти нет дела. Разве что какая-нибудь из бизоньих матерей, оказавшихся поблизости, ринется на хищника и попытается ударить копытами, но смекалистому медведю хватит ума от нее отделаться.

Зачем человеку кортекс

Чтобы глубже разобраться, почему ум и социальность млекопитающих соединились столь уникальным образом, зададим себе такой вопрос: как изменились нейронные связи в ходе эволюции мозга млекопитающих и как они обеспечили ту мощь и гибкость интеллекта, которую мы наблюдаем у обезьян, волков и человека? Иными словами, как в конечном итоге это обусловило развитие тех сложных способностей, которые подразумевают решение комплексных задач, самоконтроль, воображение и совесть?

Кора. Вот ответ на наш вопрос. Кора головного мозга (или кортекс) — структура, которая есть лишь у млекопитающих. Кора имеется у всех млекопитающих видов и отсутствует у всех их предков. Если вам представится возможность заглянуть ко мне в череп, вы увидите долины и взгорья моей коры, под которой скрываются тесно с ней связанные более древние с точки зрения эволюции отделы.

Кора обладает совершенно особенной конфигурацией: шесть аккуратно укомплектованных слоев нейронной сети, с определенным для каждого слоя, именно для него предназначенным типом нейронов, образующих прототипические связи с другими нейронами. Архитектура коры, по сути, одинакова у всех млекопитающих, будь то летучая мышь, бабуин или человек. И в каждом отдельно взятом мозге мы обнаружим одну и ту же впечатляющую организационную структуру во всех областях коры, независимо от того, за что та или иная область отвечает — за обработку зрительных или слуховых сигналов или управление мышцами пальцев при вдевании нитки в иголку. Кора стала структурным новшеством, положившим начало «великому обучению», которое, в свою очередь, дало возможность млекопитающим с их высокими энергетическими потребностями покорить мир.

Строго говоря, общий термин кортекс относится к любой многослойной (или, как ее называют, ламинарной) нейронной структуре. В отличие от кортикальной структуры, существует ядерная структура, представляющая собой, грубо говоря, «кластер»; и участки, в которых нейроны получают и отправляют сигналы, образуют скопления, а не аккуратно уложенные слои. Пример такого скопления — прилежащее ядро, подкорковая структура, играющая важную роль в формировании привязанностей. Фронтальная его область обеспечивает реакции удовольствия, а задняя — реакции страха и отвращения.

Особую трехслойную структуру имеет гиппокамп — древний отдел мозга, существовавший еще до появления млекопитающих и играющий значимую роль в формировании у нас пространственной памяти. Эту трехслойную кору, подчеркивая ее древность, называют архикортексом. Шестислойную кору, имеющуюся только у млекопитающих, иногда именуют неокортексом, чтобы отличать ее от двухили трехслойных структур у эволюционно более древних по сравнению с млекопитающими видов.

Многослойность дает определенные конструктивные преимущества. Во-первых, она позволяет максимизировать число связей между нейронами, минимизируя при этом длину аксонов и дендритов, то есть снижая затраты на строительство проводящих путей. Во-вторых, многослойность создает своего рода разноуровневые платформы, на которых те или иные операции ведутся именно там, где они вносят надлежащий (и даже оптимальный) вклад в текущие процессы мозга.

Однако тут есть повод для размышлений: нейронная архитектура мозга птиц, которым присущи и социальность, и сообразительность, достаточно массивна. В птичьем мозге нет шестислойной коры, характерной для всех видов млекопитающих. И тем не менее пернатые демонстрируют немалые умственные способности, как мы убеждаемся на примере воронов и попугаев. Этот анатомический контраст между мозгом птиц и млекопитающих позволяет предположить, что около 150 млн лет назад, когда птицы отделились от динозавров, эволюция набрела на новый нейробиологический способ повысить интеллект, однако несколько иным путем, чем у млекопитающих.

Одна из поразительных особенностей коры у млекопитающих заключается в ее масштабируемости. У мыши кора небольшая, у низших обезьян — гораздо больше, у человека — еще больше. 

Кроме того, у разных видов неодинакова доля коры, отвечающая за обработку сигналов, относящихся к тому или иному типу ощущений. Если у крыс кора, обрабатывающая слуховую информацию, невелика, то у летучих мышей, ориентирующихся в темноте при помощи эхолокации, слуховая кора огромна. У обезьян и человека значительная доля коры отведена под обработку зрительной информации, тогда как у голого землекопа, живущего исключительно под землей, зрительной коры почти нет.

Несмотря на эти различия в специализации коры у разных видов, организация нейронов в кортексе, по сути, аналогична. Человеческая кора отличается в основном большим количеством нейронов, а следовательно, превосходит по размеру кортекс остальных приматов. Не исключено, что именно упорядоченность канонической структуры коры делает ее масштабируемой, поскольку гены, кодирующие формирование кортикальной ткани у эмбриона, могут быть просто настроены на более долгий период, а новые варианты вполне вписываются в существующие структуры. Кроме того, вариативность размеров коры позволяет предположить, что генетическая модификация, требуемая для производства дополнительных нейронов ради увеличения коры у того или иного вида, затруднений не вызывает.

Немаловажно, что генетический «портфель» и принципы управления развитием коры у эмбриона и детеныша, судя по всему, одинаковы для всех млекопитающих. Это значит, что кортикальное новшество, внедренное примерно 200 млн лет назад, оказалось успешным в свое время и отлично работает в наши дни. В генетике коры мышей и приматов есть некоторые различия. Одна из любопытных модификаций заключается в том, что сами нейроны у приматов намного мельче, чем у грызунов: за счет этого в кубическом миллиметре канонической мозговой структуры приматов помещается гораздо больше нейронов. Миниатюризация нейронов — эволюционная адаптация приматов. У мышей насчитывается не более 14 млн корковых нейронов, и этот объем их крошечный череп вмещает без труда. У обезьяны же число корковых нейронов достигает 2 млрд, а у человека — 16 млрд, поэтому, не будь сами нейроны существенно меньше и упакованы намного плотнее, чем в мышином мозге, страшно представить, какого размера голова понадобилась бы приматам. Миниатюризация обрабатывающих информацию компонентов — задача, хорошо знакомая любому компьютерному инженеру.

Хотя эволюционное происхождение коры головного мозга пока еще недостаточно изучено, вполне вероятно, что у самых первых млекопитающих развитие обоняния и осязания вело к более успешной добыче корма, поскольку развитие этих ощущений облегчало кормежку и ориентирование в ночной темноте. Тем видам, которые в конце концов стали дневными, большое преимущество давали глаза, отлично обеспечивающие их информацией и при ярком свете, и в сумерках, и в темноте.

Мозг взрослого человека в сравнении с мозгом землеройки (внизу слева), помещенным для масштаба на монету. / Иллюстрация из книги «Совесть. Происхождение нравственной интуиции».

На каком-то этапе нейробиологической эволюции эти генетические изменения в разных органах чувств начали увязываться с развивающейся нейронной структурой, способной эффективно объединять различные типы сигналов, чтобы извлекать из них информацию более высокого уровня, полезную для принятия решений относительно добычи корма и самозащиты. В частности, при добыче корма преимуществом обладает мозг, который не только регистрирует низкоуровневые примитивные сигналы типа «тут что-то движется», но и учитывает совокупность зрительных, обонятельных и осязательных сигналов, получая в результате более конкретную и информативную картину вроде «тут свежий съедобный сверчок» или «тут противный несъедобный сверчок». Специализированная информация относительно корма помогает сберечь время и силы.

Высокоупорядоченная нейронная организация коры конструктивно вполне подходит для того, чтобы интегрировать разнообразные сигналы и создавать абстрактное представление о событиях и объектах окружающего мира, актуальных для выживания и размножения. Насколько мы сейчас можем определить, чем больше в коре нейронных связей, тем выше способность разбираться в сложных причинно-следственных моделях окружающего мира.

Чудо коры головного мозга состоит главным образом в том, что она способна обучаться, интегрировать, пересматривать, припоминать и учиться дальше. В мозге маленького ребенка каждую секунду образуется около 10 млн синапсов (нейронных связей). К подростковому возрасту человеческий мозг весит в пять раз больше, чем при рождении. С появлением коры и последующим ее развитием у многих видов, включая гоминин (к которым относились и наши предки Homo erectus и Homo neanderthalensis), познание материального мира и социальных отношений вышло на новый уровень.

Если одни гены играют принципиальную роль в закладывании базовых нейронных связей в процессе эмбрионального развития, то от некоторых других зависит регулирование синтеза белков во время бурного роста нейронных ветвей, поддерживающих обучение. Чтобы выстроить систему нейронных связей, способную выводить закономерности и делать оценки на основании жизненного опыта, мозгу необходимо вырабатывать белки, которые становятся строительным материалом для ветвящихся нейронов. Именно так устроена долговременная память. Соответственно в ходе обучения должны экспрессироваться гены, кодирующие белки, необходимые для строительства новых нейронных компонентов. Пластичность, причем крупномасштабная, присуща нам от природы.

Если описывать вопрос в контексте клише «природа или воспитание», естественное свойство коры головного мозга — модифицировать нейронные связи, запечатлевая результаты воздействия среды. В этом и состоит ее гениальность. Именно способность коры участвовать в «великом обучении» делает возможной ту гибкость, которую мы наблюдаем в поведении млекопитающих. Насыщенная нейронами шестислойная архитектура обеспечивает мощности для моделирования характеристик окружающего мира. Гибкость и мощность — вот два элемента того, что мы понимаем под интеллектом.

Настройка мозга на запечатление особенностей окружающей среды может дать серьезное преимущество, при условии, что кора взаимодействует с системой, присваивающей объектам и явлениям оценки: опасный или безопасный, вкусный или отвратительный. 

Не будь у коры высокоорганизованных связей с древними структурами — такими как базальные ядра, без которых невозможны мотивация, оценка, целеполагание и эмоции, — она оказалась бы, по большому счету, бесполезна. 

Простой декоративной оболочкой. В этих древних структурах и зарождаются мотивация и порывы, плотские желания, голод, жажда и последовательность движений. Они регулируют сон, бодрствование и переключение внимания. Даже совесть нельзя назвать функцией одной только коры. Пожалуй, нельзя даже сказать, что кора несет большую часть ответственности. Социальный интеллект действительно опирается на корковые функции, но во многом зависит от структур более древних в эволюционном отношении, таких как базальные ядра. Эти подкорковые отделы играют существенную роль в процессах оценки.

Фронтальные (лобные) области коры головного мозга млекопитающих связаны с подкорковыми структурами, в число которых входят базальные ядра, и на этих связях строится процесс обучения тому, к чему можно приближаться, а чего следует избегать. Они же обусловливают суждения на основе сравнения значений, допустим, подавлять ли порыв. Так, например, азы выживания в буше — никогда не убегать от медведя. Медведь догонит любого человека, будь он хоть сам Усэйн Болт, а убегающая добыча его только раззадорит.

Для того чтобы замереть вопреки горячему желанию дать деру, требуется невероятное самообладание, но человек на такой самоконтроль вполне способен. 

Во время подобной встречи фронтальные области вашей коры будут работать в тесной связке с базальными ядрами, поскольку, чтобы подавить инстинктивный порыв, чреватый смертельным исходом, требуются усвоенные навыки. Как именно был достигнут консенсус между древними базальными ядрами и новой корой, пока неясно. В том, что он все-таки достигнут, можно убедиться, сравнив строение мозга млекопитающих и рептилий. 

Хотя сегодня мы часто слышим, что под нашей новомодной корой скрыт старый рептильный мозг, все эти утверждения не более чем метафора, обыгрывающая древнее происхождение подкорковых структур. В действительности же базальные ядра, скрытые под моей корой, хотя и имеют гомологичный аналог у ящериц, принадлежат именно млекопитающим и в полной мере интегрированы с корой. В мозге ящерицы мои базальные ядра функционировать не смогли бы.

Как мозг получает энергию

Вдобавок к необходимости заботиться о потомстве «великим ученикам» приходится решать еще одну важную задачу. Мозг очень энергоемкий орган, поскольку при интеграции и пересылке сигналов нейронами расходуется огромное количество энергии. Человеческий мозг составляет около 2% массы тела, но использует около 25% потребляемых нами калорий. В человеческом мозге примерно 86 млрд нейронов, так что для питания одного только мозга нам требуется порядка 6 калорий на миллиард нейронов, то есть 516 калорий в день. 

Соответственно теплокровные вынуждены увеличивать потребление калорий не только для того, чтобы поддерживать температуру тела в пределах, необходимых для выживания, но и для того, чтобы умный мозг оставался умным. Поэтому размеры мозга ограничены энергетическими потребностями нейронов, тем более что остальные органы (сердце, легкие, кишечник) и мышцы без энергии тоже работать не будут. Время от времени эволюция поощряет «оглупление», то есть жертвует умом ради наращивания скелетных мышц, как у бизона, или ради пищеварительной системы, способной обрабатывать траву ферментами (опять-таки как у бизона).

Потребность в калориях не сводится к теплокровности или энергоснабжению нейронов для их поддержания в рабочем состоянии. Незрелость новорожденного обусловливает повышенное потребление калорий для строительства в мозге новых связей, отображающих усвоенное из жизненного опыта. Другая энергетическая проблема состоит в том, что незрелая пищеварительная система не приспособлена к взрослой пище. И если для детенышей млекопитающих лучшая пища — материнское молоко, то самой матери приходится изыскивать дополнительные энергоресурсы, чтобы ее организм мог производить питательный продукт и снабжать потенциально умное потомство необходимыми для строительства мозга калориями. 

Если мать не добудет себе достаточное количество калорий, ее дети будут страдать от недоедания, что, в свою очередь, негативно отразится на мозге и познавательной функции.

Кстати о калориях... Интересно, что у некоторых биологических видов роженица съедает не только плаценту, но и всех увечных или неполноценных новорожденных. Такое поведение наблюдается у самых разных животных, включая черных медведей, грызунов и приматов. И как бы ни ужасал нас подобный каннибализм, это щедрый источник белка, дающий матери необходимую норму калорий, избавляющий ее на какое-то время от необходимости искать пропитание и обеспечивающий более жирным молоком тех детенышей, которые имеют шансы благополучно вырасти. Почему у людей матери не съедают плаценту, неизвестно.

Биоэнергетическими ограничениями объясняются и другие перемены в образе жизни млекопитающих и птиц. Поскольку млекопитающему приходится есть намного больше, чем рептилии аналогичного размера, один участок суши способен прокормить меньше млекопитающих. Если десятку ящериц вполне хватит питания на крошечном пятачке, то белкам и тем более рысям на подобном участке его будет явно недостаточно. 

Из этого следует, что эволюция не может поддерживать прокорм более крупного мозга, если для этого нет подходящих условий, а значит, число детенышей в помете сокращается. Соответственно успешное эволюционное приспособление состоит в том, чтобы производить на свет меньше детенышей, а не больше, и вкладывать в них все ресурсы, пока они не достигнут самостоятельности. На человеческий взгляд, даже восемь крысят в приплоде — это много, однако это ничто по сравнению с выводком у садовых ужей, который может насчитывать от 50 до 90 особей.

Ограничения в калориях возникают по другим причинам. В процессе эволюции в мозге млекопитающих закладывалась типичная для большинства млекопитающих программа, побуждающая мать защищать детенышей — иногда яростно и отчаянно. У некоторых видов, например у степных полевок или волков, на защиту детенышей кидается и отец. Борьба с хищниками — занятие изнурительное и требует много энергии. Дело в том, что к тому моменту, когда детеныши подрастают достаточно, чтобы стать лакомой добычей в глазах хищника, мать успевает потратить на них уйму сил и энергии. 

Для видов, у которых после долгой беременности рождается всего один или двое детенышей, каждый из них — серьезное вложение. Поэтому, по большому счету, эволюция благоволила матерям, запрограммированным самоотверженно защищать потомство и вовремя понять, когда битва проиграна и пора спасаться самой, чтобы затем начать все сначала (иногда понять это не так-то просто).

Увеличение размеров мозга относительно размеров тела повышает интеллект, однако у видов, обладающих крупным мозгом, снижается плодовитость, то есть у таких животных, как шимпанзе или человек, временной промежуток между появлениями приплода длиннее, чем у крыс и мышей. 

Грубо говоря, чем больше нейронов в мозге, тем больше период от рождения до зрелости. 

Более долгий этап созревания объясняется главным образом энергетическими потребностями «великого обучения» — значительно возросшее число изначально незрелых нейронов предполагает не менее значительное увеличение потребности в калориях. У крысы по сравнению с человеком и шимпанзе мозг крошечный. Крысята 22–24 дней от роду уже могут покинуть гнездо, а к 65–70 дням они достигают половой зрелости. У шимпанзе же детеныш питается материнским молоком до пятилетнего возраста и остается с матерью примерно до десятилетнего, а первые роды у самок случаются лет в тринадцать-четырнадцать.

Тем не менее ограничения воспроизводства можно немного смягчить. Как? Обеспечив матери помощь. Допустим, кто-то другой, например брачный партнер, будет доставлять матери еду, следить за детенышами или охранять гнездо, пока мать добывает корм. Биологи называют такую деятельность «энергетическими субсидиями». 

Таким образом, самка при тех же самых размерах мозга может рожать чаще. Человеческие матери, которым удается получать щедрые энергетические субсидии, могут рожать каждые два или три года, то есть чаще, чем их дальние родственницы шимпанзе, обладающие менее крупным мозгом.

Энергетическое субсидирование матерей типично для тех видов, где родители выращивают потомство в паре, — для человека, обезьян мармозеток и степных полевок. У этих видов отец, а иногда и старшие братья и сестры помогают матери, хотя бы просто забирая у нее детеныша на то время, пока она кормится, как принято у обезьян под названием прыгуны. Коллективный присмотр за детенышами, когда самки помогают друг другу, наблюдается у некоторых видов капуцинов, у бабуинов и мышиных лемуров, а также у человека. 

«Например, мармозетки и обезьяны прыгуны, в отличие от, скажем, шимпанзе и бонобо, растят потомство совместно — родительские обязанности выполняют и самец, и самка, образуя устойчивые пары» / Фото: animalreader.ru

Выкармливание детенышей друг друга в общем гнезде практикуется у домовых мышей, совершенно не обязательно состоящих при этом в родстве. В стаде самки шимпанзе часто образуют пары, в которых товарки помогают друг другу заботиться о детенышах, но более пристальный анализ показывает, что энергетического субсидирования в таком объеме недостаточно для увеличения размера мозга или повышения плодовитости.

Как свидетельствует палеонтологическая летопись, первый миллион лет или около того после появления млекопитающих изобиловал эволюционными экспериментами. Многие виды вымерли — по разным, видимо, причинам. Возможно, выводки были слишком многочисленными, а может, мозг получался чересчур большим относительно сердца и легких, или какой-то из тысяч недостатков оказывался в сложившихся экологических условиях роковым для данного вида. 

Однако, несмотря на вымирание отдельных видов, в целом млекопитающие и птицы более чем оправдали себя как эволюционное новшество. В данный момент нам известно около 5400 видов млекопитающих и около 18 000 видов птиц. Разнообразие способов организации социальной жизни у многочисленных видов напоминает нам о том, что условия среды обитания формируют то, чему благоприятствует эволюция.

У млекопитающих и птиц в основе социального поведения вообще и нравственного поведения в частности лежит привязанность к матери, а в некоторых случаях — к отцу, к родне и друзьям. Эта базовая платформа не зависит от физических особенностей организма, она с одинаковым успехом функционирует и у китов, которые всю жизнь проводят в воде, и у обезьян, скачущих по деревьям. 

Приспособление к условиям среды поражает разнообразием, у каждого вида имеется присущая только ему совокупность социальных стилей, позволяющих вполне благополучно дожить до того, чтобы передать свои гены потомству. 

Например, мармозетки и обезьяны прыгуны, в отличие от, скажем, шимпанзе и бонобо, растят потомство совместно — родительские обязанности выполняют и самец, и самка, образуя устойчивые пары. В стае волков или сурикатов лишь одна семья с детенышами, в отличие от бабуинов. У шимпанзе самки по достижении половой зрелости, как правило, покидают стадо, у бабуинов так поступают самцы. Представители многих видов, таких как бурые медведи и орангутаны, не образуют сообществ, их социальные отношения ограничиваются брачными играми, спариванием и заботой о детенышах. И так далее; список длинный и восхитительно разнообразный. Надстройка на платформе базовой привязанности может меняться, приспосабливаясь к требованиям внешней среды, создавая специфические для каждого вида модели привязанности.

Почему у человека большая кора мозга

Социальность у млекопитающих качественно отличается от того, что мы наблюдаем у общественных животных, не имеющих коры мозга, таких как пчелы, термиты и рыбы. Она более гибкая, менее рефлексивная и более чувствительна к ограничениям внешней среды, а следовательно, острее реагирует на объективную реальность. Она учитывает и краткосрочную, и долгосрочную перспективу. Социальный мозг млекопитающих позволяет им ориентироваться среди себе подобных благодаря знанию их намерений и ожиданий. Их язык тела эволюционировал настолько, что выражает чувства и цели, а эволюционировавший мозг способен эти сигналы расшифровывать. У некоторых млекопитающих мозг позволяет накапливать знания из поколения в поколение, передавая молодняку опыт предков. Эта обычная для человека практика, хотя и в меньшей степени, наблюдается у шимпанзе и некоторых видов птиц. У млекопитающих такое поведение во многом связано с корой головного мозга.

Последний общий предок гоминин и шимпанзе жил от 5 до 8 млн лет назад. То есть эволюционное развитие шимпанзе после отделения от этой общей ветви длится столько же, сколько у гоминин. Мозг гоминин, особенно кора, за это время невероятно вырос в объеме. Мозг шимпанзе остался примерно таким же, как был. Мозг Homo sapiens крупнее мозга шимпанзе почти втрое.

За такое значительное увеличение размеров мозга гомининам приходится платить — либо изыскивая дополнительные энергоресурсы, либо снижая энергопотребление. Скорее всего, поворотным моментом в поведении, позволившим мозгу гоминин существенно превзойти в размерах мозг шимпанзе, причем по эволюционным меркам довольно быстро, стало умение готовить пищу на огне. Шимпанзе не используют огонь и не стряпают. Связь между размерами мозга и термической обработкой пищи предположил антрополог Ричард Рэнгем, которого затем поддержала анатом Сюзана Эркулано-Хузель. Основанием для предположения послужили данные, свидетельствующие о том, что термически обработанное мясо и коренья калорийнее и питательнее сырых. Первые гоминины, скорее всего Homo erectus, начали использовать огонь около 1,5 млн лет назад, задолго до того, как около 300 000 лет назад появился Homo sapiens. Не исключено, что именно этот навык позволил гомининам расплатиться за бурный рост числа нейронов в мозге.

«Когда приготовление пищи на огне стало покрывать энергетические счета за дополнительные нейроны, гоминины, которым посчастливилось иметь более крупный мозг, смогли выживать и размножаться» / Иллюстрация: thetimes.co.uk

Само по себе увеличение размеров коры могло произойти не столько в силу необходимости, сколько благодаря новой возможности, то есть скорее дополнительные калории, обеспеченные готовкой, позволили нейронам разрастаться, чем это было вынужденным приспособлением к требованиям среды. Вполне вероятно, что генетические изменения, ведущие к увеличению числа нейронов коры, возникают довольно часто и легко, но если энергозатраты на эти дополнительные нейроны покрыть не удается, носитель генетических изменений преуспеет меньше, чем другие представители того же вида. 

Интеллектуальное превосходство над собратьями не принесет никакой пользы, если вы не способны обеспечить достаточно калорий для питания своего мозга.

Таким образом, согласно этой гипотезе, когда приготовление пищи на огне стало покрывать энергетические счета за дополнительные нейроны, гоминины, которым посчастливилось иметь более крупный мозг, смогли выживать и размножаться. Вероятно, эти нейронные излишества и позволили таким гомининам, как Homo erectus и Homo neandertalensis, использовать увеличенный мозг для более сложных в социальном отношении действий, чем добыча корма день напролет. Избавившись от необходимости рыскать от рассвета до заката в поисках еды, что приходится делать шимпанзе, они получили свободное время, которое можно было посвящать сказаниям, рисованию, строительству лодок, музыке и изготовлению сложных орудий.

Совокупность эволюционных изменений, которые в конечном счете привели к социальности, присущей млекопитающим и включавшей то, что мы можем назвать нравственностью, в первую очередь касалась пищи. Альтруизм — способность поступиться чем-то ради чужого блага — развился из материнской заботы о потомстве, потребность в которой была, в свою очередь, продиктована появлением теплокровности. Энергетические ограничения можно считать сколь угодно далекими от тонких философских материй, но они есть, и от них никуда не деться.

Обесценивает ли нашу совесть ее скромное происхождение? Ни в коем случае! Для биологии обычное дело, что красота рождается из уродства, как грибы Psilocybe cubensis, растущие на коровьих лепешках, или бабочки, которые появляются из уродливых гусениц. Главенствующая роль энергетических потребностей в происхождении человеческой нравственности никак не умаляет значения честности и порядочности. И не лишает их реальности. Эти добродетели, из каких бы «низов» они ни происходили, не перестанут восхищать нас и цениться нами. Именно они делают нас людьми.

Источник