Нейрофизиолог Каплан: эволюция мозга человека закончилась 40-50 тысяч лет назад

В Калининграде БФУ имени И. Канта посетил руководитель лаборатории нейрофизиологии и нейрокомпьютерных интерфейсов МГУ имени  М. В. Ломоносова (Москва), доктор биологических наук, профессор Александр Каплан.

Об этом в Калининграде сегодня, 26 февраля 2019 года, сообщил БФУ, как там водится, не уточнив дату (период) события.

В интервью коллегам из БФУ гость из Москвы рассказал о том, как у людей могло появиться сознание, почему развитие нашего мозга остановилось еще в «пещерные времена» и насколько полно ныне используется серое вещество.

— Александр Яковлевич, скажите, пожалуйста, чем мозг человека принципиально отличается от мозга остальных млекопитающих? Если ли в его строении нечто такое, что позволило нашим предкам выделиться из животного мира?

image— У человека по сравнению со многими млекопитающими очень большой мозг. Однако мозгу дельфина он несколько уступает, а у слона мозг и вовсе в три раза больше, чем у человека. Что же касается структуры мозга, то она у всех млекопитающих примерно одинакова. Разница лишь в соотношении объемов разных отделов. Например, у человека как ни у каких других млекопитающих развиты лобные доли, а у слона мозжечок намного больше, чем у человека.

Принципиальное отличие, скорее, не в объеме, и не в структуре мозга, а в его функциях. Речь — вот что коренным образом отличает человека от животного. Язык позволил человеку всё в этом мире обозначить словами-понятиями, и тем самым, образно говоря, переместить этот мир в свой мозг, где операции с понятиями стали основой мышления.

Животные тоже, конечно, общаются между собой, но это не язык, это совокупность достаточно ограниченного круга сигналов, обозначающих жизненно важные для животных ситуации.

— Есть ли у учёных четкое понимание того откуда берутся мысли? Продуцирует ли их мозг самостоятельно или он является всего лишь неким ретранслятором?

— Конечно, чисто гипотетически можно предположить, что мы существуем в информационном поле, в котором как приемники в поле электромагнитных волн принимаем в мозг какую-то информацию. Но мне такая гипотеза не нравится. В ней нет простора для исследователя. Мне проще предположить, и для этого есть многочисленные основания, что наш мозг — сложнейшая структура, которая сформировалась в ходе биологической эволюции и за миллионы лет обрела психические функции, такие, как память, мышление, сознание.

— А не является ли сознание избыточной функцией для выживания?

— Давайте сначала определимся, что такое сознание. Дело в том, что с момента появления у животных нервной системы их поведение всё в большей мере стало основываться не на заложенных в генах инстинктах, а на запоминании удачных или неудачных ситуаций в индивидуальном развитии. К этому у высших млекопитающих добавились развитые механизмы обучения, когда животные не просто запоминали события, но находили связь между ними. Если несколько раз позвонить в колокольчик перед каждой подачей собаке кусочка мяса, то у неё начнет выделяться слюна уже на звон колокольчика. Это знаменитый опыт Павлова. Человек пошел дальше, его мозг перешел от поиска простых связей между явлениями к познанию закономерностей природы.

Наш древний предок уже понимал, что камни везде и всегда падают только вниз, что вода имеет свойство гасить огонь и т.д. И вот когда в сферу познавательной активности человека попал он сам, ему как бы пришлось посмотреть на себя со стороны – у человека появилось осознание себя, своего «я» отдельного от всех остальных, появилось сознание. Эта функция дала возможность человеку принимать решения «на ходу», даже без предварительного запоминания и обучения, позволила строить планы и проигрывать варианты будущего. Именно благодаря появлению самосознания человек получил окончательное преимущество перед остальным животным миром.

— Вот вы сказали, что человек начал понимать, что камень всегда падает вниз. А разве обезьяна этого не понимает? Это же очевидно…

— Она не понимает в том смысле, что в её памяти отсутствует знание всемирного закона тяготения, она только помнит, что в испытанных жизненных ситуациях определенные предметы летели вниз. Мозг обезьяны еще не способен на абстрагирование, чтобы объединить все случаи жизни в один закон движения тяжелых тел к земле. Об этом свидетельствуют многочисленные результаты опытов с животными.

В Лаборатория физиологии высшей нервной деятельности в Колтушах под Санкт-Петербургом проведен любопытный эксперимент.

В небольшом пруду на плоту ученые соорудили маленький домик и положили внутрь этого домика банан. Обезьяна, оказавшись на плоту, легко достала банан. Потом задачу усложнили — перед домиком, где лежал банан, развели небольшой костер. Обезьяне страшно лезть в домик. Но человек показал, как костер можно потушить. Он зачерпнул кружкой воду из стоящего рядом тазика и залил огонь водой из кружки.

Обезьяна урок усвоила. В следующий раз она самостоятельно потушила костер.

Но на очередном этапе эксперимента тазик с водой поместили на соседний плот, добраться до которого можно было по соединяющему оба плота бревну. И обезьяна для того, чтобы зачерпнуть кружкой воду, несколько раз бегала по нему. Для неё вода не была абстрактным понятием, которое позволило бы ей обобщить воду из пруда с водой из тазика. Она не могла просто зачерпнуть воду из пруда, хотя уже имела опыт использования воды из пруда и из таза для питья.

Формирование абстрактных понятий, познание закономерностей природы и их использование — все это дало возможность такому слабому и незащищенному созданию, как человек, стать фактическим «царем природы».

— Вы как нейрофизиолог занимаетесь изучением того, как наш мозг воспринимает мир. А есть ли стопроцентные доказательства того, что этот мир вообще существует и что мозг не выдумал его самостоятельно?

— Вы хотите спросить — что такое реальность? Существует ли она? Это по сути своей вопросы аксиоматики: как договоримся исходно. Мы можем верить в то, что мир существует, а можем в то, что не существует. Философская база есть и под одну концепцию, и под другую. Несмотря на то, что у нас нет никакого логического хода, с помощью которого можно было бы доказать реальность этого мира, мне лично интереснее исходить из того, что физический мир существует, а психический мир человека в том или ином виде создает ментальную модель этого мира.

Посмотрите, даже в часто цитируемом виртуальном мире из фильма «Матрица» на самом деле существует полноценный физический мир, в котором программисты-злоумышленники и сочинили операционную среду для загрузки в голову реальных людей.

— Многие футурологи говорят о том, что человечество стоит на пороге очередного витка эволюции. Причина тому — многократно увеличившейся поток информации, который нашему мозгу всё труднее и труднее обрабатывать. Что вы думаете по этому поводу?

— А еще можно услышать утверждение, что наш мозг использует всего 5-6 процентов своих возможностей, а остальное оказывается незадействованными. Но консолидированное мнение тех ученых, которые занимаются исследованиями мозга, заключается в том, что мы своё серое вещество используем почти на сто процентов. Дело в том, что биологическая эволюция в принципе не может создать ничего лишнего, ничего про запас.

Каждая клетка требует питания. Мозг и так использует 25 процентов энергии тела. Если бы он, к примеру, весил три килограмма, то стал бы съедать 50 процентов энергии. Тело в таких условиях должно было бы сморщиться до размера крысы, на большее не хватило бы энергии, так как человек не мог бы обеспечивать себя пропитанием так богато, например, как это делает кит.

— Говорят, у неандертальцев мозг был гораздо больше, чем у Homo sapiens…

— Да, мозг у них был на 200 граммов больше, чем у нас, но, во-первых, мы до конца не знаем какой была его структура, а, во-вторых, разница не такая уж значительная. Естественные колебания веса мозга у людей значительно больше. Вот, например, мозг Ивана Тургенева весил два килограмма двести грамм, а мозг Анатоля Франса — всего 900 грамм. И оба — гениальные писатели.

То есть, если мы говорим о разных людях, то их успех или не успех зависит всё же не от размера мозга. Здесь гораздо большее значение имеет то, как человек использует свой мозг. Как он работает, как отдыхает, как и где учится и так далее.

Это как хороший и плохой завод. Оборудование вроде и там, и там одинаковое, и рабочих поровну. Но на одном выпускается хорошая продукция, а на другом — так себе…

И если вернуться к вашему вопросу о возможности эволюции человеческого мозга, то на него существует только один ответ: эволюция эта закончилась 40-50 тысяч лет назад. По сути, людям уже не нужно было приспосабливаться к природе, т.е. эволюционировать. Понимая её закономерности, они стали изменять природу под себя.

Это произошло еще до аграрной революции — в «пещерные времена». Уже тогда человек познал многие закономерности и стал в какой-то степени независим от окружающего мира. Он умел разводить огонь, изготавливать достаточно сложные орудия, он овладел языком.

Тараканы кстати тоже уже не эволюционируют в течение миллионов лет, видно, они тоже приспособились как нельзя лучше. И в этом смысле, возможно, как раз они являются венцом творения, а вовсе не человек.

Что же касается искусственного улучшения работы мозга, то здесь речь может идти о редактировании генома на стадии оплодотворения — когда в пробирке яйцеклетка соединяется со сперматозоидом. Это — в теории. На практике же все гораздо сложнее. Дело в том, что высшие психические свойства — в том числе память, мышление, язык — программируются не одним геном, а сотнями. И как их можно сразу поменять?

И даже если это получится, не очень понятно, как такая замена отразится на человеке. Ведь речь идет о вмешательстве в процессы, которые были отшлифованы сотнями миллионов лет эволюции Изменение генов, даже одного, может привести к совершенно непредсказуемым последствиям. Где гарантия, что человек, которому поменяли несколько сот связанных с памятью генов, окажется в итоге психически здоровым? Где гарантия, что он не будет страдать шизофренией? Где гарантия, что он не будет склонен к болезни Альцгеймера? У природы были сотни миллионов лет, чтобы создать механизм памяти. Он совершенствовался на сотнях миллиардов особей, неудачные варианты которых не оставили потомства. Было бы слишком смелым надеяться на успех в упражнениях генных инженеров в деле совершенствования мозга человека.

— Выходит, что все эти опасения, связанные с появлением «генномодифицированных» сверхлюдей, которые будут притеснять обыкновенных, «неотредактированных» землян, безосновательны?

— Нет теоретических оснований для обоснования возможности манипуляций с геномом с целью совершенствования высших психических функций у человека. Можно изменять отдельные гены, которые связаны с определенной болезнью или с простыми телесными признаками: цветом глаз, формой носа или губ.

— Иными словами, медицина будет способна сделать людей более здоровыми и красивыми, но вряд сможет сделать их более умными?

— В целом — да. Можно и так сказать. Хочу только добавить, что даже если ученые и придумают способ безболезненно улучшать память и повышать интеллект, то я лично я был бы против подобного рода операций, потому что таким образом будет изменена природа человека, будут созданы не-люди. Зачем нам такое соседство и зачем создавать существ, которые могут быть заранее обречены на последствия неразумности некоторых экспериментаторов?

Возможно, эти генномодифицированные существа и будут обладать сверхчеловеческими способностями, но тогда они и окружающий их мир будут воспринимать не так, как мы с вами, и нас самих в этом мире будут видеть в одном ряду с обезьянами.

— Значит, и человеческие ценности им будут глубоко чужды. Зачем тогда все это нужно? Зачем пытаться делать из человека более смышленное существо?

— Ну как «зачем»? Мы все в большинстве своем хотим, чтобы наши дети были умны, чтобы обладали разного рода талантами. А если человек богат и может оплатить работу генетиков, то почему не попробовать?

Не уверен, что такие услуги окажутся востребованными. Состоятельный человек будет рассуждать иначе. Я, подумает он, добился успеха и без сверхспобностей, у меня всё есть. А, допустим, у гениального Эйнштейна ничего не было. Он жил очень скромно. К чему моему сыну или моей дочери такое «счастье»? Пусть лучше будет в этом плане как я, при яхте и личном самолете. Дело здесь, очевидно, не в большом уме или быстрой памяти.

И потом психические свойства человека ведь определяются не только генетикой, но и жизненным опытом, образованием.

А вот другое направление генетических модификаций – то, что касается здоровья, продолжительности жизни — оно, безусловно, будет активно развиваться. И теоретические основания для успеха здесь есть.

— Если естественная эволюция мозга человека невозможна, а искусственная модификация бессмысленна и опасна, то как нам все-таки адаптироваться к увеличившемуся потоку информации?

— Да, проблема непомерного роста объемов и скоростей информационных потоков становится критичной для здоровья нашего мозга. Ведь, как мы уже говорили, наш мозг остановился в развитии еще в «пещерные времена», 40-50 тысяч лет назад. Можно только удивляться, как мы с таким «пещерным мозгом» одолели премудрости современной цивилизации и смогли до самого последнего времени в ней комфортно существовать. Но сейчас времена другие, и мозгу трудно, он откровенно перегружен. За последние лет двадцать в передовых странах значительно увеличилось — в 2-3 раза — количество неврологических заболеваний, психиатрических расстройств при том, что онкологические и сердечно-сосудистые заболевания постепенно отступают.

Что делать: каждый решает сам за себя – сидеть ли бесконечно перед телевизором, гулять ли без сна по интернету, бегать ли по нескольким источникам подработки или заниматься любимым делом для пользы обществу, созерцать природу, путешествовать в свое удовольствие.

— И последний, во многом традиционный вопрос — каковы ваши планы сотрудничества с БФУ?

— Я встречался с ректором вашего университета Андреем Павловичем Клемешевым, и мы говорили о такой перспективной в настоящее время научной и практической области, как нейротехнологии. Именно в этой области ожидаются революционные прорывы в деле обеспечения человечества качественным питанием, средствами для улучшения здоровья, и технологиями для обеспечения комфортного труда и отдыха. В частности, говорили о той области, в которой я работаю профессионально, — области нейрофизиологии, психофизиологии и нейрокомпьютерных интерфейсов. В конце прошлого года разработки моей лаборатории в МГУ приобрели рыночные очертания в виде комплекса «НейроЧат» для замещения коммуникационной функции у людей, которые вследствие черепно-мозговых травм или инсульта лишились речи и движений.

Технология «НейроЧат» позволяет на основе регистрации электрической активности мозга у таких людей расшифровывать их намерения набрать ту или иную букву на экране монитора. Таким образом, буква-за-буквой, они могут набирать тексты, обмениваться ими с друзьями, давать команды для управления бытовой техникой. Как видно, не нужно было менять гены, и даже как в «Матрице» подключаться к мозгу кабелем – новые нейротехнологии могут помочь человеку не меняя его природу.

С целью определить наиболее перспективные направления в области нейротехнологий Андрей Павлович предложил организовать на площадке БФУ в Калининграде рабочее совещание с участием ведущих ученых страны. Мне представляется эта идея очень своевременной и технологичной: мы не можем сейчас идти в науке широким фронтом, надо выбрать в ней ключевые направления, по которым сможем добиться прорывных успехов мирового уровня. Это вполне возможно сделать в лабораториях БФУ.

Мы договорились с ректором о том, что в ближайшее время на площадке университета будет проведен семинар по наиболее перспективным нейротехнологиям. Важно определить самые актуальные направления, чтобы сосредоточиться непосредственно на них. Такой подход может обеспечить России конкурентные преимущества в этой перспективной отрасли.

В Telegram: @kaliningradfirst

Во ВКонтакте: @kaliningradfirst

В Twitter: @kaliningradline

В Facebook: @kaliningradline

В ОК.ру
Янтарный край

Яндекс.Zen: @kaliningradfirst