«Мозг — не тарелка нейронного спагетти»
Как нервная деятельность формирует внутренний мир человека? Огромное количество собранных учеными фактов о деятельности мозга пока не привело к ответу на этот вопрос, считает директор Института перспективных исследований мозга МГУ имени М.В. Ломоносова Константин Анохин. Об этом он рассказал в беседе с «Известиями». Нейронаука остро нуждается сегодня в общей теории мозга. Ее разработкой и займется недавно созданный Институт перспективных исследований. Специалисты сосредоточатся в первую очередь на изучении механизмов памяти, интеллекта и сознания.
— Константин Владимирович, расскажите, пожалуйста, как будет организован институт?
— Создание Института перспективных исследований мозга — идея ректора МГУ Виктора Антоновича Садовничего. Эта структура имеет прототип — Институт перспективных исследований в Принстоне. Он был организован в 1930 году Абрахамом Флекснером, пригласившим туда Эйнштейна, фон Неймана, Гёделя. В мире с тех пор возникла целая система подобных учреждений. Как правило это небольшие структуры, которые концентрируют вокруг себя ученых, занятых глубинным поиском в разных областях науки.
— Но это же обычно гуманитарные институты?
— Не всегда, но часто. Тем интересней мысль Виктора Антоновича создать линейку таких организаций, профилем которых были бы точные и естественные науки.
— Какая главная задача, которую вы будете решать?
— Мы хотим понять, как работает мозг. Это похоже на поиск устройства генетического кода — фундаментальных принципов его организации, которые одинаковы у всех живых организмов. Но только нам не интересен мозг, если он будет просто тарелкой нейронного спагетти, обычным органом тела — таким же, как печень, почка, сердце. Мозг имеет свою тайну. Он состоит из тех же клеток, которые составляют и печень, и почки, с такими же ДНК, белками. Но нефроны продуцируют мочу, а нейроны — мысль. Нас интересует такая теория мозга, которая разрешит эту загадку, может быть, самую последнюю великую научную загадку о человеческой природе. Нас интересует, как клетки нашего мозга образуют наши мысли и чувства — наше «я».
— Вы считаете, что это реально понять?
— Да, убежден в этом. Конечно, я могу и ошибаться. Однако сегодня наступил важный момент, когда в данной теме следует попытаться разобраться.
— В чем особенность настоящего момента?
— Два фактора определяют состояние науки о мозге в последние десятилетия: поразительная революция в методах его изучения и стремительное накопление огромного числа сведений о нем. Количество работ в области нейронаук исчисляется уже в миллионах, превосходя публикации по физике или химии. Эти сведения расширяют горизонт наших знаний, но одновременно ведут к его фрагментации. Происходит то, что Станислав Лем называл «разрывом периметра». Ни один ученый уже не способен соединить эти миллионы фактов в своей голове. Фундаментальная теория — единственный способ «стянуть» это разорванное пространство.
— Итак, вернемся к главной задаче. Она понятна. Что нужно иметь для ее решения в вашем институте?
— Прежде всего нужен ясный план. Он у нас есть. Одна его часть — разработка общей теории мозга, вторая — исследования с помощью версий этой теории наиболее важных свойств и функций мозга. Я выделяю три таких перспективных области: память, интеллект и сознание.
— Можно было бы назвать много высших функций мозга, которые достойны изучения: мышление, внимание, эмоции, язык… Почему именно эти три?
— Память — это ответ на вопрос, что собой представляет мозг на его высшем уровне. Если вы присмотритесь к памяти внимательно, то увидите, что она и есть «мы». Если перенести память от одного человека к другому, то его тело останется на прежнем месте, но личность перекочует туда, куда трансплантирована память. Но в действительности она неотделима от мозга и представляет собой его уникальную структурную организацию. Для обозначения этой высокоуровневой структуры мозга я ввел новый термин — когнитом. О нем можно думать, так же как о геноме. Как геном представляет собой систему генетических элементов — генов, так когнитом есть система когнитивных элементов — когов. Главное его отличие от генома в том, что он в течение жизни постоянно растет.
— Вторая область, которую вы собираетесь изучать, — это интеллект. Что это?
— Интеллект — это умение решать задачи, способность системы достигать целей в широком диапазоне обстоятельств.
— У всех животных, имеющих нервную систему, есть интеллект?
— Да, в любом организме, обладающем нервной системой, она обеспечивает поведение для достижения полезных результатов. Исследования последних десятилетий показывают, что даже насекомые обладают отличными способностями к обучению и памятью.
— С памятью и интеллектом понятно. А зачем изучать сознание и как вы его определяете?
— Сознание — это любой субъективный опыт. В этом смысле самое знаменитое изречение западной философии — cogito, ergo sum следует читать более широко. Сознание — это когда я не только мыслю, но и воспринимаю, воображаю, желаю, переживаю, сомневаюсь, даже нахожусь в состоянии некой пустотности в буддийском понимании этого слова.
Почему сознание? Во-первых, это то, что нас больше всего интересует. Мы хотим понять себя, свои состояния, осмыслить, что значит «я существую». Во-вторых, потому что сегодня наука о мозге достигла того уровня, на котором она уже может попытаться ответить на этот вопрос.
— Но ведь на человеке такие исследования проводить нельзя. А как тогда изучать сознание? На лабораторных животных, что ли?
— Действительно, пока это можно делать преимущественно на животных, а они не могут рассказать нам о своем субъективном опыте. Но мы можем попробовать приблизиться к расшифровке клеточных основ субъективных состояний животных через их память. Память — это ведь сохраненные в мозге следы субъективных состояний организма, следы сознания. Изучая, из чего они состоят, как они формируются, извлекаются, используются мы можем многое узнать о природе субъективного опыта. И не только у человека, но и у крысы, вороны, осьминога.
— А понятно, где живет сознание? Ведь нейроны у человека есть и в желудке, однако если их удалить вместе с желудком, то с нашим «я» ничего не произойдет…
— Более того, можно удалить и значительную часть головного мозга — и опять же с сознанием ничего не произойдет. У нас в головном мозге две трети нейронов находится в мозжечке. Однако существуют редкие случаи врожденных патологий, когда человек оказывается без мозжечка. Недавно описан такой случай в Китае: у женщины вместо мозжечка пустота, дыра. И нормальной живет жизнью человек, с семьей. Значит, это не вопрос просто массы нейронов. Вопрос, где живет сознание, более сложный. Сейчас, например, ведется острый спор между двумя научными лагерями по поводу «зоны проживания сознания». Одна школа считает, что это передние области коры головного мозга: префронтальная кора. Другая — что это задние области: связанная со зрением затылочная кора, теменная и височная кора. Вопрос этот не решен, у каждого лагеря есть свои аргументы. А возможно, сознание возникает, когда эти области «разговаривают» друг с другом.
— Вы обозначили вопросы, сферы, в которых вы будете искать ответы. Что вам для этого еще нужно? Сколько нужно людей, какая аппаратура?
— Прежде всего требуется совершенно другое поколение научной аппаратуры по сравнению с тем, что есть у нас в стране. Генетическая информация кодируется отдельными генами, а когнитивная — отдельными нейронами. Чтобы вскрыть этот нейронный код, нужно исследовать активность больших масс нервных клеток в бодрствующем мозге. Такие методы были разработаны лишь в последние годы. По аналогии с новыми технологиями секвенирования ДНК они получили название «нейротехнологии нового поколения». Эти приборы позволяют регистрировать до 1 млн нейронов в мозге, который думает, решает интеллектуальные задачи, запоминает новую информацию и обладает сознанием.
— Деньги на это есть?
— Мы получили крайне важную стартовую поддержку из программы развития МГУ. Она позволяет нам начать исследования. Однако, чтобы участвовать в напряженной мировой гонке, развернувшейся за взламывание нейронного кода, приборная база должна быть на порядок более развитой.
— Сколько людей вы планируете к этому привлечь и кто это будет?
— Думаю, 15–20 ученых с разным образованием. Прежде всего биологи и нейрофизиологи, возможно, психологи. Но обязательно физики и математики. Я хочу создать в институте группу теоретической физики и математики мозга. Думаю, передний рубеж теоретических исканий в науке о мозге будет проходить именно здесь.
