Грегори Бернс - Что значит быть собакой. И другие открытия в области нейробиологии животных

Травмы мозга и их лечение немало могут поведать нам о том, каково быть животным, поскольку при таких травмах выявляются связи между согласованной электрической активностью мозга и сознанием [39] S. Dehaene, Consciousness and the Brain: Deciphering How the Brain Codes Our Thoughts (New York: Penguin, 2014). . Собственно, сознание и есть не что иное, как согласованная электрическая активность. Из этого также следует, что сознание – это континуум осознанности, варьирующейся в зависимости от физического состояния организма и внешних стимулов. Даже в здоровом человеческом мозге сознание может колебаться от минимального восприятия внешнего мира, как во сне например, до высочайшей сосредоточенности во время целенаправленной деятельности, как, скажем, во время операции на мозге. Разница кроется в степени согласованности электрической активности. Когда части мозга разъединяются, пропадает способность согласовывать деятельность, и это ведет к расстройству сознания.

И хотя такие колебания характерны для всех животных, модель связей в мозге животного может послужить нам дорожной картой, которая укажет путь к возможному уровню сознания. Где-то между нервной сетью медузы и человеческой корой головного мозга располагается карта нейронных соединений, достаточно сложная и разветвленная, чтобы обеспечить возникновение ключевых составляющих сознания – восприятия, эмоций, движения, памяти и коммуникации. А за ними лежат те области сознания, которые позволяют преодолеть границы субъективного восприятия, например признать, что у других животных тоже есть психический опыт.

Пожалуй, главным условием наличия высших уровней сознания является память. Лишь сохраняя воспоминания о событиях прошлого, можно осознавать себя во времени. Память позволяет, просыпаясь поутру, ощущать себя тем же, кем ты был вчера. В мозге нет единого центра памяти, ее функции рассредоточены в разных областях коры и в других структурах мозга, и только благодаря координации их активности воспоминаниями можно пользоваться. Когда этот процесс нарушается, как, например, при болезни Альцгеймера, нарушается и самоощущение. При деградации мозга гибнут нейроны и нейронные связи, а с ними и воспоминания. Личный опыт в буквальном смысле слова идет прахом.

И хотя у животных, насколько нам известно, болезнь Альцгеймера не встречается, при определенных обстоятельствах их система памяти может пострадать под воздействием экзогенных (полученных из окружающей среды) токсинов. Известен случай, когда воздействию того же токсина подверглись и люди, – параллели между возникшими нарушениями у человека и животных изумляли. Расстройства памяти, как и расстройства сознания, многое могут поведать о том, каково это – быть человеком или, применительно к животному, каково быть этим животным.

Вконце 1987 года, в канун праздников, канадское здравоохранение столкнулось с эпидемией невиданных масштабов. Сотни людей наводняли приемные покои больниц. Они жаловались на тошноту и рвоту – логично было бы заподозрить некое пищевое отравление, но при этом у многих пациентов отмечалась спутанность сознания, а это для гастроэнтерита уже не характерно. Причем болезнь принимала серьезные формы. У нескольких пациентов дошло до припадков и комы. Четверо так и не очнулись и в течение недели скончались. А для тех, кто в конце концов вышел из комы, жизнь перестала быть прежней, поскольку они утратили способность формировать новые воспоминания [40] T. M. Perl, L. Bedard, T. Kosatsky, E. C. D. Todd, and R. S. Remis, “An Outbreak of ToxicEncephalopathy Caused by Eating Mussels Contaminated with Domoic Acid,” New England Journal of Medicine 322 (1990): 1775–1780. .

С 4 ноября по 5 декабря 1987 года заболело сто семь человек. Источник заболевания власти вскоре определили: все больные незадолго до этого ели мидии. И все эти мидии были выловлены в устье реки на острове Принца Эдуарда, чуть севернее Новой Шотландии. Чтобы убедиться, что вспышка болезни действительно была вызвана мидиями, ученые ввели немного полученного из этих мидий экстракта мышам. Через десять минут мыши начали отчаянно чесаться. Затем у них возникли нарушения координации движений. Через час все они были мертвы.

Никаких экзогенных токсинов в мидиях не обнаружилось. Однако токсикологический анализ выявил высокий уровень домоевой кислоты. О домоевой кислоте тогда почти ничего не знали, но в химическом отношении она вела себя во многом похоже на нейромедиатор глутамат. Глутамат – самый распространенный из нейромедиаторов в мозге, он высвобождается одними нейронами и возбуждает другие. Избыток глутамата ведет к перевозбуждению и припадкам. Когда из нейронов хлещет глутамат, взрыв метаболизма буквально выжигает прилегающие к ним клетки [41] H. Parfenova, S. Basuroy, S. Bhattacharya, D. Tcheranova, Y. Qu, R. F. Regan, and C. W. Leffler, “Glutamate Induces Oxidative Stress and Apoptosis in Cerebral Vascular Endothelial Cells: Contributions of HO-1 and HO-2 to Cytoprotection,” American Journal of Physiology – Cell Physiology 290 (2006): C1399 – C1410. . Домоевой кислоты для аналогичного разрушительного воздействия требуется совсем немного. А еще домоевая кислота устойчива к термообработке, поэтому сохранялась в мидиях даже после варки.