Книга: Мы — это наш мозг. От матки до Альцгеймера

XXI.2 Эволюция мозга

XXI.2 Эволюция мозга

Наша отличительная особенность — фантастический мозг весом 1,5 кг, состоящий из примерно 100 миллиардов клеток, нейронов. Это в 15 раз превышает население земного шара. Каждая клетка мозга находится в контакте с 10 000 других мозговых клеток посредством высоко специализированных контактов — синапсов. Наш мозг содержит 100 000 км нервных волокон. Тем не менее основные свойства нервных клеток: принимать, направлять, обрабатывать и посылать импульсы — сами по себе не специфичны для нервной ткани. В принципе эти свойства также присущи и многим другим видам ткани живых организмов, даже одноклеточных. Это относится и к рудиментарным формам памяти и внимания. Но, как писал уже профессор К. У. Ариенс Капперс (1930), первый директор Института мозга в Амстердаме, нервная система, дифференцировавшаяся в ходе эволюции, значительно улучшила все эти функции. В то время как скорость передачи раздражения в других тканях, не принадлежащих к нервной системе, редко выходит за пределы 0,1 см/с, простейшая нервная клетка передает такой импульс со скоростью 0,1–0,5 м/с. Как показал профессор Капперс, наши нервные клетки могут передавать импульсы даже со скоростью 100 м/с. И это только одно из особых свойств нервных клеток, давшее громадное эволюционное преимущество.

Губки, самые примитивные животные, имеют лишь несколько видов клеток; у них нет ни специализированных органов, ни настоящей нервной системы. Но имеются предшественники нервных клеток, и в их ДНК присутствует почти полный комплект генов для построения белков на воспринимающей части синаптического контакта между нервными клетками (на постсинаптической мембране). Так в ходе эволюции, при всего лишь нескольких модификациях могла возникнуть совершенно новая функция передачи химических нейротрансмиттеров.

Примитивная нервная клетка возникла 650–543 миллиона лет назад, в прекамбрии. Кишечнополостные уже тогда обладали диффузной нервной системой с настоящими нейронами и синапсами. С самого начала эти нервные клетки использовали химические нейротрансмиттеры, постепенную молекулярную эволюцию которых можно проследить вплоть до близкородственных им химических нейротрансмиттеров нашего мозга. Излюбленным кишечнополостным при исследованиях является крошечный пресноводный полип гидра (hydra), состоящий всего из 100 000 клеток. У гидры уже имеются уплотнения нервной системы в голове и в подошве, что может рассматриваться как первое эволюционное образование для возникновения головного и спинного мозга. В нервной системе гидры присутствует химический нейротрансмиттер, напоминающий и наш вазопрессин, и наш окситоцин. Этот маленький белок, вырабатываемый нервными клетками как химический нейротрансмиттер, называют нейропептидам. У позвоночных животных ген этого нейропептида сначала удвоился, а затем в двух местах изменился. Так возникли два близких друг к другу, однако специализированных, нейропептида, вазопрессин и окситоцин, которые, среди прочих, лишь недавно стали предметом особого интереса как важнейшие нейротрансмиттеры нашего социального мозга (см. II.3, Х.2). В соответствии с местом, где они вырабатываются, выделяются, и местом, где принимаются их сообщения, эти два нейротрансмиттера могут быть задействованы также в функции почек (см. VI. 1), при родах и лактации (см. II.2, 3), ритмах дня и ночи (см. XXI.4), стрессе, влюбленности (см. V.3), эрекции (см. V.4). доверии, боли и ожирении (см. VI.5). В работах по Гидра-пептид-проекту в 2001 году уже было выделено 823 пептида и получены их химические характеристики. Среди них были также нейропептиды, которые затем были впервые найдены у позвоночных животных; пептид, активирующий образование головы гидры, был найден также в гипоталамусе, в плаценте и в опухолях мозга у человека. Химическое родство различных видов животных чрезвычайно велико. Первая в ходе эволюции группа нервных клеток в голове, которую можно охарактеризовать как начато головного мозга, головной ганглий, имеется у плоских червей. Постепенные, небольшие структурные и молекулярные изменения в процессе эволюции мозга ясно показывают, что нам следует весьма условно относиться к часто провозглашаемому уникальному месту человека в животном мире. Дарвин уже высказал это в книге «The Descent of Man and Selection in Relation to Sex»[155] (1871): «Я думаю, что никто не сомневается в том, что значительно большая величина мозга человека по отношению к величине его тела, в сравнении с гориллой и орангутаном, непосредственно связана с его более высокими умственными способностями. <.. > С другой стороны, никто не думает, что интеллект двух животных или двух людей можно точно определить, измерив объем их черепа». Совершенно точно: величина нашего мозга очень важный, но, конечно, не единственный фактор, определяющий наши умственные способности. Небольшие молекулярные различия также имеют большие последствия.