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

Через эти области физического сходства и лежит путь к пониманию чужих внутренних ощущений. Совсем не обязательно пытаться сразу ответить на всеобъемлющий вопрос, что такое быть собакой, – можно конкретизировать. Как собака ощущает радость? Или еще прицельнее: как ощущает радость Дзен? Что испытывает Либби, когда ей не дают лаять на других собак? Самое очевидная область подобных вопросов – восприятие, эмоции, движение. Кроме них есть сфера, связанная с поддержанием жизненных функций, – сон, жажда, голод. Совокупность всех этих областей составляет психический опыт[6].

У человеческого разума имеются некоторые дополнительные элементы, в частности язык и символическое обозначение. Язык дает нам возможность не только общаться между собой, но и вести внутренний монолог. Он главенствует над остальными областями, присваивая обозначения прочим граням опыта. Это происходит помимо нашей воли. По мнению некоторых ученых, язык вплетен в человеческий опыт настолько прочно, что слова определяют наши поступки. Как писал Уильям Джеймс, отец американской психологии, человек боится медведя лишь потому, что чувствует учащающееся сердцебиение и мысленно кричит: «Мне страшно!»

Главенство языка часто вынуждало исследователей отказываться от возможности узнать, что испытывают животные. Неумение собаки произнести про себя: «Мне страшно» – дало ряду ученых повод переосмыслить изучаемую эмоцию – страх – как поведенческую программу, которая включается у животного, чтобы избежать чего-то пагубного[7]. Это был шаг назад – к картезианскому представлению о животных как об автоматах.

Считается, что ученый должен оставаться скептиком, пока не будет установлена окончательная истина, однако подобное выжидательное отношение, преобладавшее в дискуссиях об изменении климата, уже продемонстрировало свою несостоятельность. Да, истина пока не найдена, но в какой-то момент доказательства достигли критической массы, и ни один здравомыслящий человек сейчас не станет отрицать, что деятельность людей повышает общую температуру на планете. Точно так же обстоит дело с разумом животных. Как и в случае с климатическими изменениями, отрицание имело свои последствия. Упорно отрицая вероятность переживаний у животных и отказывая им даже в крупицах сознания, человек мог эксплуатировать их, как ему заблагорассудится. Но и здесь наметились перемены.

До появления современных технологий нейровизуализации судить о психическом состоянии можно было только по поведению или, применительно к человеку, спрашивая, что он чувствует или думает. Оба способа давали лишь приблизительную картину. Оценивая внутренние переживания по внешним поведенческим проявлениям, мы исходим из неких условных представлений. С людьми это работает неплохо благодаря физическому сходству и общему культурному коду, но у животных разрыв между поведением и внутренними переживаниями для нас гораздо шире. А если животное совсем ничего не делает? Как узнать, что оно чувствует – и чувствует ли вообще? Именно так и рассуждал Нагель, доказывая невозможность выяснить, что такое быть животным.

Да, у ученых наверняка имелись мотивы отрицать наличие осознаваемых эмоций у животных: необходимо было как-то оправдывать инвазивные исследовательские процедуры. Но я эти оправдания находил своекорыстными и лицемерными. Неспособность животных вербализировать свое внутреннее состояние не означает, что они не испытывают ничего схожего с ощущениями человека в аналогичной ситуации. И я не единственный ставил существующий порядок под сомнение. Благодаря прогрессу, произошедшему в нейронауке за сорок лет с момента публикации эссе Нагеля, сейчас перевес на ее стороне. Среди недавних ее достижений имеются два доказательства того, что из мозга все-таки можно извлечь информацию о психическом опыте даже при отсутствии внешних поведенческих проявлений.

В 2006 году Адриан Оуэн, нейробиолог из Кембриджа, исследовал с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) активность мозга у двадцатитрехлетней женщины, которая получила в ДТП серьезную травму мозга[8], повлекшую за собой утрату сознания. По всем клиническим параметрам пациентка находилась в вегетативном состоянии. Тем не менее, беседуя с ней, Оуэн и его коллеги обнаружили усиление активности в левой лобной доле, особенно в ответ на двусмысленные фразы. Что еще примечательнее, когда женщине давали указание представить себя за игрой в теннис или за обходом комнат своего дома, Оуэн наблюдал усиление активности в тех областях коры, которые связаны с пространственной ориентацией. Результаты его исследования имеют огромное значение. Он продемонстрировал, что внутренние субъективные переживания могут существовать в отрыве от внешних проявлений, однако нейровизуализация способна эти внутренние процессы выявить.

В 2008 году Джек Галлант, психолог из Калифорнийского университета в Беркли, раздвинул границы расшифровки сигналов мозга еще шире. Оказывается, по активности зрительной коры можно определить, на что смотрит человек. За последующие несколько лет Галлант усовершенствовал технологию – теперь она позволяет вычислить не только объект интереса, но и характер этого объекта (человек, предмет, сцена) и даже установить, находится этот объект перед глазами сейчас или всплыл в памяти[9]. Исследования Галланта доказали, что конкретные параметры физической активности мозга можно перевести в абстрактные психические состояния – в данном случае зрительные образы. Это был триумф материалистического редукционизма. Определенные психические состояния можно декодировать по активности мозга.

Если эта технология применима к людям, почему бы с таким же успехом не применить ее к животным и не декодировать их разум? Кажется, у нас наконец появилась реальная возможность выяснить, что такое быть летучей мышью или собакой.

Завершив разминочные задания, Клэр разрешила собаке убрать морду с опоры. Либби заметила мой взгляд и расценила его как приглашение поиграть. Она кинулась ко мне во всю прыть, подлетела, скользя на гладком полу, и подпрыгнула, чтобы лизнуть, – но я предусмотрительно увернулся, и Либби просвистела мимо. Только после этого я опустился на колени и позволил облизать себе лицо.

Подоспевшая Клэр взяла Либби на поводок: «Все, Либби, хватит!»

Либби уселась, вертя головой и глядя то на Клэр, то на меня. Ей стоило невероятных усилий и выдержки не обслюнявить меня вновь в порыве восторга. Не был бы ее хвост искалеченным, он бы сейчас бешено мел по полу.

«Так, а теперь давайте в трубу», – скомандовал Питер.

Труба представляла собой почти двухметровый отрезок картонной цилиндрической опалубки, которая обычно используется для возведения бетонных колонн. У нас она получила новое предназначение – имитировать капсулу томографа. Мы установили ее на столе посередине тренировочного зала, а лист фанеры внутри изображал выдвижной стол, на который кладут пациента.

Клэр подвела Либби к переносной лестнице, приставленной к створу трубы. Что делать дальше, Либби знала – как-никак три года в проекте. Взлетев по ступеням, она пристроилась к опоре – пенопластовому блоку, в котором была сделана выемка под собачью морду. Опора крепилась к имитации головной катушки – той части томографа, где считываются сигналы мозга. В обычном человеческом аппарате она напоминает шлем имперского штурмовика из «Звездных войн», но для собак мы использовали только нижнюю часть катушки, которая у человека обычно охватывает шею.

Убедившись, что Либби встала в требуемую стойку, Клэр приступила к новому этапу нашего эксперимента. До тех пор все испытания проходили в форме пассивного тестирования. Мы предъявляли стимулы в виде жестов, компьютерных изображений, лакомства и запахов. От собаки требовалось только стоять смирно, пока мы измеряем ответ мозга, и эксперименты шли с блеском. Мы приучили к таким процедурам двадцать собак и опубликовали несколько научных работ о функционировании центра подкрепления в собачьем мозге. Но теперь Клэр и Либби отрабатывали кое-что посложнее – активное задание. Впервые за все время Либби предстояло выполнить в процессе магнитно-резонансного сканирования некое действие.

Наблюдение за поведением собаки в ходе сканирования перечеркивало все наши прежние требования к неподвижности в томографе, однако именно здесь скрывался ключ к пониманию, что делает Дзена Дзеном и чем его мозг отличается от мозга Либби. По внешним проявлениям разница характеров была очевидна, но мы не могли запустить собаку в томограф и позволить реагировать привычным образом на других собак и людей. Если Дзену еще удалось бы продемонстрировать особенности своей натуры в неподвижности, то для Либби это было исключено.

Поэтому мы обратились к человеческой психологии и заимствовали оттуда эксперимент, применимый даже к детям. Называлось это задание «можно/нельзя».

Запустив Либби в симулятор, Клэр достала пластмассовый свисток.

И дунула в него.

Либби, не колеблясь ни секунды, ткнула маленькую пластиковую мишень, приклеенную скотчем к опоре в сантиметре от собачьего носа. Клэр нажала кнопку на зажатом в руке приборчике размером с ладонь – кликере. Звонкий щелчок сообщил Либби, что она все сделала правильно, и в награду Клэр выдала ей лакомство.

Пока все идет как надо. Либби выучила, что свисток означает: «Ткни носом мишень». Большинство собак освоило этот трюк моментально. Поначалу мы устанавливали мишень на полу и, указывая на нее, давали собаке разрешение обследовать незнакомый предмет, что все наши подопечные охотно проделывали. Главное было, указывая на мишень, одновременно дунуть в свисток. Дотронувшись до мишени, собака получала в награду лакомство. Вскоре на мишень можно было уже не указывать.

Дальше начинался сложный этап. Держа свисток во рту, Клэр подняла руки и скрестила на груди. Это значило: «Не шевелись. Даже когда услышишь свисток».

Не размыкая скрещенных рук, Клэр тихонько свистнула.

Либби даже ухом не повела.

– Хорошо, – одобрил Питер. – Похвалите ее.

Чтобы проверить, нет ли здесь случайного совпадения, Клэр опустила руки и снова дунула в свисток. На этот раз Либби ткнула мишень.

– Умница! – воскликнула Клэр, выдавая очередное заслуженное лакомство.

Судя по всему, Либби усвоила, что свисток означает «можно», а скрещенные руки означают «нельзя» и они главнее свистка.

– Отлично. Теперь увеличим громкость, – скомандовал Питер.

Повторное испытание, когда Клэр опять скрестила руки и засвистела, уже громче, Либби выдержала не шелохнувшись. Я был поражен. Это задание и людям не всегда легко дается.

В арсенале психологов задание «можно/нельзя» присутствует уже не первый десяток лет. У нас Либби тыкала в мишень носом по сигналу свистка, в человеческом варианте испытуемый должен нажимать кнопку на клавиатуре. Но и от человека это задание требует достаточного самоконтроля, не все выполняют его одинаково хорошо. Маленьким детям, например, в силу недостаточного развития лобных долей мозга, оно не дается совсем. Я надеялся, что и собаки продемонстрируют индивидуальные различия в прохождении этого теста, тем самым приоткрывая завесу над индивидуальными различиями в функционировании мозга.

Мозг у собаки не очень большой. Величиной он примерно с лимон, и лобные доли в пропорциональном соотношении гораздо меньше человеческих. Неудивительно, что самоконтроль у собак хромает. Да, их можно выдрессировать, можно даже приучить довольно долго высиживать в ожидании лакомства, но у меня дома, например, собаки только и ждут случая ухватить что-нибудь запрещенное, будь то еда или нижнее белье. Келли, даром что едва дотягивается до кухонного стола, виртуозно слизывает лакомые кусочки, наклоняя голову набок и вытягивая язык, словно муравьед. Либо она не в силах устоять перед соблазном, либо, наоборот, у нее невероятный самоконтроль и она просто знает, когда пора прекратить испытывать терпение хозяев, если не хочешь, чтобы на тебя наорали.

Из-за проблем с самоконтролем собаки нередко и попадают в приют. Покусы, лай, разгром и порча вещей, лужи по всему дому – самые распространенные причины отказа от собаки, так что определить, какие области собачьего мозга отвечают за контроль поведения и как они функционируют, стало одной из главных задач собачьего проекта. Если нам удастся продвинуться в этом вопросе, возможно, сократится число собак, попадающих в приют на усыпление.

Либби ставила нас в тупик. В компании других собак она едва себя сдерживала, но в томографе демонстрировала чудеса послушания и дисциплины. Наше исходное предположение, что самоконтроль у собаки либо есть, либо нет, явно требовало доработки. Если у Либби получается контролировать себя в одной ситуации и не получается в другой, значит, как-то влияет контекст. И нам нужно было выяснить как.

Многим нашим собакам, даже не таким легковозбудимым, как Либби, задание «можно/нельзя» давалось с трудом. У некоторых ушел не один месяц, прежде чем они достигли виртуозности Либби. Но они не виноваты. Все-таки многие из них участвовали в проекте с самого начала, и с первых дней от них требовалось и на тренировках, и в настоящем томографе не шевелиться, когда кладешь морду на опору в головной катушке. Задание «можно/нельзя» перечеркивало все, к чему их приучали. И если Либби сумела приспособиться к новым требованиям, то другие, более пассивные собаки оказались в плену старых привычек. Но упрямились они или попросту запутались, я не знаю.

Олицетворением этого ступора стала Кэйди. Как и Дзен, она была помесью золотистого ретривера с лабрадором – красавица с густой, почти белоснежной шерстью, оттеняющей большие шоколадные глаза. Кэйди была милейшим созданием, но, должен признать, довольно бездумным и витала где-то в облаках в ожидании команд от хозяйки, Патриции Кинг. Тут, безусловно, дело во многом было в генетике. Как потенциальная служебная собака, Кэйди имела длинную родословную, всех представителей которой отбирали для беспрекословного подчинения человеку и искореняли в них самостоятельность. Патриция выступала для Кэйди чем-то вроде внешнего мозга. У таких собак, как Кэйди, нам было трудновато отделить их собственные желания от хозяйских или понять, существует ли эта разница в принципе.

Чтобы выяснить, каково оно – быть Кэйди, одного только поведения недостаточно, поскольку поведением управляет множество разных мотиваций, и лишь отклик мозга мог позволить судить о причинах ее действий или бездействия. Имея среди испытуемых две такие полные противоположности в плане подчинения, как Либби и Кэйди, мы обрели идеальную возможность вычислить соотношение между желаемым и дозволенным у собаки.

Но для этого требовалось сперва включить Кэйди в работу в новой задаче.

Кэйди даже дотрагиваться до мишени не хотела – что странно, поскольку любимым ее занятием была игра в мячик. Мне казалось, что задание с мишенью похоже на беготню за мячом, ведь в обоих случаях собака тычется во что-то мордой. Но я снова попал впросак, рассуждая с человеческой, а не с собачьей точки зрения.

В головной катушке Кэйди застывала как статуя, поэтому до сих пор она была нашей самой лучшей и стабильной испытуемой. Сканирование у нее шло как по маслу. Но у медали оказалась и оборотная сторона: как только мы поменяли контекст задания, Кэйди выключилась. Судя по всему, она предпочла не догадываться, чего от нее хотят, а замереть и дожидаться подсказок от Патриции.

К счастью, нам ничто не мешало сыграть на сверхъестественной собачьей способности воспринимать указательный жест человека. Брайан Хэйр, специалист по эволюционной антропологии из Университета Дьюка, изучал эту способность у нескольких видов животных, включая собак и приматов. Как выяснилось, собака обычно понимает, что, если человек на что-то указывает, ей нужно посмотреть на соответствующий объект. Для человека это само собой разумеется, но другие приматы приходят к этому только после долгой тренировки, если вообще приходят. Обезьяна, скорее всего, попросту уставится на ваш палец. Насчет того, врожденная это способность или приобретенная, исследователи пока расходятся во мнениях. Моник Юделл из Орегонского университета, исследуя поведение псовых, продемонстрировала, что волки, с рождения выращенные людьми, с указательными заданиями справляются не хуже собак. Человеческая рука, считает Моник, имеет особое значение для собак и социализированных волков, поскольку псовые быстро привыкают видеть в ней руку кормящую. Поэтому для них вполне закономерно отслеживать, куда именно указывает эта рука, особенно когда в ней не оказывается лакомства. Хэйр же, наоборот, утверждает, что это врожденная способность, поскольку формировалась у собак тысячелетиями. Мы же, не углубляясь в споры, врожденная она или приобретенная, просто воспользовались ею, чтобы показать Кэйди, чего от нее хотят.

Сперва Патриция указала на установленную на полу пластиковую мишень. Кэйди сунулась под палец и стала увлеченно нюхать пол вокруг, задрав зад и виляя хвостом. Она явно выискивала лакомство. В процессе поисков Кэйди случайно уронила мишень. Это, разумеется, было засчитано за касание, Патриция тут же воскликнула: «Умница!» – и выдала награду.

Кэйди пока не понимала, что случилось, но играть ей понравилось.

Упражнение повторили еще раз, и еще, и еще.

Примерно через двадцать повторов у нее наконец щелкнуло. По очередному знаку Патриции Кэйди кинулась к мишени и опрокинула ее уже нарочно: свалив мишень, она оглянулась на Патрицию в ожидании похвалы и награды. Она усвоила, что лакомство закономерно появляется после опрокидывания мишени.

Когда Кэйди разобралась, что сбивать мишень – это такая забава, Патриция ввела в игру свисток. Теперь она не просто указывала на мишень, а добавляла к жесту свист. И снова понадобилось около двадцати повторов, чтобы Кэйди перенесла усвоенную закономерность на свисток, и жест стал излишним.

Теперь, когда Кэйди уверенно касалась мишени, пора было перенести отработку задания в головную катушку. Для выполнения эксперимента любой собаке, даже самой робкой, требовалось ткнуть носом мишень в головной катушке томографа. Но собаки на удивление чувствительны к контексту. Если Кэйди научилась касаться мишени на полу, это совсем не значит, что она готова проделать то же самое в головной катушке. И если для нас идентичность мишени очевидна, никто не гарантирует, что точно так же эту мишень воспринимает собака. Мы пока не знаем, каково оно – быть Кэйди.

Запустив Кэйди в головную катушку, где примерно в сантиметре от собачьего носа к опоре была прилеплена мишень, Патриция дунула в свисток. Кэйди в ответ просто уставилась на Патрицию. Абсолютно пустым взглядом.

Патриция попробовала еще несколько раз – без толку.

– И что теперь делать?

То же самое, что делали на полу, куда деваться. Указывать, а если понадобится, то и коснуться мишени, одновременно дуя в свисток, пока Кэйди не поймет, чего мы от нее хотим.

С такими, как Кэйди, дело продвигалось медленно. В отличие от Либби, они просто отказывались шевелиться, попав в головную катушку. Но в конце концов всех удалось научить тыкать носом в мишень по свистку и в той или иной степени воздерживаться от тычка при запрещающем жесте в виде скрещенных рук. Одни освоили этот фокус за пару месяцев, другим понадобилось полгода.

Теперь можно было переходить к сканированию. Если удача будет на нашей стороне и эксперимент спланирован правильно, то вскоре мы выясним, что же происходит у этих собак в голове.

Глава 2

Зефирный эксперимент

Патриция предпочитала приходить на томографию пораньше, поэтому прекрасным апрельским днем 2014 года они с Кэйди оказались в очереди первыми. Я приехал за полчаса до них, чтобы включить компьютеры и подготовить помещение. Застелил выдвижной стол свежей пеленкой, приставил лестницу, чтобы собаки могли забираться в аппарат сами. Через несколько минут пришел Питер и начал выкладывать свои приборы у дальнего торца томографа. Прежде всего – кнопочный счетчик, чтобы фиксировать время каждого испытания. Одну кнопку он будет нажимать, когда Патриция дунет в свисток, а вторую – когда Кэйди ткнет носом мишень. Затем Питер приклеил скотчем зеркальце к внутренней стенке тоннеля – отслеживать момент касания мишени. Наконец, закрепив в головной катушке опору для морды, мы отправили всю конструкцию вглубь аппарата.

В процедурную вбежала Кэйди, радостно виляя не просто хвостом, а всем задом. Она проходила это испытание уже в десятый раз. Ни намека на беспокойство. Через несколько минут, дав собаке слегка угомониться, Патриция скомандовала: «В катушку!»

Кэйди взбежала по лестнице и положила морду на опору, дожидаясь, когда Патриция обойдет аппарат и встанет у дальнего торца, прямо напротив Кэйди. По плану предполагалось для разминки прогнать десять раз «можно/нельзя», ничего пока не сканируя. Идеального исполнения мы не ожидали, но хотя бы 80 % правильных действий в обоих случаях получить хотелось бы.

Однако Кэйди впала в режим «в томографе шевелиться нельзя» и на свисток не реагировала вовсе. Надо было что-то делать. Марк предложил выпустить ее из томографа и ненадолго вернуться к игре.

– Гуляй! – велела Патриция.

Кэйди задом выползла из томографа и с абсолютно безмятежным видом, ничуть не обескураженная, спустилась по лестнице.

Мы расставили на полу несколько пластиковых мишеней, как в самом начале обучения. И хотя обычно от собаки нам требовалось спокойствие, тут я, подстраиваясь под характер Кэйди, затеял с ней возню, чтобы растормошить и настроить на игровой лад. Патриция свистнула и указала на мишень. Кэйди кинулась к ней, сбивая мишени на ходу. Мы дружно осыпали ее похвалами.

Посшибав мишени минут десять, Кэйди вроде бы созрела для повторного испытания в томографе. На этот раз дело пошло на лад. До идеала все равно было далеко, но все-таки примерно в 75 % случаев мишень она ткнула. Теперь можно было переходить к настоящему сканированию.

МРТ – удивительный метод исследования. Лучшего способа заглянуть внутрь организма пока еще не придумали. Для МРТ не требуется ни рентген, ни другое ионизирующее излучение, только мощнейший магнит и высокотехнологичная аппаратура, выстраивающая изображение. И поскольку радиация в процессе не участвует, МРТ безопасна для здоровья.

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

Сноски

1

Пер. А. Н. Егунова.

2

G. Berns, How Dogs Love Us: A Neuroscientist and His Adopted Dog Decode the Canine Brain (New York: New Harvest, 2013).

3

T. Nagel, “What Is It Like to Be a Bat?” Philosophical Review 83 (1974): 435–450.

4

О дихотомии внешних и внутренних ощущений философы задумывались задолго до Нагеля. См. L. Wittgenstein, Philosophical Investigations, translated by G. E. M. Anscombe, P. M. S. Hacker, and J. Schulte, 4th ed. (West Sussex, UK: Wiley-Blackwell, 2009) (Витгенштейн, Людвиг. Философские исследования).

5

P. M. Churchland, “Some Reductive Strategies in Cognitive Neurobiology,” Mind 95 (1986): 279–309; P. Godfrey-Smith, “On Being an Octopus,” Boston Review, May/June 2013, 46–60.

6

Проницательный читатель заметит, что мозг представляет собой нелинейную систему и, вполне возможно, нечто большее, чем просто сумму своих частей. Мне кажется, области сходства можно сравнить с ракурсами фотосъемки. Фотография – это двумерное, плоское отображение пространства, но, если один снимок не дает полного представления об объекте, можно произвести съемку с разных точек и получить достаточно объемную, приближенную к действительности картину. Соответственно, вышеупомянутые области тоже могут быть снимками сознания «с разных точек».

7

J. E. LeDoux, “Coming to Terms with Fear,” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 111 (2014): 2871–2878.

8

A. M. Owen, M. R. Coleman, M. Boly, M. H. Davis, S. Laureys, and J. D. Pickard, “Detecting Awareness in the Vegetative State,” Science 313 (2006): 1402.

9

K. N. Kay, T. Naselaris, R. J. Prenger, and J. L. Gallant, “Identifying Natural Images from Human Brain Activity,” Nature 452 (2008): 352–356; S. Nishimoto, A. T. Vu, T. Naselaris, Y. Benjamini, B. Yu, and J. L. Gallant, “Reconstructing Visual Experiences from Brain Activity Evoked by Natural Movies,” Current Biology 21 (2011): 1641–1646; T. Naselaris, C. A. Olman, D. E. Stansbury, K. Ugurbil, and J. L. Gallant, “A Voxel-Wise Encoding Model for Early Visual Areas Decodes Mental Images of Remembered Scenes,” NeuroImage 105 (2015): 215–228.