4F: Биология личности. Как древние инстинкты управляют нашими решениями — и как мы можем ими управлять

— Практически не было нервной системы, поэтому движения были медленными.

— Ели плохо, потому что не умели хорошо переваривать еду.

— Двигаться было сложно, ведь мышцы только начинали развиваться.

— Охотиться они не умели — никакой силы и ловкости.

— Воспроизводились медленно и не очень удачно.

В целом, нечего было делать, кроме как ждать, пока мимо проплывёт еда.

Что изменилось? Появилось распределение работ.

— Нервная система. Кишечнополостные получили нервную систему, похожую на сеть маленьких проводов. Теперь они умеют чувствовать прикосновения и быстро прятаться, если рядом появляется опасность (сворачиваться при опасности или направлять щупальца к добыче).

— Пищеварительная. Их тело стало уметь переваривать пищу намного лучше, чтобы становиться сильными и большими.

— Опорно-двигательная. Появились сильные мышцы, и теперь они могут двигаться, сгибаться и даже плавать — быстро хватать еду и уплывать от хищников.

— Охотничья и защитная. Кишечнополостные придумали специальные щупальца с маленькими жалящими клеточками, чтобы ловить рыбок и защищаться от опасностей.

— Репродуктивная. Увеличивалась численность популяции и адаптация к изменениям среды. Они стали лучше размножаться, чтобы оставлять больше своих «детишек».

— Симбиотическая. Подружились с маленькими зелёными водорослями, превращающих солнечный свет в дополнительную энергию. Избыточная энергия стала направляться на увеличение сложности.

Главное в развитии психики животного является не столько строением тела сколько конкретными условиями жизни и взаимоотношениями с окружающей средой. Психика ограничивается умвельтом животного.

Как зародилась нервная система? Чем чаще активируются одни и те же связки, тем крепче создаются нервные связи — возникают группы нейронов, которые взаимодействуют и работают вместе при поступлении сигнала. Например, если одна группа нейронов отвечает за вкус, другая — за цвет, третья — за запах, четвертая — за форму, то при возникновении связей между этими группами можно создать целостное представление o вкусняшке. Со временем между группами нейронов развивается конкуренции: одни выживают, другие отмирают — закон джунглей.

Нейроны — основа возникновения будущей сети — автомагистрали химических писем. По ней в кратчайшие сроки доходит возбуждение до отдельных участков тела многоклеточного: по протоплазме не превышает 1 — 2 микрона в секунду; по простейшей нервной системе достигает 0.5 м/с; у лягушки уже 25 м/с; у человека — 125 м/с. Настоящий автобан.

Плоские черви

Нервная система медузы великолепна для того, чтобы просто реагировать на мир, как живой колокольчик: тронули — зазвенел. Но у нее один огромный недостаток: совершенно не приспособлена для целенаправленного движения.

Представьте себе круглый космический корабль, у которого двигатели расположены равномерно по всему периметру. Куда бы он ни полетел, он всегда летит «боком». Чтобы двигаться вперед, нужно было изобрести «перед».

Около 700 млн лет назад плоские черви решили эту гениальную задачу. Они настоящие революционеры, титаны эволюционной мысли. Именно они заложили фундамент для всего дальнейшего развития психики, включая нашу с вами. Что же они сделали такого невероятного? Совершили три прорыва, которые навсегда изменили правила игры.

1. «Изобретение» Правого и Левого. Взгляните на медузу — она круглая. Как ни крути, она одинаковая. А теперь посмотрите на планарию (или на себя в зеркало). У нее есть четкие правая и левая стороны, которые являются зеркальным отражением друг друга — двусторонняя симметрия. Это фундаментальный чертеж для любого существа, которое хочет не просто болтаться в воде, а активно двигаться вперед. Появилась передняя и задняя часть тела, а значит, и направление движения.

2. Рождение «головного офиса» (централизация). Нервная система кишечнополостных была децентрализована, как анархистская коммуна. У плоских червей впервые в истории появляется «администрация». Их нервная система имеет вид лестницы, соединенной перемычками. Это уже похоже на упорядоченную электрическую схему, а не на спутанный клубок проводов. Но самое главное — на переднем конце тела нервные клетки собираются в два крупных узла. Это первый в истории прообраз головного мозга. Гениальный менеджерский ход! Зачем размазывать управляющие центры по всему телу, если можно собрать их в одном месте — в «головном офисе», который будет получать всю информацию первым и принимать решения?

3. «Офис» обзаводится «окнами» (развиваются органы восприятия). Какой смысл в головном офисе, если в нем нет окон? На переднем конце тела планарии концентрируются и органы восприятия: рецепторы, которыми она «нюхает» и «пробует на вкус» воду, разыскивая добычу; светочувствительные «глазки» (планария не видит картинок, но отличает свет от тьмы); органы равновесия (помогают понять, где верх, а где низ).

Медуза пассивно ждет, пока добыча сама наткнется на ее щупальца. Планария же активно ищет! Она целенаправленно ползет, постоянно ощупывая и «обнюхивая» мир своим передним концом. Ее поведение впервые становится поисковым. Она не просто реагирует на стимулы, она их ищет. Это рождение любопытства.

Привыкание и сенсибилизация — это простые формы обучения. Они не требуют большого ума. Но настоящий прорыв происходит тогда, когда живое существо учится не просто реагировать, а предсказывать события. А для этого нужно научиться связывать одно с другим. Этот механизм называется ассоциативным обучением, и его самая известная форма — условный рефлекс Павлова. Тут можно вспомнить его эксперимент с собаками: если вместе с кормом добавлять звук колокольчика, то скоро слюноотделение начнет ассоциироваться с ним. Это настоящая магия! Впервые в истории живое существо научилось реагировать не на само событие, а на его символ. Мир перестал быть набором случайных явлений и превратился в цепочку связанных событий, которые можно предугадать. У планарии появляется примитивная форма нестойких условных рефлексов. Тут возникает 3 следствия появления ассоциативного обучения:

Рождение прогнозирования. Способность к ассоциативному обучению — это, по сути, способность заглядывать в будущее.

Появление субъективного опыта. Именно обучение превращает объективные стимулы в субъективные сигналы. Для необученной планарии свет — это просто свет. Для обученной (к примеру, ей давали разряд тока при включении света) — это опасность. Значение стимула теперь зависит не только от его физических свойств, но и от прошлого опыта конкретного существа. Формируется внутренний мир.

Зарождение пластичности. Две планарии с одинаковыми генами, но разным жизненным опытом, будут вести себя по-разному.

Плоский червь — это живой чертеж, эскиз, по которому в дальнейшем будет строиться нервная система всех более сложных существ. Он первым наметил разделение на «центр» и «периферию», «понял», что для эффективного движения нужна голова, и отправился в путешествие не по воле морских волн, а по собственному, пусть и крошечному, желанию. Плоский червь, этот скромный обитатель морского дна, первым открыл великий закон жизни: выживает не тот, кто сильнее, а тот, кто лучше учится!

Дождевые черви

Дождевой червь появился на нашей планете примерно 550 млн лет назад. Может раньше, сложно сказать. Главное, что отличает его от плоских предков — сегментированное тело.

Представьте, что вы строите поезд. Можно сделать один длинный вагон, но управлять им будет сложно. А можно сделать много одинаковых, но соединенных между собой вагонов, где каждый имеет свой двигатель и может двигаться относительно других. Дождевой червь — это такой «поезд» из множества одинаковых «вагонов» — сегментов. И каждый такой «вагон» не просто отделен, он имеет свой собственный нервный узел (ганглий).

У дождевого червя есть «мозг» — надглоточный ганглий, расположенный в первом сегменте. Это уже не просто два узла, как у планарии, а более сложное скопление нейронов, которое можно назвать настоящим, хоть и крошечным, и неполноценным, мозгом. В голове узлы срастаются в сплошную нервную кашу со сложной структурой, которую без литра медицинского спирта не объяснить. От нее вниз по всему телу тянется брюшная нервная цепочка, и в каждом сегменте этой цепочки есть собственный нервный узел.

На что это похоже? Представь, что в каждом вагоне поезда сидит свой маленький машинист, который получает общие команды из головного вагона, но при этом может самостоятельно управлять своим участком. Это позволяет червю совершать невероятно сложные и скоординированные движения — ползти, сокращая одни сегменты и расслабляя другие, чтобы проталкивать свое тело сквозь плотную почву.

Сегментированное тело и модульная нервная система подарили дождевому червю удивительные способности:

Сложное передвижение. Дождевой червь не просто ползет — он буравит землю: сначала расширяет передний конец, затем сокращает его, чтобы подтянуть задние сегменты. Все это требует невероятной координации тысяч мышечных волокон в каждом участке тела, управляемых локальными ганглиями, но под общим контролем головного мозга.

Ориентация в трех измерениях. Если планария ползала по поверхности, то дождевой червь освоил почву. Он может двигаться вверх, вниз и в стороны, находить путь к влаге или пище.

Улучшенные органы восприятия. Хотя у него нет глаз, дождевой червь прекрасно чувствует свет (и активно избегает его, чтобы не высохнуть), ощущает вибрации (что помогает ему прятаться от кротов) и различает химические вещества в почве, чтобы найти пищу или партнера.

Если плоский червь научился простым нестойким, то дождевой червь — устойчивым условным рефлексам. Возникает способность к приобретению и закреплению жизненного опыта. Естественный отбор оформляет и передает его из поколения в поколение в качестве безусловных (врожденных) рефлексов и инстинктов (цепочка врожденных рефлексов): что-то рыть, собирать или строить. Дождевые черви способны не просто реагировать на один стимул, а запоминать последовательность действий и ориентироваться в пространстве. Они могут научиться различать два разных запаха или две разные вибрации, если один из них связан с наградой, а другой — с наказанием. Это уже требует более развитых способностей к анализу информации.

Какие же новые, фундаментальные тренды психики заложил дождевой червь?

— Модульность и иерархия управления. Сегментированное тело с локальными ганглиями, подчиняющимися «центральному офису», — это прототип любой сложной системы управления. Это как компьютерная сеть: есть центральный сервер (мозг) и множество локальных рабочих станций (ганглии сегментов). Если одна «станция» выйдет из строя, вся система не рухнет. Этот принцип модульности и иерархии будет развиваться во многих более сложных нервных системах.

— Усложнение моторики и освоение новой среды. Способность к сложному, скоординированному движению позволила дождевому червю освоить принципиально новую среду — почву. До этого можно было либо плавать в воде, либо ползать по дну океана. Дождевой червь проник вглубь дна. Это был гигантский шаг к освоению любых сложных ландшафтов, от вершин деревьев до глубин океана.

— Углубление памяти и обучения. Способность к обучению и различению стимулов показывает, что психика становится еще более пластичной. Червь может не просто запоминать «Свет = Боль», а выстраивать цепочку действий для достижения цели (разворот и всплытие при побеге). Это был шаг к появлению более сложного интеллекта, способного активно решать задачи, а не только пассивно реагировать.

Дождевой червь — это живой учебник по инженерной мысли эволюции. Он показал, как можно построить сложное, надежное и обучаемое тело из простых, повторяющихся блоков, управляемых гениальной нервной системой. Этот принцип ляжет в основу строения нашего, человеческого тела.

Членистоногие

Нервная система дождевого червя была похожа на надежную, но неторопливую железнодорожную сеть. Но эволюция готовилась к новому рывку — завоеванию суши, вне океана. Членистоногие — первые наземные животные в истории Земли. Они создали конечности в виде сложных рычагов (соединенных суставами члеников) для отталкивания от земли. Поэтому и были названы членистоногими.

Эволюция на этом не остановилась и решила покорить небо. А для полета нужна совершенно другая система управления — быстрая, точная, способная обрабатывать огромные потоки информации в режиме реального времени. Нужен был бортовой компьютер истребителя. И эволюция создала его в теле насекомого около 500 млн лет назад.

Нервная система насекомых — это прямой потомок «лестницы» дождевого червя, но прошедший глубокую модернизацию:

1. Централизация. Эволюция поступила как грамотный топ—менеджер: она начала объединять «отделы» для повышения эффективности. Нервные узлы в сегментах тела стали сливаться. В грудном отделе они объединились в мощный грудной ганглий — настоящий «контроллер полетов», управляющий ногами и крыльями. А в голове произошло главное — ганглии разрослись и слились в сложнейшую структуру, которую уже без всяких скидок можно назвать головным мозгом.

2. Увеличение объема информации. Новый мозг был нужен, чтобы обрабатывать данные с новых, невероятно крутых датчиков. Насекомые обзавелись:

— Фасеточными глазами. Это не просто два глаза, как у нас. Это сотни и тысячи маленьких глазок, собранных в одну мозаику. Они не видят четких картинок, зато идеально отслеживают малейшее движение. Для мухи мир — это калейдоскоп мелькающих пятен, и она реагирует на изменение этой картинки с молниеносной скоростью.

— Антеннами-усиками. Это сложнейшая химическая лаборатория, способная уловить несколько молекул запаха на расстоянии 500 м, и одновременно — чувствительнейший орган осязания.

3. Ускорение обработки информации. Эта новая сенсорная реальность породила и новую психику. Мир насекомого — это мир скоростей, запахов и вибраций, который нам даже сложно вообразить.

Обладая таким совершенным «железом», насекомые пошли по особому пути развития. Они не стали делать главную ставку на обучение. Вместо этого они довели до почти абсолютного совершенства врожденные программы поведения — инстинкты. Если говорить на языке IT—технологий, то насекомые сделали ставку на «железо», а не «софт».

Инстинкт — это не просто рефлекс. Это жесткая, генетически запрограммированная цепочка действий, которая выполняется от начала и до конца без всякого обучения. И в этом насекомые — непревзойденные мастера.

К примеру, оса-убийца Сфекс. Эта одиночная оса демонстрирует поведение, похожее на сценарий голливудского триллера. Она роет норку строго определенной глубины. Затем она летит на поиски сверчка, находит его и парализует тремя точными уколами жала в три главных нервных узла. Не больше и не меньше! Оса тащит парализованного, но живого сверчка (живые «консервы» для будущей личинки) к норке. Внимание, кульминация! Она оставляет сверчка у входа, а сама лезет в норку, чтобы «проверить, все ли в порядке». Вылезает, затаскивает сверчка внутрь, откладывает на него одно—единственное яйцо и запечатывает вход.

Это выглядит как разумное, продуманное действие. Но это чистый автомат, программа. Французский энтомолог Жан Анри Фабр провел жестокий, но гениальный эксперимент: пока оса была в норке на «проверке», он отодвигал сверчка на пару сантиметров в сторону. Оса вылезала, теряла сверчка, находила рядом, подтаскивала к самому входу и… снова лезла в норку на «проверку»! Фабр повторял это 40 раз подряд, и оса 40 раз тупо следовала программе, не в силах перейти к следующему шагу («затащить сверчка»), пока не будет выполнен предыдущий («сверчок лежит у входа»).

Шмели, улетающие довольно далеко от гнезда, обычно всегда в него возвращаются, но в случаях перемещения гнезда на 1/2 метра, они его не находят. Пчелы теряют улей, который поворачивался исследователем на 90° или отодвигался на 1 метр.

Это показывает нам альтернативный путь эволюции психики: создание невероятно сложных, но абсолютно жестких поведенческих программ.

Но… Они все-таки учатся!

Долгое время считалось, что насекомые — это просто биороботы. Но это не так. На фундаменте своих железных инстинктов они строят удивительно гибкое поведение:

1. Пчелы легко обучаются. Если поставить блюдце с сахарным сиропом на синий квадратик, пчелы быстро запомнят, что «синий цвет = еда». Они способны запоминать не только цвет, но и форму, запах, вкус.

2. Но то, что делают пчелы-разведчицы, выходит за все мыслимые рамки. Вернувшись в улей, пчела не просто радуется. Она исполняет «виляющий танец». Это не просто хаотичные движения. Это — символический язык. Угол, под которым пчела танцует относительно вертикали (силы тяжести), в точности соответствует углу, под которым нужно лететь к цели относительно солнца. Длительность «виляющей» фазы танца точно кодирует расстояние до цели.

Остановитесь и вдумайтесь. Это первое в истории Земли абстрактное, символическое общение. Пчела передает не еду, а информацию о еде, закодированную в символах. Это рождение карты, схемы проезда, рассказанной на языке тела. Это трюк, который в такой сложности не повторится до появления человеческой речи.

Возникают социальное взаимодействие: муравьи имеют исключительно сложные сообщества, состоящие из специализированных групп особей, которым свойственно культивация «грибных садов», «доение» тлей и изгнание чужаков из колонии. В одном эксперименте, семья муравьев, в течение трех лет ежедневно облучавшаяся радиацией, выстроила крытую дорогу — это позволило уменьшить дозу облучения. Возможно, муравьи обладают разумом. Осы умеют распознавать лица друг друга.

Какие же новые тренды задали насекомые?

— Взрыв инстинктивного поведения. Насекомые показали, что эволюция может создавать невероятно сложное и адаптивное поведение, не полагаясь на обучение, а «прошивая» его прямо в гены. Это путь эффективности и надежности.

— Миниатюризация мозга. Мозг пчелы размером с булавочную головку содержит около миллиона нейронов (у человека — 86 миллиардов). Но этот крошечный мозг способен к обучению, навигации и символическому общению. Насекомые — это гении упаковки вычислительных мощностей.

— Появление социального интеллекта и языка. У высших насекомых (пчелы, муравьи, термиты) индивидуальная психика становится частью чего-то большего — коллективного разума, или суперорганизма. Улей или муравейник ведет себя как единое целое. И ключ к этому — сложная коммуникация, вершиной которой стал символический танец пчелы.

Насекомые по-видимому обладают не только способностью общаться между собой, но и некоторыми элементами логического мышления, иерархическими отношениями и наличием «внутренних часов». Их мышечная система достигает апогея: некоторые насекомые способны таскать предметы, в 100 раз тяжелее их самих. Лично я вешу 70 кг, значит (по мнению насекомых) я должен быть способен перемещать 7 тонн на своем горбу!

Членистоногие — это не тупиковая ветвь эволюции, а её параллельная вершина. Они пошли по пути инстинктов, миниатюризации и социальной организации, достигнув на этом пути невероятных высот. Они показывают нам, что для сложной психики не всегда нужен большой мозг, и что первое слово на этой планете было не сказано, а станцовано.

Моллюски, кальмары, осьминоги

Насекомые — гении инстинкта и миниатюризации. Они доказали, что можно построить сложнейшее общество и даже изобрести язык, имея мозг размером с булавочную головку. Но был ли их путь единственно верным? Эволюция никогда не кладет все яйца в одну корзину. Параллельно с насекомыми, около 500 млн лет назад, в глубинах океана был запущен совершенно другой «проект» — моллюски.

Моллюски — это настоящий «шведский стол» эволюционных решений. Кажется, природа решила проверить на них все возможные варианты. В итоге они получили три совершенно разных результата, три разных пути, по которым пошло развитие разума.

Первый путь — упрощение. Представьте себе устрицу, мидию или гребешка. Их план на жизнь — максимальная безопасность и минимальные усилия. Они спрятались в прочную раковину и стали фильтровать воду, лениво поглощая все, что проплывает мимо. Какой мозг нужен для такой жизни? Правильно, никакой!

Двустворчатые моллюски пошли по пути редукции (упрощения) нервной системы. Их далекие предки, скорее всего, имели что-то вроде головы и примитивного мозга. Но в процессе эволюции они «решили», что для их образа жизни это ненужная роскошь, которая только тратит энергию. Вся их нервная система — это несколько пар разбросанных по телу нервных узлов.

Их психика — это набор простейших рефлексов: почувствовал опасность — захлопнул раковину. Почуял пищу — фильтруй воду активнее. Это живое доказательство важнейшего закона эволюции: сложность — не самоцель. Если для выживания выгоднее быть простым, эволюция безжалостно отсечет все лишнее, включая мозг. Это путь монаха-аскета.

Второй путь — медленное развитие. Этот путь выбрали улитки и слизни. Они сохранили голову и относительно активный, поисковый образ жизни, но не стали гнаться за скоростью. Их девиз: «Тише едешь — дальше будешь». У них уже есть явный головной мозг. От него отходят нервные стволы к ноге, мантии и внутренним органам. Это уже не просто сигнализация, а полноценный «головной офис», хоть и небольшой.

Третий путь — быстрое развитие. А вот этот путь — настоящий шедевр эволюции. Предки осьминогов, кальмаров и каракатиц совершили дерзкий поступок: они отказались от защитной раковины. Это невероятный риск! Они променяли броню на скорость и маневренность. А чтобы выжить в мире хищников, будучи «голым» и мягкотелым, нужен не просто мозг. Нужен супермозг. И они его создали.

Мозг осьминога — это чудо. По соотношению массы мозга к массе тела он сравним с птицами и млекопитающими. Он имеет сложную структуру со множеством долей, отвечающих за зрение, память, координацию. Но самое поразительное — большая часть его нейронов находится не в голове, а распределена по его восьми щупальцам! Каждое щупальце — это как бы отдельный «сопроцессор» с собственным центром принятия решений. Оно может самостоятельно ощупывать, распознавать и манипулировать объектом, пока центральный мозг занят другим. Пока остальные животные стараются собрать мозги воедино, моллюски разбросали их по всему телу.

И знаете, что? Фигня полная получилась. Решительно не хватает координации и скорости принятия решений. Все части тела порою «спорят» друг с другом. Поэтому они пришли к той же формуле, что и все остальные — объединили разбросанные микромозги. Стало лучше, но… как сказать. Теперь их мозг — не аккуратный комок нервов, а мыслящий бублик, в центре которого по пищеводу проносится пища.

Интеллект осьминога — это нечто иное, «инопланетное». Они легко решают задачи, ставящие в тупик многих позвоночных.

В Брайтонском океанариуме был описан следующий случай. Однажды, по непонятной причине, из одного аквариума, накрытого стеклом, стали по ночам пропадать рыбы. Оказалось, что виноват был расположенный напротив осьминог. Он сдвигал стекло, закрывающее его аквариум, вылезал наружу, переползал через проход, открывал аквариум с рыбами, влезал в него и учинял там разбой. Наевшись, он покидал место преступления, задвигал за собой стекло, возвращался домой и закрывал крышку. Самое удивительное при этом, что в природе осьминоги практически никогда не покидают водную среду!