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

Кроме того, они способны учиться, просто наблюдая за сородичем! В одном эксперименте «осьминог-наблюдатель» смотрел, как другой «осьминог-демонстратор» получает награду за атаку на красный мячик и наказание за атаку на белый. После этого «наблюдатель» безошибочно атаковал только красный мячик. Это новый уровень ассоциативного обучения.

Зафиксированы случаи, когда осьминоги подбирали две половинки кокосовой скорлупы, таскали их с собой и в случае опасности собирали из них укрытие. Они строят убежища из камней, панцирей крабов, раковин устриц и т. д. Осьминог подбирает, переносит и укрепляет все это щупальцами. Это уже не просто инстинкт, это предвидение и использование орудий в качестве инструментов.

Осьминоги известны своим любопытством и способностью к игре — поведению, которое не несет прямой биологической выгоды и считается признаком высшей нервной деятельности.

Например, с помощью сифона осьминоги выпускают струи воды в плавающую пластиковую бутылку, заставляя ее уплыть к другому краю аквариума, а затем ждут, пока ее принесет обратно струя воды от водяного фильтра. Это напоминает игру с мячом.

Эксперименты показали, что головоногие хорошо обучаются. Они способны различать геометрические фигуры по форме, цвету и размеру. Выработанные приобретенные рефлексы сохраняются у них в течение длительного времени. Осьминоги хорошо приручаются, узнают ухаживающих за ними людей и охотно вступают с ними в контакт. Они приручаются, в отличие от насекомых.

Среди исследователей существует множество историй о поведении осьминогов: особо темпераментные особи плюют чернилами в гостей или в неполюбившегося человека, а более хитрые, по рассказам, способны сохранять зрительный контакт с экспериментатором, чтобы попытаться убежать, как только тот отвернется. Получается, они имеют высокий интеллект.

Один осьминог очень любил сырые яйца. Каждый день получал по одному яйцу и ломал скорлупу, чтобы съесть содержимое. Но однажды ему досталось тухлое яйцо. Заметив это, он швырнул пахучие остатки через край бассейна обратно удивленному служителю, от которого получил его.

Каракатицы способны к обману. Самец приобретает окраску самки со стороны соперника, так что последний уверен, что видит самку. Сам же он сохраняет собственную окраску на той стороне тела, которая обращена к самке, чтобы не утратить ее интерес. Так он ухаживает за ней тайком.

У головоногих уже встречаются территориальное поведение (занятие и защита индивидуальных участков), агрессивность, групповое поведение (стайная жизнь кальмаров и каракатиц), в сфере размножения появляются ритуалы («ухаживании» самцов за самками).

При всём этом, срок жизни осьминогов короткий — обычно 1—2 года. Это ограничивает передачу опыта между поколениями. Возможно это стало препятствием для достижения уровня человека.

Какие же выводы мы можем сделать, глядя на этот «шведский стол»?

— Моллюски показывают: активный, хищнический образ жизни требует сложного мозга. Пассивный позволяет от него избавиться. Психика — это не абстракция, а рабочий инструмент, который эволюция настраивает под конкретные задачи.

— Осьминог убеждает, что разум — не монополия позвоночных. Эволюция, используя совершенно другой «исходный материал» (нервную систему моллюсков), пришла к результату, поразительно похожему на интеллект «высших» животных. Это был первый в истории планеты разум, построенный по совершенно иным чертежам.

По сравнению с насекомыми осьминоги сделали ставку на «софт», а не «железо». Моллюски показывают нам, что у эволюции нет единого «магистрального пути». Это ветвящееся древо, где на одной ветке разум может исчезнуть, а на другой — расцвести.

Позвоночные. Рыбы

Мы видели гениальный «распределенный разум» осьминога и жестко запрограммированный «суперорганизм» пчелиного улья. Это были блестящие, но альтернативные проекты. Теперь же эволюция решила вернуться к «генеральному плану». Она взяла за основу все ту же нервную систему червей, но переработала ее так кардинально, что создала совершенно новую архитектуру, которую унаследуем мы все — от лягушки до человека. И первыми носителями этого нового «железа» стали рыбы около 450 млн лет назад.

Рыба как будто «поняла», что держать главную нервную цепочку на животе, как у червя, — не очень безопасно. Она перенесла ее на спину и спрятала в надежный костяной или хрящевой чехол — позвоночник. Так родился спинной мозг — главная «автомагистраль» для передачи сигналов от мозга к телу и обратно.

Головной мозг перестал быть просто скоплением нервных узлов. Уже у наиболее примитивных позвоночных рыб имеются все пять отделов головного мозга: 5 больших «департамента» со своей специализацией.

— Продолговатый мозг — «машинное отделение». Это самый древний отдел, прямое продолжение спинного мозга. Это «автопилот» и «диспетчерская жизнеобеспечения» организма. Он отвечает за базовые рефлексы, дыхание, сердцебиение, давление — за все те жизненно важные процессы, о которых мы никогда не думаем. Он работает всегда, даже когда мы спим.

— Задний мозг — «координатор движений». Это наш «бортовой гироскоп», который не дает нам упасть. Отвечает за баланс, точность и плавность движений. Именно благодаря ему рыбы могут совершать изящные пируэты в воде.

— Средний мозг — «центр обработки визуальной информации». У большинства рыб — это главная и самая развитая часть мозга. Именно сюда стекается вся информация от глаз. Для рыбы мир — это в первую очередь то, что она видит. Здесь принимаются решения о погоне за добычей или бегстве от хищника.

— Промежуточный мозг — «главный секретарь и гормональный центр». Этот отдел работает как ресепшн: он принимает почти все сигналы от органов чувств (кроме обоняния) и решает, в какие вышестоящие отделы их направить для дальнейшей обработки. Кроме того, он управляет гормонами, жаждой, голодом и базовыми инстинктами.

— Передний мозг — «департамент запахов и инстинктов». У рыб он в основном отвечает за обоняние. Это их «центр химического анализа». Именно из этого скромного «нюхательного» отдела однажды, через сотни миллионов лет, вырастут гигантские полушария нашего собственного мозга, отвечающие за мышление и сознание.

Эта структура — величайшее изобретение эволюции. Это тот самый фундаментальный «чертеж», который в дальнейшем будет лишь достраиваться и усложняться.

Существует глупый и невероятно живучий миф о том, что существует рыбка Немо и память у нее — 3 секунды. Это неправда, их способность к обучению и память поражают воображение. Гуппи, например, прекрасно обучаются проходить сложные лабиринты в поисках еды и помнят правильный путь неделями, если не месяцами.

Рыбы — не безмозглые автоматы. Они учатся — одни тяжелее, другие быстрее.

В аквариуме, где находилась голодная щука, устанавливалась стеклянная перегородка, за которую пускали маленького карася. Щука десятки раз бросалась на карася и ударялась при этом о перегородку с такой силой, что разбивала себе пасть до крови. Через некоторое время щука переставала бросаться на добычу, и, когда перегородка снималась, карась свободно плавал по всему аквариуму, — щука больше на него не нападала. С большим трудом усвоив навык, щука с таким же трудом его изменяет.

В коралловых рифах живут рыбы-чистильщики. Они поедают паразитов с тела крупных хищных рыб. Казалось бы, верная смерть! Но нет. Молодые чистильщики с ювелирной точностью копируют особый «танец» взрослых, который сигнализирует хищнику: «Я не еда, я доктор!». Этому танцу они учатся, наблюдая за старшими.

Рыбок гуппи помещали в аквариум с двумя кормушками разного цвета. Только одна из них содержала еду. Рыбки очень быстро обучались подплывать именно к «правильной» кормушке, ассоциируя цвет с пищей. Более того, когда ученые меняли цвета местами, рыбки, пусть и не сразу, переучивались! Это доказывает высокую пластичность их поведения.

Пожалуй, самый поразительный эксперимент был проведен на рыбках данио—рерио. Группе мальков показывали «опасный» красный свет, после которого в аквариум капали вещество, выделяемое испуганными сородичами (так называемый «запах страха»). Рыбки быстро научились бояться красного света. А затем к ним подсаживали «наивных» мальков, которые этого света никогда не видели. И что вы думаете? Увидев паническую реакцию «обученной» группы на красный свет, «наивные» рыбки тоже начинали его бояться! Они переняли страх, просто наблюдая за другими. Это уже сложное социальное научение.

Крупные аквариумные рыбы прекрасно узнают «своего» человека, который их кормит. Они отличают его от других людей, подплывают к стеклу, когда он подходит, и могут игнорировать незнакомцев. Это требует сложной зрительной памяти.

Звучит как фантастика, но это факт: некоторые виды губанов научились использовать камни в качестве «наковальни». Рыба находит моллюска, берет его в рот, подплывает к подходящему камню и бьет об него раковину, пока та не расколется. Это — настоящее использование орудий труда!

В морском мире развито межвидовое сотрудничество. Коралловый лосось и мурена гуляют бок о бок как добрые приятели. Они заключили выгодную сделку. Мурена способна проникать в расщелины кораллового рифа, в то время как лосось охотиться в открытом море вокруг рифа. Жертва способна спастись в расщелине от лосося и в открытом море от мурены, но от их союза спасения нет.

Но самое поразительное даже не это. Рыбы стали одними из первых существ на планете, у которых появилось то, что мы можем назвать зачатками культуры — способностью к социальному обучению. Они не просто плавают вместе в стае — они учатся друг у друга! Молодые особи смотрят, какой корм предпочитают есть более опытные рыбы, и начинают есть то же самое. Они запоминают безопасные маршруты миграции, следуя за старшими. Так из поколения в поколение передаются «традиции», не записанные в генах.

Проводились изящные эксперименты на гуппи. Самке показывали двух самцов. Затем показали, как другая самка явно предпочитает одного из них (менее яркого). После этого, вопреки своим врожденным предпочтениям, она тоже выбирала того самца, которого выбрала ее «подруга»! Это называется копированием выбора партнера. Мода, как видите, родилась задолго до человечества.

Но есть у рыб и особая, очень мощная форма обучения, которая происходит только один раз, в критический период жизни, и остается с ними навсегда. Это импринтинг, или запечатление. Как будто в мозг «впечатывается» очень важная информация, которую потом крайне сложно изменить. Происходит «мгновенное обучение», которое определяет всю дальнейшую жизнь, но происходит это только в строго определенное «окно» развития.

Молодые лососи рождаются в пресной воде, затем мигрируют в океан, где проводят годы, набираясь сил. Когда приходит время размножаться, они совершают невероятное путешествие обратно — в ту самую реку, в тот самый ручей, где сами когда-то появились на свет. Как они находят дорогу? Их крошечный мозг в раннем возрасте запечатлевает уникальный химический «отпечаток» воды родного водоема. Этот запах, как невидимый след, становится их путеводной звездой на всю жизнь, позволяя вернуться к месту нереста.

У рыб есть территориальное поведение, агрессивность, групповое поведение, появляются ритуалы «ухаживания». Коллективные синхронные действия скорее всего объясняются релизерами — цветными метками на теле рыб, где-то на брюшке, сбоку или спереди.

Как это работает? Если заглянуть в Олимпийский бассейн, то можно увидеть соревнования по синхронному плаванию. Чтобы достичь высокого уровня взаимопонимания пловцы используют визуальные, аудиальные и кинестетические каналы: видеть друг друга, слышать темпо-ритм музыки и чувствовать каждого. Чтобы быстрее ориентироваться необходимы яркие элементы на купальниках.

Чем групповое поведение рыб отличается от насекомых? Основное отличие — жесткость иерархии и распределения работ. Муравьи и пчелы четко знают свое место, имеют роли (строитель, солдат, королева) и выполняют их как часы. У рыб же нет такой жесткой социальной структуры. Они могут иметь временные иерархии, но намного более мягкие, которые могут быстро распадаться.

Какие же глобальные тренды, актуальные и по сей день, заложили рыбы?

— Создание «чертежа» мозга. Он стала универсальной платформой, которую эволюция будет «докручивать», вплоть до человеческого. Мы до сих пор носим в своей голове этот древний «рыбий» фундамент.

— Доминирование зрительного восприятия. У рыб средний мозг, отвечающий за зрение, стал главным аналитическим центром. Это задало вектор на развитие зрения как основного органа чувств у большинства позвоночных, что в итоге привело к появлению нашего собственного, невероятно сложного цветного зрения.

— Зарождение социального обучения и культуры. Рыбы доказали, что передача знаний из поколения в поколение через обучение, а не через гены, — это древнейший механизм, который позволяет популяциям быстро адаптироваться к меняющимся условиям. Корни нашей цивилизации и культуры уходят в глубину океана, в стаю рыб, наблюдающих друг за другом.

Так что в следующий раз, когда вы посмотрите на аквариум, не думайте, что перед вами примитивные создания. Перед вами — хранители древней памяти. Они первыми опробовали ту самую нейронную архитектуру, которая сейчас позволяет вам читать и понимать эти строки. В каждом из нас до сих пор живет маленькая, но очень умная рыбка.

Земноводные

Рыбы создали тот самый фундаментальный «чертеж» позвоночного мозга. Казалось бы, живи и радуйся в родной стихии. Но эволюция не терпит застоя. Она — вечный первопроходец, поставившая перед жизнью новую, почти невыполнимую задачу: покинуть уютную колыбель-океан и заново завоевать сушу. Повторилась история с членистоногими, но уже в новом исполнении. Представьте себе, что это был за вызов! На суше все было другим:

— Гравитация: воздух не поддерживает тело, как вода. Каждый шаг — это борьба с силой тяжести.

— Дыхание: нужно было научиться дышать совершенно иначе.

— Ощущения: звук и свет в воздухе распространяются совсем не так, как в воде. Старые сенсорные системы требовали кардинального обновления.

— Угроза высыхания: постоянная опасность потерять драгоценную влагу.

Первыми, кто рискнул сделать этот шаг около 370 млн лет назад, были земноводные — лягушки, жабы, саламандры. И их психика, их мозг — живая летопись этой адаптации. Земноводные сохранили базовый пятичастный «рыбий» план мозга, но внесли в него ключевые изменения, определившие всю дальнейшую эволюцию:

— Рождение больших полушарий! Впервые в истории у переднего мозга появляются два отчетливых вздутия — маленькие полушария. Через сотни миллионов лет у человека здесь возникнет центр мышления, речи и сознания. У лягушки он пока отвечает в основном за обоняние, но он уже есть! Эволюция создала «плацдарм» для будущего разума.

— Главным отделом мозга у амфибий все еще остается средний мозг — зрительный центр, унаследованный от рыб. Лягушка, как и рыба, в первую очередь доверяет своим глазам.

— Мозжечок, отвечающий за координацию, у лягушки развит слабее, чем у многих рыб. Почему? Ей не нужно делать тройной тулуп, сальто или вращения в воде. Движения лягушки проще пируэтов рыб, они резкие и стереотипные: сидеть, прыгнуть, схватить.

Психика амфибий — это удивительный компромисс, отражение их двойной жизни. Они — дети и воды, и суши, и их разум навсегда привязан к обоим мирам.

Поведение лягушки в гораздо большей степени, чем у рыб, управляется жесткими врожденными программами. Классический пример — ее охота. Глаз и мозг лягушки настроены как идеальный «детектор мух». Она инстинктивно реагирует на любой маленький, темный, движущийся объект.

В некоторых экспериментах лягушке показывали разные объекты. Она яростно атаковала черную бумажку, если та двигалась, и абсолютно игнорировала мертвую муху, лежащую неподвижно. Она будет сидеть голодной, но не тронет неподвижную пищу. Ее мир — это не мир объектов, а мир врожденных «ключевых стимулов».

Способность к обучению у амфибий есть, но она довольно специфична. Они могут вырабатывать условные рефлексы (например, научиться избегать полоски определенного цвета, если это связано с болью), могут проходить простые лабиринты. Но делают они это гораздо медленнее и труднее, чем рыбы. Почему? Их мозг сделал ставку на другое — укрепить надежные, быстрые, врожденные инстинкты, а не полагаться на медленное и не всегда надежное обучение. У амфибий маячок сдвинулся от развития «софта» обратно к «железу».

Амфибии способны обучаться, однако на это требуется весьма значительное время. Обучение инертно, непластично и лишено возможности переучивания. Установка на обучение у них слабо вырабатывается.

Какие же глобальные тенденции, ведущие прямиком к нам, заложили эти скромные первопроходцы?

— Появление больших полушарий мозга — это точка невозврата. С этого момента именно передний мозг будет неуклонно расти, усложняться и брать на себя все больше и больше функций, отбирая власть у среднего мозга, пока не станет абсолютным «правителем» психики у млекопитающих и человека.

— Увеличение объема потоков информации. Земноводные первыми столкнулись с необходимостью обрабатывать принципиально новые сигналы. Они развили слух, способный воспринимать звуки в воздушной среде (вспомните брачные «концерты» лягушек), и зрение, приспособленное к новым условиям освещения. Их психика стала «переходником» между водным и наземным миром.

— Увеличение скорости обработки информации. Амфибии показали, что на сложных этапах эволюции, когда организм осваивает совершенно новую среду, выгодно сделать ставку на надежные, «железные» инстинкты. Это создает прочный фундамент, на котором в дальнейшем можно будет строить более гибкие формы обучения.

Земноводные — это не просто «промежуточное звено». Они совершили самый отважный поступок в истории жизни: покинули родную колыбель-океан. Их мозг и психика несут на себе отпечаток этого подвига: они стали компромиссом, мостом между двумя мирами. И именно по этому мосту однажды пройдут все их потомки, включая нас с вами, чтобы окончательно завоевать сушу.

Пресмыкающиеся

Чтобы построить настоящую сухопутную империю, нужен правитель, не оглядывающийся постоянно на воду. Необходим был мозг, мыслящий по-сухопутному. Эту задачу решили рептилии: ящерицы, змеи, черепахи, крокодилы и их великие потомки — динозавры. Они совершили два изобретения, которые позволили им порвать с водой: чешуйчатую кожу, защищающую от высыхания, и амниотическое яйцо с плотной оболочкой, которое стало персональной колыбелью-аквариумом для эмбриона. Тело освободилось. Теперь нужно было освободить и разум.

Мозг рептилий — это арена настоящей политической борьбы за власть между «старой» и «новой» элитой мозга. И «новая элита» начала уверенно побеждать. У рептилий инициативу у среднего мозга перехватывает передний. Его большие полушария значительно увеличиваются в размерах. На поверхности полушарий впервые в истории появляется тонкий слой коры — для анализа сложной информации и хранения памяти. У рептилий это лишь тоненькая «пленочка» — архикортекс, но это первый этаж того небоскреба, который у человека превратится в сложнейший неокортекс. Вся наша способность мыслить начинается здесь, с этой древней коры ящерицы.

Жизнь на суше потребовала более сложных и разнообразных движений, чем прыжки лягушки. Поэтому мозжечок, отвечающий за координацию, снова увеличивается и усложняется, позволяя бегать, лазать, плавать и даже летать (как птерозаврам). Если лягушка — это биоробот, реагирующий на врожденные сигналы, то ящерица — это уже хитрый и расчетливый охотник. Ее поведение гораздо более пластично и разнообразно. Маятник качается обратно от «железа» к «софту».

Поведение рептилий во многом основано на сложных инстинктах. Классический пример — терморегуляция. Будучи холоднокровными, они вынуждены постоянно регулировать температуру тела: выползают на солнце, чтобы согреться, и прячутся в тень, чтобы остыть.

Но обучение выходит на новый уровень! Именно рептилии показывают нам, на что способен мозг с первой, примитивной корой. Обучение у рыб и амфибий довольно ригидно, то есть негибко. Если они что-то выучили, переучить их бывает сложно. У рептилий появляется большая гибкость, они могут не только учиться, но и переучиваться.

К примеру, болотные черепахи прекрасно обучаются в лабиринтах, запоминая путь к кормушке, и сохраняют эту память на недели. Их мозг способен создавать и хранить настоящую «карту местности». Она также может относительно быстро переучиться, если экспериментатор поменяет расположение стенок и перенесет кормушку в другое место. Она способна «стереть» старую карту и нарисовать новую.

Вараны способны решать сложные задачи, к примеру, искать обходные пути. Ему показывали еду за прозрачной перегородкой. Вместо того чтобы, как более примитивное животное, биться головой в преграду, варан быстро оценивал ситуацию, понимал, что напрямую к цели не пройти, и находил обходной путь. Это требует не просто ассоциации, а способности подавить первичный инстинкт («иди прямо к еде») и построить более сложную, двухэтапную программу действий.

А крокодил — это не живое «бревно»! Это вообще интеллектуальная элита рептилий, демонстрируют поразительные способности. Они устраивают засады, запоминая места, куда животные регулярно приходят на водопой. Зафиксированы случаи, когда они использовали приманку: клали на морду палочки в период гнездования птиц, чтобы привлечь их, ищущих строительный материал.

Крокодилы — заботливые родители. Самка охраняет кладку, а после вылупления помогает крокодильчикам выбраться из гнезда, бережно перенося их в пасти в воду и защищая от хищников. Это уже не просто инстинкт, а сложное социальное поведение. Молодые крокодилы играют с плавающими объектами, катаются на струях воды и даже «катают» друг друга.

Рептилии не просто быстрее и надежнее, чем рыбы и амфибии, формируют условные рефлексы. Они становятся мастерами инструментального обучения — методом проб и ошибок. Рептилии способны запоминать последовательность собственных действий, которая приводит к успеху.

Черепахи и ящерицы не просто запоминают путь в лабиринте, они могут научиться нажимать на рычаг или педаль определенного цвета, чтобы получить еду. Это уже не просто ассоциация «стимул-реакция», а понимание связи «мое действие — результат».

Самка морской черепахи всегда возвращается для кладки яиц на тот самый пляж, где она сама когда-то вылупилась. Как? В первые мгновения после рождения крошечная черепашка, выбираясь из песка, запечатлевает уникальные характеристики этого места: наклон пляжа, текстуру песка и, что самое главное, уникальный угол и напряженность магнитного поля Земли в этой конкретной точке. Эта «магнитная карта», впечатанная в мозг при рождении, становится ее компасом на всю жизнь, позволяя через десятки лет вернуться домой из любой точки мирового океана.

Рептилии внимательные наблюдатели. В одном эксперименте ящерице нужно было достать лакомство из-под крышечки. Сама она долго не могла догадаться, что делать. Но ей было достаточно один раз посмотреть, как другая, уже обученная ящерица, легко справляется с задачей, и она тут же начинала безошибочно повторять ее действия.