Чувства: Нейробиология сенсорного восприятия

Мне потребовалось около пятисот слов, чтобы описать эту адаптивную историю, однако существует более простое объяснение. Чарльз Спенс и Офелия Дерой предполагают, что правильными соответствиями на самом деле являются сочетания света с размером и размера с высоким тоном. Поскольку кроссмодальные соединения являются транзитивными, то есть переходными, то, как только существо осознает соответствие размера и света или размера и звука, в сознании соединяются свет и звук. Поэтому кроссмодальная связь света и звука в мозге не является врожденной и прямой, это может быть приобретенный эффект. Этот альтернативный сценарий также предполагает, что сначала нужно изучить экологический контекст потенциальной кроссмодальности и только потом делать заявления о врожденной прямой кроссмодальности и синестезии. Панглоссианское объяснение может слишком легко нас обмануть. Но если кроссмодальность реализуется нейронными связями, можно ли найти различия в нейронных связях в мозге среди организмов? И что же нас тогда отличает на нейронном уровне, когда линии позвоночных расходятся?

В процессе эволюции некоторые части мозга увеличиваются, а другие образуют все большее и большее количество связей с другими частями мозга. История с мозгом приматов, который понадобилось свернуть в рулончики – извилины и борозды, отлично демонстрирует, что различные части мозга становятся больше в нашей линии развития. На самом деле хорошо известно, что у общего предка Homo erectus, H. neanderthalensis и H. sapiens произошел огромный скачок в объеме мозга. Некоторые из наших старых предков, связанных с австралопитеками и очень ранними отошедшими от нашей ветки видами рода Homo, имели размеры мозга менее 704 см³ (43 кубических дюйма), а шимпанзе – 294 см³ (18 кубических дюймов). Напротив, мозг H. neanderthalensis, как и у H. sapiens, был порядка 1507 см³ (92 кубических дюйма) (при этом средний мозг неандертальца был немного больше, чем средний мозг H. sapiens). К сожалению, нет никакой возможности углубиться в изучение вопроса, какие нейронные связи были у наших предков с этими видами рода Homo. В отличие от мозга Леборна, который сохранился в формалине, и мозга Молисона, который был разрезан на тысячи тонких кусочков, у нас просто нет сохранившегося мозга или изображений мозга этих давно вымерших видов Homo. Однако мы располагаем информацией о нейронных связях шимпанзе, других приматов и млекопитающих. Что они могут рассказать нам о переходе в человеческое восприятие и, возможно, даже о развитии сознания в нашей линии?

Если коротко, есть только некоторые связи. А если давать более развернутый ответ, то нужно рассмотреть понятие коннектома. Это относительно новый термин в области изучения мозга, и относится он к отображению аксональных синаптических связей в мозге. Образован термин благодаря привычке современных биологов добавлять суффикс – ом- к любым подходам, которые в природе располагают большим объемом данных. Один из способов – посмотреть на клеточную структуру мозга, как в случае с мозгом Генри Молисона, описанным в главе 10. Этот подход был использован для модельных организмов, имеющих мозг, поддающийся коррекции, таких как нематоды (C. elegans), и он требует, чтобы мозг (или первомозг – см. главу 2) этой нематоды был разрезан на сотни очень тонких участков, которые затем последовательно просматриваются в просвечивающем электронном микроскопе. Каждая секция фотографируется с увеличением так, чтобы можно было идентифицировать все нервные клетки. Затем фотографии совмещаются с помощью системы компьютерной визуализации, и различные нервные клетки могут отслеживаться и изображаться на графике. Если провести этот опыт полностью со всем мозгом, можно обнаружить связи всех видимых нервных клеток. В превосходном исследовании, сделанном в 1986 году, ученые смогли определить, что коннектом нематоды состоит из 279 клеток. Это около одной четверти от общего числа клеток, которых в этом крошечном червеобразном организме около тысячи. Кроме того, есть четко видимых 6393 синапса, соединяющие 279 клеток с 1410 соединениями этих нервных клеток с мышцами. Тем не менее этот примитивный червь чувствует свет, тактильные ощущения, запахи и вкус. Однако нет никаких доказательств того, что нематода обладает какой-либо кроссмодальной сенсорной способностью.