Нейробиология здравого смысла. Правила выживания и процветания в мире, полном неопределенностей

Безусловно, отношение массы тела к массе мозга заслуживает внимания, но этот фактор, по-видимому, нельзя назвать окончательным показателем когнитивного совершенства. Может быть, важный ключ к утонченным когнитивным способностям дает кора головного мозга с высокой плотностью нейронов? Не может ли это пролить свет на вычисление контингенций и сложное поведение? Один из самых передовых нейробиологов, с которым я имею честь быть знакомой, Сюзана Херкулано-Хузел из Бразилии (в настоящее время она работает в Университете Вандербильта) с энтузиазмом подошла к этому вопросу. Сюзана заинтересовалась плотностью нейронов, когда после окончания университета начала разрабатывать учебную программу по нейробиологии. Во время подготовки материалов она поразилась отсутствию оригинальных ссылок на один из самых базовых параметров человеческого мозга – количество имеющихся в нем нейронов. До недавнего времени в любом уважаемом учебнике по нейробиологии было четко прописано, что человеческий мозг содержит сто миллиардов нейронов. Это симпатичное круглое число никто не подвергал сомнению до тех пор, пока Сюзана не начала собирать свои учебные материалы. Она обратилась к своему наставнику Роберто Ленту из Федерального университета Рио-де-Жанейро с вопросом, откуда появилась такая уверенность в том, что человеческий мозг состоит из ста миллиардов нейронов. Будучи добросовестным исследователем, Сюзана стала искать оригинальное исследование, в котором впервые упоминалось бы это число. Но она так и не смогла его найти: учебники ссылались на предыдущие работы, и казалось, что первоисточника этой информации просто не существует. Создавалось впечатление, что этот так называемый факт, который поддерживали в аудиториях самых престижных академических заведений, было бы правильнее назвать учебным мифом.

Роберто возразил, что это число должно быть правильным, потому что всем известно, что количество нейронов составляет сто миллиардов. Однако он быстро признал, что такой ответ не лучше ответа родителя на очередной настойчивый вопрос ребенка – «Потому что» или «Так случилось». Как ученые Роберто и Сюзана понимали, что этот вопрос далек от окончательного разрешения.

Допустим, имелась серьезная причина, почему никто не сел и не пересчитал все нейроны мозга. Ведь потребовалось бы очень много времени, чтобы пересчитать все сто миллиардов нейронов. Если пересчитывать нейроны со скоростью одной клетки в секунду, то и тогда потребуется почти 32 года (непрерывной работы!) для подсчета только одного миллиарда нейронов. Стало быть, для пересчета всех ста миллиардов понадобится почти 3200 лет. Но, возможно, мы могли бы подсчитать клетки в небольшом репрезентативном образце ткани мозга и затем перенести эти данные на весь его объем. Это хорошая идея, но дело в том, что плотность клеток в разных отделах мозга разная, так что пришлось бы учитывать огромное количество репрезентативных образцов. Наверное, кто-то пытался применять подобную методику, но официально она нигде не обсуждалась, и данные о ее применении не публиковались. Кроме того, не стоит забывать, что глиальных клеток (вспомогательные клетки нервной системы) примерно в десять раз больше, чем нейронов[85]. А значит, годы на подсчет клеток мозга все прибавляются!

Озабоченная идеей включить в учебную программу как можно более точную информацию, Сюзана выдвинула гипотезу, которую сама же признала безумной, но все же предложила ее Роберто. Она решила взять образцы каждого точно определенного отдела мозга – мозгового ствола, коры, гиппокампа – и гомогенизировать их, то есть перемешать, превратив в своеобразный суп. Полученную нейронную смесь затем оставалось только окрасить специальными химическими веществами. Поскольку каждая клетка содержит только одно ядро, метод должен был сработать. Сюзана окрасила только ядра нейронов, а ядра глиальных клеток остались неокрашенными. Она подсчитала количество нейронов в некотором объеме этого мозгового супа, после чего просто экстраполировала полученные данные на вес мозга. И – вуаля! Так ей удалось вычислить количество нейронов и глии в коре мозга, мозжечке, гиппокампе, мозговом стволе и т. д. Для примитивного пересчета клеток мозга потребовались бы тысячи лет, но метод Сюзаны позволил определить их количество всего за несколько дней. А понадобились для этого только пытливый ум ученого и блендер – вот что значит инновация!