Текст книги "Какой объем мозга нам реально нужен?"

Мы можем колоссально отличаться от других видов, но это не значит, что мы, люди, все одинаковые. Несмотря на то что большинство биологических характеристик, как и последовательность нуклеотидов в ДНК, у всех нас сходные, тем не менее человеческие особи очень сильно отличаются друг от друга.

Взять, например, двух авторов этой книги: одна любит грибы, а вторая ненавидит, одной нравится кататься на велосипеде, а другой нет. Однако обе они женщины, примерно одного возраста, выросли в одной и той же части света и были воспитаны в похожих культурах, и у обеих есть человеческий мозг. Итак, почему же мы вообще отличаемся? Достаточно посмотреть на близнецов, чтобы понять, насколько люди с идентичным набором генов могут различаться и по характеру, и в поведении. Исследования показали, что то, кто мы и как себя ведем, определяют среда, в которой мы растем и живем, и опыт. Более подробно об этом вы узнаете чуть позже.

Многие исследователи интересуются, как именно мозг обеспечивает индивидуальность человека. Некоторые из них обращают внимание на многообразие наших эмоциональных реакций на повседневные проблемы. Все мы знаем, что в любой конкретной ситуации люди могут очень по-разному реагировать на сложности жизни: кто-то переносит их спокойно и стоически, кто-то решается на смелые действия, кто-то тихонько хнычет, а кто-то сходит с ума и закатывает истерики. Есть доказательства, свидетельствующие о том, что участки мозга, участвующие в эмоциональных реакциях, весьма гибки и меняются с опытом, что впоследствии влияет на наш темперамент. Более того, метод психологической интервенции использует способность мозга меняться в ответ на все происходящее и обеспечивает положительные изменения поведения, благодаря которым мы живем и здравствуем, и нам легче приспосабливаться к окружающей среде.

Существуют различные физиологические процессы, благодаря которым образуется наша индивидуальность: от специфических механизмов, сетей и молекулярных процессов до генетических факторов, что регулируют сети, контролирующие наше поведение.

Мы постоянно слышим о том, что нас во многом определяет наследственность. Однако есть еще учение под названием «эпигенетика», тоже чрезвычайно существенное. Попробуем вкратце объяснить, что оно собой представляет. Структуру организма формируют белки, также они участвуют во многих процессах, необходимых для поддержания жизни. Гены – это участки ДНК, задающие определенный код при формировании конкретных белков. Именно это мы и называем термином «генетика». Другими словами, когда речь идет о генетике человека, мы на самом деле говорим о последовательности кодов, передающихся по наследству. Именно в них содержится информация о том, кто мы есть: например, обладатели темных волос, неровных коленей или дальтонизма. Это своеобразные инструкции, которые даются клеткам. Эпигенетика изучает то, как клетки «читают» гены и как следуют этим инструкциям, если следуют вообще. Она имеет дело с внешними изменениями ДНК, «включает» и «выключает» гены и даже влияет на интенсивность, с которой выполняются эти инструкции. Сам генетический код не меняется, но появляются как бы биологические маркеры поверх кода. Это похоже на то, как вы курсивом выделяете текст в документе или подчеркиваете слова, чтобы обозначить самое главное.

Эпигенетика – часть многих процессов развития организма. У всех клеток нашего организма одна и та же последовательность нуклеотидов в ДНК[8]8
  Это не совсем так, существуют соматические мутации, так что клетки кожи большого пальца правой руки могут немного отличаться от клеток большого пальца левой руки.


[Закрыть], поэтому теоретически одни и те же гены должны «кодировать» одни и те же процессы. Однако клетки сердца функционально отличаются от клеток мозга или кишечника, поэтому эпигенетика обеспечивает, чтобы определенные гены «включались» и «выключались» как нужно, чтобы разные клетки выполняли каждая свою функцию. В отличие от генетического кода эпигенетика может меняться под действием окружающей среды: скажем, химических загрязнителей, диеты или стресса. И поэтому, точно так же, как эпигенетические маркеры имеют отношение к нормальному функционированию организма человека, они связаны и с заболеваниями. Например, они могут «отключить» ген, обычно защищающий организм от рака. Эпигенетические изменения связаны со множеством заболеваний, включая ожирение, болезни сердца, разные виды рака и аутизм.

Итак, если мы снова вернемся к близнецам, теперь нам станет понятно, как у двух человек может быть одинаковая последовательность генов, но при этом они будут по-разному взаимодействовать с миром. Исследование, в котором принимали участие восемьдесят близнецов, показало, что пока они были моложе, их эпигенетика практически не отличалась от эпигенетики брата или сестры. Однако по мере взросления все больше и больше вырисовывались отличия. У более старших близнецов, ведущих разный образ жизни и проводящих меньше времени вместе, эти различия были более заметны, что говорит о важном значении факторов окружающей среды в формировании индивидуальных качеств.

Если у близнецов могут наблюдаться значительные различия, нетрудно понять, насколько сильно могут отличаться друг от друга все остальные люди, поскольку наши впечатления и опыт, наложенные поверх генетики, формируют нас как личность. Кроме того, в предыдущей главе мы говорили, что в основном человеческий мозг развивается после рождения, в отличие от того, как это происходит у других животных, поэтому в нашем случае среда еще больше влияет на развитие. Вероятно, именно поэтому среди людей наблюдается такое большое разнообразие индивидуальностей, как ни у какого другого вида. Во второй части книги мы еще подробнее рассмотрим вариации нормального развития человеческого мозга, разберем, какие удивительные различия могут наблюдаться у разных людей, и узнаем, что они означают.

Безусловно, мы – больше чем просто сочетание частей. Исследования помогают нам определить, какие именно отделы головного мозга отвечают за конкретные функции. При этом есть то, что делает нас людьми, но что объяснить не так просто. Любовь и творчество зарождаются в мозге, однако нам непонятно, как и почему они появляются. Если следовать логике, то мозг должен бы развивать и поддерживать способности, необходимые для выживания человека, такие как устойчивость к болезням, умение решать сложные задачи или более эффективно использовать энергию. Совсем не очевидно, почему у нас развивается способность играть на музыкальных инструментах, ценить искусство или сопереживать посторонним людям. Все эти способности отнимают энергию, занимают пространство мозга и отвлекают его от решения проблем, связанных с выживанием, – в чем же их смысл? На этот счет существует масса теорий, но, чтобы осветить этот вопрос хотя бы вкратце, потребовалось бы написать еще одну книгу. Суть в том, что в нашем мозге происходит много разных процессов, при этом мы всё еще очень многого не знаем. А если мы не знаем, что происходит и сколько всего удивительного мы можем делать благодаря этому, то понятно, что определить, какой именно мозг нам нужен, будет задачей не из легких.

В следующих трех частях книги вы найдете научные доказательства, удивительные исследования на эту тему и общие размышления, которые помогут вам понять, что происходит у нас в мозге, представляет ли для нас ценность весь мозг целиком, а также что произойдет с ним в будущем. И конечно, в любом случае мы будем постоянно задавать вопрос: действительно ли нам нужен такой большой мозг?

II
Люди разные
К чему приводит изменчивость мозга в пределах нормы?

3
О мужчинах: правда ли, что размер имеет значение?

У мужчин руки длиннее, размер ноги больше, и точно так же в среднем размер мозга у них больше, чем у женщин: примерно на одну десятую по размеру и весу. Это интересно, потому что (опять же в среднем) мозг большого размера обычно лучше работает, то есть познавательная функция развита лучше, а риск некоторых нарушений, например болезни Альцгеймера, – меньше. В главе 1 мы рассматривали различные варианты изменений размера мозга в процессе эволюции, а также говорили о том, как увеличение размера связано с различными функциями, характерными только для человека. Итак, справедливо ли будет сказать, что обычный мужской мозг большего размера… лучше, чем женский меньшего?

Прежде чем кто-то из вас расстроится, давайте будем откровенны: мы так не думаем. Однако между полами существует множество довольно четких, хотя часто едва заметных, различий, и это касается не только среднего размера мозга, но еще как минимум одной познавательной функции, многих аспектов личности и поведения, а также большинства заболеваний, связанных с работой мозга. О чем мы и расскажем в этой главе.

Различия в строении и функциях мозга, связанные с полом, очень интересны, потому что, изучая их, можно узнать много полезного о том, как по-разному гены, гормоны, структура мозга и влияние социальной среды сказываются на развитии мозга у мужчин и женщин с рождения и до смерти.

Если вы смотрите телепередачи о раскрытии преступлений, то знаете: когда находят труп, даже если это древний скелет, то почти всегда можно сказать, женщине он принадлежал или мужчине. И не только потому, что мужчины в среднем больше женщин по многим параметрам (по росту, весу или размеру черепа), но еще и из-за того, что многие части скелета существенно различаются по форме, например таз. Есть довольно серьезные, связанные с эволюцией, причины, объясняющие такие различия в скелетах, и часто они связаны с ролью мужчин и женщин в воспроизведении потомства и заботе о нем. Теперь давайте посмотрим чуть выше и разберемся, есть ли похожие причины, объясняющие различия между мужским и женским мозгом. В этой главе мы поговорим о том, зависит ли размер мозга, который нам необходим, хотя бы частично от того, какого человек пола.

Представьте, что вы работаете судебно-медицинским экспертом и к вам в лабораторию поступил мозг, который странным образом был найден в целости и сохранности, но отдельно от тела. Главный следователь хочет знать, женщине он принадлежал или мужчине. Сможете ли вы это определить? Скорее всего, по размеру вы этого не сделаете. Согласно недавнему анализу данных, полученных от 15 000 человек, объем мозга мужчин в среднем на 11 % больше, чем у женщин. Несмотря на среднюю разницу размеров, разброс среди представителей каждого пола очень большой, и есть много совпадений: существует масса мужчин с маленьким мозгом и женщин – с большим. В отличие от скелета принципиальных различий в форме нет, поэтому она тоже не поможет вам определить, кому принадлежал мозг. У мужчин большая и складчатая верхняя часть (полушария) на 10 % больше, мозжечок (небольшая область ближе к задней части и к низу черепа) – на 9 %, а также у них на 12 % больше цереброспинальной жидкости. Однако эти различия слишком неочевидные, и разброс очень большой, поэтому вряд ли эта информация поможет вам определить, мужской мозг перед вами или женский.

Вы вооружаетесь скальпелем и изготавливаете серию срезов, чтобы рассмотреть их под микроскопом. Увидим ли мы какую-то разницу между мужским и женским мозгом? Если мы посмотрим на типы тканей, можно предположить, что у женщин будет больше серого вещества, чем белого (у мужчин на 9 % больше серого вещества и на 13 % больше белого, поэтому пропорционально у женщин серого вещества больше, чем у мужчин). Однако проблема никуда не делась: у всех нас мозг существенно различается, и разница между полами – всего лишь небольшая часть этих различий. Чтобы несколько уточнить свои предположения, можно сравнить по размеру разные структуры мозга друг с другом, потому что, даже учитывая разницу общего размера мозга, некоторые области в среднем больше у мужчин, чем у женщин, а другие, наоборот, пропорционально больше у женщин. Если сравнить размеры определенного отдела или области с левой и с правой стороны мозга (в зависимости от латерализации), то можно найти еще несколько различий, поскольку некоторые области отличаются у мужчин и женщин по специализации полушарий. Тем не менее даже с хорошим микроскопом вам будет очень трудно разглядеть половые различия в отдельно взятом заспиртованном мозге[9]9
  Существуют более достоверные структурные различия на микроуровне, например среди ядер гипоталамуса можно выделить ядро полового диморфизма, размер которого больше у мужчин.


[Закрыть].

Все было бы совсем по-другому, если бы вы изучали живой мозг. Используя ряд новейших технологий, можно обнаружить различия, зависящие от пола, практически во всех областях работы мозга на клеточном уровне. Возьмем, к примеру, гиппокамп. Это парная структура в форме морского конька, находящаяся в глубине височных долей. Она играет важную роль в формировании долговременной памяти, особенно воспоминаний, связанных с пространственной навигацией. Если мы увеличим масштаб до такой степени, чтобы можно было увидеть отдельные нейроны, мы обнаружим, что у мужчин и женщин есть различия в дендритах – разветвленных отростках, передающих электрические импульсы к нейронным клеткам и от них. Если бы мы наблюдали за клетками гиппокампа в действии у мужчин и у женщин, мы бы увидели различия в их функциональных свойствах: женские были бы более чувствительны к одним типам нейромедиаторов и менее чувствительны к другим. Также у клеток мужского и женского гиппокампов была бы немного разная реакция на внешние раздражители: от того, сколько стимула нужно клетке для возбуждения, до того, насколько, вероятно, клетка будет повреждена, если владелец мозга будет испытывать стресс в течение длительного времени.

Подобные гендерные различия на клеточном уровне – основа различий в поведении. Переходя от изучения клеток к изучению целых организмов, то есть людей, мы обнаруживаем, что поведение включает не только врожденные различия между мужчинами и женщинами, но и приобретенные в процессе обучения. Отделить эти вещи друг от друга нелегко. Но мы не боимся сложностей, поэтому – в путь.

Женщины не ориентируются по картам дорог и плохо паркуются. Мужчины не умеют слушать и говорить о своих чувствах. Сообщают ли нам эти стереотипы что-нибудь полезное о разнице работы мозга у мужчин и женщин? Из-за того, что практически в каждом исследовании, изучающем поведение людей, фиксируется, кто именно отвечал на вопрос, мужчина или женщина, есть очень много данных, с помощью которых можно доказать, что такие различия между полами существуют.

Несмотря на это, спокойные дискуссии о разнице полов и причинах различий происходят не так часто, как вы думаете. Значительную разницу между полами обнаруживают только в громких и широко афишируемых опросах. Что же до более серьезных научных исследований, то в них такой большой разницы не находят. Кроме того, обсуждение разницы между мужчинами и женщинами – это тема политическая и животрепещущая. Спросите об этом хотя бы Ларри Саммерса, выдающегося экономиста, ставшего президентом Гарвардского университета. В 2005 году он публично высказался о том, что дефицит женщин среди выдающихся ученых и инженеров частично связан с «биологическим различием между способностями полов к сложным профессиям». Вскоре после этого профессор Саммерс был вынужден покинуть свой пост. Однако он предложил интересную и полностью проверяемую теорию. Действительно ли существуют какие-то базовые различия в способностях мужчин и женщин?

Вероятно, Саммерс ссылался на то, что, как исторически сложилось, студенты сдают экзамены по математике и подобным предметам намного лучше, чем студентки. И действительно, это все еще так в некоторых странах, особенно в тех, где оценка гендерного равенства в обществе низкая. Тем не менее самые последние широкие исследования в США обнаружили, что нет больше никаких существенных различий в средних баллах по математике у мужчин и женщин. При этом даже если средние баллы одинаковы, то на крайних концах выборки все еще будут различия: у мужчин и женщин могли бы быть одинаковые средние баллы по математике, если бы, например, у мужчин было больше одновременно очень низких и очень высоких баллов. Эта теория «неоднородности среди мужчин» появилась более века назад. Ее предложил Хэвлок Эллис в 1894 году. Он обратил внимание, что среди мужчин больше гениев, чем среди женщин, равно как и совсем необучаемых мужчин больше, чем таких женщин.

В последние десятилетия было проведено много исследований, где изучался вопрос о том, сильнее ли варьируются на экзаменах по математике результаты юношей, чем девушек, и несколько разных исследователей независимо друг от друга пытались получить эти данные. В общем, они сделали вывод, что среди студентов мужского пола существует несколько большая вариативность в оценках, чем среди женщин. Однако эта разница настолько мала, что с ее помощью вряд ли можно объяснить сильные гендерные различия, наблюдаемые в ходе обучения и при выборе карьеры в областях, связанных с математикой, и в других науках.

Даже если бы теория неоднородности среди мужчин не вызывала сомнений, комментарии Саммерса все равно звучали бы оскорбительно, поскольку подразумевали генетические различия между мужчинами и женщинами на высшем уровне, связанные с результатами в области математики. Используя слово «способности», а не «достижения», Саммерс показал, что разница определена биологически, а не социально. Как и в большинстве споров относительно врожденных и приобретенных черт, трудно четко разграничить, что из двух факторов повлияло больше. Поскольку мы не даем контрольных работ по математике новорожденным, все тестирования проверяют не только индивидуальные способности к математике, но и то, чему студентов научили, насколько хорошо их учили, а также как сильно они были мотивированы учиться.

Очевидно, что за последние пятьдесят лет женщины в США добились значительных успехов в образовании и в настоящее время, по существу, догнали своих коллег-мужчин. Маловероятно, что биологические факторы, такие как гены или гормоны, как-то существенно изменились за этот промежуток времени. Таким образом, напрашивается вывод, что заметная разница между мужчинами и женщинами, существовавшая в прошлом, была обусловлена социальными влияниями и отношением общества, которые могут меняться и за этот период изменились очень быстро.

Возможно, в прошлом женщин реже приобщали к серьезным занятиям математикой; или большинство научных и инженерных факультетов больше были склонны принимать юношей и помогать им в продвижении по службе; или девушки с хорошими способностями к математике выбирают сами либо их склоняют выбирать жизненный путь, связанный с воспитанием детей. Все это гораздо больше похоже на правду. Скорее всего, именно в этом причины разницы в достижениях представителей разных полов. И к слову, это именно те проблемы, которые хотелось бы, чтобы президент университета воспринимал всерьез.

Должно быть, Саммерс знал, что лучший способ понять, есть ли разница в «способностях», – это изучить результаты тестирования, где влияние общества, например образование, минимально. Другими словами, вместо того чтобы сравнивать баллы на экзаменах, полученные студентами и студентками, нам следует изучить более базовые познавательные способности. И сделать это нужно как можно раньше, до того, как человек подвергнется влиянию культуры и общества.

Есть эффективный способ, позволяющий определить, отличаются ли врожденные способности у представителей разных полов. Смысл его в том, что он может проводиться повсеместно, без привязки к какой-либо конкретной культуре, даже среди маленьких детей, а также независимо от образования. Вероятно, есть только одна познавательная способность, отвечающая этим критериям. Интересно, знал ли Ларри Саммерс о том, как она может повлиять на способности развивать технические навыки.

Область познавательных способностей, которая на первый взгляд у мужчин развита куда лучше, – это навык умственного вращения, часть пространственного мышления. На рис. 4 показан стандартный тест: несколько объемных изображений предметов, причем у каждого есть идентичная пара, то есть точно такой же предмет, изображенный под другим углом. Выбрать нужно среди похожих предметов, например почти таких же, но нарисованных в зеркальном отображении.

Рис. 4. Задачи на мысленное вращение

Проводилось множество исследований, где мужчины показывали в решении таких задач намного более высокие результаты, чем женщины. Чтобы понять, насколько они точны, нам нужно каким-то образом стандартизировать разницу в результатах, полученных мужчинами и женщинами в разных исследованиях. Чтобы это сделать, нужно немного разобраться в технической стороне вопроса, поэтому не забивайте себе голову. Если коротко, то, по стандартам ученых, это разница «от средней до высокой».

Если вам действительно интересно, скажем, что один из способов выразить разницу данных заключается в том, чтобы показать, какие различия в значениях наблюдались в каждом исследовании по всей популяции, а затем показать разницу между мужчинами и женщинами относительно этого противоречия. Одно исследование по умственному вращению проводилось в компании, где работают в основном двадцатилетние разработчики программного обеспечения. В ходе другого исследователи останавливали на улице каждого третьего человека и просили принять участие. Вы, вероятно, считаете, что результаты первого исследования различались меньше, потому что участники были представителями более однородной группы, в то время как на улице люди гораздо сильнее отличались по возрасту и способностям. Но ничего, мы все равно можем использовать данные обоих исследований, чтобы узнать о различиях между женщинами и мужчинами, равно как и можем выразить различия между полами в обоих случаях, определив, насколько велики они были в каждом исследовании по сравнению с разбросом баллов, которые были показаны в примере. Мы называем эту разницу, стандартизированную по всем исследованиям, «величиной эффекта».

Если рассматривать данные о различии между полами в точности выполнения теста по умственному вращению, собранные по результатам разных исследований, то средняя разница будет иметь величину эффекта примерно 0,6–0,7. Что это значит? С точки зрения научного подхода величина эффекта 0,5 определяется как «средняя», а 0,8 – как «большая». Первым, кто этим занимался, был американский статистик и психолог Джейкоб Коэн. Он говорил, что величина эффекта 0,5 является достаточно большой, чтобы быть видимой невооруженным глазом: например, это разница в росте между четырнадцатилетними и восемнадцатилетними девочками. Однако значение 0,8 более заметно: это разница между тринадцатилетними и восемнадцатилетними девочками. Для тех, кто предпочитает цифры, величина эффекта 0,65 будет означать, что выбранный случайным образом мужчина на 68 % лучше справится с задачей на умственное вращение, чем выбранная случайным образом женщина, но показатели между мужчинами и женщинами будут полностью совпадать на 75 %.

Это довольно существенная разница. Зависит ли это от различий мозга женщин и мужчин? Одним из доказательств в пользу этой теории служит подтверждение, полученное в ходе нескольких исследований с участием маленьких детей. Согласно этим исследованиям, младенцы-мальчики в возрасте от трех до пяти месяцев могут выполнить задания на умственное вращение объемных предметов, а большинство девочек того же возраста – нет. Конечно, довольно сложно тестировать какие-то способности трехмесячных малышей, если это не способность есть, спать и испражняться, поэтому любые когнитивные эксперименты с малышами в этом возрасте обычно используют одну психологическую хитрость. Дело в том, что младенцы дольше смотрят на незнакомые предметы, поэтому исследование заключалось в том, чтобы показывать ребенку объемный предмет (на картинке или видеозаписи) до тех пор, пока он не станет для него знакомым, то есть пока он не наскучит малышу и тот от него не отвернется. Позже ребенку показывали тот же самый предмет, но в другом положении. И если он смотрел на него меньше времени, чем на абсолютно новый предмет, делали вывод, что ребенок его узнал, несмотря на то что предмет повернут иначе. Эти исследования впечатляют, но они слишком хитрые, и нужно учитывать много деталей, поэтому таких опытов проводилось мало и их сложно интерпретировать.

Независимо от того, есть ли различия в способностях мальчиков и девочек в столь раннем возрасте, существует альтернативное объяснение, и оно тоже весьма интересно. Оно заключается в том, что мальчики больше времени практикуются в умственном вращении, чем девочки, потому что больше времени занимаются спортом и играют в видеоигры. Считается, что именно так тренируются навыки пространственного восприятия, а в общеобразовательной школе как раз в этом отношении делается очень мало. В одном исследовании учащихся просили либо поиграть в видеоигру-бродилку, либо решить головоломку: через десять часов игры учащиеся, которые играли в бродилки, значительно улучшали показатели в заданиях на умственное вращение, и девушки в этой группе догоняли по баллам юношей из второй группы, где решали головоломки. Если такое короткое упражнение позволило девушкам нагнать юношей, то вряд ли разница в способностях представителей разных полов обусловлена врожденно. Скорее всего, такое различие демонстрирует, как мальчики и девочки в современном мире проводят свободное время.