Сколько кошек в темной комнате

Олег Макаров
«Популярная механика» №4, 2014

Разум — прерогатива человека. С этим согласны все. Но как трудно отказать нашим братьям меньшим в наличии если не разума, то сознания. Мы склонны «очеловечивать» своих питомцев — кошек, собак, лошадей, мы видим в них некое упрощенное подобие себя, мы чувствуем, что и у них есть эмоции, мы видим, что они понимают наши слова, мы приписываем им такие качества, как сообразительность и хитрость. Но что по этому поводу думает наука?

Оказывается, для науки наличие у животных, по крайней мере высших, сознания является одним из самых сложных и дискуссионных вопросов. Почему? Во-первых, потому что мы не можем спросить у самих кошек или лошадей, что на самом деле они думают, чувствуют, понимают, как делают выбор. И присущи ли им все эти действия в принципе? В человеческом понимании, разумеется.

Во-вторых, чтобы вести научный поиск, требуется точно знать, что именно надо искать. Если мы ищем сознание, то однозначного общепризнанного ответа на вопрос, что такое человеческое сознание, не существует. Иными словами, требуется найти черную кошку в темной комнате.

Если идти не от поведения, а, например, от определенной физиологической схожести человека и прочих млекопитающих, в особенности от сходства строения мозга и нервной системы, то это тоже зыбкий путь, так как точно неизвестно, даже на примере человека, как именно связаны психические и нейрофизиологические процессы.

В зеркале — это я

Тем не менее вопрос о наличии тех или иных форм сознания у животных настолько интересен и важен для понимания природы живого, что наука просто не может оставить попытки выяснить хотя бы что-то. Для этого, чтобы не углубляться в проблемы общефилософского характера, этот вопрос разбивают на несколько составляющих. Можно допустить, что обладание сознанием предполагает, в частности, не просто получение сенсорной информации от органов чувств, но и сохранение их в памяти, а затем сопоставление с сиюминутной реальностью. Сопоставление опыта с реальностью позволяет делать выбор. Так действует человеческое сознание, и можно попробовать выяснить, работает ли это аналогичным образом у животных. Другая часть вопроса — самосознание. Осознает ли себя животное отдельным существом, понимает ли, как выглядит со стороны, «задумывается» ли о своем месте среди прочих существ и предметов?

Один из подходов к выяснению вопроса о самосознании был намечен американским биопсихологом Гордоном Гэллапом. Им был предложен так называемый зеркальный тест. Суть его заключается в том, что на тело животного (например, во время сна) наносится некая метка, которую можно увидеть только в зеркале. Далее животному предъявляют зеркало и наблюдают за его поведением. Если, посмотрев на свое отражение, оно заинтересуется инородной меткой и будет, например, пытаться ее сбросить, значит, животное понимает, что а) оно видит себя и б) представляет себе свой «правильный» внешний вид. Подобные исследования проводятся уже несколько десятков лет, и за это время удалось получить поразительные результаты. В зеркале узнавали себя гориллы и шимпанзе, что, наверно, не так удивительно. Положительные результаты были получены для дельфинов и слонов, что уже более интересно, особенно в случае с последними. Но, как выяснилось, метку на себе обнаруживают птицы, представляющие семейство врановых, особенно сороки. У птиц же, как известно, в мозге отсутствует неокортекс, новая кора, отвечающая за высшие нервные функции. Получается, для некоего рода самосознания эти самые высшие нервные функции и не требуются.

Немного нервных клеток

А что же память и сопоставление предыдущего опыта с реальностью? Выясняется, что и эта способность отнюдь не только прерогатива человека или высших млекопитающих. Группа ученых из университетов Тулузы и Канберры поставили знаменитый эксперимент с насекомыми — медоносными пчелами. Пчелам требовалось находить путь к выходу из лабиринта, в конце которого их ожидало лакомство — сахарный сироп. Лабиринт заключал в себе множество Y-образных развилок, где «правильный» поворот маркировался пятном определенного цвета. Натренировавшись летать по знакомому лабиринту и находить искомый путь, пчелы чудесным образом запоминали, что, например, синий цвет означает поворот направо. Когда насекомых запускали в другой, незнакомый лабиринт, выяснялось, что они отлично там ориентируются, «доставая» из памяти соотношение цвета и направления. У пчел не только нет неокортекса — их нервный центр состоит из очень плотного сгустка соединенных между собой нейронов, их всего миллион, по сравнению со ста миллиардами нейронов в мозге человека, причем человеческая память связана со сложным мыслительным процессом. Таким образом, эволюция показывает, что способна реализовать такую сложную функцию, как принятие решения на основе сопоставления реальности с абстрактным символом, на очень скромном нервном субстрате.

Помню, что я помню

Эксперименты с пчелами при всех удивительных результатах вряд ли способны кого-то убедить в том, что сознание присуще насекомым. К важным признакам наличия сознания у человека относится так называемое метасознание, то есть сознание сознания. Человек не просто что-то помнит, но он помнит, что помнит, не просто думает, но думает, что он думает. Эксперименты по выявлению метасознания или метапамяти также имели место в недавнем прошлом. Первоначально такие опыты проводились над голубями, но убедительных результатов они не принесли. Тогда, использовав аналогичную методологию, американский исследователь Роберт Хэмптон решил протестировать макак-резусов и обнародовал результаты своих работ в 2001 году.

Суть опыта заключалась в следующем. Сначала обезьянам предлагалось простейшее упражнение. Подопытное животное получало возможность, нажав на сенсорном экране на изображение некой характерной фигуры, получить лакомство. Затем задание усложнялось. Макакам предлагали на выбор нажать две фигуры на экране. Одна фигура означала «начать тест». После нажатия на экране появлялись четыре фигуры, одна из которых уже была знакома животному по предыдущей стадии опыта. Если макака вспоминала, что именно это была за фигура, то могла нажать на нее и снова получить вкусное лакомство. Другой выбор — отказаться от теста и нажать соседнюю фигуру. В этом случае можно было тоже получить лакомство, но уже не такое вкусное.

Если после первого этапа эксперимента проходило всего несколько десятков секунд, обе макаки смело выбирали тест, находили искомую фигуру и наслаждались едой. По истечении большего времени (две-четыре минуты) одна из макак вообще переставала интересоваться тестом и довольствовалась менее вкусной едой. Другая все-таки бралась за тест, но нужную фигуру находила с трудом, делая много ошибок. Чтобы проверить, не действует ли на принятие макаками решения какой-то иной фактор, кроме собственно памяти, Хэмптон провел проверочный эксперимент. Из фигур, предложенных для теста, правильную вообще изъяли. При этих условиях одна макака, попробовав новый тест, больше его не выбирала, другая все же пробовала, но число отказов возросло.

Результаты опытов показали, что у макак-резусов существует метапамять, пусть в очень несовершенной форме. Выбирая тест вскоре после первого опыта, они помнили, что запомнили правильную фигуру. По прошествии большего времени одна обезьяна просто смирилась с тем, что забыла искомый рисунок, другая «думала», что еще вспомнит, но делала ошибки. Исключение из теста однажды запомненной фигуры стало причиной утраты к нему интереса. Таким образом, у обезьян установлено наличие психических механизмов, которые прежде считались лишь признаком развитого человеческого сознания. К тому же от метасознания, метапамяти, как можно догадаться, близкий путь к ощущению себя субъектом мышления, то есть к ощущению «я».

Крысиная эмпатия

В поисках элементов сознания в животном мире нередко указывают на нейрофизиологическую общность человека и иных существ. Один из примеров — наличие в мозге так называемых зеркальных нейронов. Эти нейроны возбуждаются как при совершении определенного действия, так и при наблюдении за тем, как то же действие совершает другое существо. Зеркальные нейроны наличествуют не только у человека и приматов, но и у более примитивных существ, включая птиц. Эти клетки мозга до конца не изучены, и им приписывается множество разных функций, например значительная роль в обучении. Считается также, что зеркальные нейроны служат базой для эмпатии, то есть ощущения сопереживания эмоциональному состоянию другого существа без потери понимания внешнего происхождения этого переживания.

И вот недавние эксперименты показали, что эмпатия может быть присуща не только человеку или приматам, но даже… крысам. В 2011 году в Медицинском центре Чикагского университета провели опыт с двумя подопытными животными. Крысы находились внутри короба, но одна из них свободно передвигалась, а другую поместили в трубку, которая, разумеется, не позволяла животному свободно двигаться. Наблюдения показали, что, когда «свободная» крыса оставалась в коробе в одиночестве, она проявляла куда меньшую активность, чем когда рядом с ней находилась «страдалица». Было очевидно, что стесненное состояние соплеменницы не оставляло крысу равнодушной. Более того, сострадание подвигло животное к действию. После нескольких дней «страданий» свободная крыса научилась открывать задвижку и освобождать другую крысу из плена. Правда, поначалу открыванию задвижки предшествовало некоторое время раздумий, но в конце опытов, едва попав в короб с крысой, сидящей в трубке, «свободная» крыса тут же бросалась на выручку.

Удивительные факты, связанные с обнаружением элементов сознания у самых разных живых существ, не только имеют ценность для науки, но и поднимают вопросы биоэтики.

Братья по сознанию

В 2012 году три известных американских нейрофизиолога — Дэвид Эдельман, Филип Лоу и Кристоф Кох — обнародовали декларацию по итогам специальной научной конференции в Кембриджском университете. Декларация, ставшая известной как Кембриджская, получила заголовок, который можно вольно перевести на русский язык как «Сознание у человека и других животных» (Consciousness in Human and non-Human Animals).

В этом документе обобщались все новейшие исследования в области нейрофизиологии человека и других живых существ. Одним из центральных моментов декларации стало заявление о том, что нервный субстрат эмоций и переживаний не находится исключительно в неокортексе. Пример птиц, не имеющих новой коры, показывает, что параллельная эволюция способна развивать элементы сложной психики и на иной базе, а нервные процессы, связанные с эмоциями и познанием, обнаруживают у птиц и млекопитающих гораздо большее сходство, чем принято было считать ранее. Также в декларации упоминались результаты «зеркальных опытов» с птицами, и утверждалось, что даже нейрофизиологическая природа сна у птиц и млекопитающих может быть признана сходной.

Кембриджская декларация была воспринята в мире как манифест, как призыв пересмотреть отношение человека к живым существам, в том числе тем, которых мы употребляем в пищу или которых используем для лабораторных опытов. Речь идет, конечно, не об отказе от мяса или биологических экспериментов, но скорее о том, чтобы относиться к животным с учетом их более сложной, чем думалось раньше, психической организации. С другой стороны, все данные, на которые ссылаются авторы декларации, не делают вопрос о природе человеческого сознания яснее. Ощущая его уникальность, мы обнаруживаем, что то те, то другие его элементы разбросаны в мире живого и никакой монополии на них у нас нет. Приписывая нашим питомцам «человеческие» качества, мы, конечно, часто выдаем желаемое за действительное, но все же в данном случае лучше немного заблуждаться, чем ранить чувства «братьев меньших» жестокостью.