Бытие не определяет сознание, или От чего зависит развитие мозга

Даже если двое будут обладать одинаковыми генами и расти в одинаковом окружении, с возрастом у них всё равно могут проявиться различия в характере — по не вполне пока ясным причинам.

Как гены и окружающая среда влияют на поведение животных? Здесь мы пока имеем больше загадок, чем отгадок, и число этих загадок с каждым новым исследованием растёт как снежный ком. Вот, к примеру, учёные из Дрезденского технического университета вместе с коллегами из Института развития человека Общества Макса Планка (оба — Германия) убедились, что две мыши могут разниться характером, несмотря на идентичные геномы и одинаковое окружение.

Исследователи помещали несколько десятков генетически идентичных самок мышей в одинаково устроенные клетки. Клетки были довольно сложны по внутреннему устройству: они разделялись на уровни, между которыми животные могли перемещаться по переходам-трубам, в них имелись разнообразные игрушки и игровые устройства — словом, мышам было где проявить свою индивидуальность. Каждое животное снабжали микрочипом, который позволял следить за всеми его действиями: таким образом учёные имели полную картину поведения любого подопытного.

Поначалу, как пишут биологи в журнале Science, все мыши вели себя одинаково: они не слишком стремились бродить по новой территории. Со временем они (все) начали предпринимать исследовательские вылазки, однако при этом чем старше становились мыши, тем отчётливее проявлялись различия в их поведении.

Через три месяца мыши умерщвлялись, и учёные сравнивали строение их гиппокампов. Гиппокамп, как известно, играет ведущую роль в процессах памяти и пространственной ориентации. Кроме того, в нём постоянно происходит прирост нейронов, и по тому, насколько этот прирост велик, можно определить нагрузку на гиппокамп — то есть много ли пришлось индивидууму учиться и запоминать.

Для сравнения использовались мыши, которые жили в просто устроенной клетке, где имелось мало игрушек и исследовать особо было нечего. У животных, которые обитали в сложноустроенных клетках, нейронов в гиппокампах оказалось больше, чем у мышей из привычных клеток. Однако различия имели и животные, выросшие в сложноустроенном окружении. Некоторые из них изучали более обширную территорию, чем другие, и те, кто больше странствовал по клетке, тоже получили максимум нейронов. Однако, как мы помним, гены у всех мышей были одинаковы, клетки — тоже.

То есть поведение и устройство мозга однозначно не определялись ни тем ни другим.

По большому счёту для учёных это не новость: известно, что во время развития зародыша есть период, когда могут возникать некоторые отклонения, варианты развития, допускаемые генетической программой. Эти вариации могут быть почти незаметны, но со временем они усиливаются и когда-нибудь начинают играть всё бóльшую роль. (О чём-то похожем недавно сообщали учёные из Технологического института штата Джорджия (США), обнаружившие, что развитие мозга рыб далеко не во всём определяется генами.) Однако в опытах с мышами биологи исключили не только генетические различия, но и влияние среды — по крайней мере той, с которой мыши встречались после рождения.

То есть бытие не определяет сознания, и то же самое можно сказать о сознании и генах. Отличия, возникавшие у мышей, в дальнейшем расходились между собой независимо от окружения, в котором росли животные. (Хотя опять же стоит уточнить, что речь идёт о какой-то части психических функций. Другие функции мозга вполне себе могут жёстко зависеть как от генов, так и от бытия.)

Но тогда остаётся вопрос: а от чего зависит поведение? Вот в данном конкретном случае: почему одни мыши больше бегали по клетке и получили больше нейронов в гиппокамп, а другие, наоборот, бегали меньше и приобрели меньше нейронов?

Авторы работы признают, что пока не могут сказать, где тут причина, а где следствие: то ли большее количество нейронов побуждало мышей к более активному поведению, то ли активное поведение стимулировало нейрогенез. Наконец, могут играть роль и такие факторы, как положение плода в утробе матери, выкармливание и прочие «детские впечатления», наконец, эпигенетические модификации, для которых достаточно порой самого незначительного химического вмешательства из окружающей среды.

Кроме того, сами гены тоже рановато сбрасывать со счётов: не исключено, что сразу после оплодотворения в развивающемся зародыше могли произойти какие-то мутации, которые могли повлиять на будущее поведение или структуру мозга. Короче говоря, в вопросе о формировании поведения и характера ясно пока только одно — что исследователям предстоит много работы.

Подготовлено по материалам Дрезденского технического университета.