Призрак свободы: как законы природы определяют наш повседневный выбор

Гены

Фразу «человек — царь природы» теория эволюции бескомпромиссно уточняет: повелителями всех жизненных процессов все–таки являются гены. Именно они, например, стараются найти нам лучшего спутника жизни, чтобы скорее продублировать себя в здоровом потомстве.

Об этом говорит недавнее исследование американских ученых, которые проанализировали ДНК 825 пар, супруги в которых родились с 1930 по 1950 год и до сих пор имеют стабильные отношения. Выяснилось, что гены мужа и жены гораздо более похожи друг на друга, чем ДНК любой другой произвольной пары мужчины и женщины. Есть данные, что неосознанный анализ ДНК на совместимость идет сразу после первого поцелуя и неминуемого обмена слюной.

То же самое касается и друзей — скорее всего, их выбрали не вы, а ваши гены. Результаты исследований ученых из Йельского университета и Калифорнийского университета в Сан-Диего говорят о том, что друзья имеют примерно 1% общих генов, — столько же связывает и родственников в пятом поколении. Оказалось также, что люди предпочитают общаться с теми, с кем у них совпадают восприятие запахов, но при этом отличается иммунитет. Последний критерий — еще один изобретенный эволюцией способ обезопасить популяцию. Все же стратегически правильнее, чтобы внезапно пришедшее заболевание поразило отдельных людей, а не разом всю группу, объединенную дружескими чувствами.

Гены борются за эффективное воспроизводство и во многих аспектах влияют на то, каким будет следующее поколение. Например, наследуемость интеллекта колеблется от 52 до 72%. При этом, если в молодости IQ еще может отличаться от предполагаемой величины за счет влияния среды, то с возрастом гены берут свое — получается, они как будто сами выбирают себе подходящую для максимального распространения обстановку.

Кроме того, особенности характера человека — например, восприимчивость к стрессу — тоже являются результатом работы генов. Такие выводы сделали американские ученые, исследовавшие поведение мышей, помещенных в некомфортные условия (они наклоняли клетку с грызунами, изменяли освещение, ограничивали подвижность животных). Около сорока процентов «испытуемых» не смогли справиться со стрессовой ситуацией — оказалось, все дело в том, что из–за сниженной экспрессии генов в их гиппокампе не вырабатывался белок mGlu2, который является маркером устойчивости к изменяющейся среде.

Лабораторные мышки внесли свой вклад и в исследование, касающееся передачи из поколения в поколение травматического опыта. На пол клетки, в которой пахло черемухой, подавался электрический разряд — мыши получали удар током. Так что при следующей встрече с тем же ароматом животные не рисковали двигаться. Американские биологи, поставившие эксперимент, установили, что память о травмирующем событии передавалась по мужской линии: сыновья и внуки первых ударенных током самцов тоже настороженно останавливались, почуяв опасный запах.

Социологи из Гарварда пошли дальше и разрушили идею о возможности свободно выбирать свое место в жизни. Они проанализировали социальный статус 1100 пар однояйцевых и разнояйцевых близнецов и обнаружили, что первые, генетически идентичные, занимают одно и то же место в социальной группе, в отличие от вторых, чей геном, как у обычных братьев и сестер, совпадает только частично. Уровень популярности, то есть число людей, готовых назвать вас своим другом, тоже оказался не персональным достижением, а результатом работы генов.

В начале июля в научном журнале Biology Direct появилась статья, в которой группа российско-американских ученых выдвигает и обыгрывает смелую гипотезу, — склонность человека к религии подогревается некоторыми бактериями, живущими внутри его организма. Каким образом? Зачем это нужно бактериям? До конца не понятно. Но ученые утверждают, что бактерии могут выделять психоактивные вещества, которые усиливают религиозные чувства.

Эту тревожную статью можно еще долго обсуждать, но один факт остается неоспоримым: триллионы бактерий, живущих внутри нас, используют человеческое тело исключительное в своих интересах. Например, что такое чих или кашель при простуде? Неизбежные симптомы и одновременное «запрограммированное» микробом выгодное ему поведение — организм пытается избавиться от возбудителей болезни и одновременно заражает десятки окружающих людей в метро или на работе.

Микробиом человека (так называют совокупность всех микроорганизмов внутри человеческого тела) включает в себя три тысячи разных видов бактерий. Большинство из них обитают в желудочно-кишечном тракте, питаются с нами одной пищей и даже имеют свои собственные вкусовые предпочтения. Если состав еды — соотношение в ней белков, углеводов и других питательных веществ — подходит для развития бактерии, то она подбадривает своего хозяина, выделяя химические вещества, улучшающие самочувствие человека. Если же рацион питания ей не по нраву, то в дело, наоборот, идут токсины — так бактерии исподтишка формируют вкусы, которыми мы порою так гордимся, и определяются с нашей диетой.

Иммунная и пищеварительная системы человека не могут работать без симбиотических бактерий. Но почему бы и не поделиться частью этих бренных автоматических функций с нашими маленькими сожителями? Гораздо обиднее, что они влияют и на работу нашей нервной системы: исследование, проведенное под руководством профессора Петерсона из Каролинского университета в Стокгольме, показывает, что в отсутствие бактерий невозможно нормальное развитие головного мозга.

Правда, эти опыты ставились не на людях, а на мышах, которых выращивали в стерильной среде. В результате они сильно отличались от своих сородичей — вели себя беспокойно, нервно и безрассудно. При этом нормальное поведение не возвращалось даже после возвращения в обычную, «бактериальную» среду, поскольку во время формирования мозга кишечные симбионты помогают образованию контактов между нейронами и также регулируют концентрации нейромедиаторов. Подтвердили эти выводы и данные биохимического анализа — регуляция активности почти сорока генов, отвечающих за мозговую деятельность, лежит на бактериях.

Как это происходит? Как бактерии могут активизировать или подавлять работу определенных генов? Как вещества, выделяемые в кишечнике, добираются до мозга? До конца пока не понятно, но уже известно, что даже развитие, например, аутизма не обходится без симбиотических бактерий: у людей с этим или другими психологическими расстройствами меняется микрофлора кишечника. Поэтому даже разрабатываются биохимические тесты для определения аутизма по анализу различных продуктов обмена веществ.

В одной чайной ложке воды плавает пять миллионов бактерий и пятьдесят миллионов вирусов, а микробы составляют около восьмидесяти процентов от всей биомассы Земли. Неудивительно, что многие ученые любят покрасоваться идеей, что вся наша биосфера — это только удобная система для обмена генами между различными микроорганизмами.

Более того, в каждой клетке человека (как почти у всех многоклеточных организмов) можно найти до тысячи митохондрий — небольших органелл, отвечающих за клеточное дыхание. Их ДНК отличается от ДНК всего остального организма, потому что много тысяч лет назад митохондрии еще были самостоятельно живущими бактериями. Прошло время — и теперь это даже не симбионты, а составляющие наших клеток.

Американский биолог Натан Кобб однажды предположил, что мир сохранил бы свои смутные очертания, даже если бы в нем внезапно исчезла вся материя, кроме круглых червей-нематод. Деревья, цветы, животные — оказывается, все живое вокруг нас поражено паразитами, чего мы часто не замечаем. То есть если поведение субъекта сильно отличается от привычного и подвергает его очевидному риску, то, возможно, виновник таких фокусов — это паразит, управляющий действиями хозяина с помощью разных химических веществ.

Например, плоский червь Echinococcus multilocularis так жаждет переселиться из тела одного своего хозяина, мыши, в тело другого — лисы, что делает несчастного грызуна медленным и неповоротливым; верной добычей для любого хищника. Нематоды Myrmeconema neotropicum заставляют муравьев становиться внешне похожими на красные ягоды, любимое лакомство нужных им птиц. Червь же волосатик-метаморф и вовсе толкает своих хозяев к самоубийству. Его личинки проникают внутрь кузнечиков и сверчков, когда те пьют зараженную воду. Дальше личинки вырастают, подчиняют себе центральную нервную систему хозяина, и в результате одурманенные насекомые сами прыгают в воду, замыкая тем жизненный цикл нематоды.

Путешествия некоторых других паразитов еще более запутанны. Так, токсоплазма сначала обитает в грызунах. Зараженные ею особи перестают бояться кошек и даже возбуждаются от запаха их мочи. В результате Том наконец ловит Джерри, и токсоплазма обретает своего главного хозяина — размножаться этот паразит может только в кошках. А уже дальше милые домашние питомцы вполне могут передать токсоплазму и человеку.

У зараженных людей заметно отличается поведение: они чаще теряют самоконтроль, склонны к совершению неуправляемых поступков, постоянно пребывают в тревоге и сомневаются в своих силах. Более того, токсоплазмоз еще замедляет реакции человека. Все вместе это часто приводит к плачевным результатам — ученые специально изучали пробы 146 человек, повинных в автомобильных авариях, и установили, что большинство из них были заражены этим паразитом.

Самое интересное, что, по официальной статистике, токсоплазмой заражены почти 50% всего земного населения. (Для разных стран это значение сильно отличается. Так, в Южной Корее заражено только около 4% жителей, а в Бразилии — все 67%). Тут поневоле и задумаешься, почему одни люди предпочитают авантюры, адреналин и вечные поиски, а другим вполне достаточно пульта от телевизора.

Как человек принимает решение? В 1985 году ответ на этот вопрос искал американский нейробиолог Бенджамин Либет. Его интересовало, какое место занимает осознанная мысль в цепи последовательных нейронных процессов, ведущих к выполнению действия.

На головы студентов, вызвавшихся поучаствовать в эксперименте, он устанавливал датчики ЭЭГ, которые фиксировали любую активность мозга, а затем просил испытуемых пошевелить пальцами. Важно, что Либет оставлял свободу участникам — они могли совершить движение когда угодно, а не в ответ на специальный стимул. Но при этом студенты должны были отмечать момент, когда к ним приходило желание это сделать. А аппарат ЭЭГ, подключенный к счетчику времени, устанавливал периоды возникновения потенциала готовности — всплеска активности в коре головного мозга, который предшествует сознательному действию.

Против ожиданий оказалось, что испытуемые раз за разом сообщали о своем желании пошевелить пальцем на 350–400 милисекунд позже, чем такое решение «принимали» нейроны (когда наблюдался всплеск на энцефалограмме).

В 2008 году группа немецких нейробиологов внесла впечатляющие обновления в данные, полученные Либетом. Поместив испытуемых в томограф, ученые просили их смотреть на экран с появляющимися на нем буквами и произвольно нажимать левую или правую клавишу. При этом участники должны были запоминать символ, увидев который, им захотелось сделать движение, и заново выбирать его при контрольном вопросе. В отличие от экспериментов 80-х годов, где потенциал готовности обнаруживался в дополнительной моторной области всего за миг до осознанного решения, в новом исследовании ученые зафиксировали активность мозга во фронтальной коре уже за семь секунд до нажатия клавиши. Эти данные ставят под сомнение идею о том, что человек способен контролировать свое поведение. Мозг сам решает, как следует поступать. Осознанный выбор поведения — лишь иллюзия, которая скрывает реальные процессы, происходящие в голове человека независимо от него самого.

Этот факт сказывается даже на том, сможет ли желающий похудеть, удержаться на диете. Чем лучше у него развита фронтальная кора, отвечающая за рациональное поведение, тем выше шансы на успех. От толщины этой зоны зависит, насколько человек может откладывать вознаграждение во времени. В то же время центр удовольствия склоняет поступить так, чтобы получить немедленное чувство эйфории. Ученые, сегодня изучающие поведение, говорят, что решение — это достижение порога активности тех или иных нейронов, которые дают сигнал моторной коре о запуске рационального или эмоционального поведения.

Кроме того, что нейроны определяют наши желания, они же — источник разнообразных ощущений. Точнее, такую функцию имеют нейромедиаторы — химические вещества, которые обеспечивают передачу электрического разряда по синапсам, отросткам, соединяющим нервные клетки.

Открытие нейромедиаторов пришлось на 1960-е годы — время бурного расцвета нейробиологии. Оказалось, что ощущение радости и эйфории зависит от количества серотонина, находящегося в тканях головного мозга, а депрессия или даже легкое уныние — следствие не дурного характера, а нехватки этого вещества. Другой нейромедиатор, дофамин, заставляет нас тянуться не к высоким целям, а к простым, диктуемым эволюцией, потребностям — еде и сексу. Это вещество ответственно за чувство удовольствия, которое особенно обостряется именно в такие моменты. Кроме того, оно участвует в процессе принятия решений.

Российский нейроэкономист Василий Ключарев из Высшей школы экономики исследовал, почему люди склонны к конформизму и зачастую меняют свое мнение под давлением мнения окружающих. Он предлагал испытуемым оценить привлекательность лиц по шкале от одного до восьми. После того как участники делали это, им показывали оценки других людей — при несовпадении многие из участников в течение часа меняли свою точку зрения. Оказалось, что в момент принятия «неправильного», отличного от общепринятого решения, в мозгу человека активируется центр распознавания ошибок, а центр удовольствия, напротив, блокируется — мы чувствуем себя очень некомфортно. Мозг требует срочно отказаться от экстравагантного поведения и впоследствии награждает нас за конформизм уютным чувством удовлетворения. Чем выше уровень допамина, тем лучше развита эта система поощрения и наказания.

«Медиатор бодрствования» — норадреналин — тоже заметно влияет на наше поведение. Несмотря на то, что количество его молекул не так уж велико, именно от норадреналина зависит концентрация внимания, энергичность, мотивация к действию, спокойствие, острота памяти, хорошее настроение и наше поведение в момент опасности. Так что открытие нейромедиаторов заставляет серьезно сомневаться, что мы являемся хозяевами своих чувств.

Многие ключевые процессы в человеческом организме протекают на таких маленьких масштабах, где уже начинают действовать вероятностные законы квантовой механики. Квантовые случайности определяют, каким будет пол будущего ребенка (носителем какой хромосомы является самый удачливый сперматозоид) или когда по аксону побежит разряд нервного импульса. Так что на место разочаровывающей несвободы и вовсе приходит полный хаос, лишь прикрытый хитросплетением нейронов, генов, психологических паттернов и культурных кодов, которые постоянно тянут нас в разные стороны.опубликовано econet.ru