Интелигентността на Земята е възникнала независимо поне два пъти: защо враните мислят като шимпанзетата

Изразът „птичи мозък“ отдавна е синоним на лекомислие и глупост. Но какво би било, ако споделим, че една врана, която планира действията си няколко стъпки напред, или едно какаду, което отключва сложна ключалка, имат познавателни способности, сравними с тези на шимпанзетата? Това не е научна фантастика, а реалност, която от десетилетия затруднява биолозите. Как малкият, на пръв поглед примитивен мозък на птицата може да решава задачи, достъпни само за висшите примати?

Изглежда, че най-новите изследвания най-накрая дават отговор на този въпрос. И той е много по-интересен, отколкото можеше да се предположи. Оказва се, че еволюцията е създавала високоразвит интелект на Земята поне два пъти, като е поемала по много различни пътища. Това откритие не просто реабилитира птиците в нашите очи – то ни принуждава напълно да преосмислим какво всъщност е разумът и какво място заемаме самите ние в неговата йерархия.

Архитектурата на мисълта: многослойната торта срещу невронния възел

За да стигнем до сърцевината на загадката, трябва да погледнем вътре в черепа. Интелектът на бозайниците, включително на хората, традиционно се свързва с неокортекса – външния слой на мозъка. Това е нашият основен „процесор“. Структурата му е образец на ред: шест ясно обособени слоя от неврони, всеки със своя собствена функция. Тази многоетажна архитектура ни позволява да обработваме сетивната информация, да мислим абстрактно, да говорим и да планираме. Отдавна се смята, че тази многопластова организация е предпоставка за появата на сложно мислене.

Да напомним, че шимпанзетата и бонобо са най-близките живи роднини на хората. Последният общ прародител на хората и шимпанзетата е живял преди около 6-7 милиона години. След това хората и шимпанзетата са поели по различни еволюционни пътища. Последните са продължили да ходят на четири крака и да живеят по дърветата, докато хората са изгубили козината си и са застанали изправени, но най-важното е, че размерът на техния мозък съществено се е увеличил. Сега научаваме нещо ново.

Нека сега разгледаме мозъка на птицата. Вместо подредени слоеве виждаме това, което анатомите от миналото с насмешка наричаха „неспецифични струпвания на неврони“. Ключовата за птиците когнитивна структура – гръбначният вентрикуларен гребен (DVC) – прилича на плътен, хаотичен възел. Няма видима йерархия. Нищо чудно, че в началото на XX в. учените са смятали птиците за същества, които се ръководят главно от инстинкти и рефлекси.

Но как тогава да обясним изумителната съобразителност на същите тези врани или папагали? Как мозък с тегло 10 грама върши работата, за която са необходими 400 грама мозъчно вещество при шимпанзето?

Спорът, продължил половин век: общ предшественик или гениално съвпадение?

Този парадокс е породил два противоположни лагера в научния свят.

• Първата теория, лансирана през 60-те години на миналия век от невроанатома Харви Картен, гласи, че въпреки външните различия дълбоките невронни мрежи в неокортекса на бозайниците и дефицитът на внимание и разстройствана при птиците са поразително сходни. Което означава, заключава Картън, че сме наследили този „интелектуален пакет“ от общ прародител – гущероподобно същество, което се е разхождало из суперконтинента Пангея преди 320 милиона години. С други думи, интелектът е древно наследство.
• Втората, пряко противоположна хипотеза е изказана от Луис Пулес. Изучавайки развитието на ембрионите, той забелязва, че неокортексът се формират от напълно различни части на ембрионалния мозък. Заключението му е категорично: тези структури не могат да бъдат свързани. Те са възникнали независимо една от друга. Това е идеята за конвергентната еволюция – когато природата стига до едно и също решение (в този случай интелект) по различни пътища, точно както крилата са се развили независимо при птиците, прилепите и насекомите.

В продължение на десетилетия този спор остава неразрешен. И двете страни бяха прави по свой си начин, но методите им – сравняване на мозъците на възрастните в Картен и ембрионите в Пулес – не даваха възможност да се види пълната картина.

Присъдата: двама архитекти, един проект

Пробивът стана възможен благодарение на технологията за секвениране на РНК от една клетка. Представете си, че разполагате с молекулярен GPS проследяващ модул за всяка клетка, който не само показва нейния вид, но и ви позволява да проследите целия ѝ път от „раждането“ ѝ в ембриона до „работното ѝ място“ в мозъка на възрастния човек. Именно този инструмент позволи на двата независими екипа от учени най-накрая да установят истината.

Техните открития, публикувани в списание Science, са зашеметяващи. И двамата са били прави!

• Пулес е бил прав, че „строежът“ на мозъка при птиците и бозайниците следва твърде различни концепции. Невроните за когнитивните центрове се формират по различно време, в различна последователност и от различни ембрионални области. При бозайниците всичко е логично: клетките от кортикалния рудимент се превръщат в мозъчна кора. При птиците обаче се извършва „фантастична реорганизация“, когато клетки от различни области мигрират и се смесват, за да образуват ефективен мисловен център.
• Картен е прав, че крайният резултат – „изграждането“ на невронната мрежа – е поразително сходен и при двете групи. Въпреки различните „строителни материали“ (видове клетки) и различните „строителни планове“ (пътища на развитие), крайната архитектура на невронните вериги, отговорни за познанието, се оказва функционално еквивалентна.

Това е класически пример за конвергентна еволюция в най-елегантния ѝ вид. Представете си, че древните египтяни и маите, без да са имали контакт помежду си, са решили да построят най-стабилната монументална структура. Използвайки различни инструменти, материали и инженерни подходи, и двата вида са стигнали до оптималната форма – пирамидата. По същия начин еволюцията, „изграждайки“ разумен мозък за гръбначните животни, е стигнала до подобна функционална схема, въпреки че е започнала от по-различни отправни точки.

Защо това променя всичко

Това откритие е много повече от решение на една стара научна загадка. То е носител на няколко фундаментални идеи.

• Интелектът не е човешки монопол. Свикнали сме да мислим за мозъка си като за връх на еволюцията, като за своеобразен еталон. Но примерът с птиците показва: ние не сме „оптималното решение“, а само едно от възможните решения. Природата е доказала, че има и други, не по-малко ефикасни начини за комплексно мислене. Това ни кара да изпитваме по-голямо уважение към другите форми на живот.
• Преосмисляне на еволюцията. Виждаме, че за да изгради сложна система като мозъка, еволюцията разполага с определен набор от „инструменти“ (гени и регулаторни механизми), които може гъвкаво да комбинира, за да постигне целта си. Съществува някакъв фундаментален принцип за изграждане на ефективна невронна мрежа, който се оказва универсален за гръбначните животни.
• Нови хоризонти за изкуствения интелект. Днес повечето модели на изкуствен интелект са вдъхновени по един или друг начин от структурата на мозъка на бозайниците. Какво ще стане, ако се опитаме да създадем изкуствен интелект въз основа на принципите на мозъка на птиците? Как би „мислила“ една подобна система? Може би тя би дала възможност за решаване на задачи, които сегашните невронни мрежи не успяват да решат, тъй като мозъкът на птицата е оптимизиран за други условия: навигация в триизмерното пространство, запомняне на хиляди обекти и бързо вземане на решения.

В крайна сметка историята с птичите мозъци е история за това как научното смирение отваря очите ни за истината. Интелектът не е планина, на чийто връх стои човекът. Тя е цял архипелаг от острови, които са възникнали независимо един от друг в океана на еволюцията. И ние едва сега започваме да картографираме тези удивителни светове.