Человеческий мозг в ходе эволюции не просто увеличил унаследованную от других приматов систему, связанную с ощущением собственного «я». Исследователи из Института биофизики Китайской академии наук обнаружили, что локальное устройство многих участков осталось удивительно похожим, тогда как связи между ними заметно перестроились. Результаты исследования, опубликованного 7 сентября в JNeurosci, показывают особенно сильные изменения в сетях, связанных с абстрактным представлением человека о самом себе.
Авторы сравнили мозг 46 людей, 46 шимпанзе и 43 макак, сосредоточившись на так называемой сети самовосприятия. Под таким названием нейробиологи объединяют несколько групп областей, которые помогают мозгу учитывать сигналы собственного тела, отделять себя от окружающего мира и обрабатывать более сложную информацию о собственной личности, включая мысли и воспоминания о себе.
На небольшом масштабе различия оказались сравнительно скромными. У людей и макак исследователи нашли похожие микроструктурные характеристики в соответствующих областях мозга и сходные профили активности генов. Причём среди связанных с работой сети генов оказались представлены гены, изменения которых особенно быстро накапливались в человеческой эволюционной линии.
Совсем другую картину показал анализ крупных соединений между областями мозга. Архитектура сети менялась от макак к шимпанзе и далее к человеку, причём мозг шимпанзе по многим характеристикам занимал промежуточное положение. Такая картина указывает не столько на появление совершенно новых деталей, сколько на перестройку связей между уже существовавшими элементами.
Перестройка шла неравномерно. Система, обрабатывающая внутренние сигналы организма, например информацию о состоянии тела, оказалась наиболее похожей у макак и шимпанзе. Сеть, связывающая сведения о себе с внешним миром, сильнее сближала шимпанзе с людьми. Наибольшие различия между всеми тремя видами появились в областях, связанных с абстрактным представлением о себе.
Исследователи также обнаружили смещение ключевых узлов сети. У макак более центральное положение занимали области островковой коры, тесно связанные с обработкой внутренних состояний организма. По мере перехода к человекообразным обезьянам и человеку роль сетевых центров всё сильнее переходила к поясной коре, которая участвует в интеграции информации, принятии решений и сложных когнитивных процессах.
Авторы описывают общую тенденцию как переход от организации, сильнее ориентированной на телесные сигналы, к системе, в которой возрастает роль более абстрактной обработки информации о себе. Подобная перестройка помогает объяснить, как новые когнитивные возможности могли возникнуть без полной замены древней архитектуры мозга. Эволюция сохранила многие исходные компоненты, но изменила способ их взаимодействия.
Работа не доказывает, что найденные анатомические различия непосредственно породили человеческое самосознание. Исследователи сравнивали прежде всего структуру, соединения и молекулярные характеристики мозга, а не субъективные переживания животных. Поэтому связывать конкретную сеть с человеческим чувством личности пока можно лишь косвенно.
Следующим этапом группа планирует сопоставить найденные анатомические различия с функциональными измерениями и поведением приматов. Такой анализ должен показать, насколько перестройка связей действительно соответствует различиям в способности распознавать себя, учитывать собственное состояние и формировать более сложные представления о собственной личности.
Главный вывод работы заключается в том, что эволюцию человеческого мозга нельзя свести к простому масштабированию мозга общего предка. В сети, связанной с самовосприятием, древняя биологическая основа в значительной степени сохранилась, но крупномасштабная схема соединений изменилась. Именно такая комбинация сохранения и перестройки могла стать одним из механизмов появления более сложных форм человеческого самосознания.