Что значит быть собакой. И другие открытия в области нейробиологии животных: читать начало книги онлайн

Ответ на этот вопрос нам дал мозг очень необычного морского льва – обладающего особой чувствительностью к музыкальному ритму.

Глава 5

Зачатки способностей

Ронан родилась где-то на побережье северной Калифорнии в 2008 году. К годовалому возрасту она уже была виртуозной причальной попрошайкой: видимо слишком рано оставшись без матери, молодая морская львица постоянно болталась на пирсе и клянчила подачки. Иногда она выползала на шоссе – к радости туристов и негодованию водителей. Может, она заблудилась и не могла вернуться обратно в океан, а может, просто искала мать, но из-за этих регулярных вылазок на оживленную проезжую часть Ронан в конце концов очутилась в Центре реабилитации морских млекопитающих.

Никаких видимых отклонений у Ронан не обнаружилось, так что ее подкормили по стандартной программе и выпустили в океан.

А потом она объявилась снова – уже на другом отрезке Тихоокеанского шоссе.

Когда Ронан угодила в Центр реабилитации в третий раз, пришлось задуматься о ее будущем. Самостоятельно добывать пищу она явно не умела, и спасатели сомневались, что она выживет в дикой природе. В отличие от многих других морских львов, Ронан была относительно здорова, поэтому спустя неделю, отведенную на откорм, оснований держать ее в реабилитационном центре не осталось.

Старшему ветеринару Фрэнсис Галлэнд предстояло принять нелегкое решение. В центр постоянно – и с каждым годом все больше – поступали морские львы, тюлени, котики и даже гигантские морские слоны, основное лежбище которых находилось в национальном парке Аньо-Нуэво. Вместить всех было попросту невозможно.

Ронан нравилась всем, и, видимо, взаимно, ведь в центр ее раз за разом приводила бесконечная тяга к людям. Но задача центра заключалась не в том, чтобы потакать симпатиям людей и животных. Если Ронан не удалось бы куда-то пристроить, ее пришлось бы выпустить в заповедник. Или усыпить.

Питеру Куку для проекта по исследованию воздействия домоевой кислоты требовались контрольные испытуемые. Найти их было трудновато: здоровые морские львы, как правило, на берег не выбрасываются. Поэтому Питер пришел в восторг, когда ему позвонила Галлэнд с предложением забрать Ронан. Участие в экспериментах Питера в лаборатории ластоногих позволяло еще немного повременить с решением ее дальнейшей судьбы.

Ронан училась быстро, и с отсроченным чередованием справилась играючи. Если у некоторых морских львов, пострадавших от домоевой кислоты, на это уходило несколько месяцев, то Ронан отстрелялась за один. На этом ее помощь науке закончилась, и вновь встал вопрос о пристанище.

Морские львы способны жить в неволе до тридцати лет, так что оставить Ронан в лаборатории означало связать себя надолго – за такой срок в центре может смениться руководитель. Кроме того, общей любимицей сделалась еще одна подопытная – Джи-Док, взявшая в привычку разгуливать по своему загону с нахлобученным на голову ведерком, которое использовалось как инвентарь в экспериментах. Дурачества Джи-Док покорили сердца инструкторов, и Райхмут подумывала забрать ее насовсем. Но Ронан лучше справлялась с тестами Питера. В конце концов в лаборатории все-таки оставили ее, а «классную клоунессу» Джи-Док взяла другая организация.

Повезло в результате не только Ронан, но и всем нам. Вскоре у этой морской львицы обнаружились уникальные способности, изменившие наше представление об эволюции языка.

На вопрос, что отличает человека от других животных, большинство из нас ответит: язык и речь. И действительно, как бы мы ни очеловечивали поведение разных животных и издаваемые ими звуки, полноценные языковые способности имеются только у Homo sapiens. Многие высказывают гипотезу, что так называемый «языковой инстинкт» и послужил тем самым основополагающим эволюционным шагом, который привел к появлению гоминид[50]. И поскольку другие животные не описывают свои переживания словами, некоторые ученые сомневаются, узнаем ли мы когда-нибудь, каково это – быть другим животным.

Но, как мне предстояло узнать благодаря Ронан, язык – это лишь вершина айсберга. А в глубине скрыта громада когнитивных процессов, которые роднят человека с животными.

У человека слово обладает определенной смысловой нагрузкой, и даже самое простое, «цветок» например, тянет за собой калейдоскоп образов. Едва научившись говорить, мы быстро усваиваем, что слова – это лишь «стенография», значки для выражения идей и за этими значками кроется целая вселенная из животных, предметов, действий и тому подобного. Язык в основе своей – это абстрактное выражение тех или иных понятий. Слово – вербальная замена обозначаемого. И хотя животные не разговаривают, многие из них способны усваивать словесные команды. А теперь вопрос на миллион: они просто реагируют рефлекторно на знакомый набор звуков или понимают смысл сказанного? Все зависит от символической репрезентации в мозге.

Слово может иметь разные формы выражения – устную, письменную, знаковую, и какие-то из этих форм животным воспринимать легче. В 1980-х годах Рон Шустерман начал изучать способность к восприятию символов у морских львов при помощи жестовых сигналов. Оперируя произвольным языком жестов, он сформировал у этих животных достаточно обширный словарный запас, включающий обозначения предметов (мячи, кольца, биты), качеств (большой, маленький, белый) и действий (принести, коснуться хвостом, коснуться ластой). Любимица Шустермана, Рокки, узнавала более семи тысяч жестовых комбинаций. Поскольку заучить наизусть каждую из этих комбинаций она вряд ли могла, Шустерман пришел к выводу, что на каком-то уровне она усвоила значение отдельных жестов и получила возможность понимать простые фразы[51].

Райхмут считала, что подопытные морские львицы – Рокки, а потом еще одна, по кличке Рио, – выполняют гораздо более сложную операцию, чем банальное увязывание звука с действием, но все же не до такой степени, чтобы слово превращалось в символ. Она тестировала у морских львов способность понимать не жестовые сигналы, а графические обозначения[52]. Восприимчивость к жестам Шустерман доказал, но пиктограммы – это бесспорно более высокий уровень абстракции, и в силу большей отвлеченности они как нельзя лучше подходили для изучения логических операций, которые могут лежать в основе понимания языка. Пиктограммы рисовали на квадратных кусках фанеры со стороной тридцать сантиметров, черной краской на белом фоне. Эта коллекция, напоминающая обширную фонотеку на виниловых пластинках, до сих пор заполняет стеллажи в лаборатории ластоногих.

Райхмут установила, что морские львы способны усвоить простое правило «если… то». В одном из экспериментов Рокки, увидев спиральную пиктограмму, должна была ткнуть носом другую пиктограмму – прямоугольник, и она справлялась даже при наличии третьей пиктограммы-дистрактора. Отметим, что Райхмут делала упор на произвольные ассоциации. Когда вводились новые пиктограммы, Рокки быстрее выучивала логические связки, игнорируя те пиктограммы, которые уже с чем-то ассоциировались. Это «научение методом исключения» – достаточно сложный когнитивный процесс, требующий от животного понимания общего контекста задания и удержания в памяти освоенного ранее. Райхмут удалось показать нечто еще более поразительное: Рио выстраивала логические цепочки. Выучив «если спираль… то прямоугольник» и «если прямоугольник… то круг», Рио приходила к совершенно верному выводу «если спираль… то круг». Эта логическая операция построена на законе транзитивности и является основополагающей для человеческого языка. Более того, Рио применяла и обратную логику, правильно откликаясь на «если прямоугольник… то спираль». Эта операция называется логической симметрией, именно благодаря ей человек воспринимает высказывания «Джек построил этот дом» и «дом был построен Джеком» как равнозначные.

Рокки и Рио продемонстрировали способность к логическим операциям, свидетельствующую о том, что логические задачи они решают примерно так же, как и человек. Но, хотя логика и необходима для языка, это еще не все. У языка, особенно в устной речи, имеется ритм[53]. В утрированном, преувеличенном виде естественный ритм речи превращается в зачатки музыки. Если Рокки и Рио способны на логические операции, лежащие в основе языка, может быть, у морских львов проявятся и зачаточные музыкальные способности? Вот тут-то и настал звездный час Ронан и Питера.

Чарльз Дарвин глубоко интересовался музыкой и считал, что, как и все остальное у Homo sapiens, музыкальные способности тоже должны восходить к другим видам животных[54]. В «Происхождении человека» он писал: «Пусть не наслаждение, но восприятие музыкальных каденций и ритма присуще, вероятно, всем животным и, несомненно, обусловлено общностью физиологической природы их нервной системы»[55]. С дарвиновской точкой зрения на истоки музыкальных способностей готовы были согласиться не все. В 1857 году его современник Герберт Спенсер написал трактат под названием «Происхождение и функции музыки», в котором доказывал, что необходимой предпосылкой к музыке выступает речь, а значит, это исключительно человеческая прерогатива. Спор между Дарвином и Спенсером довольно долго оставался неразрешенным. Чтобы подтвердить гипотезу Дарвина, требовалось обнаружить у животных наличие музыкальных способностей.

Вряд ли кому-нибудь удастся отыскать поющего морского льва. Вести мелодию не дано даже лучшим подражателям человеческому голосу среди животных. Но пение – это уже высший пилотаж. Питер считал, что кроме мелодии в музыке достаточно других составляющих, которые можно поискать у животных. Самая простая из них – ритм. Без ритма нет музыки, хотя, разумеется, великолепная музыка – это намного больше, чем ритм. Хорошая музыка «качает». Все великие гитаристы – Джими Хендрикс, Карлос Сантана, Кит Ричардс, Стиви Рэй Вон – были виртуозами «кача» и умели создавать оттяг от общего ритма, против которого слушатель не мог устоять. Музыка с хорошим качем заставляет нас двигаться в такт.

Попадание в ритм называется синхронизацией, или иногда захватом ритма. Проверяя, способны ли на это животные, мы делаем шаг к разрешению спора между Дарвином и Спенсером. Как ни странно, таких попыток никто не предпринимал до 2006 года – именно тогда Анирудд Пател, нейробиолог из Сан-Диего, выдвинул звукоподражательную гипотезу ритма[56]. Пател предположил, что имитационное научение в форме звукоподражания, будь то у человека или, скажем, у попугая, требует точной синхронизации между входящими слуховыми сигналами и моторной реакцией. Для речевой деятельности требуется и восприятие присущего речи точного ритмического рисунка, и способность воспроизвести этот рисунок с помощью голосовых связок. Кажется сложным, однако человек проделывает все это не задумываясь. И если этот механизм работает для порождения речи, то должен работать и для воспроизведения ритма. Согласно принципу минимизации усилий, рассуждал Пател, за синхронизацию ритма и звукоподражание в мозге должен отвечать один и тот же механизм.

Гипотеза Патела позволяет с большой долей вероятности предположить, что улавливать ритм могут лишь те животные, которые способны к звукоподражанию. Мысль интересная, но несколько умозрительная. В конце концов, никто пока не документировал точность попадания животного в ритм.

Идея так и оставалась невостребованной, пока несколько лет спустя YouTube не взорвал ролик с одной забавной птицей. Звездой YouTube, а затем и многочисленных ток-шоу стал большой желтохохлый какаду – топавший ногами и кивавший головой в такт популярным песням. Охотнее всего какаду Снежок оттягивался под «Everybody» от Backstreet Boys.

По видео сложно было понять, как обстояло дело – раскачивался Снежок произвольно или действительно двигался под музыку. Проанализировав ролики кадр за кадром, Питер пришел к выводу, что попугай и вправду попадает в такт. Конечно, наличие у композиций четкого ритма сильно облегчало ему задачу.

Именно тогда Питер заинтересовался ритмическим слухом у морских львов. Согласно звукоподражательной теории Патела, улавливать ритм они не должны. Лаять и фыркать морские львы умеют, но ничего похожего на звукоподражание ни один из них до сих пор не демонстрировал. Питер, у которого из-за отсутствия испытуемых наметился перерыв в экспериментах на свойства памяти, решил пока научить Ронан качаться в такт музыке. Если получится, то звукоподражательную теорию можно будет считать опровергнутой.

В дрессировке лучше всего отталкиваться от естественного поведения животного и постепенно формировать на его основе нужные дрессировщику навыки. Это как игра в «горячо – холодно»: можно только подсказывать животному, где «теплее», а где «мороз-мороз». Морские львы поразительно ловко работают плавниками, но еще виртуознее – мышцами шеи. Кивать головой, по расчетам Питера, Ронан должна была научиться почти моментально. И действительно, вскоре она вовсю кивала головой, повинуясь дирижерским взмахам Питера. Каждый раз, когда направление кивка совпадало с движением руки, Питер свистел в свисток, давая Ронан понять, что она действует правильно, то есть словно говорил ей: «Теплее!» И после каждого свистка Ронан получала рыбу.

У большинства животных очень непродолжительная устойчивость внимания, поэтому дрессировочные занятия лучше делать короткими и частыми. Но к морским львам это, судя по всему, не относится: Ронан готова была заниматься бесконечно, уставая, лишь когда у нее что-то не получалось. Через несколько недель занятий по выходным Ронан благополучно освоила кивание в такт взмахам руки, пора было переходить к звуковым сигналам. Питер рассчитывал, что Ронан перенесет полученный навык на тиканье метронома, и визуальный жестовый стимул постепенно можно будет убрать.

Запустив электронный метроном через динамик, Питер дирижировал морской львицей, словно оркестром из одного исполнителя. Они начали с умеренного темпа в сто двадцать ударов в минуту. Спустя еще несколько недель Ронан наконец уловила связь между щелчками метронома и кивками, и Питер начал прекращать дирижирование.

Теперь ему нужно было исключить вероятность, что Ронан попросту научилась кивать в темпе сто двадцать ударов в минуту, а не подстроилась под метроном. Для этого Питер ввел новый темп – восемьдесят ударов в минуту – и принялся чередовать более быстрый с более медленным, чтобы приучить Ронан к изменчивости темпа[57].

[50] S. Pinker, The Language Instinct (New York: William Morrow, 1994).

[51] R. J. Schusterman and K. Krieger, “California Sea Lions Are Capable of Semantic Representation,” Psychological Record 34 (1984): 3–23.

[52] R. J. Schusterman, C. R. Kastak, and D. Kastak, “The Cognitive Sea Lion: Meaning and Memory in the Laboratory and in Nature,” in The Cognitive Animal: Empirical and Theoretical Perspectives on Animal Cognition, edited by M. Bekoff, C. Allen, and G. M. Burghardt, 217–228 (Cambridge, MA: MIT Press, 2002).

[53] Кроме этого, у языка имеются и другие особенности и составляющие: грамматика, синтаксис, рекурсия и так далее.

[54] P. Kivy, “Charles Darwin on Music,” Journal of the American Musicological Society 12 (1959): 42–48.

[55] C. Darwin, The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex (London: John Murray, 1871). (Дарвин Ч. Происхождение человека и половой отбор).

[56] A. D. Patel, “Musical Rhythm, Linguistic Rhythm, and Human Evolution,” Music Perception: An Interdisciplinary Journal 24 (2006): 99–104.

[57] P. Cook, A. Rouse, M. Wilson, and C. Reichmuth, “A California Sea Lion (Zalophus Californianus) Can Keep the Beat: Motor Entrainment to Rhythmic Auditory Stimuli in a Non Vocal Mimic,” Journal of Comparative Psychology 127 (2013): 412.