должен быть заблокирован, иначе нейронная сеть будет продуцировать неправильные
Я от руки соединил нейроны в этой сети, но это специфические английские соединения, и в реальном человеческом мозге их еще предстоит изучить. Продолжая нашу фантазию на тему нейронных сетей, попробуйте вообразить себе, как такая сеть может выглядеть в мозге младенца. Допустим, что каждая из совокупностей нейронов там уже есть изначально. Но везде, где я проводил стрелочку от одного- единственного нейрона в одной совокупности (кружку) к одному-единственному нейрону в другой, вообразите себе пучок стрелочек от каждого нейрона в одной совокупности к каждому нейрону в другой. Это соответствует тому, появления чего ребенок на врожденном уровне там и «ожидает»: например, суффиксов того или иного лица, числа, времени или вида, а также возможных нерегулярных форм для комбинаций вышеперечисленного; но при этом ребенок не знает наверняка, какие комбинации, суффиксы или нерегулярные формы встретятся в определенном языке. Их усваивание соответствует укреплению некоторых синапсов, на которые указывают стрелочки (обозначенные на схеме), и тому, что другие остаются невидимыми. Это может функционировать следующим образом. Представьте себе, что когда ребенок слышит слово с
Давайте еще больше увеличим масштаб наблюдаемых объектов. Какой же первопаяльщик позаботился о том, чтобы между совокупностями нейронов были врожденные потенциальные соединения? Эта одна из самых «горячих» тем в современной неврологии, и мы начинаем получать смутное представление о том, как закладываются связи в мозге эмбриона. Конечно, имеются в виду не языковые области у человека, но глазные яблоки у дрозофил, зрительные бугры у африканских хорьков и зрительные участки коры головного мозга у кошек и обезьян. Нейроны, предназначенные стать частью определенных областей коры, зарождаются в специфических областях вдоль стенок желудочков — наполненных жидкостью полостей в центре мозговых полушарий. Затем они перемещаются наружу по направлению к черепу до своего итогового местонахождения в коре головного мозга вдоль канатиков, образованных вспомогательными клетками, которые вместе с нейронами составляют массу мозга. Соединения между нейронами на различных участках коры часто образуются тогда, когда являющаяся целью соединения область испускает некоторое химическое вещество, и аксоны, растущие в разных направлениях от источника этого вещества, «вынюхивают» его и следуют тому направлению, в котором увеличивается его концентрация, подобно тому, как корни дерева растут в сторону источников жидкости и удобрений. Аксоны также чувствуют присутствие специфических молекул на тех поверхностях (состоящих из вспомогательных клеток), к которым они продвигаются, и могут сами определять свое направление, подобно Гензелю и Гретель, которые шли, ориентируясь на хлебные крошки. Как только аксоны достигают близости целевой области, могут образоваться более точные синаптические соединения, потому что на поверхности растущего аксона и нейрона-цели есть определенные молекулы, подходящие друг к другу как ключ и замок, которые прочно сцепляются друг с другом. Но в то же время эти изначальные соединения обычно довольно беспорядочны, поскольку нейроны обильно высылают вперед свои растущие аксоны, которые соединяются с любыми неподходящими целями. Неподходящие соединения отмирают, возможно, из-за того, что их цели не могут обеспечить химические вещества, необходимые для их выживания, а возможно, и из-за того, что образованные ими связи недостаточно используются, когда мозг начинает работать во время внутриутробного развития.
Старайтесь не отставать от меня во время этого нейро-мифологического дознания — мы начинаем приближаться к «грамматическим генам». Те молекулы, которые направляют, соединяют и сохраняют нейроны, — это белки. Структура белка определяется геном, а ген — это последовательность оснований в цепочке ДНК, которая находится в хромосоме. Ген начинает функционировать благодаря «транскрипционным факторам» и другим регулирующим молекулам — тем аппаратам, которые считывают последовательность основ где-либо в молекуле ДНК и раскрывают соседнюю цепочку, позволяя этому гену быть расшифрованным в РНК, которая затем переводится в белок. Как правило, эти регулирующие факторы сами являются белками, поэтому процесс построения организма — это хитроумное чередование того, как ДНК образует белки, некоторые из которых взаимодействуют с другими ДНК для образования новых белков и т.д. Небольшие различия во времени образования и количестве белков могут иметь огромные последствия для строящегося организма.
Таким образом, один-единственный ген редко определяет какую бы то ни было идентифицируемую часть организма. Вместо этого он обуславливает выход белка в определенное время в ходе развития, что будет составной частью непостижимо сложного рецепта, обычно влияющего на формирование комплекса частей, которые также подвержены влиянию многих других генов. В частности, у связей внутри мозга сложные взаимоотношения с образующими их генами. Молекула на поверхности может быть использована не в одной-единственной системе, но во многих, каждой из которых руководит точно установленная комбинация. Например, если существуют три белка X, Y и Z, которые могут располагаться на мембране, один аксон может прикрепиться к поверхности, на которой есть X и Y, но не Z, а другой может прикрепиться к поверхности, на которой есть Y и Z, но не X. По подсчетам ученых-неврологов, при строительстве мозга и нервной системы используется около тридцати тысяч генов — бо?льшая часть человеческого генома.
А все начинается с одной-единственной клетки — оплодотворенной яйцеклетки. В ней содержится два экземпляра каждой хромосомы: один — от отца, другой — от матери. Каждая родительская хромосома была изначально составлена в родительских гонадах путем случайного сращения частей хромосом бабушки и дедушки.
И, наконец, мы приблизились к той точке, в которой можем определить, чем же могут являться грамматические гены. Грамматические гены могут быть последовательностями ДНК, кодирующими белки или запускающими процесс транскрипции белков в определенное время и в определенных зонах мозга, которые направляют нейроны, привлекают или сцепляют нейроны в сети, что в сочетании с синаптической настройкой, происходящей во время обучения, необходимо, чтобы вычислить решение той или иной грамматической проблемы (например, выбора суффикса слова).
Так существуют ли грамматические гены, или сама идея этого кажется бредовой? Можно ли ожидать, что разыграется сценарий карикатуры Брайана Даффи, нарисованной в 1990 г.? Свинья, встав на задние ноги, спрашивает фермера: «Что у нас сегодня на ужин? Надеюсь, не я». Фермер говорит своему товарищу: «А вот этой был имплантирован человеческий ген».
Какие бы ни были грамматические гены, в наше время не существует возможности напрямую установить их наличие у каждого человека. Но, как это часто бывает в биологии, легче всего
