вторник, 19 октября 2010 г.

Идеи, которые навсегда изменят науку в этом столетии

Последние два номера New Scientist  посвящены обширной и безумно увлекательной теме,  посредством которой приглашенные специалисты постараются раскрыть все многообразие стремлений современной науки, при этом затронув наиболее передовые и революционные идеи. Я тут повыбирал из первой части, посвященной, преимущественно, экологии и биотеху, наиболее интересные для себя вещи, хотя, по-хорошему, это было очень сложно: настолько там много всего захватывающего.

Суперэволюция: массовые изменения для всеобщего блага. В изучении механизмов эволюции последние полвека были эрой редукционизма, когда всё объяснялось в терминах индивидуальных эгоистичных генов. Сейчас мы вступаем в эпоху холизма, который рассматривает колонии социальных насекомых, человеческие общества и даже многие экосистемы, состоящие из разных видов, как единый "суперорганизм", который реагирует на изменение внешних условий. Известно, что любая сущность, рассматриваемая как "живой организм", является высокоорганизованной группой отдельных клеток. Следовательно, и сам организм, как отдельную единицу, можно считать частью более общей сущности, состоящей из группы организмов, которая развивается по своим законам. Еще со времен Дарвина известна важность альтруизма для группового отбора (именно отсюда произошли представления людей о "добре", "морали" и подобных категориях), однако только последнее время стало понятно, что групповой отбор далеко не всегда служит целям индивидуального отбора - зачастую наоборот. Развитие теории суперэволюции позволит охватить очень много явлений - от природы религии до биокультурной эволюции человечества.

Исследования океанов и глубоководные сети данных. Океаны нашей планеты - это колоссальные неисследованные пространства, полные загадок и вопросов. Какую роль играют океаны в изменении глобального климата? Как возникают и распространяются подводные землетрясения? Как выглядит жизнь на дне океана и под ним? Охват этих и тысяч других вопросов осложняется катастрофической нехваткой данных. Классический способ изучения океана с помощью исследовательских кораблей достаточно дорог и очень неэффективен, когда речь заходит о явлениях, охватывающих значительный объем океана. Новые проекты обещают открыть новую эпоху исследований океана, и один из них - Ocean Observatories Initiative, научно-исследовательская программа, в планы которой входит размещение в Тихом и Атлантическом океанах разветвленной сети физических, биологических, химических и тектонических сенсоров. В результате появится возможность в реальном времени отслеживать "дыхание" океана, и, тем самым, преодолеть последний барьер природы на планете.

Зеркальные нейроны - возможный ключ к познанию процесса мышления. Наличие зеркальных нейронов было впервые открыто у макак  в 90-х годах, а сканирование мозга с помощью МРТ показало возможность их существования и в мозгу человека. Но лишь в мае этого года исследователи увидели напрямую активацию зеркальных нейронов в мозгу человека посредством электродов, имплантированных ожидающим операции эпилептикам. Удивительная особенность зеркальных нейронов заключается в том, что они активизируются не только в тот момент, когда мы сами выполняем некое действие, но и тогда, когда мы наблюдаем, как действие выполняет кто-то другой. Возможно, изучение функционирования зеркальных нейронов откроет очень широкие перспективы: от понимания механизма эмпатии и сострадания до объяснения пристрастия к порнографии.

Гипотеза переработки нейронов и культура как паразит мозга. Архитектура нашего мозга сложилась задолго до появления письменности, религии и искусства. Но почему мы тогда обладаем способностями воспринимать культуру с такой легкостью? Обыкновенно на этот вопрос отвечают примерно так: наш мозг - это гибкая, пластичная структура,  которая обладает способностью к обучению чему угодно. Однако так ли это? Мозг - далеко не однородная структура, он имеет различные четко выраженные специализированные области. Более того, исследования показывают, что такие способности, как чтение и математика, задействуют различные "нейронные ниши", они ограничены разными нейроконтурами в мозгу. Именно этот факт лежит в основе гипотезы, известной как "переработка нейронов": культурные способности - это нейропаразит, который вторгся и захватил области головного мозга, занятые эволюционно более древними, но схожими функциями. Например, способность к чтению, судя по всему, заняла нейроконтуры, чувствительные к восприятию сложных пространственных объектов - утрируя, избежав этого заражения, человек, вполне возможно, смог бы легко представлять себе четырехмерные фигуры. Если гипотеза подтвердится, то это будет значить, что наш мозг формирует культуру, а не сам формируется под её воздействием. Изобретательность человека не безгранична, она жестко определена и фундаментально ограничена архитектурой мозга.