Одним из самых интересных вопросов изучения поведения животных и человека традиционно считается вопрос о соотношении врожденного и приобретенного, то есть о том, какие элементы поведения являются наследственными, то есть обусловленными генетической программой, а какие являются результатом воздействия внешней среды, то есть обучения и воспитания. Можно предположить, что чем примитивнее животное, тем больше в его поведении врожденных элементов, тогда как у высших животных все большую роль начинает играть обучение или культурное наследование.
Ведущий научный сотрудник лаборатории физиологии и генетики поведения кафедры высшей нервной деятельности биофака МГУ доктор биологических наук Инга Полетаева рассказывает об опытах на животных, которые помогают понять некоторые механизмы формирования характера.
Каковы современные представления о соотношении врожденного и приобретенного в поведении животных и человека?
В свое время мир биологов делился на два направления. Одни считали, что все черты характера и поведения заложены изначально, другие – что все идет от воспитания и невозможно выделить какой-то врожденный компонент, ответственный за поведение и характер, всегда можно найти какие-то внешние условия, которые их определяют. И только постепенно, по мере развития экспериментальной биологии сформировалась современная эпигенетическая концепция, которая предполагает, что есть генотип, гены которого испытывают на себе влияние внешних условий и как результат такого совместного действия генотипа и среды формируется организм. В особенности эта эпигенетическая концепция важна для анализа процессов развития.
Не победила ни одна концепция, они слились и создали современную, более научную концепцию, которая достаточно обща, чтобы примирить две противоположные стороны, но она и достаточно гибкая, потому что позволяет в этих пределах проводить исследования, которые показывают: да, здесь мы имеем жесткий консервативный путь развития, конечный продукт этого развития почти не нуждается для нормального развития во влиянии внешней среды, и есть программы, которые требуют внешнего воздействия для того, чтобы получился конечный результат.
Влияние среды во многих случаях является необходимым условием формирования следующей стадии развития организма. Это касается и развития мозга, и поведения в целом. У разных видов животных степень зависимости от внешних условий, естественно, оказывается разной. Есть много экспериментов, которые подтверждают сложность этой зависимости. Скажем, были эксперименты на белых крысах, проведенные еще в 30-ые годы 20 века, когда вроде бы казалось, что крысам, которым не дают материалов для постройки гнезда, это гнездо строить не имеют. Однако, когда провели этот эксперимент на более грамотном экспериментальном уровне, оказалось, что эти животные могут строить гнездо и спокойно воспитывать детенышей и могут использовать незнакомый материал для гнезда, если им создадут другие условия, более соответствующие образу жизни крыс, более комфортные для животного.
Расскажите о ваших экспериментах на мышах, которые вы сейчас проводите
Мы исследовали влияние врожденных признаков и влияние среды на двух линиях мышей. Нам удалось получить одну линию с большим мозгом, а другую с маленьким. У одной линии мышей мозг был не просто больше по абсолютной величине, но относительно веса тела. Оказалось, что у животных с большим весом мозга лучше способность к обучению. Она лучше не радикально, но эта способность достоверно подтверждена. Тестом на способность и скорость обучения может быть и навык избегания электротока, и умение находить пищу. И больше того, оказалось, что мыши с малым мозгом, более пугливы. И складывается такое впечатление, что мыши с маленьким мозгом еще и потому хуже обучаются, что у них страх подавляет способность к обучению.
Наши мыши сидят и в объединенных, и в стандартных клетках. В стандартных клетках возможности передвижения, сенсорная оснащенность, как говорят физиологи, очень невысока. Если пересадить мышей в очень хорошие условия – в большие клетки, которые соединены между собой переходами, в которых есть лесенки, беличьи колеса, то они быстро осваиваются в этих клетках. Но оказалось, что после трехмесячного пребывания мышей с большим мозгом в больших клетках их познавательные способности были значительно лучше, чем у мышей с большим мозгом, сидевших в стандартных клетках. А у мышей с малым мозгом, помещенных в большие клетки, способности практически не отличались от мышей, сидевших в малых клетках.
Содержание в обогащенных условиях среды – это не наше изобретение, это делается повсеместно. И сейчас показано, что пребывание в этой среде очень сильно активирует продукцию новых нервных клеток в специальной генеративных участках мозга. Считается, что наиболее важным элементом обогащения у животных является именно возможность много двигаться. Опять же мы восходим к работам нашего учителя Леонида Крушинского, который предложил к собаке прикреплять спортивный шагомер и оценивать, сколько за конкретное время пробегает эта собака. И смотреть, как генетически детерминирован такой простой признак.
Он же, работая со служебными собаками, обнаружил, что есть очень интересные проявления признаков возбудимости у собак. Он скрещивал восточноевропейских овчарок – легко возбудимых, активных собак, с невозмутимыми, спокойными лайками. И ни те, ни другие собаки не были трусливыми. Но значимый процент потомства оказался очень трусливым. Оказалось, что у лаек генетическое оснащение таково, что у них присутствует пассивно-оборонительная реакция, то есть трусость, но при их спокойном характере она практически не проявляется. А высокая возбудимость, которую дети получили от восточноевропейской овчарки, послужила фактором, который проявил эту трусость.
Можно узнать, что в поведении человека генетически детерминировано, а что нет?
Такими исследованиями занимается генетика поведения человека - психогенетика, и здесь применяются такие стандартные, классические методы генетики, как анализ родословных и проявление определенных признаков в поколениях. Известны замечательные примеры музыкальной одаренности в семье Бахов, известны математики Бернулли, в семье которых обнаруживались выдающиеся математические способности на протяжении нескольких поколений.
Успешно исследуются многие сложные признаки у человека с помощью близнецового метода. Близнецы – это естественный природный эксперимент, который позволяет исследовать людей, которые по своему генотипу абсолютно идентичны. Это так называемые однояйцовые близнецы, идентичные близнецы. Если есть большой набор таких пар, мы можем посмотреть, насколько сходны реакции на какие-то события или ответы на вопросы у психологов, насколько сходны их электрофизиологические реакции. Таким же образом исследуется сходство у близнецов двуяйцовых, которые получили развитие из разных яйцеклеток и, соответственно, отличаются между собой так же, как отличаются между собой родные братья. Но у них более сходны условия развития по сравнению с разновозрастными братьями. И оказывается, что очень многие признаки темперамента, особенности эмоциональных реакций, реактивность, некоторые проявления специфичных интеллектуальных способностей, они имеют очень большой, как выражаются ученые, генетический компонент. И психогенетика позволяет делать очень интересные выводы и в педагогическом отношении, и в отношении познания человеком самого себя.