W czasach MacLeana naukowcy porównywali mózgi zwierząt w taki sposób, że najpierw cięli je na cienkie jak papier plasterki przypominające luksusową wędlinę, potem je barwili, a następnie zerkali na te kolorowe talarki pod mikroskopem. Współcześni badacze ewolucji mózgu nadal to robią, ale korzystają także z nowszych instrumentów, które pozwalają im zajrzeć do wnętrza neuronów i przypatrzeć się zlokalizowanym w nich genom. Odkryli dzięki temu, że neurony dwóch gatunków zwierząt mogą się od siebie bardzo różnić z wyglądu, ale wciąż zawierać te same geny, co wskazuje na to samo ewolucyjne pochodzenie. Jeśli na przykład natkniemy się na te same geny w pewnych neuronach człowieka i szczura, przypuszczalne podobne neurony z tymi genami były obecne również u naszego ostatniego wspólnego przodka12.
Korzystając z tych metod, naukowcy przekonali się, że ewolucja mózgu nie przypomina formowania się skał osadowych: nie dodaje anatomii tego narządu nowych warstw. Niemniej jednak nasz mózg różni się od mózgu szczura: skąd więc – jeśli nie za sprawą dodawania nowych warstw – wzięła się ta różnica?
Okazuje się, że w miarę jak mózgi rosną w procesie ewolucji, ich struktura ulega reorganizacji13.
Wytłumaczę to na przykładzie. Nasz mózg ma cztery grupy neuronów – zwanych obszarami mózgu – które pozwalają nam wyczuwać ruchy ciała i odpowiadają za zmysł dotyku. Wszystkie razem tworzą tak zwaną pierwszorzędową korę czuciową. U szczurów jednak na pierwszorzędową korę czuciową wykonującą te same zadania składa się tylko jeden obszar mózgu. Gdybyśmy po prostu porównali ludzkie i szczurze mózgi na oko, jak MacLean, moglibyśmy dojść do wniosku, że szczurom brakuje trzech rejonów somatosensorycznych obecnych u człowieka. To z kolei mogłoby prowadzić do konkluzji, że te trzy struktury są nowym ewolucyjnym nabytkiem i muszą służyć do wypełniania charakterystycznych tylko dla człowieka funkcji.
Okazało się jednak, że wiele genów występujących w każdym z naszych czterech obszarów czuciowych można znaleźć w pojedynczym obszarze szczurzym. Ta naukowa ciekawostka mówi nam coś o ewolucji: mianowicie mózg ostatniego wspólnego przodka ludzi i gryzoni, żyjącego około 66 milionów lat temu, przypuszczalnie miał jeden obszar czuciowy odpowiedzialny za te same zadania, które dziś wykonujemy za pomocą czterech różnych struktur. Gdy nasi antenaci wykształcali większe mózgi i ciała, ten pojedynczy rejon najprawdopodobniej również się rozrósł i podzielił, by lepiej wypełniać swoje obowiązki. Tego typu przetasowania obszarów mózgu – dzielenie się i ponowne łączenie14 – umożliwiają stworzenie bardziej złożonych struktur, które są w stanie zarządzać większym i bardziej skomplikowanym ciałem.
Porównywanie mózgów różnych gatunków może okazać się pełne pułapek, bo ścieżki, którymi podąża ewolucja, są kręte i nieprzewidywalne. Nie wszystko jest takie, jakie się wydaje na pierwszy rzut oka. Fragmenty, które oceniane gołym okiem całkiem się od siebie różnią, mog być podobne genetycznie, a elementy odmienne pod względem genetycznym mogą na oko wyglądać bardzo podobnie. W dodatku nawet jeśli w mózgach dwóch różnych zwierząt odnajdziemy te same geny, wcale nie muszą one spełniać tych samych funkcji.
Dzięki najnowszym badaniom z zakresu genetyki molekularnej wiemy już, że gady i ssaki mają te same typy neuronów co ludzie15 – również te, które tworzą osławioną korę nową. Ewolucja nie dodała do gadziego mózgu nowych części odpowiedzialnych za emocje i rozsądek, żeby stworzyć mózg ludzki. Stało się coś znacznie bardziej interesującego.
Oglądane gołym okiem mózgi różnych zwierząt bardzo się od siebie różnią
Niedawno naukowcy odkryli, że mózgi wszystkich ssaków są zbudowane według tego samego planu16 – w dodatku mózgi gadów i innych kręgowców też się na nim wzorują. Wielu ludzi, w tym wielu neuronaukowców, nie wie o tych pracach, a ci, którzy wiedzą, dopiero zaczynają liczyć się z ich konsekwencjami.
Realizacja wspólnego planu kształtowania się mózgu rozpoczyna się wkrótce po zapłodnieniu, już od chwili gdy w embrionie zaczynają wykształcać się neurony. Te składające się na ssaczy mózg komórki są tworzone w zadziwiająco przewidywalnej kolejności. Porządek ten zostaje zachowany u myszy, szczurów, psów, koni, mrówkojadów, ludzi i wszystkich innych dotychczas zbadanych ssaków – dowody genetyczne wyraźnie wskazują zaś, że utrzymuje się on także u gadów, ptaków i niektórych ryb. Tak, zgodnie z naszą najlepszą wiedzą naukową ludzki mózg powstaje na podstawie tego samego projektu co mózg krwiopijnego minoga.
Skoro mózgi tak wielu kręgowców rozwijają się według tego samego scenariusza, dlaczego aż tak się różnią? Ponieważ proces tworzenia mózgu zachodzi etapami, a każdy z poszczególnych etapów u każdego z gatunków ma różną długość trwania. Biologiczne cegiełki są takie same, różni się chronometraż. Dla przykładu etap, podczas którego wykształcają się neurony kory mózgowej u ludzi, u gryzoni trwa stosunkowo krótko, u jaszczurek zaś jeszcze krócej – dlatego nasza kora mózgowa jest duża, myszy mniejsza, a iguany maleńka (jeśli w ogóle ją ma – dyskusje na ten temat wciąż trwają). Gdybyśmy byli w stanie w magiczny sposób sięgnąć do embrionu jaszczurki i sprawić, by ten etap trwał tyle, ile trwa u ludzi, powstałoby coś na kształt ludzkiej kory mózgowej (choć funkcjonowałaby ona inaczej – rozmiar to nie wszystko, nawet w przypadku mózgu).
Ludzki mózg nie ma więc żadnych nowych części17. Składające się na niego neurony można znaleźć w mózgach innych ssaków i prawdopodobnie również innych kręgowców. Odkrycie to podkopuje ewolucyjne podstawy opowieści o trójdzielnym mózgu.
A co z drugą częścią historii, tą o nadzwyczaj rozbudowanej korze, która czyni nas najbardziej racjonalnymi ze zwierząt? Cóż, prawdą jest, że nasza kora mózgowa jest spora i rozrosła się w czasie ewolucji, a także – jak zobaczymy w kolejnych lekcjach – że pozwala nam robić pewne rzeczy nieco lepiej, niż robią to inne stworzenia. Najważniejsze jest jednak to, czy jeśli weźmiemy pod uwagę proporcje całego mózgu, ludzka kora mózgowa okaże się rzeczywiście – relatywnie – większa. Z naukowego punktu widzenia sensowniej byłoby zapytać więc, czy w stosunku do wielkości całego naszego mózgu kora jest faktycznie szczególnie duża.
Żeby zrozumieć, dlaczego tak postawione pytanie jest odpowiedniejsze, posłużmy się analogią. Pomyślmy przez chwilę o kuchniach, które mieliśmy okazję oglądać w domach różnych ludzi. Niektóre z nich były olbrzymie, a inne malutkie. Wyobraźmy sobie, że właśnie jesteśmy w gigantycznej kuchni. Można by pomyśleć, że jej właściciele uwielbiają gotowanie. Czy to będzie uzasadniony wniosek? Nie, ponieważ opieramy się wyłącznie na wielkości kuchni, a trzeba wziąć w rachubę powierzchnię całego domu. Wielka kuchnia w wielkim domu nie jest niczym nadzwyczajnym – stanowi po prostu odpowiednio przeskalowany element normalnego rozkładu pomieszczeń. Natomiast za wybudowaniem ogromnej kuchni w niewielkim domu najprawdopodobniej stoi już jakiś konkretny powód – być