Чувствует ли улитка боль: почему наше восприятие других живых существ так ограничено
Я использую в своей научной работе моллюсков, и на этот вопрос мне приходится отвечать регулярно. Как и любые эксперименты на животных, особенно касающиеся их мозга, опыты над морским зайцем Aplysia californica — дело порой брутальное. Аплизия — брюхоногий моллюск, вырастающий за год из небольшой улитки в толстого слизня размером с котенка. Конечно, мы усыпляем своих аплизий раствором магниевой соли перед тем, как проводить над ними какиелибо эксперименты, но человеку в принципе сложно смотреть на вскрытие животного за пределами собственной тарелки и не видеть, что кромсают его самого.
Что на самом деле хочет понять человек, когда спрашивает, больно ли улитке? Ему хочется знать, что бы он чувствовал, если бы сам в этот момент был улиткой. Он представляет себя проснувшимся в теле этого животного, как герой повести «Превращение» Франца Кафки, в полном сознании,но без дара речи. Он пытается увидеть в движениях улитки крик о помощи. Ему чудится страшный экспериментатор со шприцем и ножницами, злорадно хохочущий над его несчастным склизким телом.
Человеческая боль — это сложное субъективное ощущение, и интересует нас не то, как улитка физически реагирует на боль, а то, что она при этом испытывает внутри.
Нет никаких сомнений, что улитка не испытывает ощущений подобных нашим. Она не может пытаться издать крик о помощи, потому что у нее нет голосовых связок, лингвистических центров в мозге и представления о том, что такое помощь. Она не может пугаться экспериментатора, потому что она его не видит, не слышит и не ощущает иначе как в форме набора осязательных стимулов. Ее глаза — два мелких пятнышка, способные максимум отличать свет от темноты. Она не в курсе, как выглядит человеческий мир. Она не понимает, где находится, в привычных человеку пространственных или временных категориях. Наше понятие боли к ней неприменимо, как неприменимо понятие оперативной памяти к утюгу.
Но что-то же улитка испытывает? Она реагирует на то, что с ней делают, именно так, как будто ей больно. Убегает, если ее ткнуть, извивается, если ее держать в руке, выпускает облако фиолетовой слизи, если ее долго дергать или вытащить из воды. Значит, все эти опасные стимулы так или иначе в нее проникают. Что бы я чувствовал, если бы ощущал все эти стимулы?
Фундаментальное ограничение восприятия человеком любых других существ состоит в том, что мы стремимся с помощью наблюдений понять о них то, что наблюдению недоступно. Мы можем судить о других только потому, что они делают. Но интересуют нас не закономерности движения («если столкнуть Серегу в канаву, он издаст громкий звук»), а скрытый от нас мыслительный процесс («если столкнуть Серегу в канаву, он сильно разозлится»). Мы не можем наблюдать внутреннее состояние других людей, зато можем наблюдать внутреннее состояние себя. Поэтому мы представляем, что будет, если в канаве окажется не Серега, а мы сами, и какие при этом мы будем издавать звуки. Проделав такую мысленную операцию, мы осознаем, что Серегу, наверное, не надо толкать в канаву.
Но как быть, когда другое живое существо — не Серега, по всем статьям похожий на меня и, вероятно, размышляющий сходным образом, а морской заяц?
Интуитивно человеку кажется, что тело — оболочка, внутри которой сидит независимое от нее сознательное существо. Мы смотрим из своих глаз, как из перископа, слушаем своими ушами, как микрофонами, наблюдаем за сигналами собственных нервных клеток, как будто сидим в театре и смотрим на сцену. Представляя себя Серегой, человек представляет свою личность в его теле. Точно так же, представляя себя улиткой, человек представляет, что сознательное существо из его мозга переехало в новую оболочку и смотрит другой спектакль — но при этом остается самим собой. Испытывает те же ощущения, думает те же мысли, только ничего не может по этому поводу сказать или сделать. Разумеется, от этого человеку становится страшно.
Но если тело улитки — оболочка, в которую принципиально можно установить человеческое сознание, то почему тогда нас не нервирует убийство бактерий? Те, как и улитки, реагируют на то, что с ними делают: избегают опасных веществ и температур, двигаются в сторону света или, наоборот, от него прячутся и так далее. Но если убегающая от укола улитка наводит нас на мысль о том, что она испытывает боль, то убегание бактерии от кислоты мы объясняем просто особенностями ее строения. На каком именно основании мы решаем, у кого есть взгляд изнутри, а у кого нет?
Раньше люди этот гордиев узел рубили с плеча: человек имеет душу, потому что он подобие Бога, а все остальные живые существа — просто механические устройства. Но мне сложно представить современного здравомыслящего человека, который может посмотреть на шимпанзе или даже собаку и решить, что это роботы, которые не испытывают хотя бы отчасти тех же самых ощущений, эмоций и мотиваций, что и мы. В масштабах всего живого мира эти млекопитающие по своему внутреннему строению от нас почти неотличимы. Нет никаких причин полагать, что они не могут бояться или радоваться, страдать или веселиться, что им не может быть больно или приятно, и что эти чувства они испытывают как-то принципиально иначе, чем человек.
Но где именно пролегает эволюционная граница, на которой механические реакции становятся субъективными ощущениями? Каких животных мы можем понять с помощью своего мышления, а какие нашему воображению принципиально недоступны? У кого из животных есть «первое лицо», точка зрения, понятная сидящему у нас в голове человеку?
Когда студенты спрашивают, больно ли улитке, которую я на лекции тыкаю в жабры, я обычно отвечаю, что нет, потому что иначе она бы выпустила свои фиолетовые чернила. Но это просто отговорка. На самом деле, чтобы понять, больно ли улитке, нужно представлять, откуда берется сознание и в чем оно состоит — а это, возможно, самый неоднозначный вопрос, который вообще стоит перед человечеством.
Исторически считалось, что сознание, оно же субъективность, оно же душа, есть особая материя, независимая от материального тела. Такая философская позиция называется «дуализм», то есть двойственность: есть материальное, а есть сознательное. Главной фигурой в истории дуализма считается Рене Декарт с его знаменитым утверждением: «Мыслю, следовательно, существую». Вышеупомянутую метафору «сцены», на которой сознание наблюдает происходящий в мозге «спектакль», придумал неистовый критик дуализма Дэниел Деннет и назвал именно в честь Декарта «картезианским театром» (Картезий — латинизированное имя Декарта).
Типичный аргумент против дуализма довольно простой. Если сознание независимо от материи, то как оно может на эту материю влиять, заставляя нас что-то делать? Если оно все же влияет на материю, то не означает ли это, что на материю при этом должны действовать материальные силы? А если на материю со стороны сознания действует материальная сила, то разве не делает это материальным и само сознание? Если же сознание никак не влияет на тело, то зачем оно вообще нужно? Если нет влияния, то сознание никак не отражается на работе мозга, никак не меняет хода мыслей, не влияет на память, эмоции, мотивации и движения — ведь сегодня мы хорошо понимаем, что все эти вещи имеют материальную природу. Если сознание ни на чем не отражается, говорят дуалистам их оппоненты, то как вообще оно могло возникнуть в процессе эволюции?
Противоположность дуализму — физикализм, заявляющий, что никакой двойственности нет. Все материально и все состоит из физических объектов, которые двигаются и взаимодействуют друг с другом физическими силами по физическим законам. Сознание, по мнению типичного физикалиста, — это особый, конкретный, физический признак мозга, верховный главнокомандующий, который у разных животных может там быть или не быть, и благодаря которому мозг этого животного может контролировать сам себя. Главная проблема физикализма — это объяснить, как из движения материальных объектов в мозге возникает субъективное ощущение этого мозга. Многие философы считают эту проблему принципиально неразрешимой и называют ее «трудной проблемой сознания».
Я придерживаюсь точки зрения, пограничной между дуализмом и физикализмом, которая ближе всего к философской школе эпифеноменализма (по части изобретения »-измов» философам нет равных). Эпифеноменалисты считают, что сознание — это не отдельно существующее свойство живого, а побочный продукт какого-то другого свойства. Сама работа мозга в определенных обстоятельствах порождает сознание, которое ни для чего конкретного не нужно, а просто есть. Эпифеноменалистов обычно относят к дуалистам, потому что для них сознание и мозг — это разные вещи, и в этом я с ними согласен. Но, на мой взгляд, «дуализм» должен заключаться не в разделении материи и сознания, а в разделении материи и информации*. Это же касается и всей биологии.
Кусок ДНК и нуклеотиды, из которых он состоит, — это материя. Ген, записанный в этом куске, — это информация. На мой взгляд, это то же самое, что дуализм мозга и сознания. Но разве скажет кто-нибудь, что ген не влияет на ДНК? Только благодаря конкретной последовательности нуклеотидов ДНК может исполнять свою функцию, производить белки, копироваться, распределяться между клетками. Только благодаря своей конфигурации материя приобретает осмысленное направление движения. С точки зрения истории жизни на земле конфигурация первична, а материальная форма вторична — ведь до появления ДНК гены жили в другом носителе, РНК, но точно так же заставляли этот носитель двигаться и размножаться. Информация определяет функцию.
Точно так же и мозг приобретает осмысленность и направление движения за счет своей конфигурации. Причем если конфигурация ДНК — это просто буква за буквой, то конфигурация мозга — это почти бесконечное пространство возможностей. Как мы увидим, на эту конфигурацию влияет каждое событие, происходящее с мозгом за время его существования. Конфигурация мозга, с моей точки зрения, и есть сознание в самом общем смысле, и при желании это понятие можно применять к кому угодно. Вопрос в том, что в силу различий в строении мозга, а значит, и в его конфигурации, у разных животных сознание очевидно ощущает себя по-разному. Это и требует объяснения. Объяснять нужно не что такое сознание, откуда оно взялось и где оно живет (оно живет везде и нигде конкретно), а почему именно наша конфигурация мозга ощущает себя так, как она ощущает, и что вообще значит, что некая система «ощущает себя».
Я согласен с дуалистами в том, что сознание, то есть конфигурацию мозга, можно рассматривать отдельно от самого мозга. Теоретически его можно даже перенести в другой носитель, если только создать искусственный мозг адекватной сложности. Я согласен с физикалистами в том, что, помимо материи, в мозге нет никаких «особых субстанций», как нет никаких особых «генных» субстанций, витающих между нуклеотидами ДНК. С эпифеноменалистами я согласен в том, что решения мозга достигаются физическими способами, а наши субъективные ощущения естественным образом «вырастают» из этих решений.
Но и «картезианский театр» дуалистов, и «трудная проблема сознания» физикалистов мне кажутся надуманными, а в эпифеноменализме мне не нравится полное отрицание какой-либо роли сознания в материальном мире. По-моему, если воспринимать мозг как материю, движимую информацией сквозь время, то меняется само понятие сознания и все вопросы отпадают. Взаимодействуя с окружающим миром, мозг постоянно усваивает информацию, то есть меняет свою конфигурацию. Эта информация не есть сама материя мозга, но неразрывно с ней связана. Вся совокупность этой информации определяет то, что мозг делает в дальнейшем. Наша субъективность тоже продукт этой информации. Как информация в ДНК — это то, что, строго говоря, живет и эволюционирует, так и информация в мозге — это то, что думает и осознает.
Источник
Испытывают ли боль беспозвоночные?
Боль — это негативное аффективное состояние, возникающее в результате повреждения или воспаления тканей. Поскольку боль вызывает сильные неприятные ощущения сравнимые с отвращением, то облегчение от природы её возникновения является полезным для животного. Животные стараются избегать ситуации, в которых они могут испытывать боль, а если они всё-таки её испытали, то они стараются ретироваться в такие места, где смогут получить облегчение от боли.
Представление боли в картине Пабло Пикассо. Герника. 1937
Ни для кого не секрет, что позвоночные практически во всей своей массе могут испытывать боль. Исключениями могут быть всякие там рыбы и примитивные хордовые, но даже и для них существуют доказательства, что всё-таки и они имеют какой-то там слабый аффективный компонент боли [4].
Рисунок показывает сложные траектории плавания взрослых рыбок данио, которым сделали больно. Так у рыбок данио, подвергнутых анестезии, но не испытывающих предполагаемую боль поведение не менялось, а у рыбок данио, получивших повреждение для плавника, или укол уксусной кислоты наблюдалось короткое аффективное состояние боли, которое устранялось анестезией и измерялось значениями в диапазоне от нормального (1,15) до низкого (0,83), демонстрируя снижение сложности реакции на стрессовое или болезненное лечение, с произвольными точками, указывающими на воздействие стресса в виде легкой, умеренной и сильной боли.
Однако, если для позвоночных животных большинство учёных всё же не отрицают факт возможности наличия чувства боли, то для беспозвоночных животных в настоящее время нет убедительных доказательств того, что аффективный компонент боли есть у любого из них. Именно поэтому спор о том страдают ли физически беспозвоночные животные, когда их едят например живьём, является предметом постоянных дискуссий. Хотя, судя по агонии некоторых представителей мира «ктулху», которых пожирают живьём некоторые представители человеческого мира, мне всё же кажется, что бедные животины бесспорно страдают. Конечно некоторые могут заявить, что это всего лишь ноцицепция, которую даже некоторые растения могут испытывать и такой аргумент казалось бы имеет право быть !
Участки коры головного мозга человека ответственные за восприятие негативного аффективного и тонического состояния боли.
Но тем не менее самое важное отличие боли от ноцицепции, заключается в том, что ноцицепция является простой рефлекторной реакцией, а боль — это сложное эмоциональное состояние, включающее в себя дистресс и страдание. Минимальными системными требованиями для того чтобы организм имел возможность страдать, являются наличие интегративных областей мозга, способных к сложной обработке получаемых вредных сенсорных сигналов с подключаемыми к нему ноцицептивными сенсорными нейронами. Иными словами, организм должен обладать дискретными циклами боли и сложной нервной системой способной вызывать негативное аффективное состояние в ответ на вредные сенсорные сигналы.
Так называемые дискретные циклы боли в центральном мозге производят два различных компонента переживания боли:
«различительный» компонент, охватывающий локализацию, качество и интенсивность боли.
«аффективный» компонент, охватывающий негативное эмоциональное состояние.
Поэтому если мы хотим найти наличие хотя бы одного состояния боли у беспозвоночных, нам надо найти хотябы наличие ноцицепоторов, а потом уже думать, что делать. И они таки и обнаруживаются среди многих таксонов беспозвоночных. Ноцицепторы есть у всех головоногих и у некоторых прочих моллюсков, у насекомых, ракообразных и даже нематод. Однако обнаружение этих элементов «программного обеспечения» боли всё ещё недостаточно, чтобы поставить 100% вердикт о существовании физического страдания у беспозвоночных животных. Чтобы это доказать учёные используют общепринятые поведенческие критерии, которые используются для предположения наличия аффективного состояния, выходящего за рамки простого ноцицептивного рефлекса. В качестве основных таких критериев обычно используют:
сложные поведенческие реакции (хромота, «зализывание ран», укрывание больного места) которые могут модулироваться обезболиванием,
мотивационные компромиссы, которые заключается выборе между двумя «стульями страдания»
ассоциативное изучение различных ситуаций, которые так или иначе сигнализируют о вредных ощущениях.
Сложная нервная система некоторых ракообразных показывающая наличие ноцицепоторов
Такие поведенческие исследования, демонстрирующие наличие этих способностей доказывающие аффективный компонент боли, наиболее широко были продемонстрированы на ракообразных. Так, например, раки отшельники предпочитали страдать от тока в раковине, нежели быть съеденными хищниками вне раковины, а если им давали новую раковину, где током били меньше, то они выбирали новую раковину. Креветки, которым наносили увечья, ухаживали за повреждённым органом с помощью конечностей или ротового аппарата, а крабы, которых травили ядами пытались избегать ущерба, как существа, которые чувствуют боль. Т.е. они предоставляли те участки тела к «уничтожению», которые были более защищены от внешнего воздействия, или они покидали то место где их варварски угнетали [1].
Влияние дофамина на пчёл делает их счастливыми. Нервные центры отвечающие за разные эмоции сходны [2]
Доказательства сложных эмоциональных состояний подобных боли были обнаружены и у некоторых насекомых [2]. Всё это показывает нам, что эмоциональная обработка сенсорных переживаний у беспозвоночных может быть, как сложной, так и широко распространенной. Однако на подобного рода доказательства всё равно найдётся очередной «Илон Маск» с козырем в рукаве в виде распространенного аргумента против возможности аффективного состояния боли у беспозвоночных.
Данный аргумент состоит в том, что мозг беспозвоночных недостаточно сложен, чтобы включать в себя цепи, производящие эмоциональную валентность. Однако, что «Илон Маск» сможет сказать на следующее?
Рак-отшельник вне панциря пытается защитить свой мягкий и беззащитный животик от хищников. Данная шутливая фотография с википедии не является контраргументом «Илона Маска». Контраргумент ниже.
Головоногие моллюски, «друзья Лавкрафта» достигшие эпичной крайности в эволюции мозга среди беспозвоночных. Они, в отличие от всех других беспозвоночных, имеют внушительный размер мозга, когнитивные способности и поведенческая гибкость которого, превосходят таковые у некоторых позвоночных с меньшим мозгом, включая земноводных и рептилий. Их нервная система устроена принципиально иначе, чем у позвоночных, с обширным периферическим контролем чувств и движений, который, по-видимому, происходит в значительной степени независимо от центрального мозга.
Их большой мозг и сложное поведение привели к растущему беспокойству об их благополучии, что даже вылилось в ужесточении норм биоэтики по отношению к данным животным. Ужесточились правила по регулированию инвазивных процедур, выполняемых на головоногих моллюсках в исследовательских лабораториях.
Определение ПП в документах ЮНЕСКО
Эти правила основаны на «принципе предосторожности», который утверждает, что если мозг животного обладает нервной и когнитивной сложностью, то этого уже достаточно, чтобы предположить, что животное может испытывать боль, даже если не существует этому убедительных доказательств. Кто-то может сказать, что это ненаучно и Поппер в гробу переворачивается от таких догм, но догмы догмами, а у нас всё-таки аксиома, а потому, что у нас там с доказательствами?
А спонсором требуемых доказательств является исследование от 2020 года опубликованное в журнале ISCIENCE, на котором и базируется весь мой текст [3]. Суть данного исследования заключается в том, что к объектам исследования, тобишь осьминогам применялась методика оценки аффективных аспектов боли, применяемая до этого практически только к позвоночным, в частности к млекопитающим.
(A) Осьминог в стартовой камере. (B) Схема устройства с рисунком на стенках камеры представлена только для ясности. В ходе экспериментальных испытаний визуальные подсказки покрывали все четыре стены. (C) График эксперимента, показывающий последовательности избегания камер. В этом примере осьминог продемонстрировал первоначальное предпочтение в комнате с точками [сеccия 1] после введения уксусной кислоты осьминог ретировался в камеру с полосками [cессия 2] и возвращался обратно в предпочтительную камеру после анестезии [cессия 3].
Одним осьминогам под кожу вводилась разбавленная уксусная кислота, а другим обычный физиологический раствор (плацебо). Осьминоги, получившие подкожную инъекцию разбавленной уксусной кислоты в одну руку, продемонстрировали явное избегание первоначально предпочтительной камеры, в которой они были заключены до и после инъекции. Животные, которым вводили физиологический раствор, не показали изменений в предпочтении камеры ни до и не после тренировочных испытаний. Изменение времени, проведенного в первоначально предпочтительной камере, фиксировалось по тесту Богферонни обычно применяемого к млекопитающим.
Тест показал, что время, проведённое в предпочтительной камере, сильно различалось у группы которой вводили уксусную инъекцию, от плацебной группы, указывая на демонстрацию когнитивного и спонтанного поведения, свидетельствующего о переживании аффективной боли. Животные в «уксусе» возвращались в предпочтительную камеру лишь спустя очень большой промежуток времени.
Рисунок показывает соотношение во времени, при котором разные осьминожки ухаживали за больным местом без анестезии и с анестезией. В исследовании принимали четыре взрослые особи. О том, почему мы биологи используем малое количество животных в опытах я рассказывал здесь [https://habr.com/ru/post/543428/]
Далее осьминогам в двух группах вводился препарат, который обеспечивает облегчение тонической боли у позвоночных выражающееся в соответствующем поведении. Поэтому, если тонической боли нет, то и соответствующего поведения облегчения от тонической боли быть не должно. Проверка облегчения боли, связанной с анальгетиком, считается убедительным доказательством наличия боли у позвоночных животных. Данный эксперимент показал, что осьминоги с предполагаемой индуцированной тонической болью получившие локализованную инъекцию лидокаина и помещённые в камеры, которые они избегали в первом тесте из-за боли, вновь получили предпочтение находиться именно в этих камерах, т.е. они перестали их избегать.
Схематичное изображение того как выглядит боль.
Осьминогам же из группы плацебо было совершенно всё равно на инъекцию лидокаина. Данный эксперимент показал, что инъекция лидокаина была полезна животным только в том случае, если они испытывали постоянную боль. Далее, чтобы подтвердить наличие тонической боли у осьминогов, у нескольких особей были взяты электрофизиологические записи с плечевых соединительных элементов, которые соединяют нервные связки руки с мозгом и являются центральными по отношению к основным ганглиям руки, расположенным в межпозвоночной комиссуре.
(A) Примеры спонтанной (продолжающейся) и вызванной активности в соединительной ткани плеча после уколов уксусом и болюсом. Боль прекращалась после анестезии. (B) Непрерывное самопроизвольное возбуждение в соединительной ткани плеча усиливается после инъекции болюса и блокируется инъекцией лидокаина (C) Сводные данные, показывающие реакцию на прикосновение к руке в четырех местах (обозначены заштрихованными синими кружками на контуре тела осьминога).
Осьминогам удалили маленькую часть соединительной ткани разорвав её по центру межплечевой спайки, оголив центральную нервную систему, для того чтобы было удобно получать эти самые электрофизиологические записи. После чего в руку особи вводилась инъекция болюса, которая приводила к постоянной и очень сильной активности нервной системы более 30 минут. Эта активность гасилась постепенным введением лидокаина, тем самым успокаивая нервную систему особи. Электрофизиологические данные убедительно подтвердили существование длительного негативного аффективного состояния у осьминогов, являющимся первым свидетельством боли в этой неврологически сложной кладе беспозвоночных. Более того данные из всех трёх экспериментов над осьминогами абсолютно доказали, что осьминоги испытывают состояние постоянной (тонической) боли, что ранее считалось возможным только у млекопитающих. Поэтому по-моему мнению принцип предосторожности с такими животными категорически необходим.
Данное исследование в полном объёме представляет собой первый пример вероятной продолжающейся боли у любого животного, не являющегося млекопитающим, что собственно заставляет с одной стороны задуматься, например, на сколько сильно, страдает живой рак, кипящий в котле, а с другой стороны радоваться, что реинкарнация существует только в буддизме. P.s. А вы варите раков живыми?
Данная статья написана мной и опубликована в нашем научно-популярном сообществе Фанерозой.
Источник