Коннектом. Как мозг делает нас тем, что мы есть

О науке, ее прошлом и настоящем,
о великих открытиях, борьбе идей
и судьбах тех, кто посвятил свою 
жизнь поиску научной Истины

U N I V E R S U M

 
,  
  
,

 
 
,  
 

 
 
, 
 
 

 
 
 

Sebastian Seung
Connectome

How the Brain’s Wiring Makes
Us Who We Are

Себастьян Сеунг
КОННЕКТОМ

Как мозг делает нас тем, 
что мы есть

5-Е ИЗДАНИЕ, ЭЛЕКТРОННОЕ

Москва
Лаборатория знаний
2021

УДК 612
ББК 28.707
С28
С е р и я о с н о в а н а в 2013 г.
Перевод с английского Алексея Капанадзе

Ведущий редактор серии Ирина Опимах

Издание опубликовано по договоренности
с Levine Greenberg Literary Agency, Inc.
и литературным агентством «Синопсис».

Сеунг С.
С28
Коннектом. Как мозг делает нас тем, что мы есть / С. Сеунг ;
пер. с англ. А. Капанадзе. — 5-е изд., электрон. — М. : Лаборатория знаний, 2021. — 443 с. — (Universum). — Систем. требования:
Adobe Reader XI ; экран 10". — Загл. с титул. экрана. — Текст :
электронный.
ISBN 978-5-93208-525-7
Что такое человек? Какую роль в формировании личности играют гены,
а какую — процессы, происходящие в нашем мозге? Сегодня ученые считают,
что личность и интеллект определяются коннектомом, совокупностью связей
между нейронами. Описание коннектома человека невероятно сложная
задача, ее решение станет не менее важным этапом в развитии науки, чем
расшифровка генома, недаром в 2009 г. Национальный институт здоровья
США запустил специальный проект — «Коннектом человека», в котором
сегодня участвуют уже ученые многих стран.
В своей книге Себастьян Сеунг, известный американский ученый,
профессор компьютерной нейробиологии Массачусетского технологического
института,
рассказывает
о
самых
последних
результатах,
полученных
на пути изучения коннектома человека, и о том, зачем нам это все нужно.
УДК 612
ББК 28.707

Деривативное издание на основе печатного аналога: Коннектом. Как
мозг делает нас тем, что мы есть / С. Сеунг ; пер. с англ. А. Капанадзе. —
4-е изд. — М. : Лаборатория знаний, 2018. — 440 с. : ил. — (Universum). —
ISBN 978-5-00101-092-0.

В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений,
установленных
техническими
средствами
защиты
авторских
прав,
правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или
выплаты компенсации

ISBN 978-5-93208-525-7

©
Copyright
2012 by Sebastian Seung

© Перевод на русский язык,
оформление. Лаборатория знаний,
2015

Дорогой матери и дорогому отцу,
которые создали мой геном
и вылепили мой коннектом

Введение 
7

Введение

Ни дороге, ни тропинке не пробраться сквозь этот лес. 
Длинные, тонкие, гибкие ветви деревьев распространились 
повсюду, заполоняя всё пространство благодаря своему безудержному росту. Даже солнечному лучу не под силу осветить узкие промежутки между переплетенными ветвями. 
Все деревья в этом темном лесу выросли из ста миллиардов 
семян, посеянных вместе. И каждое дерево обречено умереть в тот же день, что и его собратья.
Это волшебный лес. В нем есть всё. Более того, иногда 
мне кажется, что он — вообще всё на свете. Каждая книга и каждая симфония, каждое безжалостное убийство и 
каждый акт милосердия, любовные утехи и жаркие ссоры, 
шутки и горести, — всё берет начало именно в этом лесу.
Как ни удивительно, лес этот умещается в емкости диаметром меньше фута. И подобных лесов на Земле семь миллиардов. Случилось так, что и вам выпало присматривать 
за таким. Речь идет о лесе, который произрастает внутри 
вашего черепа. А деревья в лесу — особые клетки, именуемые нейронами. Задача нейробиологии1 — исследовать эти 
загадочные ветви, приручить джунгли нашего сознания 
(см. рис. 1).
Нейробиологи уже начали подслушивать звуки этих 
джунглей — электрические сигналы в мозгу. Ученые сумели запечатлеть фантастические формы леса с помощью 
скрупулезных рисунков и точнейших фотографий нейронов. Но можно ли понять весь гигантский лес по нескольким разрозненным деревьям?

1 
В последние 5–6 лет в отечественной научно-популярной литературе всё чаще встречается термин «нейронаука», прямая калька с английского термина «neuroscience». Нейронаука не ограничивается 
собственно биологией и может включать в себя, например, нейропсихологию. В дальнейшем мы будем в зависимости от контекста 
использовать термины «нейробиология», «нейрофизиология» и 
лишь изредка — более обобщенный термин «нейронаука». (Здесь 
и далее — примечания переводчика.)

СЕБАСТЬЯН СЕУНГ  |  Коннектом

В XVII веке французский философ и математик Блез 
Паскаль писал о необъятности Вселенной:1

Пусть человек созерцает Природу во всем ее обширном великолепии; пусть отстранит от своих глаз низменные предметы, что 
окружают его, и увидит ослепительный свет, озаряющий мир подобно вечному маяку; пусть Земля предстанет перед ним как малая точка, лежащая в границах огромного круга, описываемого 
этой звездой, и пусть он затрепещет при мысли, что эта бескрайняя окружность сама по себе кажется лишь малой песчинкой 
с точки зрения тех звезд, что движутся по небосводу.

1 
Подробнее о Гольджи и Кахале см. в главе 8.

Рис. 1. Джунгли сознания: нейроны коры головного мозга,
окрашенные по методу Камилло Гольджи (1843–1926)
и зарисованные Сантьяго Рамоном-и-Кахалем (1852–1934)1

Введение 
9

Пораженный и смущенный этими раздумьями, Паскаль 
признавался, что его страшит «вечное безмолвие этих бесконечных пространств». Он размышлял о пространстве 
внешнем, о космосе, однако нам достаточно мысленно обратиться внутрь себя, чтобы разделить его страх. У каждого 
из нас внутри черепа располагается орган столь неизмеримо сложный, что его вполне можно назвать бесконечным.
Я сам нейробиолог и в свое время лично ощутил этот паскалевский ужас. Ощущал я и связанное с ним смущение. 
Иногда мне приходится публично выступать, рассказывая 
о положении дел в нашей сфере науки. После одного из 
таких выступлений меня буквально засыпали вопросами. 
Что вызывает депрессию и шизофрению? В чем необычность мозга Эйнштейна или Бетховена? Как научить моего 
ребенка лучше читать? Мои ответы не удовлетворили слушателей, и я увидел разочарование на их лицах. Наконец 
я со стыдом извинился перед аудиторией. «Простите, — 
сказал я. — Вы подумали, что я профессор, поскольку многое знаю. Но на самом деле я профессор, потому что знаю, 
как многого я не знаю».
Попытки изучить такой сложный объект, как мозг, могут показаться едва ли не тщетными. Миллиарды его нейронов напоминают деревья множества пород и имеют фантастические очертания. Лишь самые целеустремленные 
исследователи надеются хотя бы одним глазком заглянуть 
внутрь этого леса, но даже они видят очень мало и очень 
плохо. Неудивительно, что мозг остается загадкой. Моих 
слушателей интересовали дефектные или гениальные мозги, но даже обычная работа обычного мозга еще ждет своего исчерпывающего объяснения. Каждый день мы вспоминаем прошлое, воспринимаем настоящее, воображаем 
будущее. Каким образом наш мозг справляется со столь 
непростыми задачами? Пожалуй, тут есть пока лишь один 
уверенный ответ: никто этого по-настоящему не знает.
Устрашенные сложностью человеческого мозга, многие нейробиологи предпочли изучать животных, поскольку нейронов у них значительно меньше, чем у человека. 
Червь, изображенный на рис. 2, лишен того органа, который мы именуем мозгом. Нейроны у него рассеяны по всему телу, а не сосредоточены в отдельном органе. Вместе они 

СЕБАСТЬЯН СЕУНГ  |  Коннектом

образуют нервную систему, состоящую всего из трех сотен 
нейронов. Что ж, с этим еще можно попробовать справиться. Наверняка даже Паскаль, с его склонностью к депрессии при мысли о бесконечной сложности природы, не испугался бы нейронного леса червя Caenorhabditis elegans 
(С. еlegans) — так по-научному называется этот червячок 
длиной всего один миллиметр.
Каждый нейрон этого червя имеет характерное местоположение, форму и даже имя, присвоенное специалистами. 
Черви в чем-то подобны станкам, массово изготавливаемым на конвейере. У любого имеется нервная система, состоящая из одного и того же набора деталей, и эти детали 
всегда расположены одинаково.
Более того, существует полная карта этой стандартизированной нервной системы. Результат (см. рис. 3) напоминает летную карту из тех, что встречаются на последних 
страницах журналов, выпускаемых авиакомпаниями. Четырехбуквенное имя каждого нейрона похоже на буквенный код, имеющийся у каждого аэропорта мира (правда, 
аэропортам присваивают трехбуквенные). Линии отражают связи между нейронами, подобно тому как линии на 
летной карте соответствуют маршрутам между городами. 
Мы называем два нейрона «связанными», если в точке, где 
они соприкасаются, есть небольшой стык, сочленение, именуемое синапсом. Через синапс один нейрон отправляет послания другому.
Инженеры знают: для того, чтобы сделать радиоприемник, нужно определенным образом соединить проводами 
различные детали — резисторы, конденсаторы, транзисторы. Нервная система представляет собой набор нейронов, 
связанных «проводами» — тонкими ветвями, о которых мы 
говорили выше. Вот почему карту, показанную на рис. 3, 
первоначально называли «монтажной схемой» или «схемой 

Рис. 2. Круглый червь С. elegans