Если мы хотим понять, каким вырастет щенок, и повысить его шансы стать замечательной собакой, необходимо сначала разобраться, как развивается его мозг. Когда мозг щенка растет быстрее всего и начинает формировать его уникальность? В каком возрасте его мозг наиболее пластичен и пережитый опыт в наибольшей степени влияет на его будущий характер? Следует ли начинать изучать щенка в возрасте 2 или 20 недель?

Чтобы ответить на подобные вопросы, в первую очередь необходимо понять, как собаки взрослеют по сравнению с другими животными. Больше всего нам известно о мозге человека, и мозг щенка во многих отношениях похож на него. Хотя мы и предполагаем, что наш интеллект становится все более впечатляющим с возрастом, наиболее выдающиеся умственные достижения наблюдаются именно в начале жизни. В раннем детстве наш разум необычайно пластичен. Мы накапливаем информацию с невероятной скоростью. В течение первых четырех лет жизни мы выучиваем тысячи слов. Физический мир начинает обретать смысл — мы постигаем такие важные понятия, как гравитация и взаимосвязь между болью и опасностью. У нас развиваются нравственные принципы, наши эмоции усложняются, и мы начинаем размышлять об окружающем мире и наших отношениях с другими людьми, с каждым днем постигая что-то новое. Нашу психику формируют те, с кем мы взаимодействуем, на нее также влияют места, где мы проводим время, и то, с чем мы имеем дело, будь то книги, бейсбольный мяч или банджо.

Как бы ни сложилась наша взрослая жизнь, именно этот этап когнитивного развития следует считать одним из самых поразительных с точки зрения прогресса [1]. За считаные месяцы мы перестаем быть беспомощными существами, которые не могут прожить и несколько часов без защиты и опеки других людей, и обретаем способность ходить, говорить и усваивать культурные навыки [2].

Животные взрослеют по-разному. Детеныши змей выползают из яиц уже полностью сформировавшимися и нисколько не нуждающимися в родительской заботе. Аксолотли — неотенические личинки мексиканской амбистомы (саламандры) — не взрослеют никогда и ведут водный образ жизни до конца своих дней. Синеголовые талассомы начинают жизнь самками, но могут со временем стать самцами. Этот список можно продолжать бесконечно.

Для большинства млекопитающих главное различие в развитии проявляется в том, насколько они приспособлены к жизни сразу после рождения. Многие млекопитающие могут бегать, только что родившись. Например, антилопы встают на ноги в течение нескольких минут, а через несколько часов могут угнаться за остальным стадом; спустя месяцы они способны обходиться без помощи матери — все это очень полезные навыки, когда находишься в верхних строчках меню хищника. А вот детеныши других животных, таких как орангутаны, круглосуточно находятся при матери в течение нескольких лет.

Хотя большинство млекопитающих занимают промежуточное положение между этими двумя крайностями, для собак, как и для людей, характерна бóльшая беспомощность. У млекопитающих, которым требуются более значительные вложения со стороны родителей, формируется более крупный мозг. А такой мозг обычно характерен для животных, демонстрирующих более сложное поведение и отличающихся высокой когнитивной гибкостью при решении проблем. Таким образом, более продолжительный период родительской заботы дает возможность мозгу детенышей расти и развиваться в относительной безопасности и позволяет полученному опыту определять направление развития.

Так как люди и щенки рождаются практически беспомощными, наши знания о развитии человеческого мозга помогают понять, когда мозг щенка растет особенно быстро и является наиболее пластичным. Сравнение развития мозга у этих двух видов показывает поразительное сходство и очевидные различия. Сходство помогает объяснить, почему даже новорожденные щенки могут сразу же стать полноценными членами семьи, в то время как различия позволяют понять, на что щенок будет способен и в каком возрасте.

Мозг взрослого человека содержит около 86 млрд нейронов и примерно в три раза крупнее мозга шимпанзе. Как и у людей, у собак в мозге нейронов больше, чем у других видов хищных. Так, у крупной домашней собаки, такой как Конго, количество нейронов в мозге более чем вдвое больше, чем у домашней кошки. Это относится не только к общему количеству нейронов, но и конкретно к нейронам коры головного мозга, которые отвечают за решение сложных задач. У Конго больше нейронов, чем даже у более крупных хищников, таких как африканские львы и бурые медведи [2], и соответственно его мозг обладает большей вычислительной мощностью. Подобные результаты сравнения размеров мозга позволяют предположить, что когнитивные возможности собаки потенциально могут превосходить большинство других плотоядных животных, но по сравнению с людьми они крайне ограничены в том, что касается более сложных форм познания, таких как логические рассуждения, требующие выводов.

В отличие от большинства млекопитающих, собаки, как и люди, рождаются с мозгом, который еще не полностью сформирован. Кора головного мозга млекопитающего имеет складчатую структуру, состоящую из выступов (извилин) и углублений (борозд). Такая структура позволяет «упаковать» больше нейронов в ограниченном объеме. Щенки рождаются с гладким мозгом и относительно небольшим количеством нейронов. Складки, кортикальные нейроны и связанные с ними когнитивные способности начинают развиваться в мозге щенка уже после рождения, так что щенки полностью зависят от своих матерей, пока их мозг не начинает стремительно расти. Поэтому новорожденные щенки так же беспомощны, как человеческие младенцы, и родительская забота играет ключевую роль в выживании щенка.

В каком-то смысле щенки рождаются еще более беспомощными, чем люди. У нас, по крайней мере, органы чувств полноценно функционируют сразу после рождения. Мы рождаемся зрячими и быстро начинаем выделять среди окружающих лица матери и людей, похожих на нее. Мы узнаем ее по запаху и вряд ли будем плакать, если почувствуем его. Мы сразу же опознаем ее голос и предпочитаем его любым другим голосам. Мы даже можем отличить язык, на котором говорит мать, от других языков [3][3]. Также с рождения мы обладаем способностью к осязанию, и все части нашего тела восприимчивы к физическому миру. В отличие от нас, щенки рождаются с не полностью развитыми органами чувств. Они слепы, и глаза у них открываются лишь по прошествии двух недель после рождения. Хотя обоняние у новорожденных щенков присутствует, их обонятельная кора слабо развита, и запахи они воспринимают с трудом. Щенки рождаются с закрытыми ушными каналами, которые открываются в течение двух первых недель жизни. Щенки начинают четко реагировать на звуки лишь в возрасте около 25 дней [4]. Слух у новорожденных щенков развит меньше, чем зрение, — в то время как у людей все наоборот.

Единственное чувство, на которое могут рассчитывать новорожденные щенки, — это осязание. Вскоре после рождения щенки в основном полагаются на ощущение телесного тепла, чтобы найти материнский сосок. Щенки рождаются с усиками (вибриссами) — специальными волосками, фолликулы которых содержат скопления тактильных рецепторных клеток. Они находятся у щенков на морде, подбородке и над глазами. Даже при прикосновении к ним малейшей частицы в вибриссах возникает вибрация, и нервные окончания отправляют информацию в мозг. Едва родившись, щенки начинают использовать вибриссы, чтобы ориентироваться в темноте, пробираться в тесных местах и определять местонахождение и скорость движущихся объектов по движению воздуха.

Однако вскоре подключаются и остальные органы чувств. Их развитие происходит в соответствии с быстрыми темпами роста мозга. Затылочная доля — зрительный центр мозга — развивается быстрее всех остальных участков мозга щенка. К 25-му дню жизни щенки начинают различать форму объектов и ориентироваться по визуальным стимулам, таким как яркий свет [5]. К шестинедельному возрасту щенки уже видят{3}, но им требуется еще несколько месяцев, чтобы сформировалось полноценное зрение, характерное для взрослых особей. Их обонятельная луковица оформляется в возрасте двух недель и в конечном счете становится невероятно сложной структурой — на протяжении всей взрослой жизни собаки обонятельные нейроны постоянно регенерируют [6].

Еще одним преимуществом новорожденных щенков перед только появившимися на свет младенцами является относительно хорошо развитая двигательная (моторная) кора головного мозга, которая отвечает за контроль и выполнение произвольных движений. В то время как мы беспомощно барахтаемся на протяжении нескольких месяцев, не способные вставать или хотя бы садиться, мышечный тонус у щенка развивается очень быстро. Уже в возрасте нескольких дней он способен повернуться на живот из положения лежа на боку и ползти вперед, чтобы найти сосок матери. К третьей неделе он уже может садиться, а затем практически сразу стоять. К четырехнедельному возрасту он может ходить, к шестинедельному — удерживать равновесие, если начнет падать [7].

По мере того как у щенков развиваются органы чувств и двигательные способности, в остальной части его мозга завершаются процессы, на которые человеческому мозгу требуются годы. Гирификация — образование складок коры мозга, — обеспечивающая высокую плотность нейронов, полностью заканчивается к возрасту 6 недель [8]. Мозолистое тело — часть мозга, соединяющая левое полушарие с правым и обеспечивающая их взаимодействие, — достигает полной длины, характерной для взрослой особи, в возрасте 16 недель. Аналогичным образом у собак соотношение белого и серого вещества, а также миелинизация жизненно важных нейронных сетей достигают уровня взрослой особи к 16 неделям и в основном завершаются к концу первого года жизни [9].

Эта общая закономерность, согласно которой у щенков в первые недели жизни формируется бóльшая плотность нейронов в мозге, чем у других млекопитающих, в целом означает, что ранний опыт может очень сильно влиять на мозг щенка. Это также означает, что период максимальной пластичности мозга у щенков намного короче, чем у нас с вами.

Как и у людей, развитие мозга щенка зависит от опыта, полученного вне утробы матери. В частности, на развитие собачьего мозга в период между окончанием молочного вскармливания и появлением мозговых структур, характерных для взрослых животных, которое происходит в возрасте 18 недель, сильно влияет социальный опыт. Таким образом, заключительный этап быстрого роста мозга и миелинизации приходится на период между 8 и 18 неделями, отчасти поэтому его считают ключевым для социализации щенка{4}.

Данные, говорящие о быстром росте мозга в течение этих десяти недель, служат напоминанием и о том, что необходимо запастись терпением. В течение нескольких месяцев после того, как мы приносим щенка домой, он еще не успевает обзавестись полным арсеналом навыков и способностей. Щенки не нарочно делают лужицы в доме, а мебель грызут не ради того, чтобы вас позлить. Просто их мозг лишь постепенно развивается до того состояния, которое соответствует нашим ожиданиям.

К возрасту 8 недель щенки перестают питаться материнским молоком, у них развиваются органы чувств, и они готовы отправиться в школу. К 18-й неделе мозг щенков уже по большей части сформирован, и они должны демонстрировать когнитивные навыки, свойственные взрослым, и проявлять индивидуальные черты характера. Мы предположили, что изучение когнитивных способностей щенков на завершающей стадии быстрого роста мозга позволит определить, в какой момент впервые проявляются когнитивные способности, определяющие успех обучения. Таким образом, в дальнейшем мы сможем использовать полученные данные, чтобы понять, как социальный опыт влияет на проявление навыков, играющих ключевую роль для воспитания успешной собаки-помощника.

В возрасте 8 недель у каждого щенка начинает проявляться темперамент. А вместе с ним — его когнитивный профиль. Так что мы с радостью принимаем в наш Детский сад будущих собак-помощников в этом возрасте. С этого момента мы можем начать задавать им вопросы и пытаться понять, что происходит в их невероятном и стремительно развивающемся мозге.

[3] Однако все остальное развивается медленно. Мы проводим первый год жизни, учась выделять речь на фоне какофонии повседневных звуков. Слуховая кора мозга, впечатляющая своей сложностью, полностью развивается лишь спустя несколько лет.

[2] Под развитием понимается весь период от оплодотворения яйцеклетки до взросления, но чаще под этим термином подразумевают ранние этапы быстрых изменений.

2. D. Jardim-Messeder, K. Lambert, S. Noctor, F. M. Pestana, M. E. de Castro Leal, M. F. Bertelsen, A. N. Alagaili, O. B. Mohammad, P. R. Manger, S. Herculano-Houzel, “Dogs Have the Most Neurons, Though Not the Largest Brain: Trade-off between Body Mass and Number of Neurons in the Cerebral Cortex of Large Carnivoran Species.” Frontiers in Neuroanatomy 11 (2017), 118.

1. B. Hare, V. Woods, Survival of the Friendliest: Understanding Our Origins and Rediscovering Our Common Humanity. (Random House Trade Paperbacks, 2021).

9. B. Gross, D. Garcia-Tapia, E. Riedesel, N. M. Ellinwood, J. K. Jens, “Normal Canine Brain Maturation at Magnetic Resonance Imaging.” Veterinary Radiology & Ultrasound 51 (2010), 361–373.

8. M. Fox, “Gross Structure and Development of the Canine Brain.” American Journal of Veterinary Research 24 (1963), 1240–1247.

7. M. W. Fox, “Postnatal Growth of the Canine Brain and Correlated Anatomical and Behavioral Changes during Neuro Ontogenesis.” Growth 28 (1964), 135–141.

6. T. Jezierski, J. Ensminger, L. Papet, Canine Olfaction Science and Law: Advances in Forensic Science, Medicine, Conservation, and Environmental Remediation (CRC Press, 2016).

5. M. Fox, “Neuronal Development and Ontogeny of Evoked Potentials in Auditory and Visual Cortex of the Dog.” Electroencephalography and Clinical Neurophysiology 24 (1968), 213–226.

4. K. Lord, “A Comparison of the Sensory Development of Wolves (Canis lupus lupus) and Dogs (Canis lupus familiaris).” Ethology 119 (2013), 110–120.

3. R. J. Ruben, “The Ontogeny of Human Hearing.” Acta OtoLaryngologica 112 (1992), 192–196.

{3} Собаки обладают так называемым скотопическим зрением — это означает, что они способны видеть при слабом освещении [1]. Согласно результатам исследований бродячих собак (которые живут без хозяев), максимум их активности, направленной на поиск пропитания и охоту, приходится на рассветные и закатные часы.

{4} Отчасти такие выводы сделаны на основе исследований, посвященных другим млекопитающим. Например, у грызунов выявлен критический период миелинизации медиальной префронтальной коры головного мозга (mPFC). Эта область мозга отвечает за самые сложные формы социального поведения, включая сдерживание и память. Для нормального развития этой области мозга детенышам животных жизненно важен социальный опыт в ювенильный период сразу после отлучения от материнского молока. У мышей, лишенных необходимой социальной стимуляции в раннем постлактационном периоде, не происходит нормальной миелинизации медиальной префронтальной коры головного мозга даже после их помещения в обогащенную социальную среду во взрослом возрасте [6].