Каков объем мозга у современных людей. Человеческий мозг – только факты. Древние люди были умнее нас

Средние размеры человеческого мозга 20×20×15 см. У новорожденного он весит примерно 350 г. При хорошем развитии масса мозга молодой женщины составляет от 1200 до 1300 г, молодого мужчины – от 1300 до 1400 г. При этом данный орган состоит примерно из ста миллиардов нейронов, а также клеток, поддерживающих их работу.

В возрасте от двадцати до шестидесяти лет мы теряем примерно 1–3 г мозговой ткани ежегодно. После шестидесяти лет потери увеличиваются до 3–4 г. Чем старше мы становимся, тем быстрее теряем клетки мозга.

Масса мозга человека

Головной мозг, encephalon, располагается в полости черепной коробки и отделяется от внутренней поверхности черепа системой мозговых оболочек. Форма мозга и его линейные размеры соответствуют форме черепа. Головной мозг человека в среднем имеет следующие размеры: длина мозга (в переднезаднем сечении) - 160-175 мм; ширина (в поперечном сечении) - 135-145 мм; вертикальный размер (по высоте) - 105-125 мм.

Средняя масса головного мозга

Средняя масса мозга человека достигает 1300 г, с индивидуальными отклонениями в пределах нормы от 900 до 2000 г. Одаренность, умственные и творческие способности человека никак не связаны с размерами и массой мозга. Плотность головного мозга равна 1,038-1,041. Эти цифры позволяют вычислить массу мозга, исходя из объемов черепа.

Масса головного мозга имеет возрастные, половые и индивидуальные особенности. Масса головного мозга человека составляет 2,5% массы тела, в то время как масса головного мозга младенца - 10% массы тела (в среднем 450 г). От 28 до 50 лет масса и размеры головного мозга достигают максимальных значений и остаются постоянными для каждого человека. После 50 лет масса мозга постепенно уменьшается, примерно на 30 г каждые 10 лет. Масса мозга мужчин в среднем на 100-150 г больше, чем у женщин. Среднее значения массы мозга мужчин - 1380 г; женщин - 1240г.

Минимальная и максимальная масса мозга

Следует отметить минимальные и максимальные значения массы мозга человека, которые не отражаются на умственных способностях. Минимальная масса мозга, которая не отражалась на социальном поведении человека - 900 г. Самый маленький мозг был ннайден у 46-летнего мужчины, он имел массу 680 г, и это не сказывалось на его социальном и психологическом статусах.

В 19 веке особый интерес представлял вопрос о минимальной массе мозга при различных формах патологии, когда больной еще может вести социальную жизнь. Исследования К. Фохта (1873) показали, что при объеме мозга 296-622 м3 люди, страдающие микроцефалией (болезнь, при которой у пациента наблюдается малый объем мозга), могли произносить слова и вести упрощенную социальную жизнь. В большинстве случаев это были пастухи и собиратели дров. Общее развитие микроцефалов соответствовало развитию 3-6 - летних детей, это может говорить о существовании порога массы мозга. Если мозг человека имеет массу меньше 750-800 г, то вероятнее всего полноценная жизнь в социуме становится невозможной.

Большая масса мозга - это следствие патологических процессов. Многочисленные исследования показывают, что максимальная масса мозга не превышает 2850 г. Вероятнее всего, граница максимальной массы здорового головного мозга человека около 2200-2300 г. Наблюдение самого тяжелого здорового мога было выполнено в XIX веке. Мозг массой 2222 г был описан Рудольфи и принадлежал неизвестному обывателю.

Масса мозга

Масса мозга нормальных людей колеблется от 1020 до 1970 граммов. Мозг мужчин весит на 100-150 граммов больше, чем мозг женщин . У мужчин он составляет 2 % от общей массы тела, у женщин - 2,5 %. Широко распространено мнение, что от массы мозга зависят умственные способности человека: чем больше масса мозга, тем одареннее человек. Однако очевидно, что это далеко не всегда так. Например, мозг И. С. Тургенева весил 2012 г, а мозг Анатоля Франса - 1017 г. Самый тяжелый мозг - 2900 г - был обнаружен у индивида, который прожил всего 3 года. Мозг его в функциональном отношении был неполноценным. Итак, прямой зависимости между массой мозга и умственными способностями отдельного индивида нет. Однако на больших выборках в многочисленных исследованиях обнаруживается положительная корреляция между массой мозга и , а также между массой определенных отделов мозга и различными показателями когнитивных способностей

Степень развития мозга может быть оценена, в частности, по соотношению массы спинного мозга к головному. Так, у кошек оно - 1:1, у собак - 1:3, у низших обезьян - 1:16, у человека - 1:50. У людей верхнего палеолита мозг был заметно (на 10-12 %) крупнее мозга современного человека

Строение головного мозга

Головной мозг, строение

Объём человеческого мозга составляет 91-95 % емкости черепа. В головном мозге различают пять отделов: продолговатый мозг , задний , включающий в себя мост и мозжечок , средний , промежуточный и передний мозг , представленный большими полушариями . Наряду с приведённым выше делением на отделы, весь мозг разделяют на три большие части:

• Полушария большого мозга;
• Мозжечок;
• Ствол мозга.

Кора большого мозга покрывает два полушария головного мозга: правое и левое.

Оболочки головного мозга

Головной мозг, как и спинной, покрытый тремя оболочками: мягкой, паутинной и твердой.

Мягкая, или сосудистая, оболочка головного мозга (лат. pia mater encephali ) непосредственно прилегает к веществу мозга, заходит во все борозды, покрывает все извилины. Состоит она из рыхлой соединительной ткани, в которой разветвляются многочисленные сосуды, питающие мозг. От сосудистой оболочки отходят тоненькие отростки соединительной ткани, которые углубляются в массу мозга.

Паутинная оболочка головного мозга (лат. arachnoidea encephali ) - тоненькая, полупрозрачная, не имеет сосудов. Она плотно прилегает к извилинам мозга, но не заходит в борозды, вследствие чего между сосудистой и паутинной оболочками образуются подпаутинные цистерны наполненные спинномозговой жидкостью, за счет которой и происходит питание паутинной оболочки. Самая большая, мозжечково-продолговатая цистерна, размещена сзади четвёртого желудочка, в неё открывается срединное отверстие четвёртого желудочка; цистерна боковой ямки лежит в боковой борозде большого мозга; межножковая - между ножками мозга; цистерна перекресток - в месте зрительной хиазмы (перекресток).

Твёрдая оболочка головного мозга (лат. dura mater encephali ) - это надкостницы для внутренней мозговой поверхности костей черепа. В этой оболочке наблюдается наивысшая концентрация болевых рецепторов в организме человека, в то время как в самом мозге болевые рецепторы отсутствуют.

Твердая мозговая оболочка построена из плотной соединительной ткани, выстланной изнутри плоскими увлажненными клетками, плотно срастается с костями черепа в области его внутренней основы. Между твердой и паутинной оболочками находится субдуральное пространство, заполненное серозной жидкостью.

Структурные части мозга

Компьютерная томограмма головного мозга.

Продолговатый мозг

Продолговатый мозг (лат. medulla oblongata ) развивается с пятого мозгового пузырька (дополнительного). Продолговатый мозг является продолжением спинного мозга с нарушенной сегментальностью. Серое вещество продолговатого мозга состоит из отдельных ядер черепных нервов. Белое вещество - это проводящие пути спинного и головного мозга, которые тянутся вверх в мозговой ствол, а оттуда в спинной мозг.

На передней поверхности продолговатого мозга содержится передняя срединная щель, по бокам которой лежат утолщённые белые волокна, называемые пирамидами. Пирамиды сужаются вниз в связи с тем, что часть их волокон переходит на противоположную сторону, образуя перекресток пирамид, образующих боковой пирамидный путь. Часть белых волокон, которые не перекрещиваются, образуют прямой пирамидный путь.

Мост (лат. pons ) лежит выше продолговатого мозга. Это утолщённый валик с поперечно расположенными волокнами. По центру его проходит основная борозда, в которой лежит основная артерия головного мозга. По обе стороны борозды имеются значительные повышения, образованные пирамидными путями. Мост состоит из большого количества поперечных волокон, которые образуют его белое вещество - нервные волокна. Между волокнами немало скоплений серого вещества, которое образует ядра моста. Продолжаясь до мозжечка, нервные волокна образуют его средние ножки.

Мозжечок

Мозжечок (лат. cerebellum ) лежит на задней поверхности моста и продолговатого мозга в задней черепной ямке. Состоит из двух полушарий и червя, который соединяет полушария между собой. Масса мозжечка 120-150 г.

Мозжечок отделяется от большого мозга горизонтальной щелью, в которой твердая мозговая оболочка образует шатер мозжечка, натянутый над задней ямкой черепа. Каждое полушарие мозжечка состоит из серого и белого вещества.

Серое вещество мозжечка содержится поверх белого в виде коры. Нервные ядра лежат внутри полушарий мозжечка, масса которых в основном представлена белым веществом. Кора полушарий образует параллельно расположенные борозды, между которыми есть извилины такой же формы. Борозды разделяют каждое полушарие мозжечка на несколько частей. Одна из частиц - клочок, прилегающей к средним ножкам мозжечка, выделяется больше других. Она филогенетически древнейшая. Лоскут и узелок червя появляются уже в низших позвоночных и связанные с функционированием вестибулярного аппарата.

Кора полушарий мозжечка состоит из двух слоев нервных клеток: наружного молекулярного и зернистого. Толщина коры 1-2,5 мм.

Серое вещество мозжечка разветвляется в белой (на срединном разрезе мозжечка видно будто веточку вечнозеленой туи), поэтому её называют деревом жизни мозжечка.

Мозжечок тремя парами ножек соединяется со стволом мозга. Ножки представлены пучками волокон. Нижние (хвостовые) ножки мозжечка идут к продолговатому мозгу и называются ещё верёвчатыми телами. В их состав входит задний спинно-мозго-мозжечковый путь.

Средние (мостовые) ножки мозжечка соединяются с мостом, в них проходят поперечные волокна к нейронам коры полушарий. Через средние ножки проходит корково-мостовой путь, благодаря которому кора большого мозга воздействует на мозжечок.

Верхние ножки мозжечка в виде белых волокон идут в направлении среднего мозга, где размещаются вдоль ножек среднего мозга и тесно к ним примыкают. Верхние (черепные) ножки мозжечка состоят в основном из волокон его ядер и служат основными путями, проводящими импульсы к зрительным буграм , подзоровобугровому участку и красным ядрам.

Ножки расположены впереди, а покрышка - сзади. Между покрышкой и ножками пролегает водопровод среднего мозга (Сильвиев водопровод). Он соединяет четвёртый желудочек с третьим.

Главная функция мозжечка - рефлекторная координация движений и распределение мышечного тонуса.

Средний мозг

Покров среднего мозга (лат. mesencephalon ) лежит над его крышкой и прикрывает сверху водопровод среднего мозга. На крышке содержится пластинка покрышки (четверохолмие). Два верхних холмика связаны с функцией зрительного анализатора, выступают центрами ориентировочных рефлексов на зрительные раздражители, а потому называются зрительными. Два нижних бугорка - слуховые, связанные с ориентировочными рефлексами на звуковые раздражители. Верхние холмики связаны с латеральными коленчатыми телами промежуточного мозга с помощью верхних ручек, нижние холмики - нижними ручками из медиальными коленчатыми телами.

От пластинки покрышки начинается спинномозговой путь, который связывает головной мозг со спинным. По нему проходят эфферентные импульсы в ответ на зрительные и слуховые раздражения.

Большие полушария

Большие полушария мозга. К ним принадлежат доли полушарий, кора большого мозга (плащ), базальные ганглии, обонятельный мозг и боковые желудочки. Полушария мозга разделены продольной щелью, в углублении которой содержится мозолистое тело, которое их соединяет. На каждом полушарии различают следующие поверхности:

1. верхнебоковую, выпуклую, обращенную к внутренней поверхности свода черепа;
2. нижнюю поверхность, расположенную на внутренней поверхности основания черепа;
3. медиальную поверхность, с помощью которой полушария соединяются между собой.

В каждом полушарии есть части, которые наиболее выступают: впереди, - лобный полюс, сзади - затылочный полюс, сбоку - височный полюс. Кроме того, каждое полушарие большого мозга разделяется на четыре большие доли: лобную, теменную, затылочную и височные. В углублении боковой ямки-мозга лежит небольшая доля - островок. Полушарие поделено на доли бороздами. Самая глубокая из них - боковая, или латеральная, ещё она называется сильвиевой бороздой. Боковая борозда отделяет височную долю от лобной и теменной. От верхнего края полушарий опускается вниз центральная борозда, или борозда Роланда. Она отделяет лобную долю мозга от теменной. Затылочная доля отделяется от теменной только со стороны медиальной поверхности полушарий - теменно-затылочной бороздой.

Полушария большого мозга извне покрыты серым веществом, образующим кору большого мозга, или плащ. В коре насчитывается 15 млрд клеток, а если учесть, что каждая из них имеет от 7 до 10 тыс. связей с соседними клетками, то можно сделать вывод о гибкости, устойчивости и надежности функций коры. Поверхность коры значительно увеличивается за счет борозд и извилин. Кора филогенетическая является самой структурой мозга, её площадь примерно 220 тысяч мм 2 . сось

Литература

1. Саган Карл Драконы Эдема. Рассуждения об эволюции человеческого разума = Carl Sagan. The Dragons of Eden. Speculations on the evolution of human intelligence. - СПб. : ТИД Амфора, 2005. - С. 265.
2. Блум Ф., Лейзерсон А., Хофстедтер Л. Мозг, разум и поведение. М., 1988

Примечания

Ссылки

• Доктор биологических наук Татьяна Строганова о головном мозге человека в программе Наука 2.0 , Продолжение

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Головной мозг человека" в других словарях:

Орган, координирующий и регулирующий все жизненные функции организма и контролирующий поведение. Все наши мысли, чувства, ощущения, желания и движения связаны с работой мозга, и если он не функционирует, человек переходит в вегетативное состояние … Энциклопедия Кольера

- (cephalon), передний отдел центральной нервной системы позвоночных, расположенный в полости черепа; главный регулятор всех жизненных функций организма и материальный субстрат его высшей нервной деятельности. Филогенетически Г. м. передний конец… … Биологический энциклопедический словарь

1. Полушарие большого мозга (Конечный мозг) 2. Таламус (… Википедия

Центральная нервная система (ЦНС) I. Шейные нервы. II. Грудные нервы. III. Поясничные нервы. IV. Крестцовые нервы. V. Копчиковые нервы. / 1. Головной мозг. 2. Промежуточный мозг. 3. Средний мозг. 4. Мост. 5. Мозжечок. 6. Продолговатый мозг. 7.… … Википедия

- (Encephalon). А. Анатомия головного мозга человека: 1) строение Г. мозга, 2) оболочки мозга, 3) кровообращение в Г. мозгу, 4) ткань мозга, 5) ход волокон в мозгу, 6) вес мозга. В. Эмбриональное развитие Г. мозга у позвоночных животных. С.… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Почему объем мозга современного человека меньше, чем у неандертальца.

Объем мозга современного человека - европейца составляет в среднем 1360 куб. см., в то время, как у неандертальцев в финальной стадии их эволюции и костенковцев-кроманьонцев превышал 1800 куб.см. В чем причина этого явления? Мы стали глупее? Или дело в чем-то другом?

Кривая эвлолюции мозга человека имеет максимум относящийся ко времени жизни костенковцев-кроманьонцев. В это же время, начиная со времени приблизительно 40000 лет назад появляется изобразительное искусство - наскальная живопись и скульптура из камня и кости. Наскальная живопись этого периода еще очень примитивна и схематична. Эту живопись относят к стилю I.

Как пишет Н.В.Клягин:
"В древнейшем стиле I фигуры животных предельно схематичны и с трудом поддаются отождествлению... Часто, но далеко не всегда передавались только головы. Этот изобразительный канон близок современному примитивизму: округлая, эллиптическая или более угловатая продолговатая фигура, символизирующая голову, изредка дополнялась геометрически начертанным туловищем, непропорционально большим по сравнению с головой и снабженным линейными конечностями. Стиль I является преимущественно геометрическим, т. е. символически представляющим свои денотаты (изображаемые модели). Немногочисленные детали (глаз, пасть, уши, рога) изображались также геометрически и не отражали точный облик соответствующих деталей реальных животных. Искусство стиля I было скорее понятийным, символическим, нежели изобразительным, однако его дальнейшая судьба показывает, что такой символизм являлся следствием низкого художественного мастерства, характерного для древнейшей стадии искусства."
http://www.gumer.info/bibliotek_Buks/Science/klyagin/04.php

Таким образом, можно констатировать факт, что костенковцы-кроманьонцы освоили абстрактное мышление. Ведь для того, чтобы изобразить на скале образ или вырезать из кости фигурку животного, необходимо было этот схематичный абстрактный образ сначала сформировать в голове.

Освоение нашими предками абстрактного мышления позволило оптимизировать хранение информации. Как это происходит? Поясню на следующем примере.

Некоторые северные народы имеют в своем языке множество слов, относящихся к понятию - "снег". Для снега, лежащего на земле - одно слово, для снега на дереве - другое, для свежего снега - третье, для старого - четвертое, для сухого - пятое, для мокрого - шестое и т.д. и т.п. Всего около 150 различных слов. Представляется, что этот способ хранения информации, характеризующийся низкой степенью абстрагирования, относится к мышлению неандертальцев и костенковце-кроманьонцев. Этот способ хранения информации должен занимать в мозгу существенно больше места, чем способ с высокой степенью абстрагирования. Ведь понятия сухой, мокрый, свежий, старый и т.д. и т.п. мы можем применить не только к снегу, но и к любому другому предмету. Это потребует установления дополнительных связей между понятиями, усложнения структуры мозга, но при этом объем памяти, занятый хранением можно существенно уменьшить.

Похожие явления мы наблюдаем сейчас в информационных технологиях. Развитие вычислительной техники сначала идет по пути увеличения количества вычислительных модулей и модулей памяти. Затем инженеры и конструкторы ЭВМ упираются в проблемы с габаритами и энергопотреблением, после чего, как правило, следует революционное решение, позоляющее снизить и то и другое. Размеры и энергопотребление компьютеров неуклонно снижаются, а вычислительные возможности растут. Компьюторы становятся умнее. Чемпион мира по шахматам сейчас проигрывает компьютору.

Еще одна аналогия - это хранение информации в виде базы данных. Абстрактные понятия (слова) - суть элементы базы данных человеческого мозга, хранящиеся в отдельных областях памяти. Чтобы получить доступ к комбинациям этих понятий (слов) мозг формирует различные запросы (вопросы, предложения), которые обрабатываются по определенным правилам. К каждому конкретному запросу (вопросу), формируется определенный ответ и таких ответов может быть получено огромное множество, в зависимости от того, к каким областям памяти этот запрос адресован. Мозгу нет необходимости хранить все результаты этих запросов, как это он делал в то время, когда он не умел формировать абстрактных понятий. Достаточно хранить информацию об абстрактных понятиях и правила обработки запросов. Таким образом, при помощи развития языка, оперирующего множеством абстрактных понятий-слов достигается огромная экономия ресурсов памяти. Иными словами, развитие языка позволяет сократить объем памяти, за счет установления динамических связей (физически нервных связей) между различными областями памяти (в пределе единичными нейронами), в которых хранятся эти слова. Изменение вопроса изменяет пространственную структуру этих динамических связей.

Эволюция мозга человека долгое время, на протяжении 3 млн. лет, шла по пути наращивания объема мозга, пока не уперлась в те же габаритные и энергетические проблемы, что и современные компьютеры. Содержание большого мозга стало непосильным бременем для организма. Необходимо было найти новый способ увеличения ума. И такой способ геномом человека был найден. Этот способ заключался в установлении дополнительных нервных связей, обеспечивающих связь между понятиями. А сами понятия при этом способе хранения стали менее конкретными, более абстрактными, что и позволило сократить объем памяти, занятый хранением этих понятий и, соответственно, позволило сократить объем мозга. При этом у современного человека в строении черепа исчезли неандерталоидные признаки, появление которых, возможно, и было вызвано необходимостью разместить в объеме черепа огромный мозг.

Таким образом, я хочу сказать, что, именно, освоение современным человеком абстрактного мышления и развитие языка и было той причиной, которая привела к уменьшению, по сравнению с классическим неандертальцем, объема мозга при усложнении его внутренней организации. При этом, чем больше объем мозга, тем человек в среднем, умнее и сейчас. Европейцы и китайцы, имеющие объем мозга 1300-1400 куб.см, умнее андаманцев и бушменов, с объемом мозга 1000-1200 куб.см.

P.S. Может быть, уместна следующая аналогия. Неандертальцы хранили информацию в виде файлов, а современный человек хранит ее в виде базы данных.

P.P.S. Причинно-следственные связи представляются следующим образом:
1. Постепенное увеличение головного мозга в эволюционном ряду человека приводило большому увеличению затрат энергии на его поддержание. Переход на следующую ступень с еще большим головным мозгом стал невозможным или менее выгодным по-сравнению с другим вариантом развития по энергетическим причинам.
2. При очередной реорганизации генома, вызванной повышением уровня космического облучения поверхности Земли, возник вариант генома с увеличенным количеством нейронных связей в головном мозгу, что позволило перейти к более совершенному абстрактному мышлению.
3. Этот вариант развития генома закрепился в популяции, вследствие отбора, поскольку давал огромные преимущества его носителям.

Р.P.P.S. Развитие языка было связано также с такими изменениями по сравнению с неандертальским строением, как появление подбородочного выступа и уменьшение массивности нижней челюсти. Уменьшение массивности нижней челюсти, в свою очередь, привело к необходимости уменьшения затылочного отдела черепа, для сохранения общего баланса головы. Голова стала приобретать современные черты - более высокие,чем у наших предшественников - неандертальцев, свод и лоб и меньшую длину. У неандертальцев череп имел относительно большие продольные размеры (длину), т.е. они были долихоцефалами.

P.P.P.P.S. Возможно существует еще одна причина, почему у современного человека лобные доли мозга лучше развиты, чем у неандертальца, а затылочные доли, наоборот, у современного человека развиты хуже. Дело в том, что затылочные области мозга непосредственно обрабатывают поступающую зрительную информацию, а лобные доли отвечают за прогнозирование, моделирование ситуации в будущем, т.е. отвечают за анализ ситуации, прогноз и воображение. Лобные доли постоянно проигрывают микроклипы о нашем будущем.
В связи с тем, что затылочные области у неандертальца были развиты лучше, чем у нас, можно предположить, что и зрительная память у неандертальца была развита лучше. Однако, планирование и прогнозирование давалось ему хуже, чем нам, в связи с недорозвитем лобных долей мозга. Связано ли развитие у нас лобных долей с абстрактным мышлением? Помогает ли абстрактное мышление лучше моделировать ситуацию? Представляется, что да.

Размер мозга и интеллект никак не связаны.

Мозг человека - принципы его работы, возможности, пределы физиологической и психической нагрузки - продолжают оставаться для исследователей одной большой загадкой. Несмотря на все успехи в его изучении, объяснить, как мы мыслим, понять механизмы сознания и самосознания ученые пока не в состоянии. Накопленных знаний о работе мозга, впрочем, достаточно, чтобы опровергнуть некоторые распространенные мифы о нем. Что ученые и сделали.

Древние люди были умнее нас?

Средний объем мозга современного человека - около 1400 кубических сантиметров, это довольно большая величина для наших размеров тела. Большой мозг человек отрастил себе в ходе эволюции - антропогенеза. Наши обезьяноподобные предки, не имевшие больших когтей и зубов, спустившись с деревьев и перейдя к жизни на открытых пространствах, стали развивать мозг. Хотя это развитие не сразу пошло быстро - у австралопитеков объем мозга (около 500 кубических сантиметров) практически не менялся шесть миллионов лет. Скачок в его увеличении произошел два с половиной миллиона лет назад. У ранних Homo sapiens мозг уже значительно вырос - у Homo erectus (Человека прямоходящего) его объем составляет от 900 до 1200 кубических сантиметров (это перекрывается диапазоном мозга современного человека). У неандертальцев мозг был уже очень большим -1400-1740 кубических сантиметров. что в среднем больше, чем у нас. Ранние Homo sapiens на территории Европы - кроманьонцы - просто заткнут нас за пояс своим мозгом: 1600-1800 кубических сантиметров (правда, кроманьонцы были высокими - 180-190 сантиметров, а антропологи находят прямую связь между размером мозга и ростом).


Мозг в эволюции человека не только увеличивался, но и менялся по соотношению разных частей. Палеоантропологи исследуют мозг ископаемых гоминид по отливке из черепа - эндокрану, который показывает относительный размер долей. Быстрее всего развивалась лобная доля, что связано с мышлением, сознанием, появлением речи (зона Брока). Развитие теменной доли сопровождалось совершенствованием чувствительности, синтеза информации от разных органов чувств и тонкой моторики пальцев рук. Височная доля поддерживала развитие слуха, обеспечивающего звуковую речь (зона Вернике). Так, например, у эректусов мозг вырос в ширину, увеличилась затылочная доля и мозжечок, но лобная доля оставалась низкой и узкой.

И у неандертальцев в их очень большом мозге лобная и теменная доля были развиты относительно слабо (по сравнению с затылочной). У кроманьонцев мозг стал значительно выше (за счет увеличения лобных и теменных долей) и приобрел сферическую форму.

Итак, мозг наших предков рос и рос, но, что парадоксально, около 20 тысяч лет назад началась обратная тенденция: мозг стал постепенно уменьшаться. Так что у современных людей средний размер мозга меньше, чем у неандертальцев и кроманьонцев. В чем причина?

КТО УМНЕЕ? МНЕНИЕ АНТРОПОЛОГА

Отвечает антрополог Станислав Дробышевский (доцент кафедры антропологии биологического факультета МГУ): «На этот вопрос есть два ответа: один всем нравится, другой верный. Первый таков, что размер мозга прямо не связан с интеллектом, и у неандертальцев и кроманьонцев строение было попроще, чем у нас, но техническая недоделанность компенсировалась большими размерами, и то якобы не полностью. В действительности же про нейронную структуру мозга древних людей мы совершенно ничего не знаем, так что такой ответ - полная спекуляция, утешающая самомнение современных людей. Второй ответ более реален: древние люди были умнее. Они должны были решать кучу задач на выживание, причем думать очень быстро, в отличие от нас, которым все преподносится на блюдечке с голубой каемочкой, да еще в разжеванном виде, да и торопиться никуда не надо. Древние люди были универсалами - каждый хранил в голове полный набор информации, необходимый для выживания во всех ситуациях, плюс должна была быть способность реактивно соображать в непредвиденных ситуациях. У нас же есть специализация: каждый знает махонький кусочек своей информации, а в случае чего - «обратитесь к специалисту».

Мозг неандертальца отличается от нашего всего одной фазой развития

Находки неандертальских детей дают возможность проследить, как развивался их большой мозг. Ученые из Института эволюционной антропологии в Лейпциге Общества Макса Планка вместе с французскими коллегами сделали реконструкцию сравнительного развития мозга неандертальца и Homo sapiens. Сначала ученые провели компьютерную томографию черепа 58 современным людям. А затем сделали то же самое, положив в томограф черепа девяти неандертальцев разного возраста.

Хотя по размеру череп неандертальца не меньше нашего, по форме они существенно различаются. Но у новорожденных обоих видов мозговая коробка по форме почти не отличается - у неандертальского младенца она совсем чуть-чуть более вытянута. А дальше пути развития расходятся. У современного человека в период от отсутствия зубов до неполного набора резцов меняется не только размер, но и форма мозговой коробки - она становится более шарообразной. А затем увеличивается только в размере, а по форме почти не меняется. Биологи решили, что это ключевой процесс мозгового формообразования, который отсутствует у неандертальцев. Форма черепа их новорожденных, подростков и взрослых почти не различается. Итого разница - в одной критической стадии сразу после рождения. Вероятно, считают ученые, такое заметное изменение формы сопровождается преобразованием внутреннего строения мозга и развитием нейронной сети, что создает условия для развития интеллекта. Статью о развитии мозга разных видов человека ученые опубликовали в журнале Current Biology.

Кто умнее? Мнение нейробиолога

Своим мнением поделился Сергей Савельев, заведующий лабораторией развития нервной системы Института морфологии человека РАМН: «Это связано с тем, что в популяции людей действует искусственный отбор, направленный на то, чтобы понизить индивидуальную изменчивость и направленно отбирать высокосоциализированных посредственностей. А слишком умных и асоциальных особей уничтожать. Такое сообщество более управляемо, состоит из более предсказуемых людей, что всегда выгодно. Во все времена общество жертвовало возбудителями спокойствия в пользу неконфликтности и стабильности. Раньше их просто съедали, а позже - изгоняли из сообщества. Именно из-за этого, с моей точки зрения, из-за миграции самых умных изгоев, и началось расселение человечества. А в оседлых, консервативных и более социализированных группах шел скрытый отбор на закрепление неких наиболее удобных и благоприятных для поддержания сообщества свойств поведения. Отбор по поведению повлек за собой уменьшение мозга»

Миф 1

ЧЕМ БОЛЬШЕ МОЗГ, ТЕМ ОН УМНЕЕ

Размеры мозга довольно сильно различаются и среди современных людей. Так, известно, что у Ивана Тургенева мозг весил 2012 грамм, а у Анатоля Франса почти на целый килограмм меньше - 1017 грамм. Но это совершенно не означает, что Тургенев был в два раза умнее Анатоля Франса. Более того, зарегистрировано, что обладатель самого тяжелого мозга - 2900 грамм - был умственно отсталым.

Так как самая важная часть мозга - это нервные клетки, или нейроны (они образуют серое вещество), то можно предположить, что чем больше мозг, тем больше в нем нейронов. А чем больше нейронов, тем лучше они работают. Но в мозге есть не только
нейроны, но и глиальные клетки (они выполняют опорную функцию, направляют миграцию нейронов, снабжают их питательными веществами, а по последним данным
- и участвуют в информационных процессах). Кроме того, часть массы мозга образована белым веществом, которое состоит из проводящих волокон. То есть связь между размером мозга и количеством нейронов есть, но не прямая. А связи между размером мозга и интеллектом, очевидно, нет вообще.

Мозг можно «накачать» на беговой дорожке

Исследование, проведенное международной группой ученых и опубликованное в журнале PNAS, показало, что аэробные упражнения (занятия на беговой дорожке) в пожилом возрасте наращивают гиппокамп - область мозга, которая очень важна для памяти и пространственного обучения. Его объем определяли в магнитно- резонансном томографе. Считается, что с возрастом гиппокамп уменьшается со скоростью 1-2% в год. Специалисты считают, что такая атрофия гиппокампа напрямую связана с возрастным ослаблением памяти. Так вот, у пожилых испытуемых, которые в течение года занимались на беговой дорожке, объем гиппокампа не только не уменьшился, а даже увеличился, а также улучшилась пространственная память по сравнению с контрольной группой. Причина - опять же в стимуляции образования новых нейронов.

Миф 2

НЕРВНЫЕ КЛЕТКИ НЕ ВОССТАНАВЛИВАЮТСЯ

Так как нейроны не делятся, долгое время считалось, что образование новых нервных клеток происходит только в эмбриональном развитии. То, что это не так, ученые обнаружили еще несколько лет назад. Выяснилось, что в мозге взрослых лабораторных крыс и мышей есть зоны, в которых происходит рождение новых нейронов - нейрогенез. Их источник - стволовые клетки нервной ткани (нейральные стволовые клетки). Позднее было найдено, что и у человека есть такие зоны. Исследования показали, что новые нейроны активно отращивают контакты с другими клетками и включаются в процессы обучения и памяти. Повторим: у взрослых животных и людей.

Дальше ученые стали изучать, какие внешние факторы могут оказывать влияние на рождение нейронов. И выяснилось, что нейрогенез усиливается при интенсивном обучении, при обогащении условий среды и при физической активности. А самым сильным фактором, тормозящим нейрогенез, оказался стресс. Ну, и с возрастом этот процесс все же замедляется. То, что верно для лабораторных животных, в данном случае можно полностью перенести на человека. Тем более наблюдения и исследования на людях это подтверждают. То есть чтобы усилить образование новых нервных клеток, нужно тренировать мозг, обучаться новым навыкам, запоминать больше информации, разнообразить свою жизнь новыми впечатлениями и вести физически активный образ жизни.

В пожилом возрасте это приводит к такому же эффекту, что и в молодые годы. А вот стресс для рождения новых нейронов губителен.

ТРЕНАЖЕРНЫЙ ЗАЛ ДЛЯ МЫШЕЙ

Нейрофизиологи из Тайваня (National Cheng Kung University Medical College) работали с мышами разных возрастов - молодыми (3 месяца), взрослыми (7 месяцев), раннего среднего возраста (9 месяцев), среднего возраста (13 месяцев) и старыми (24 месяца). Ежедневную физическую активность зверушки получали посредством тренировок в колесе, каждый день по часу. После пяти недель тренировок ученые изучили, какие изменения произошли в их мозге по сравнению с «неспортивными» грызунами, которые все это время просто сидели в клетках. При помощи специального окрашивания подсчитывали число делящихся клеток, созревающих нейрональных клеток и зрелых нейронов в гиппокампе. Во- первых. исследователи убедились, что с возрастом нейрогенез снижался. Число вновь образовавшихся нервных клеток у мышей среднего возраста составляло всего лишь около 5% от количества новых нейронов у молодых мышей. Но пять недель усиленных физических упражнений сыграли свою роль: скорость появления новых нейронов у «спортивных» мышей среднего возраста по сравнению с «неспортивными» удвоилась. Разбираясь в механизмах, ученые установили, что упражнения повысили содержание белка - нейротрофического фактора, который стимулирует деление и дифференцировку нейральных клеток. То, что верно для мышей, в данном случае верно и для человека, утверждают авторы статьи в Nature. Так что физическая активность в среднем и пожилом возрасте дает неплохой шанс надолго сохранить мозг здоровым.

СТРЕСС ПОВРЕЖДАЕТ МОЗГ, ИНТЕРЕСНАЯ ЖИЗНЬ - ВОССТАНАВЛИВАЕТ

Стресс в детстве особенно вреден для мозга. Его последствия сказываются на психике, поведении и интеллектуальных способностях взрослого человека. Но есть способ компенсировать губительное воздействие раннего стресса. Как показали на лабораторных крысах израильские ученые, помочь можно, если обогатить среду обитания пострадавшего. Стресс разрушает мозг посредством гормонов, к которым относятся кортикостероиды, вырабатываемые в надпочечниках, а также гормоны гипофиза и щитовидной железы. Повышенный их уровень вызывает изменения в дендритах - коротких отростках нейронов, снижает синаптическую пластичность, особенно в гиппокампе, замедляет образование новых нервных клеток в зубчатой извилине гиппокампа и прочее. Такие нарушения в период развития головного мозга не проходят бесследно.

Специалисты из Института изучения нейробиологии эмоций (Institute for the Study of Affective Neuroscience) Университета Хайфы разделили лабораторных крыс на три группы. Одну в юном возрасте подвергли трехдневному стрессу, вторую после стресса поместили в обогащенную среду, третью оставили в качестве контрольной. Крыс, которым выпало пожить в обогащенной среде, переселяли в большую клетку, где было множество интересных предметов: пластиковые коробки, цилиндры, туннели, платформы и колеса для бега.

При тестировании крысы из стрессовой группы демонстрировали повышенный страх и сниженную любознательность и хуже обучались. У них была снижена мотивация к исследованию новой среды, что можно сравнить с потерей интереса к жизни, которая часто случается у человека в состоянии депрессии. Но пребывание в обогащенной среде компенсировало все вызванные стрессом нарушения поведения.

Ученые предполагают, что обогащение среды защищает мозг от стресса по нескольким причинам: стимулирует выработку белков - факторов роста нервов, активирует нейромедиаторные системы и благоприятствует образованию новых нервных клеток. Результаты они опубликовали в журнале PLoS ONE. Самое прямое отношение эти результаты имеют к детям-сиротам, раннее детство которых прошло в детдоме. Только интересная и насыщенная жизнь, которую постараются создать им усыновители. поможет сгладить тяжелый жизненный опыт.

Миф 3

МОЗГ ЧЕЛОВЕКА РАБОТАЕТ НА 10/6/5/2%

Это представление до недавнего времени было очень распространено. Обычно его приводили в обоснование того, что мозг имеет скрытый потенциал, который мы не используем. Но современные методы исследований не подтверждают этот тезис. «Оно возникло оттого, что когда научились регистрировать электрическую активность отдельных нейронов, оказалось, что из всех нейронов в точке измерения в каждый момент времени активны очень немногие», - говорит Ольга Сварник, руководитель лаборатории системной нейрофизиологии и нейронных интерфейсов НБИК-центра РНЦ «Курчатовский институт». Нейронов в мозге около 1012 (цифра все время уточняется), и они очень специализированы: одни электрически активны во время ходьбы, другие - во время решения математической задачи, третьи - во время любовного свидания и пр. Трудно себе представить, что будет, если они вдруг решат заработать одновременно! «Точно так же, как мы не в состоянии реализовывать весь наш опыт в одно и то же время, то есть не можем одновременно вести машину, прыгать со скакалкой, читать и прочее, - объясняет Ольга Сварник, - так же и все наши нервные клетки не могут и не должны быть активны одновременно. Но это вовсе не означает, что мы не используем мозг на сто процентов».

«Это придумали те психологи, которые сами используют мозг на два процента, - категорично утверждает Сергей Савельев. - Мозг можно использовать только полностью, в нем ничего нельзя отключить. По физиологическим законам мозг не может работать меньше чем наполовину, поскольку даже когда мы не думаем, в нейронах поддерживается постоянный метаболизм. А когда человек начинает интенсивно работать головой, решать какие-то проблемы, мозг начинает потреблять энергии почти в два раза больше. Все остальное - выдумки. И никакие мозги нельзя так натренировать, чтобы интенсифицировать их работу в десять раз».

МОЗГ - ОЧЕНЬ ЭНЕРГОЗАТРАТНЫЙ ОРГАН

Ученые давно подсчитали: интенсивно работающий мозг человека потребляет четверть ресурсов всего организма. А в состоянии покоя - 10% энергии организма. При этом масса мозга составляет всего 2% массы тела.

Миф 4

ЗА КАЖДОЕ ДЕЙСТВИЕ ОТВЕЧАЕТ СВОЯ ЧАСТЬ МОЗГА

Действительно, в коре полушарий мозга человека нейробиологи выделяют зоны, связанные со всеми органами чувств: зрением, слухом, обонянием, осязанием, вкусом, а также ассоциативные зоны, где обрабатывается и синтезируется информация.

А магнитно-резонансная томография (МРТ) регистрирует активность тех или иных областей во время разных видов деятельности. Но карта мозга не абсолютна, и появляется все больше доказательств, что все устроено намного сложнее. Например, в процесс речи вовлечены не только известные зона Брока и зона Вернике, но и другие части мозга. А мозжечок, который все время связывали с координацией движений, участвует в самых разных видах мозговой деятельности. С вопросом, есть ли в мозге специализация, мы обратились к Ольге Сварник: «В мозге есть специализация на уровне нейронов, и она достаточно постоянна, - ответила специалист. - Но выделить специализацию на уровне структур сложнее, потому что совершенно разные нейроны могут лежать рядом. Можно говорить о скоплении нейронов, типа колонок, можно говорить о сегментах нейронов, активирующихся в один и тот же момент, но невозможно реально выделить какие-то крупные области, которые принято выделять. МРТ отражает активность кровотока, но не работу отдельных нейронов. Наверное, по картинкам, которые получают по МРТ, мы можем сказать, где с большей или меньшей вероятностью можно найти те или иные специализации нейронов. Но говорить о том, что какая-то зона за что-то отвечает, мне кажется неправильным».

НЕЙРОН ДЖЕННИФЕР ЭНИСТОН

«Специализацию нейронов, - рассказывает Ольга Сварник, - можно проиллюстрировать любопытным примером, известным как «феномен нейрона Дженнифер Энистон».
Поскольку человеку в экспериментальных целях, естественно, нельзя втыкать электроды в мозг, то эта информация была получена на пациентах с эпилепсией, которым электроды в мозг вживляли для локализации очага. Так вот, у такого пациента в мозге среди других нейронов нашли нейрон, который отвечал электрическим разрядом в момент, когда на мониторе появлялась фотография актрисы Дженнифер Энистон. Это могли быть совершенно разные фотографии актрисы - нейрон всегда ее «узнавал». В другом эксперименте нашли нейрон, который реагировал только на демонстрацию «Симпсонов». Ну и так далее».

Миф 5

МОЗГ - ЭТО КОМПЬЮТЕР

По мнению Ольги Сварник, сравнение мозга с компьютером не более чем метафора: «Мы можем фантазировать, что в работе мозга есть определенные алгоритмы, что человек услышал информацию и что-то делает. Но сказать, что наш мозг работает именно так, было бы неправильно. В отличие от компьютера в мозге нет никаких функциональных блоков. Например, считается, что гиппокамп - это структура, отвечающая за память и пространственную ориентацию. Но нейроны гиппокампа ведут себя неодинаково, у них разная специализация, они не функционируют как единое целое».

А вот что считает по тому же вопросу биолог и популяризатор науки Александр Марков (Институт палеонтологии РАН): «В компьютере все сигналы, которыми обмениваются элементы логических схем, имеют одну и ту же природу - электрическую, и сигналы эти могут принимать только одно из двух значений - 0 или 1. Передача информации в мозге основана не на двоичном коде, а скорее на троичном. Если возбуждающий сигнал соотнести с единицей, а его отсутствие с нулем, то тормозящий сигнал можно уподобить минус единице.

Но на самом деле в мозге используются химические сигналы нескольких десятков типов - все равно как если бы в компьютере использовались десятки разных электрических токов... А нули и единицы могли бы иметь десятки разных, скажем, цветов. Самое же главное отличие состоит в том, что проводимость каждого конкретного синапса... может меняться в зависимости от обстоятельств. Это свойство называют синаптической пластичностью. Есть и еще одно радикальное отличие мозга от электронно-вычислительной машины. В компьютере основной объем памяти хранится не в логических электронных схемах процессора а отдельно, в специальных запоминающих устройствах. В мозге не существует участков, специально выделенных для длительного хранения воспоминаний. Вся память записана в той же самой структуре межнейронных синаптических связей,которая одновременно является и грандиозным вычислительным устройством - аналогом процессора»

Научно-популярный журнал
«Детали мира»

Существовали две точки зрения на эволюцию мозга гоминид . Одни исследователи считали главным показателем развития размеры мозга, его объем. Другие авторы придавали большее значение структурным качественным преобразованиям коры.

Сторонники первой точки зрения считали основным критерием выделения семейства гоминид размеры мозга. В связи с этим существовала гипотеза "мозгового рубикона", выдвинутая английским антропологом А.Кизсом. Суть ее состоит в следующем - по объему мозга современные и ископаемые гоминиды оказывались как бы на разных берегах символической реки Рубикон. На одном берегу - австралопитековые , объем мозга которых не превышает 700 куб.см, на другом берегу - все ископаемые и современные люди с мозгом не менее 850 куб.см. А.Кизс предположил, что существует "критическая масса" мозга, без которой невозможно изготовление орудий и другие сложные формы поведения. Такая масса составляет, по его мнению, 750 куб.см. Иными словами, если объем мозга равен 700 куб.см, то это еще не человек, а если 755 куб.см - то уже человек.

Как известно, объем головного мозга как таксономический признак имеет малую ценность. Его величина вариабельна даже в пределах одного вида. Его показатели могут перекрываться у нескольких видов. Поэтому сторонники второй точки зрения главным морфологическим критерием выделения семейства гоминид считали систему прямохождения. Увеличение размеров мозга, безусловно, характерно для приматов. Однако большее значение в эволюции мозга гоминид имели качественные перестройки коры, появление у гоминид новых специфических человеческих областей коры головного мозга.

Можно заключить, что в эволюции головного мозга гоминид сочетались увеличение размеров мозга и перестройка его отдельных участков с увеличением зон абстрактного мышления и уменьшением зон чувственного восприятия. За период от 4 млн лет до 10 тыс. лет назад мозг вырос от 500 до 1500 куб.см (в среднем), т.е. в 3 раза. Причем на более поздних этапах антропогенеза развитие мозга опережало развитие зубной системы и локомоторного аппарата. Еще большие изменения происходили в микроструктуре мозга. В.И.Кочеткова связывает изменения, происходившие в макро- и микроструктуре мозга гоминид, с их деятельностью.

Существует мнение, что укрупнение головного мозга у млекопитающих сопровождалось увеличением размеров тела. И.Эйсенберг назвал эту связь "энцефализацией". Вес головного мозга связан с весом тела. Абсолютный вес мозга больше у крупных животных, чем у мелких. Относительный вес мозга - вес мозга/вес тела у крупных животных в среднем меньше, чем у мелких.