Алексис Уиллет - Какой объем мозга нам реально нужен?

• Название: Какой объем мозга нам реально нужен?
• Автор: Алексис Уиллет
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2019
• ISBN: 978-5-389-16553-3

Результаты новейших исследований показывают, что в обозримом будущем – еще до конца нынешнего столетия – человечество способно жить в мире без деменции, болезней Паркинсона и Альцгеймера и других нарушений здоровья, связанных с исчерпаемостью мозговых ресурсов. В книге, цель которой – «пролить свет на возможности человеческого мозга в прошлом, настоящем и будущем», видные британские специалисты в области биомедицины и нейробиологии Алексис Уиллет и Дженнифер Барнет выясняют, сводится ли оптимизация работоспособности мозга к эволюционному отсечению лишнего, изучают пути противодействия нейродегенеративным заболеваниям и оценивают роль сознательных усилий человека по поддержанию здоровья мозга. «Сейчас люди живут дольше, и поэтому нам нужен мозг, более устойчивый к разрушительным последствиям старения и связанных с ним болезней… Изучение заболеваний, например той же болезни Альцгеймера, дает нам понимание того, как современный образ жизни и среда влияют на устойчивость мозга и механизмов, с помощью которых эта устойчивость поддерживается». (Алексис Уиллет, Дженнифер Барнет)

---

Прежде чем начать разбираться, каковы же функции нашего мозга и действительно ли он необходим нам весь, давайте сделаем шаг назад и посмотрим: почему мозг именно такой, какой он есть? Понимание процесса развития мозга поможет нам определить, какие отделы нам нужны больше (или меньше) всего и почему мы живем именно так, а не иначе. Человеческий мозг увеличивался с самого начала существования наших далеких предков и до недавнего времени, а теперь снова начал сжиматься. Как же развивался наш мозг и чем мы отличаемся от других биологических видов?

Давайте начнем с самого начала (это отличное место для старта)

Когда на Земле зародилась жизнь, мозг – в том виде, в котором мы его знаем, – не существовал. Все мы вначале были крошечными бактериями без видимого мозга и жили так миллиарды лет. Однако со временем эволюция отдавала предпочтение организмам, способным найти пищу и избежать опасности, и постепенно эти простейшие создания развились в нечто более интересное. Этому «нечто» сначала потребовались механизмы регуляции, способные управлять более сложными поведенческими процессами (а не просто реакцией на раздражители), а затем, много позже, у него появились преимущества, позволяющие лучше согласовывать свое поведение с поведением других представителей вида.

Нервная система развивалась медленно, поскольку некоторые клетки (нейроны) приспособились для передачи информации, и у них постепенно появились длинные отростки (аксоны) для взаимодействия с другими клетками в синапсах, то есть местах соприкосновения с ними. Когда такая нервная система сформировалась, мозг стал центром ее управления. Группы нейронов объединились, и получилось то, что мы сейчас называем центральной нервной системой. Она позволила обрабатывать более сложную информацию, и у животных появилась возможность эффективнее действовать и реагировать на окружающую среду.

Мозг постепенно увеличивался и совершенствовался. Если смотреть с точки зрения эволюции, то самые старые отделы мозга те, благодаря которым мы выживаем. Они контролируют различные функции: дыхание, сердцебиение, поддерживают температуру тела и равновесие. Если вы все еще живы и читаете эти строки, то вы, вероятно, догадались, что эти отделы функционируют и по сей день (больше о них вы узнаете в главе 2). Но появлялись и новые, более сложно устроенные и интересные структуры, расширяющие возможности нашего мозга, и развитие на этом не остановилось.

Со временем появилась способность учиться и запоминать, и обработка данных в нейронной сети становилась все более продуктивной. Поскольку мозг получал больше информации через органы чувств, в основном через зрение и слух, то развивался так называемый неокортекс, или новая кора (которую в дальнейшем мы будем называть просто корой). Это самая последняя пристройка к нашему мозгу, и, если говорить об умственных способностях человека, она часто считается довольно специфической структурой. Благодаря коре головного мозга возникли сложные виды деятельности, особенно социальное поведение; ее появление сделало возможным сложную жестикуляцию, осознанное мышление, способность рассуждать и в конце концов язык.

Вы наверняка знаете, что у первых млекопитающих на планете (появившихся примерно 200 млн лет назад) была лишь небольшая кора. Некоторые из них стали лазать по деревьям. Чтобы лучше ориентироваться в среде обитания и замечать движущуюся очень быстро добычу – например насекомых, – им пришлось адаптироваться к новому образу жизни: улучшить координацию движений и зрение. Такие перемены в поведении привели к расширению зрительной области коры, поскольку те, кто лучше всего адаптировался к жизни на деревьях, передавали свои генетические преимущества следующим поколениям. Установились комплексные связи между различными отделами мозга, и у млекопитающих, особенно приматов, сформировался более сложный стиль поведения.

Теперь вы видите, что мозг проделал долгий путь развития еще до появления гоминид (то есть всех разновидностей как вымерших, так и современных человекообразных обезьян, к которым относимся и мы, люди). Несмотря на то что самые ранние предки современного человека жили приблизительно 6–7 млн лет назад, несколько видов гоминид успели возникнуть и впоследствии исчезнуть до того, как появились мы, современные люди (Homo sapiens[3]). Это произошло всего-навсего 200 000 лет назад. Итак, чем же занимался питекантроп все это время и, что еще интереснее, что происходило с его мозгом?

Немного об эволюции

Прежде чем подробно рассмотреть, как мозг человекообразной обезьяны превратился в столь высоко ценимый сегодня мощный инструмент, давайте не будем забывать, как должна работать эволюция, теорию которой подарил нам Чарльз Дарвин, применив собственный выдающийся мозг. В книге «Происхождение видов», вышедшей в 1859 году, он называет эволюцию естественным отбором, процессом, в ходе которого организмы меняются с течением времени из-за изменений физических и поведенческих черт, наследуемых из поколения в поколение. Полезные черты, которые помогают организмам лучше приспосабливаться к среде обитания и благополучно в ней развиваться, увеличивают их шансы на выживание и размножение.

Многочисленные виды царства животных появились в результате эволюции, у них развились более сложные способности и усовершенствовался внешний вид. Однако стоит отметить, что процесс эволюции не обязательно происходит линейно. Изменения могут произойти в любой момент и очень по-разному, и, что касается наиболее полезных, развитие может отклониться в сторону. Таким образом, возникает совершенно новый биологический вид, который не будет просто усовершенствованием старого. К примеру, хотя мы знаем, что являемся близкими родственниками других приматов, и часто самодовольно мним себя более продвинутой их версией, это не повод считать, что современный человек – эволюционировавшая обезьяна. Мы знаем, что множество видов обезьян и по сей день живут и здравствуют. При этом у современных обезьян и современных людей существовал общий предок, от которого развитие шло по разным веткам, далеким друг от друга.

Чтобы оценить, как человеческий мозг эволюционировал со времен далеких предков, нам потребуются доказательные данные. К сожалению, в мире не так много примеров доисторического мозга, чтобы можно было его вскрыть, внимательно изучить и узнать, как же он стал таким, каков есть сейчас. Мозг многим хорош, но умение превращаться в окаменелость – не самая сильная его сторона. А вот череп – защита, которая всегда при нем, – гораздо лучше фоссилизируется. Эта окаменелость с радостью отдает себя в руки исследователей, которые оценивают ее размеры и форму, чтобы определить, какие изменения произошли с черепом с течением времени. Еще древние артефакты показывают, когда именно появились первые люди, и это помогает предположить, на что был способен их мозг. Кроме того, если понять, какими функциями и способностями, необходимыми для выживания, размножения и образа жизни наших предков, обладал мозг, мы можем попытаться выяснить, какие именно с ним произошли изменения. Важно отметить, что многие теории развития мозга, основанные на доказательствах, полученных при осмотре окаменелостей, подлежат обсуждению и при этом регулярно появляются новые. И хотя невозможно определить четкий путь развития мозга, изучая черепные коробки разных видов гоминид, можно точно сказать, что наш мозг со временем увеличился в размерах и изменил форму.

Каким был наш мозг в глубине веков?

Правда ли, что наш мозг на самом деле так сильно изменился с тех пор, как наши предки стали ходить на двух ногах? Одним из самых ранних видов представителей человечества считается чадский сахелянтроп (Sahelanthropus tchadensis), живший примерно 6 или 7 млн лет назад. Окаменелые останки были найдены относительно недавно, в 2001 году. Поскольку обнаружены были только фрагменты черепа, то о размерах можно лишь догадываться, но считается, что размер черепа, а следовательно, и мозга этого вида был несколько меньше, чем у современных шимпанзе. Для большей наглядности можно сказать, что у шимпанзе мозг примерно в три с половиной раза меньше, чем у современного человека. И пусть мы знаем, что найдены были фрагменты лишь одной окаменелости, это все равно указывает на то, что мозг со временем значительно увеличился. И все-таки чтобы доказать свою точку зрения, вероятно, нам потребуется немного больше информации о том, что же происходило на протяжении последних нескольких миллионов лет.

Позже в ходе эволюции появилась разновидность, названная австралопитеком (Australopithecus), сочетающая в себе особенности и обезьяны, и современного человека. Австралопитеки были двуногими и прямоходящими, при этом с длинными руками и достаточно цепкими пальцами, что позволяло им отлично лазать по деревьям. Считается, что эти черты помогли данному виду выживать и успешно развиваться во время изменения климата и окружающей среды, поскольку его представители могли одинаково жить как на деревьях, так и на земле. Хорошо известна жившая примерно 3,2 млн лет назад представительница афарских австралопитеков (Australopithecus afarensis) Люси.