Ljudski mozak - načela njegova rada, sposobnosti, ograničenja fiziološkog i mentalnog stresa - i dalje ostaju velika misterija za istraživača. Unatoč svim uspjesima u svojoj studiji, znanstvenici još uvijek nisu u stanju objasniti kako razmišljamo, razumjeti mehanizme svijesti i samosvijesti. Nakupljeno znanje o radu mozga, međutim, dovoljno je da opovrgne neke od uobičajenih mitova o njemu.
A ljubomorni ljudi su bili pametniji od nas?
Prosječni volumen mozga moderne osobe je oko 1400 kubičnih centimetara, što je za našu veličinu tijela prilično velika vrijednost. Čovjek je u toku evolucije uzgojio veliki mozak za sebe - antropogeneza. $ CUT $ Naši preci poput majmuna, koji nisu imali velike kandže i zube, spustili su se s drveća i preselili se u život na otvorenim prostorima, počeli su razvijati mozak. Iako taj razvoj nije odmah krenuo brzo - u Australopiteku se volumen mozga (oko 500 kubičnih centimetara) praktički nije mijenjao šest milijuna godina. Skok u njegovom porastu dogodio se prije dva i pol milijuna godina.
U ranom Homo sapiensu mozak je već znatno porastao - kod Homo erectusa (Homo erectus) njegov se volumen kreće od 900 do 1200 kubičnih centimetara (ovo pokriva opseg suvremenog ljudskog mozga). Neandertalci su imali vrlo velik mozak - 1400-1740 kubičnih centimetara, što je u prosjeku više nego kod nas. Rani Homo sapiensi na teritoriju Europe - Cro-Magnoni - jednostavno nas ubacuju u pojas svojim mozgom: 1600-1800 kubičnih centimetara (iako su Cro-Magnoni bili visoki - 180-190 centimetara, a antropolozi pronalaze izravnu vezu između veličine mozga i visine).
Mozak se u ljudskoj evoluciji ne samo povećavao, već je mijenjao i u omjeru različitih dijelova. Paleoantrolozi istražuju mozak fosilnih hominida iz lubanje - endokrana koji pokazuje relativnu veličinu režnja. Frontalni režanj se najbrže razvio, što je povezano s razmišljanjem, sviješću, pojavom govora (Brocova zona). Razvoj parietalnog režnja pratilo je poboljšanje osjetljivosti, sintezu informacija iz različitih osjetila i fine motoričke sposobnosti prstiju. Vremenski režanj podržavao je razvoj sluha, pružajući zvučni govor (Wernickeova zona). Tako je, na primjer, u erektusu mozak porastao u širini, okcipitalni režanj i mozak su se povećavali, ali je prednji režanj ostao nizak i uzak. A kod neandertalaca, u njihovom vrlo velikom mozgu, frontalni i parietalni režnjevi bili su relativno slabo razvijeni (u usporedbi s okcipitalnim). Kod Cro-Magnona, mozak je postao puno veći (zbog povećanja frontalnog i parietalnog režnja) i poprimio sferni oblik.
Dakle, mozak naših predaka rastao je i rastao, ali, paradoksalno, prije otprilike 20 tisuća godina počeo je suprotan trend: mozak se počeo postupno smanjivati. Dakle, moderni ljudi imaju manju prosječnu veličinu mozga od neandertalaca i kro-magnona. Koji je razlog?
Promotivni video:
Mišljenje antropologa
Antropolog Stanislav Drobyshevsky (izvanredni profesor na Odjelu za antropologiju Biološkog fakulteta Moskovskog državnog sveučilišta) odgovara: „Na ovo pitanje postoje dva odgovora: jedan im se sviđa, a drugi je tačan. Prvi je da veličina mozga nije izravno povezana s inteligencijom, a struktura neandertalaca i kro-magnona bila je jednostavnija od naše, ali je tehnička nepotpunost nadoknađena velikom veličinom, a to navodno ne u potpunosti. U stvarnosti ne znamo apsolutno ništa o živčanoj strukturi mozga drevnih ljudi, pa je takav odgovor potpuna nagađanja, utjelovljujući zamišljenost modernih ljudi. Drugi je odgovor stvarniji: stari ljudi su bili pametniji.
Morali su riješiti gomilu problema s preživljavanjem i razmišljati vrlo brzo, za razliku od nas koji smo prezentirani sa svime na srebrnom pladnju, pa čak i žvakani, i nema potrebe nigdje žuriti. Drevni ljudi bili su generalisti - svaki je u svojoj glavi držao čitav niz informacija potrebnih za preživljavanje u svim situacijama, plus morao je postojati sposobnost reaktivnog razmišljanja u nepredviđenim situacijama. Imamo i specijalizaciju: svi znaju sitne podatke, a ako se nešto dogodi - "obratite se stručnjaku".
Neuroznanstveno mišljenje
Sergej Savelyev, Voditeljica Laboratorija za razvoj živčanog sustava Instituta za ljudsku morfologiju Ruske akademije medicinskih znanosti: „To je zbog činjenice da u ljudskoj populaciji postoji umjetna selekcija koja ima za cilj smanjivanje individualne varijabilnosti i ciljani odabir visoko socijalizirane osrednjosti. I da uništi previše pametne i asocijalne pojedince. Takva je zajednica upravljivija, sastoji se od predvidljivijih ljudi, što je uvijek korisno. U svakom trenutku, društvo je žrtvovalo patogene smirivanja u korist nekonflikta i stabilnosti. Prije su ih jednostavno jeli, a kasnije su izbačeni iz zajednice. Zbog toga je, s moje točke gledišta, zbog migracije najinteligentnijih odmetnika i doseljenja čovječanstva započelo. A u sjedećem,U konzervativnim i socijaliziranijim skupinama postojao je skriveni odabir za konsolidaciju nekih najpogodnijih i povoljnih svojstava ponašanja za održavanje zajednice. Odabir ponašanja doveo je do smanjenja mozga.
NEZADELJI MOŽDNI RAZLIKI OD NAŠE SAMO JEDNE FAZE RAZVOJA
Nalazi neandertalske djece pružaju priliku da se prati kako su se razvijali njihovi veliki mozgovi. Znanstvenici Instituta Max Planck za evolucijsku antropologiju u Leipzigu, zajedno sa svojim francuskim kolegama, rekonstruirali su komparativni razvoj mozga neandertalca i homo sapiensa. Prvo su znanstvenici izveli računalnu tomografiju lubanje 58 modernih ljudi. A onda su isto učinili, u tomograf su stavili lubanje devet neandertalaca različitih dobnih skupina.
Iako veličina lubanje neandertalca nije manja od naše, u obliku se značajno razlikuju. Ali kod novorođenčadi obje vrste mozak je gotovo istog oblika - kod neandertalca novorođenče je prilično malo izduženo. A onda se razvojni putovi razilaze. U modernoj osobi, u razdoblju od izostanka zuba do nepotpunog skupa sjekutića, ne mijenja se samo veličina, već i oblik moždane kutije - ona postaje sferičnija. A onda se povećava samo u veličini, ali gotovo se ne mijenja u obliku. Biolozi su odlučili da je to ključni proces oblikovanja mozga koji neandertalcima nedostaje. Oblik lubanje njihovih novorođenčadi, adolescenata i odraslih gotovo je isti. Ukupna razlika je u jednoj kritičnoj fazi odmah nakon rođenja. Vjerojatno znanstvenici vjeruju,takva primjetna promjena oblika popraćena je transformacijom unutarnje strukture mozga i razvojem neuronske mreže što stvara uvjete za razvoj inteligencije. Znanstvenici su objavili članak o razvoju mozga različitih ljudskih vrsta u časopisu Current Biology.
MIT 1. VELIKI JE MOZEN, PAMETNIJE JE
Veličine mozga se prilično razlikuju i kod modernog čovjeka. Dakle, poznato je da je mozak Ivana Turgenjeva težio 2012. grama, a Anatole France's gotovo čitav kilogram manje - 1017 grama. Ali to uopće ne znači da je Turgenjev bio dvostruko pametniji od Anatola Francea. Štoviše, zabilježeno je da je vlasnik najtežeg mozga - 2900 grama - mentalno zaostao.
Budući da su najvažniji dio mozga živčane stanice, odnosno neuroni (tvore sivu tvar), može se pretpostaviti da što je mozak veći, to više neurona sadrži. I što više neurona, to oni bolje rade. Ali u mozgu se ne nalaze samo neuroni, već i glijalne stanice (oni obavljaju potpornu funkciju, usmjeravaju migraciju neurona, opskrbljuju ih hranjivim tvarima, a prema posljednjim podacima također sudjeluju u informacijskim procesima). Pored toga, dio moždane mase tvori bijela tvar, koja je sastavljena od vodljivih vlakana. Odnosno, postoji veza između veličine mozga i broja neurona, ali ne izravne. A očito ne postoji veza između veličine mozga i inteligencije.
MIT 2. NERVE CELICE NE OSTAVLJAJU
Budući da se neuroni ne dijele, dugo se vjerovalo da se stvaranje novih živčanih stanica događa samo tijekom embrionalnog razvoja. Znanstvenici su otkrili da to nije tako prije nekoliko godina. Pokazalo se da u mozgu odraslih laboratorijskih štakora i miševa postoje zone u kojima se rađaju novi neuroni - neurogeneza. Njihov izvor su matične stanice živčanog tkiva (neuralne matične stanice). Kasnije je utvrđeno da i ljudi imaju takve zone. Istraživanje je pokazalo da novi neuroni aktivno rastu kontakte s drugim stanicama i uključeni su u učenje i pamćenje. Ponovimo: kod odraslih životinja i ljudi.
Nadalje, znanstvenici su počeli proučavati koji vanjski čimbenici mogu utjecati na rođenje neurona. A pokazalo se da se neurogeneza poboljšava intenzivnim učenjem, obogaćivanjem uvjeta okoline i fizičkom aktivnošću. A najjači faktor koji inhibira neurogenezu bio je stres. Pa, ovaj se proces usporava s godinama. Ono što vrijedi za laboratorijske životinje, u ovom se slučaju može u potpunosti prenijeti na ljude. Štoviše, promatranja i studije na ljudima to potvrđuju. To jest, da biste potaknuli stvaranje novih živčanih stanica, morate trenirati mozak, naučiti nove vještine, zapamtiti više informacija, diverzificirati svoj život novim iskustvima i voditi fizički aktivan stil života. U starosti to dovodi do istog učinka kao u mlađim godinama. Ali stres za rođenje novih neurona je destruktivan.
Mozak se može napumpati na pokretnoj traci
Studija međunarodnog tima znanstvenika i objavljena u časopisu PNAS pokazala je da aerobna tjelovježba (vježba staza) u starosti stvara hipokampus, područje mozga koje je vrlo važno za pamćenje i prostorno učenje. Njegov volumen određen je magnetskom rezonancom. Smatra se da se s godinama hipokampus smanjuje brzinom od 1-2% godišnje. Stručnjaci vjeruju da je ta atrofija hipokampusa izravno povezana sa slabljenjem pamćenja povezanog s godinama. Dakle, kod starijih ispitanika koji su na trkačkoj stazi bili angažirani godinu dana, volumen hipokampusa ne samo da se nije smanjio, već čak povećao, već je i poboljšao prostornu memoriju u odnosu na kontrolnu skupinu. Razlog je opet u poticanju stvaranja novih neurona.
Stres oštećuje mozak. Zanimljivi životopisi
Djetinjski stres je posebno loš za mozak. Njegove posljedice utječu na psihu, ponašanje i intelektualne sposobnosti odrasle osobe. Ali postoji način da se nadoknade štetni učinci ranog stresa. Kao što su izraelski znanstvenici pokazali na laboratorijskim štakorima, možete pomoći ako obogatite stanište žrtve. Stres uništava mozak pomoću hormona, koji uključuju kortikosteroide proizvedene u nadbubrežnoj žlijezdi, kao i hormone hipofize i štitnjače. Njihova povećana razina uzrokuje promjene u dendritima - kratki procesi neurona, smanjuje sinaptičku plastičnost, posebno u hipokampusu, usporava stvaranje novih živčanih stanica u dentantnom gyrusu hipokampusa i tako dalje. Takvi poremećaji tijekom razvoja mozga ne prolaze nezapaženo.
Stručnjaci Instituta za proučavanje afektivne neuroznanosti, Sveučilište u Haifi, podijelili su laboratorijske štakore u tri skupine. Jedan je bio podvrgnut trodnevnom stresu u mladoj dobi, drugi je stavljen u obogaćeno okruženje nakon stresa, treći je ostavljen kao kontrola. Štakori, koji su morali živjeti u obogaćenom okruženju, premješteni su u veliki kavez u kojem se nalazilo mnogo zanimljivih predmeta: plastične kutije, cilindri, tuneli, platforme i volanima.
Na testiranju, štakori iz stresne skupine pokazali su povećani strah i smanjenu znatiželju i naučili su još gore.
Imali su smanjenu motivaciju za istraživanje novog okruženja, što se može usporediti s gubitkom interesa za život, što se često događa kod osobe u stanju depresije. Ali biti u obogaćenom okruženju nadoknađivao je sve poremećaje u ponašanju uzrokovani stresom.
Znanstvenici predlažu da obogaćivanje okoliša štiti mozak od stresa iz više razloga: potiče proizvodnju proteina - živčanih faktora rasta, aktivira neurotransmiterske sustave i pogoduje stvaranju novih živčanih stanica. Rezultate su objavili u časopisu PLoS ONE. Ovi se rezultati najviše odnose na siročad čija su rana djetinjstva provedena u sirotištu. Samo će zanimljiv i sadržajan život, koji će posvojitelji pokušati stvoriti za njih, pomoći u uklanjanju teškog životnog iskustva.
MIT 3. RAD LJUDSKIH MOŽDOVA NA 10/6/5/2%
Ova je ideja bila donedavno vrlo raširena. Obično se navodilo kao obrazloženje da mozak ima latentni potencijal koji ne koristimo. Ali suvremene istraživačke metode ne podržavaju ovu tezu. "Nastala je iz činjenice da smo se, kada smo naučili registrirati električnu aktivnost pojedinih neurona, pokazalo da je vrlo malo svih neurona u mjernoj točki aktivno u bilo kojem trenutku", kaže Olga Svarnik, voditeljica laboratorija sistemske neurofiziologije i neuronskih sučelja NBIK centra Ruskog istraživačkog centra Kurčovovsky institut ".
U mozgu se nalazi oko 1012 neurona (broj se stalno usavršava) i oni su vrlo specijalizirani: neki su električno aktivni dok hodaju, drugi - dok rješavaju matematički problem, drugi - tijekom ljubavnog sastanka itd. Teško je zamisliti što bi se dogodilo ako odjednom odlučite istovremeno zaraditi novac! "Kao što nismo u stanju istovremeno realizirati svo svoje iskustvo, to jest, ne možemo istovremeno voziti automobil, skakati konop, čitati i tako dalje", objašnjava Olga Svarnik, "tako rade i sve naše živčane stanice ne može i ne smije biti aktivan istovremeno. Ali to ne znači da mozak ne koristimo sto posto."
"To su izmislili oni psiholozi koji sami koriste mozak za dva posto", kategorički tvrdi Sergej Saveliev u intervjuu s jednim novinarom. - Mozak se može koristiti samo u potpunosti, u njemu se ništa ne može isključiti. Prema fiziološkim zakonima, mozak ne može raditi manje od polovice, jer čak i kada ne mislimo, u neuronima se održava stalan metabolizam. A kad osoba počne intenzivno raditi glavom, kako bi riješila neke probleme, mozak počinje trošiti gotovo dvostruko više energije. Sve ostalo je fikcija. I nijedan mozak se ne može osposobiti tako da desetostruko intenzivira svoj rad."
MIT 4. SVAKA AKCIJA ODGOVORUJE NJEGOVI DIJELOVI
Doista, u korteksu ljudskih moždanih hemisfera neuroznanstvenici razlikuju zone povezane sa svim osjetilima: vid, sluh, miris, dodir, okus, kao i asocijativne zone u kojima se informacije obrađuju i sintetiziraju. I magnetska rezonanca (MRI) bilježi aktivnost određenih područja tijekom različitih aktivnosti. Ali mapa mozga nije apsolutna i sve je više dokaza da su stvari mnogo složenije. Na primjer, ne samo poznato područje Broca i Wernickeovo područje uključeno je u govorni proces, već i drugi dijelovi mozga. A mozak, koji je uvijek bio povezan s koordinacijom pokreta, uključen je u široku paletu moždanih aktivnosti.
Na pitanje postoji li specijalizacija u mozgu, "Pojedinosti o svijetu" obratila se Olgi Svarnik: "Postoji specijalizacija u mozgu na razini neurona i prilično je stalna", odgovorio je stručnjak. - Ali teže je razlikovati specijalizaciju na razini struktura, jer potpuno različiti neuroni mogu leći jedan pored drugog. Možemo razgovarati o akumulaciji neurona, poput stupaca, možemo govoriti o segmentima neurona koji se aktiviraju u istom trenutku, ali nemoguće je zaista odabrati bilo koja velika područja koja su uobičajena za isticanje. MRI odražava aktivnost protoka krvi, ali ne i rad pojedinih neurona. Vjerojatno iz slika koje smo dobili MRI možemo odrediti gdje se, više ili manje vjerojatno, može naći jedna ili druga specijalizacija neurona. Ali čini mi se pogrešnim kad kažem da je neka zona odgovorna za nešto."
MIT 5. MOST JE RAČUNALA
Prema Olgi Svarnik, uspoređivanje mozga s računalom nije ništa drugo nego metafora: „Možemo zamisliti da u radu mozga postoje određeni algoritmi da je osoba čula informacije i nešto radi. Ali reći da naš mozak tako funkcionira bilo bi pogrešno. Za razliku od računala, u mozgu nema funkcionalnih blokova. Na primjer, hipokampus se smatra strukturom odgovornom za pamćenje i prostornu orijentaciju. Ali neuroni u hipokampusu se ponašaju drugačije, imaju različite specijalizacije, ne funkcioniraju kao cjelina."
I evo što biolog i popularizator znanosti Aleksandar Marko misli na isto pitanje (Institut za paleontologiju Ruske akademije znanosti): „U računalu svi signali koji se razmjenjuju između elemenata logičkih sklopova imaju istu prirodu - električnu, a te signale može primiti samo jedan od dva vrijednosti - 0 ili 1. Prijenos informacija u mozgu ne temelji se na binarnom kodu, već na ternarnom. Ako je uzbudljivi signal povezan s jednim, a njegov izostanak sa nulom, tada se inhibitorni signal može usporediti s minus jednim. Ali u stvari, mozak koristi nekoliko desetaka vrsta kemijskih signala - to je isto kao da računalo koristi desetine različitih električnih struja … A nula i one mogu imati i desetine različitih, recimo, boja.
Najvažnija razlika je u tome što se vodljivost svakog pojedinog sinapse … može razlikovati ovisno o okolnostima. Ovo se svojstvo naziva sinaptička plastičnost. Postoji još jedna radikalna razlika između mozga i elektroničkog računala. U računalu se glavna količina memorije pohranjuje ne u logičkim elektroničkim krugovima procesora, već zasebno, u posebnim uređajima za pohranu. U mozgu nema područja koja su posebno određena za dugoročno čuvanje sjećanja. Sva se memorija bilježi u istoj strukturi internetskih sinaptičkih veza, koja je ujedno i grandiozni računalni uređaj - analog procesora."