Чотири найбільших міфу про людський мозок
Що робить людський мозок таким особливим? Так, зрозуміло, він великий - але аж ніяк не найбільший з існуючих. Ви, звичайно чули, що ваш мозок складається зі ста мільярдів нейронів - але звідки взялася ця цифра і як вона виглядає на тлі показників інших живих істот?
Ви можете подумати, що знаєте відповіді на ці питання, але є великі шанси, що вас серйозно дезінформували щодо того, чому ваш мозок більш специфічний, ніж мізки інших живих істот на нашій планеті. Ось вам чотири найбільших міфу щодо людського мозку.
Міф 1: У людському мозку сто мільярдів нейронів
З огляду на яку незамінну роль відіграють ці клітини, ви можете припустити, що у вчених є пара ідей щодо того, скільки ж саме нейронів укладено у нас між вух; і багато років ми думали, що так воно і є. Прокрутіть кілька підручників з нейробіології, пару наукових досліджень і наукових журналів, і ви виявите, що багато позначають число нейронів в людському мозку красивою круглою цифрою в сто мільярдів - і зазвичай роблять це без підтверджуючих посилань.
Ми виявили, що середній людський мозок містить приблизно 86 мільярдів нейронів », говорить Геркулан-Хаузел в недавньому подкасті до журналу Nature. Потім вона продовжує: Жоден мозок, який ми досліджували на цей момент, не містив ста мільярдів клітин. І хоча здається, що це не особливо велика різниця, але 14 мільярдів нейронів це розмір мозку наприклад бабуїна, або майже половина нейронів мозку горили. Так що це насправді цілком пристойна різниця.
Міф 2: Чим більше мозок - тим він краще
Якщо вам вдасться зібрати разом пачку кількох споріднених видів живих істот, розкрити їх черепні коробки і вишкребти звідти мізки, ви, швидше за все, почнете помічати кореляції між абсолютним розміром мозку і когнітивними здібностями тварини. Серед ссавців наприклад, примати (на кшталт нас) і китоподібні (на кшталт дельфінів) мають більші мізки, ніж скажімо комахоїдні (на кшталт муравьеда), і володіють тим, що більшість може визнати як пропорційно великі розумові здібності. Грунтуючись на одному цьому спостереженні, ви можете схилитися до того, щоб вважати розмір мозку хорошим предиктором когнітивних можливостей.
Однак ставлення «Більше - значить краще» порушується, як тільки ви починаєте порівнювати особин різних видів. Корови, наприклад, мають більші мізки, ніж практично будь-який вид мавп, але якщо тільки вони не дуже (дуже) гарні в переховування цього, корови практично однозначно мають менше розумових здібностей, ніж більшість (якщо не всі) «менш мізкуваті» приматів. Подібним чином, мозок капібари (водна свинка, найбільший гризун на Землі; прим. Mixednews) може важити понад сімдесят грамів, але її когнітивні здібності бліднуть порівняно зі здібностями мавпочки капуцина, мозок якої важить всього лише п'ятдесят грамів.
Зрозуміло, для цілей нашої дискусії, присвяченій людським мізкам, найбільш красномовним доказом того, що «більше не означає краще», буде порівняння розмірів нашого мозку і мозку найбільших ссавців тварин, таких наприклад, як кит або слон. На зображенні ви можете бачити порівняння людського мозку з набагато більшим мозком слона. Середній людський мозок важить близько 1200 грамів, а мозок слона - майже в чотири рази більше, але найбільший мозок - у кашалота, і важить він 6800 грамів.
З мозком, який важить в шість разів більше людського, чому кашалоти досі не підкорили собі людство?
Міф 3: Мозок людини має найбільший розмір по відношенню до розмірів тіла
Цей міф прийшов до нас ще з часів Аристотеля, який в 335 році до нашої ери написав: «З усіх тварин, людина має найбільший мозок в порівнянні з розміром його тіла». В цю пастку легко потрапити, якщо ви спробуєте пояснити різницю між розміром мозку та інтелектом у, скажімо, людини і кашалота. У наші дні, багато людей користуються приблизно тим же поясненням, що і Аристотель, щоб переконати себе - зв'язок між розміром мозку та інтелектом полягає не в абсолютній вазі або розмірі мозку, а скоріше в співвідношенні ваги мозку і ваги тіла.
Пильно вивчіть цей логічний ланцюжок, і ви виявите, що вона дає нам ще одну неточну картину в порівнянні з тим, що ми насправді спостерігаємо в природі. Так, співвідношення мозку до тіла у людини величезне порівняно скажімо зі слоном (близько 1/40 проти 1/560 відповідно); але воно приблизно дорівнює такому ж співвідношенню у звичайній миші (теж 1/40), і навіть у менше співвідношення, яке ви можете зустріти у деяких маленьких птахів (1/12).
Щоб подолати обмеження базового співвідношення мозку до тіла, учені придумали більш складну систему оцінки, відому як «фактор енцефалізаціі» (EQ), який вимірює співвідношення мозку і розміру тіла тварини в порівнянні з іншими тваринами приблизно схожого розміру. В цьому випадку, EQ не тільки приймає до уваги той факт, що розмір мозку має тенденцію збільшуватися зі збільшенням розміру тіла, а й те, що розмір мозку зовсім не обов'язково змінюється паралельно зі збільшенням тіла.
Коли вчені порівняли чинники енцефалізаціі у різних тварин, вони виявили, що даний фактор у людей вище, ніж у будь-якого іншого живої істоти на нашій планеті.
Міф 4: Мозок більшого розміру містить більше нейронів, ніж маленький мозок
Але навіть фактор енцефалізаціі містить в собі невід'ємний вада, з однієї простої причини: більший мозок не обов'язково містить в собі більше нейронів, ніж маленький - факт, який повертає нас до міфу номер один і питання з якого числа нейронів все-таки складається людський мозок.
Вчені, зрозуміло, досить давно знають, що розмір мозку тварин може сильно відрізнятися у різних видів. Але до самого недавнього часу, проте, більшість досліджень припускали, що щільність нейронів (в даному випадку в тексті мається на увазі кількість нейронів, віднесене до загальної масою мозку, а не фізична щільність нейронної тканини; прим. Mixednews) є більш-менш постійною величиною серед різних класів тварин. Однак дане переконання не може перебувати далі від реальності.
Натисніть для збільшення
Мізки приматів, як виявилося, збільшуються в розмірі з тією ж швидкістю, з якою росте число нейронів в них; якщо ви порівняєте один грам нейронної тканини великого примата з одним грамом тканини меншого примата, ви отримаєте приблизно однакове число нейронів.
Мізки гризунів, з іншого боку, як з'ясувалося, збільшуються в розмірі швидше, ніж набувають нові нейрони. В результаті, більші гризуни мають тенденцію розташовувати меншим числом нейронів на грам нейронної тканини, ніж дрібні різновиди.
Мізки комахоїдних поводяться як комбінація мізків гризунів і приматів, з корою мозку, яка збільшується в розмірах швидше, ніж приростає число нейронів (подібно гризунам), і мозочком, співвідношення швидкостей зростання у якого лінійно (подібно приматам).
Кінцевий висновок з цього звучить так: серед гризунів, комахоїдних і приматів, мозок приматів побудований на підставі найбільш економічного, максимально використовує обсяг пам'яті, доступний принципу. Доктор Геркулан-Хаузел пише: Десятикратне збільшення числа нейронів в мозку гризуна означає 35-кратне збільшення самого мозку; для порівняння, таку ж десятикратне збільшення числа нейронів в мозку примата означає збільшення розміру мозку всього лише в одинадцять разів.
Мозок гіпотетичного гризуна з 86 мільярдами нейронів (подібно до людського мозку), мав би важити жахливі тридцять п'ять кілограм - що у багато разів перевершує всі відомі параметри у будь-якого з нині живих істот.
Чи є мозок людини особливим?
Існує кілька висновків, які можна зробити з розвінчання міфу номер чотири.
По перше. воно демонструє, що відносний розмір мозку (навіть з урахуванням впливу фактора енцефалізаціі) не може бути використаний в якості надійного мірила кількості нейронів у різних класів тварин. Більш того, це насправді призводить нас до висновку, що розмір мозку, розмір тіла, і зв'язок між ними, не є достатніми індикаторами когнітивних здібностей, і що подібні припущення слід швидше фокусувати на загальній кількості нейронів, що є в розпорядженні дана істота.
А по-друге. це відкриває нам два досить контрінтуітівное факту про людський мозок. Перший полягає в тому, що наш мозок в деякій мірі зовсім не унікальний. Він може містити 86 мільярдів нейронів, але це якраз те число, яке ви і очікуєте знайти (на підставі правил розрахунку для приматів) в мозку такого розміру; якщо ви збільшите мозок шимпанзе до розмірів мозку людини, ви виявите в ньому точно така ж кількість нейронів.
А другий полягає в підтвердженні того факту, що дещо в людському мозку дійсно унікально.
Доктор Геркулан-Хаузел пояснює:
По-перше, мозок людини збільшується за тими ж правилами, що і мозок приматів: більш економічний принцип в порівнянні з гризунами дозволяє упакувати в доступний обсяг набагато більше нейронів, ніж в мозок гризуна такого ж розміру, і можливо в мозок будь-якого іншого живої істоти того ж розміру. І по-друге, наше становище серед приматів як володарів найбільшого діючого мозку гарантує, що, по крайней мере з числа приматів ми володіємо найбільшим числом нейронів, які вносять свій внесок у формування свідомості і поведінки в цілому.
Те, яким чином наше безпрецедентне число нейронів в мозку поєднується з такими речами, як наша генетика і загальна структура мозку, які і дають в результаті найбільш просунуті когнітивні здібності на нашій планеті, ще належить знайти.
Наприклад - якщо мозок шимпанзе якимось чином можна було б збільшити до розмірів людського, побачили б ми стрибок його когнітивних здібностей до рівня, відповідного нашому?
Інший «поки ще не вивчений» питання - як порівнювати кількість наших нейронів і «правила розрахунку» з іншими видами ссавців, і особливо з тими, хто володіє мозком більшого розміру? На сьогоднішній день не існує досліджень точного числа нейронів ні у слонів, ні у китоподібних.