Уменьшение массы мозга

Уменьшение массы мозга

К концу жизни количество белого вещества в мозге уменьшается настолько, что мозг по объёму делается как у семилетнего ребёнка.

Наше тело меняется с возрастом: сначала мы растём, но потом с какого-то момента некоторые органы начинают уменьшаться, деградировать – как, к примеру, мышцы. Особенно такие возрастные изменения заметны в мозге: исследователи из Стэнфорда США попробовали оценить разницу в его объёме в течение жизни человека, и оказалось, что после достижения максимума в возрасте около 40 лет мозг начинает съёживаться, и к концу жизни его размер делается таким же, как у семилетнего ребёнка.

Объём мозга оценивали по белому веществу, которое, как известно, представляет собой аксонные отростки нервных клеток, обёрнутые во множество слоёв миелина (хотя в состав белого вещества могут входить и другие клетки, не только те, что формируют миелин). По аксонам информационные импульсы перегоняются из одной нейронной структуры в другую и из одной области мозга в другую, а миелинизация улучшает работу нервных волокон, так что белое вещество можно – с определённой натяжкой, разумеется – сравнить с компьютерными шинами. Состояние мозга можно оценивать по тому, как в нём обстоят дела с миелинизацией. Например, тяжёлые психоневрологические болезни, вроде шизофрении и аутизма, сопровождаются заметными аномалиями в белом веществе. Это могло бы стать хорошим критерием в диагностике такого рода болезней, однако для того, чтобы распознать патологию, нужно знать, как выглядит норма.

Авив Мезер (Aviv A. Mezer) и его коллеги сделали МРТ-снимки мозга у более чем сотни людей в возрасте от 7 до 85 лет. Нейробиологи сравнивали у людей не весь мозг в целом, а 24 области внутри него, то есть участок номер 1 сравнивался по белому веществу с такими же участками номер 1 в мозгах другого возраста. Динамика белого вещества, как пишут авторы работы в статье в Nature Communications, оказалась довольно сложной, в одних участках количество белого вещества менялось так, в других – иначе, но в целом для всех рассмотренных зон можно было выделить несколько закономерностей. Все они «стартовали» и «финишировали» примерно с одним и тем же количеством белого вещества, максимум которого приходился на возраст от 30 до 50 лет.

Однако, повторим, изменения в каждом отдельном участке мозга отличались от того, как это происходило у его соседей. Например, области, отвечающие за контроль движений, менялись в течение жизни относительно слабо (однако дугообразный, или колоколообразный характер изменений был тот же). А вот области, отвечавшие за обучение, наращивали белое вещество довольно быстро, но так же быстро его и теряли. Опять же, участки высших когнитивных функций подвергались большей деградации, то есть теряли больше белого вещества, но и больше приобретали его на первых порах.

Конечно, такие изменения нужно ещё сопоставить с изменениями в самой психике, с изменениями в способностях к обучению и т. д., а заодно с тем, как обучение со своей стороны влияет на динамику белого вещества. Однако практический потенциал таких исследований вполне очевиден: если знать, как должно выглядеть белое вещество у подростка, то с помощью МРТ можно будет вовремя обратить внимание на те или иные проблемы в обучении ещё до того, как они проявятся в школе. Или, например, у больного рассеянным склерозом, при котором иммунные клетки повреждают миелиновую оболочку нервных клеток, можно будит точно оценивать степень развития болезни, сравнивая мозг пациента с эталонным здоровым мозгом (не забывая, разумеется, при этом об индивидуальных различиях).

Наши предки были универсалами

Научный факт: мозг людей верхнего палеолита (40-12 тыс. лет назад) и даже мозг неандертальцев (последние из них жили 40 тыс. лет назад) был крупнее мозга современного человека. У поздних неандертальцев его объём достигал 1500 см3 и больше. У мужчин ХХI века средний размер мозга равен примерно 1425 см3, у женщин — 1350 см3.

С конца 1980-х учёные ищут причины этих изменений, которые язык не повернётся назвать эволюционными. Ведь мы привыкли гордиться своей «разумностью» и убеждены, что именно развитый головной мозг вознёс Homo sapiens на вершину эволюции и сотворил из него венец природы.

«Уменьшение мозга началось примерно 25 тыс. лет назад и вполне ощутимо продолжалось ещё около 10 тыс. лет, — рассказывает научный редактор портала антропогенез.ру, доцент биологического факультета МГУ им. Ломоносова Станислав Дробышевский. — Многих это повергает в замешательство: неужели древние люди были умнее нас? Как так? Ведь они имели более низкую, примитивную культуру! Но давайте представим, в каких тяжелейших условиях жили наши далёкие предки. И сколько знаний и сведений они должны были хранить в голове: как делать орудия труда, как добывать огонь, как строить жилище, как выслеживать добычу и как её поймать, выпотрошить, приготовить, что можно есть, а что нельзя, как защититься от хищников или паразитов? А ещё помнить мифы и предания. И всё это в одной голове! Без преувеличения, они были универсалами».

Современный человек получает всё готовое — и еду, и одежду, и информацию. Глядя на юных представителей поколения Z, можно предположить, что они уже рождаются с айфонами в руках. Попросите какого-нибудь горожанина собственноручно соорудить, к примеру, топор. Результат предсказуем. В лучшем случае мы готовы собирать своими руками мебель из ИКЕА, где все винтики и отверстия уже идеально подогнаны друг к другу.

Читайте также:  Спазмы по всему телу что это

Несмотря на то, что цивилизация рванула вперёд, а совокупный объём информации, приобретённой и накопленной людьми, достиг астрономических величин, знаний в голове отдельно взятого человека заметно поубавилось. Нельзя сказать, что мы глупее наших предков. Просто им нужно было постоянно работать своими мозгами и постигать окружающий мир через собственный опыт.

Чем человек похож на домашнее животное?

Мозг — чрезвычайно энергозатратный орган. На него приходится лишь 2% массы человеческого тела, а потребляет он 25% энергии. В том числе по этой причине древние люди имели мощное телосложение: им требовалось усиленно подкармливать содержимое черепной коробки, добывая на охоте мясо диких животных.

Кстати, у современных народов, которые являются потомками скотоводов-кочевников, средний размер мозга несколько больше, чем, к примеру, у европейцев. Это монголы, буряты, казахи. Причина в том, что их предки продолжали питаться высококалорийной животной пищей, в то время как земледельцы переходили на углеводный рацион. Хотя размер мозга сокращался и у них.

Учёные называют этот эффект уменьшения мозга «синдромом одомашнивания» — по аналогии с домашними животными. Исследования показали, что у зверей, приручённых человеком, со временем меняется не только поведение и гормональный фон, но и объём головного мозга. Совершенно верно, он становится меньше по сравнению с мозгом их диких «собратьев». Сытая и спокойная жизнь к этому располагает — ведь мозг не только энергозатратен, он ещё и ленив.

Как нарастить синапсы

Ну а что с умственными способностями? Связаны ли они как-то с размером головного мозга?

«Напрямую в пределах биологического вида — нет, — утверждает Станислав Дробышевский. — Интеллект в основном зависит не от размера мозга и даже не от числа нейронов в нём, а от числа связей между нейронами. А оно может быть обусловлено наследственностью, определяться образом жизни или опытом. Если человек постоянно учится, он нарабатывает всё больше таких связей — выше будет и его интеллект».

Помимо количества связей между нейронами (их называют синапсами), играют роль прочие нюансы — способность к передаче импульсов, скорость этой передачи и многое другое. Примечательно, что с возрастом число нейронов значительно снижается, однако интеллектуальные способности человека при этом могут оставаться прежними, а то и возрастать. Это в том случае, если в мозге наращиваются новые синапсы.

Что ждёт человечество дальше? Продолжит ли наш мозг уменьшаться? Численность населения растёт, специализация усиливается (каждый постигает какую-то определённую область знаний и конкретные навыки), к тому же мы постоянно стремимся облегчить свою жизнь всевозможными достижениями цивилизации и обезопасить себя от плохих условий окружающей среды. А всё это предпосылки для дальнейшего уменьшения головного мозга.

Или вы хотели бы жить в пещере, но с крупным мозгом?

Мозг верхнепалеолитических людей и даже неандертальцев был в среднем гораздо больше современного. Средний мозг мужчин поздних неандертальцев по самой низкой оценке имел объём 1460 см 3 , чаще же приводятся цифры больше 1500 см 3 (возможная разница обусловлена неточностями в определении объёма мозга у фрагментарных находок и применением разных методов измерения). В верхнем палеолите показатели примерно такие же, около 1500 см 3 , может, даже б?льшие, чем у палеоантропов. Для современных же мужчин всех рас средний размер равен примерно 1425 см 3 , вместе с женщинами – 1350 см 3

Уменьшение мозга началось примерно 25 тысяч лет назад и ещё около 10 тысяч лет назад продолжалось вполне ощутимо. Этот факт разные исследователи склонны объяснять по-разному. Одни, особенно гордящиеся собственной разумностью, склонны туманно рассуждать о важности количества и качества межнейронных связей, о непринципиальности абсолютной массы мозга, об отсутствии корреляции между этой массой и уровнем интеллекта, о различиях массы мозга и объёма мозговой полости черепа, о тонкостях методик, о соотношении нейронов и нейроглии. Однако, о нейронах неандертальцев и кроманьонцев мы ничего не знаем, а о размере мозга – знаем.

Есть и второй вариант: древние люди были умнее нас.

Этот вывод обычно удивляет слушателей и ставит в некоторое замешательство. Главных аргументов "против" два: во-первых, если неандертальцы с кроманьонцами были умнее, почему же они имели более низкую культуру, во-вторых, разве объём мозга жёстко связан с интеллектом?

На первое возражение ответить проще. Древние люди жили в гораздо более сложных условиях, чем мы сейчас. К тому же они были универсалами. В одной голове один человек должен был хранить сведения обо всём на свете: как делать все орудия труда, как добыть огонь, как построить жилище, как выследить добычу, как её поймать, выпотрошить, приготовить, где можно добыть ягодки-корешки, чего есть не следует, как спастить от непогоды, хищников, паразитов, соседей. Ещё помножьте всё это на четыре времени года. Да ещё добавьте мифологию, предания, сказки и прибаутки. Да необходимость по возможности бесконфликтно общаться с близкими и соседями. Поскольку не было ни специализации, ни письменности, ВСЁ это человек носил в ОДНОЙ голове. Понятно, что от обилия такой житейской премудрости голова должна была "пухнуть". К тому же оперировать всей этой информацией древний человек должен был быстро. Последнее, правда, несколько противоречит большому размеру: чем длинее и сложнее межнейронные связи, тем дольше идёт сигнал. Мозг мухи работает быстрее нашего в немалой степени из-за своего мизерного размера. Но и задачи у мушиного мозга попроще человеческих.

Современная жизнь резко отличается от палеолитической. Сейчас человек получает всё готовое: и пищу, и вещи, и информацию. Крайне мало современных цивилизованных людей способны сделать какое-либо орудие труда из природных материалов. В лучшем случае человек комбинирует уже готовые элементы, например, прилаживает лезвие топора на топорище. Но он не изготавливает топор с самого начала – от добычи руды и срубания палки для топорища (тем более срубания орудием, лично изготовленным). Современный человек дров не носил, палок не пилил, руды не копал, железо не ковал – вот и нет ему ничего, в смысле мозгов. Специализация – это не проблема XX века, как часто приходится слышать. Она появилась ещё в раннем неолите, с первым большим урожаем, позволившим кормить людей, занимающихся не добычей еды, а чем-то ещё. Появились гончары, ткачи, писцы, сказители и прочие специалисты. Одни стали уметь дрова рубить, другие – печь топить, третьи – кашу вариать. Цивилизация сделала мощнейший рывок вперёд, и количество общей информации сказочно выросло, но в голове каждого отдельного человека знаний заметно поубавилось. Цивилизация столь сложна, что один человек в принципе не может уместить в голове даже малой части общей информации, обычно он и не пытается, ему и не надо. Роль винтика устраивает подавляющее большинство цивилизованных людей.

Читайте также:  Какие часы garmin выбрать

Древний человек до всего доходил своим умом. При этом возможности обучения у него были минимальны. Продолжительность жизни была мала, отчего умудрённых опытом стариков, да ещё с педагогическим даром, было катастрофически мало. Вообще людей в группе было немного. Посему многие вещи приходилось постигать на личном опыте, причём очень быстро, да ещё без права на ошибку.

Сейчас же каждого сапиенса с рождения окружают толпы специально выдрессированных лекторов, наперегонки спешащих поведать о всех тайнах мироздания (в которых, как правило, сами ориентируются только с надёжной картой в виде статей, монографий и баз данных, накопленных долгими предшествующими поколениями).

Современный человек берёт нусом – коллективным разумом. У кроманьонцев нус не дорос, так что каждому приходилось работать своими мозгами.

А при всём при том, мозг – энергетически жутко затратная штука. Большой мозг пожирает огромное количество энергии. Неспроста палеолитические люди часто имели мощное телосложение – им надо было усиленно кормить свой мощный мозг, благо, ещё неистощённая среда со стадами мамонтов и бизонов позволяла. С неолита отбор пошёл на уменьшение размера мозга. Углеводная диета земледельцев позволяла неограниченно плодиться, но не кормить большие тело и мозг. Выигрывали индивиды с меньшими габаритами, но повышенной плодовитостью. У скотоводов с калорийностью пищи дело обстояло получше. Неспроста групповой рекорд размеров мозга сейчас принадлежит монголам, бурятам и казахам. Но жизнь скотовода несравненно стабильнее и проще, чем у охотника-собирателя; да и специализация имеется, плюс возможность грабить земледельцев позволяет не напрягать интеллект. Все скотоводческие культуры зависят от соседних земледельческих. Посему размер мозга уменьшался у всех – тотально по планете.

У многих на этом месте возникнет закономерный вопрос: почему же у современных охотников-собирателей объём мозга практически всегда очень мал? Австралийские аборигены, ведды, бушмены, пигмеи, андаманцы и прочие семанги – все как один имеют наименьшие значения размеров головы в мировом масштабе. Выходит, у них мозг уменьшался быстрее, чем у земледельцев и скотоводов. Неужели их жизнь стала настолько проще палеолитической, позволив не так сильно напрягать интеллект? Думается, есть разные причины особо активной редукции мозга именно среди охотников-собирателей.

Во-первых, прогресс шёл и в самых примитивных группах людей. Жизнь австралийских аборигенов XIX века – не то же самое, что жизнь их предков 30 тысяч лет назад. За минувшие тысячелетия появились бумеранги, микролиты, собаки динго. Жизнь стала лучше, жизнь стала веселее! А в подавляющем большинстве других охотничье-собирательских сообществ они жили в контакте с культурами производящего хозяйства. Бушмены, семанги и эвенки использовали железные наконечники стрел и копий, выменивали ткани и посуду у окружающих земледельцев-ремесленников. Вездесущая глобализация затрагивала охотников-собирателей, хотя бы и крайне слабо.

Вторая причина резкого уменьшения мозга у охотников-собирателей – ухудшение условий их жизни. В палеолите такой образ жизни вели все, стало быть, плотность населения и конкуренция были минимальны, нагрузка на окружающую среду тоже была весьма слабой. Стада непуганых бизонов покрывали степи до горизонта, низкий уровень технологий не позволял извести их всех, но давал вполне достаточно пищи для поддержания большого тела и мозга. Нельзя сказать, что палеолит был Золотым Веком. Жизнь была тяжела и регулярно голодна.

Но в целом, надо думать, неандертальцам и кроманьонцам жилось сытнее, чем нынешним бушменам в Калахари.

Причина очевидна. Современные охотники-собиратели оттеснены земледельцами и скотоводами в самые неблагоприятные места. Все плодородные места в первую очередь были распаханы или заселены овцами. Охотники сохранились лишь на самых бедных окраинах, где самые тяжёлые условия выживания и мало еды, которую к тому же трудно достать. В этом отношении показательно, что скелеты наиболее вероятных предков бушменов найдены не в Калахари или Намибе, а в пещерах южного побережья. Останки древнейших австралийцев покоятся не в песках пустыни Виктории, а в самой плодородной юго-восточной части континента. Со временем пищи становилось меньше. Где-то – как в Австралии – её за тысячи лет извели сами же охотники, где-то – в большинстве прочих мест – им помогли земледельцы и скотоводы.

Читайте также:  Глазированный сырок при похудении

Мало еды – мало возможностей для поддержания большого мозга. Неспроста современные охотники всегда имеют и очень малые размеры тела, и весьма субтильное телосложение, даже близко несравнимое с неандертальским. В свете всего этого закономерно, что с появлением производящего хозяйства размер мозга угнетаемых охотников-собирателей стал резко уменьшаться. Верхнепалеолитический рай закончился.

Во всех вышеприведённых рассуждениях одним из ключевых моментов является предположение о связи размера мозга с его функциональными возможностями. Тут стоит сделать подробное уточнение.

Размер мозга напрямую не коррелирует с интеллектом в пределах вида.

В рамках вида Homo sapiens размер мозга связан с размерами тела и качеством питания (отчего во многих странах в последние десятилетия наблюдается увеличение массы мозга – есть стали лучше, подросли малость), а интеллект в основном зависит не от размера мозга (тем более, что масса мозга процентов на 90 определяется глиальной тканью, а не нейронами; глия, конечно, тоже нужна, так как обеспечивает работоспособность нейронов, но не в ней происходят нервные процессы) и даже не от числа нейронов (ведь может быть много лишь двигательных или чувствительных клеток, что зависит и от размеров тела), и даже не от числа ассоциативных нейронов, а от числа связей между нейронами. Число же связей меняется в пределах нескольких порядков и частично обусловлено наследственно, частично же определяется образом жизни и опытом. Учится человек, наращивает число связей – будет умнее; не учится – будет глупее. Стремление к обучению, впрочем, тоже имеет наследственную составляющую, так что мозговитый человек с огромной интеллектуальной потенцией не захочет тренировать свой мозг, не нарастит связи и останется простофилей. Существенно, что число нейронов в течение жизни катастрофически уменьшается, а способности мозга продолжают расти; это определяется именно появлением новых межнейронных связей. Таким образом, приходится признать, что большой мозг сугубо потенциально должен бы стать более умным, но оговорок так много, что фактически эта связь отсутствует. Неспроста рекордсмены по размеру мозга никогда не являются рекордсменами по достижениям – ни в индивидуальном, ни в популяционном смысле. Доказывается это разными путями.

Во-первых, известны великие мыслители и с большим, и с малым мозгом. Средняя по этим мыслителям получается практически средней по миру (на самом деле она получается больше среднемировой средней, но тут надо учитывать два важных обстоятельства: в выборку мыслителей всегда включают только мужчин и почти одних северных европеоидов – крупных телом и, стало быть, мозгом; если бы сюда добавить женщин и южных мыслителей – древних египтян, греков, римлян, итальянцев, майя, индусов, южных китайцев, то средняя по мега-интеллектам сравнялась бы с общемировой).

Во-вторых, старые люди с капитально уменьшившимся мозгом могут иметь два жизненных пути. Если в течение жизни они вели интеллектуальную жизнь (пели, плясали, читали, а лучше – сочиняли стихи, занимались наукой, искусством, просто делали что-то умное), то старческое слабоумие им не грозит. Среди университетских профессоров людей с деменцией несравнимо меньше, чем среди людей неинтелектуальных профессий. Если же человек всю жизнь сидел на лавочке, щёлкал семечки и не читал ничего сложнее астрологического прогноза, то прогноз его старости неутешительный. Учиться, учиться и учиться – как завещал нам великий В.И. Ленин, и что спасёт нас от маразма на пенсии.

В-третих, в популяционном смысле всё то же самое. Великие достижения человеческой мысли принадлежат самым разным группам – и мозговитым, и не очень.

Все древнейшие цивилизации возникли в средиземноморском поясе, где живут далеко не самые крупнотелые и головастые популяции.

Как самые мелкоголовые, так и самые башковитые популяции (не будем тыкать пальцем) не числятся в создателях мировых цивилизаций.

Даже очевиднее факт отсутствия внутривидовой связи размера и функции мозга на примере собак. Пёсики разных пород не распределяются по интеллекту так же, как по росту. Мелкая левретка или чихаухуа может быть столь же сообразительной, что и огромный сенбернар или ирландский волкодав. Число двигательных и чувствительных нейронов у разноразмерных собак меняется капитально, а число связей между ассоциативными нейронами, видимо, остаётся более-менее постоянным.

Единственно, когда указанная корреляция чётко проявляется – в случае патологических крайностей. Ясно, что микроцефал не может быть особо умным по причине недоразвития коры, но и рекордсмены в сторону больших значений – сплошь тоже с патологиями интеллекта и психики.

Однако, в межвидовом масштабе связь размера мозга и интеллекта вполне очевидна, с поправками на массу тела, конечно. Мышь глупее слона, кошка глупее собаки. Шимпанзе никогда не достичь уровня человека. Кит имеет в три раза б?льший мозг, чем человек, но в тысячу раз превосходит его по весу тела, так что тоже не догоняет по разумности. Соразмерные с современным человеком неандертальцы и кроманьонцы (которые тоже вроде как Homo sapiens, но уж больно древние и специфичные) имели б?льший мозг. Хронологические изменения невозможно списать лишь на аллометрические связи размеров мозга и тела – тело-то не особо поменялось, а питание в целом стало, как минимум, стабильнее. Стало быть, изменения размеров связаны в первую очередь с интеллектом. С чего мы и начали.

Каков же прогноз? Усиливающаяся специализация и независимость от условий окружающей среды, обеспеченность выживания независимо от личных качеств делают прогноз неутешительным. С другой стороны, общий разум человечества неизмеримо растёт.

Обеспечит ли он счастливое будущее? Поживём, увидим.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector