Объем мозга неандертальца. Рост неандертальца, череп неандертальца, неандертальцы когда жили

Отрекся ли Чарльз Дарвин в конце жизни от своей теории эволюции человека? Застали ли древние люди динозавров? Правда ли, что Россия – колыбель человечества, и кто такой йети – уж не один ли из наших предков, заблудившийся в веках? Хотя палеоантропология – наука об эволюции человека – переживает бурный расцвет, происхождение человека до сих пор окружено множеством мифов. Это и антиэволюционистские теории, и легенды, порожденные массовой культурой, и околонаучные представления, бытующие среди людей образованных и начитанных. Хотите узнать, как все было «на самом деле»? Александр Соколов, главный редактор портала АНТРОПОГЕНЕЗ.РУ, собрал целую коллекцию подобных мифов и проверил, насколько они состоятельны.

Другой способ: эндокран (слепок внутренней полости черепа) измеряют с помощью скользящего циркуля. Находят расстояния между определенными точками и подставляют их в формулы. Разумеется, этот метод дает б?льшую погрешность, так как результат сильно зависит и от того, куда приставляли циркуль (нужную точку не всегда можно точно найти), и от формул.

Еще менее надежно, когда размеры снимаются не с эндокрана, а с самого черепа. По понятным причинам внутренность черепа измерять трудно, поэтому определяют внешние размеры черепной коробки и используют специальные формулы. Здесь погрешность может быть очень велика. Чтобы снизить ее, нужно учитывать толщину стенок черепа и прочие его особенности.

(Прекрасно, когда у нас в руках целый череп идеальной сохранности. На практике приходится извлекать максимум информации из того неполного набора, который есть в наличии. Существуют формулы для оценки объема мозга даже по размерам бедренной кости…)

Положительная корреляция между размером мозга и интеллектом бесспорно существует. Она не является абсолютно строгой (коэффициент корреляции меньше единицы), но из этого вовсе не следует, что «размер не имеет значения». Корреляции такого рода никогда не бывают абсолютно строгими. Коэффициент корреляции всегда меньше единицы, какую бы зависимость мы ни взяли: между массой мышцы и ее силой, между длиной ног и скоростью ходьбы и т. д.

Действительно, встречаются очень умные люди с небольшим мозгом и глупые – с крупным. Часто в этом контексте поминают Анатоля Франса, у которого объем мозга был всего 1017 см? – нормальный объем для Homo erectus и гораздо ниже среднего для Homo sapiens. Это, однако, вовсе не противоречит тому, что интенсивный отбор на интеллект способствует увеличению мозга. Для такого эффекта вполне достаточно, чтобы увеличение мозга хоть немного повышало вероятность того, что особь окажется умнее. А вероятность, безусловно, повышается. Внимательно рассмотрев таблицы объема мозга великих людей, часто приводимые в качестве опровержения зависимости ума от размера мозга, нетрудно убедиться, что у подавляющего большинства гениев мозг все-таки крупнее среднего .

Видимо, зависимость между размером и интеллектом есть, но помимо этого на развитие ума влияет множество других факторов. Мозг – крайне сложный орган. Мы не можем знать деталей устройства мозга неандертальцев, но по слепкам полости черепа (эндокранам) можем оценить, по крайней мере, общую форму.

У неандертальцев ширина мозга крайне велика, – пишет С. В. Дробышевский, – максимальна для всех групп гоминид. Очень характерны относительно малые размеры лобной и теменной долей при очень больших – затылочной. В орбитной области (на месте зоны Брока) были развиты рельефные бугры. Теменная доля была сильно уплощена. Височная доля имела почти современные размеры и пропорции, но можно отметить тенденцию к увеличению расширенности доли в задней части и удлинению по нижнему краю, в противоположность тому, что чаще встречается у представителей современного вида человека. Ямка червя мозжечка у европейских неандертальцев была плоская и широкая, что можно рассматривать как примитивный признак.

Мозг H. neanderthalensis отличался от мозга современного человека, вероятно, большим развитием подкорковых центров подсознательного контроля за эмоциями и памятью, но вместе с тем меньшим сознательным контролем за этими же функциями

Во второй половине XIX в. палеонтологические сведения о предках современного человека были очень скудными. С поразительным научным предвидением Ч. Дарвин выдвинул гипотезу о происхождении от обезьяноподобного предка, предсказал будущие ископаемые находки и предположил, наконец, что родиной людей была Африка. Все это весьма убедительно подтверждается в наши дни.

За прошедшие сто с лишним лет найдено и изучено большое количество ископаемых останков вымерших человекообразных обезьян и древнейших людей (многие из которых были обнаружены именно на африканском континенте). Современные палеонтологические данные дают возможность уже сегодня составить представление о возникновении и становлении человека, о родстве с человекообразными обезьянами (рис. 1).

Рис. 1 . Родословная человека

Как видно из приведенной схемы, общим предком всех современных человекообразных обезьян и человека был дриопитек. Он обитал 25 млн лет назад на африканском континенте. Дриопитеки вели древесный образ жизни, питались, по-видимому, плодами, поскольку их коренные зубы не приспособлены для пережевывания грубой пищи (у них очень тонкий слой эмали). Головной мозг уступал по объему мозгу современных человекообразных обезьян и составлял около 350 см 3 .

Примерно 8–6 млн лет назад в результате дивергенции произошло формирование двух эволюционных ветвей - одной, ведущей к современным человекообразным обезьянам, и другой - к человеку. Первыми в ряду предков современного человека стоят австралопитеки, которые появились в Африке около 4 млн лет назад (рис. 2 и 3).

Рис. 2. Австралопитек африканский. На этом рисунке австралопитек африканский для сравнения изображен рядом с современным человеком. Рост 1–1,3 м, масса тела 20–40 кг

Рис. 3. Австралопитек Бойса. Рост 1,6–1,78 м. Масса тела 60–80 кг

Австралопитеки , так называемые обезьянолюди, населяли открытые равнины и полупустыни, жили стадами, ходили на нижних (задних) конечностях, причем положение тела было почти вертикальным. Руки, освободившиеся от функции передвижения, могли использоваться для добывания пищи и защиты от врагов. Недостаток растительной пищи (плодов тропических деревьев) восполнялся мясной (за счет охоты). Об этом говорят найденные вместе с останками австралопитеков раздробленные кости мелких животных. Головной мозг достигал 550 см 3 в объеме. Известны четыре вида австралопитеков, обитавших в южных и восточных районах африканского континента.

Появление этих «человекообезьян» с присущим им прямохождением связывают с похолоданием климата и резким сокращением площадей, занятых тропическими лесами, что заставило австралопитеков приноравливаться к существованию на открытой местности.

Человек умелый , по общему мнению, представлял собой первый известный вид рода «человек» (рис. 4).

Рис. 4. Человек умелый. Рост 1,2–1,5 м. Масса тела около 50 кг

Этот вид существовал около 1,5–2 млн лет назад в Восточной и Южной Африке и в Юго-Восточной Азии. Ростом человек умелый был около 1,5 м. Его лицо имело надглазничные валики, плоский нос и выступающие вперед челюсти. Мозг стал крупнее (объем до 775 см 3), чем у австралопитеков, а 1-й палец стопы уже не противопоставлен другим. Остатки материальной культуры позволяют считать, что эти «перволюди» строили несложные укрытия в виде изгородей, защищающих от ветра, и примитивных хижин из камней и веток. Они изготовляли каменные орудия - рубила, скребки, нечто наподобие топоров. Есть данные, что человек умелый пользовался огнем.

От человека умелого, вероятно, произошел человек прямоходящий (рис. 5).

Рис. 5. Человек прямоходящий. Рост 1,5–1,8 м. Масса тела 40–72,7 кг

Будучи крупнее, с большим мозгом и более высокоразвитым интеллектом, с усовершенствованной техникой изготовления орудий, этот человек раннего каменного века освоил новые места обитания, заселив небольшими группами Африку, Европу и Азию.

Человек прямоходящий по строению тела во многих отношениях походил на современного человека. Его рост составлял 1,6-1,8 м, а масса - 50-75 кг. Объем головного мозга достигал 880-1110 см 3 . Этот предок широко пользовался различными орудиями из камня (рубила, ударники, лезвия), дерева и костей; был активным охотником, применявшим дубинки, примитивные копья. В охоте достаточно большое количество человек, а это позволяло нападать на крупную дичь.

Для человека прямоходящего характерно было устраивать жилище в виде хижин, использовать пещеры. Внутри жилья устраивался примитивный очаг. Огонь уже систематически использовался для обогрева и приготовления пищи, сохранялся и поддерживался.

На этом этапе эволюции действовали жесткий естественный отбор и острая внутривидовая борьба за существование: разбитые кости человеческих конечностей, человеческие черепа с выломанным основанием свидетельствуют о каннибализме.

В ледниковый период на Земле существовал неандерталец (рис. 6).

Рис. 6. Неандерталец. Рост около 1,7 м. Масса тела около 70 кг

Он был низкорослым и коренастым (ростом до 1,7 м, массой до 75 кг), с массивным черепом, толстыми надглазничными валиками и покатым лбом. По объему головного мозга (до 1500 см 3) превосходил современного человека.

Неандертальцы занимались охотой и рыболовством; охотились, в частности, и на таких крупных животных, как мамонты; изготовляли одежду из шкур, строили жилища, умели добывать огонь. Их орудия характеризуются тонкостью отделки. Они изготавливали топоры, рубила, ножи, наконечники к копьям, рыболовные крючки.

Захоронения, ритуалы и зачатки искусства говорят о том, что неандертальцы в большей степени обладали самосознанием, способностью к мышлению, были более «социальны», чем их предок человек прямоходящий. Предположительно неандертальцам была свойственна речь.

Это первые люди, которые систематически хоронили своих умерших. Погребение было обрядом. Скелеты обнаруживают в ямах, вырытых в полу пещер. Многие уложены в позу спящего и снабжены предметами быта - орудиями, оружием, кусками жареного мяса, подстилкой из лесного хвоща, а также убраны цветами. Все это свидетельствует о том, что неандертальцы придавали значение жизни и смерти отдельного человека и, возможно, имели представления о загробном существовании.

Первыми свидетельствами о появлении вполне современного человека стали находки в гроте Кро-Маньон на юго-западе Франции в 1868 г. Впоследствии многочисленные останки кроманьонцев обнаружили в различных районах Европы, Азии, Америки и Австралии (рис. 7).

Рис. 7. Кроманьонец. Рост 1,69–1,77 м. Масса тела около 68 кг

Считается, что кроманьонцы появились на африканском континенте, а потом распространились на все остальные. Они были выше ростом (до 1,8 м) и менее грубо сложены, чем неандертальцы. Голова относительно высокая, укороченная в направлении лицо-затылок, а черепная коробка более округлая; средний объем мозга составлял 1400 см 3 .

Имелись и другие новые характерные особенности: голова посажена прямо, лицевая часть прямая и не выступает вперед, надглазничные валики отсутствуют или развиты слабо, нос и челюсти сравнительно невелики, зубы сидят теснее.

Считается, что возникновение современных рас человека происходило в процессе расселения кроманьонцев по разным регионам Земли и завершилось 30–40 тыс. лет назад.

По сравнению с неандертальцами кроманьонцы производили значительно более тщательно обработанные ножи, скребки, пилы, наконечники, сверла и другие каменные орудия. Около половины всех инструментов было сделано из кости. Для изготовления изделий из рога, дерева и кости применялись каменные резцы. Кроманьонцы делали и такие новые орудия, как иглы с ушками, крючки для ловли рыбы, гарпуны и копьеметалки. Все эти, казалось бы, простые приспособления в огромной степени способствовали освоению человеком окружающего мира.

В этот период начинается одомашнивание животных и окультуривание растений. Возможность жить в условиях ледникового периода обеспечивалась более совершенными жилищами и появившимися новыми видами одежды (штаны, парки с капюшонами, обувь, рукавицы), систематическим использованием огня. В период 35–10 тыс. лет до н. э. кроманьонцы прошли эпоху своего доисторического искусства. Круг произведений был широк: гравюры животных и людей на небольших кусочках камня, костей, оленьих рогов; рисунки охрой, марганцем и древесным углем, а также выгравированные изображения на стенах пещер; изготовление ожерелий, браслетов и колец.

Изучение скелетов говорит о том, что продолжительность жизни у кроманьонцев была существенно выше, чем у неандертальцев, свидетельствуя о более высоком социальном статусе и росте «богатства» кроманьонцев. Наличие «бедных» и «богатых» захоронений (количество украшений, различных орудий, предметов быта, помещенных в могилу при совершении похоронного обряда) может означать начало социального расслоения первобытного общества.

Высокий уровень социальности человека, способность к совместной производительной деятельности, использование все более совершенных орудий труда, наличие жилища, одежды уменьшали зависимость от условий окружающей среды (физико-химических и биологических факторов), и поэтому эволюция человека вышла из-под ведущего действия биологических законов развития и направляется теперь социальными.

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»

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.

Движенья нет, сказал мудрец брадатый.
Другой смолчал и стал пред ним ходить.
Сильнее бы не мог он возразить;
Хвалили все ответ замысловатый.
Но, господа, забавный случай сей
Другой пример на память мне приводит:
Ведь каждый день пред нами солнце ходит,
Однако ж прав упрямый Галилей.
(А.С. Пушкин)

Кто же прав, господа? Упрямый наш Галилей, которому известно (sic!), что неандертальцы «не были людьми»?

Проблема в том, что многие действительно так думают. Точнее, в это верят. Спорить нет смысла, приведу лишь несколько фактов.

1. Классические неандертальцы обитали в Европе и Передней Азии около 40 тысяч лет (период 80-35 тысяч лет назад). Климатические условия были суровее, чем сейчас.
0. Современный человек существует еще только 15 тысяч лет (протянет ли 40?)

1. Объем мозга классических неандертальцев составлял порядка 1500-1800 куб.см.
0. Средний объем мозга современного человека составляет около 1400 куб. см (австралоиды 1200, европеоиды и монголоиды до 1600).
Далее я совместил реконструкции неандертальцев с портретами современных людей.

А вот и брадатые мудрецы (да вы не на ум смотрите, а на средний этаж лица!)

Сходство Норриса с неандертальцами, оказывается, отмечаю не я один (.) .

Лет сто назад древний человек обязан был выглядеть именно так.

Современные шаблоны массовой культуры недалеко ушли от образа "обезьяночеловека". Чтобы массовый зритель узнал "пещерного жителя", надо сделать его бомжеватым: лохматым, грязным и скорчившим рожу!

Желательно вытаращить глаза: "Жуть, как боюсь энтих своих черепов!"

А черепов не надо бояться. Их надо повнимательнее рассмотреть. Вот слева направо: неандерталец - современный человек (кроманьоноид или восточный палеоевропеоид) - современный человек (австралоид) - современный человек (северный европеоид). Неандертальский череп из этого ряда выбивается, но не слишком. Отличия от австралоида заметит только наметанный глаз.

Тогда и не надо будет делать такие "диоксиновые" реконструкции...
(NB:у нас никакой политики - одна гештальт-антропология)

Вот карта находок неандертальцев. Видно, что они обитали в Европе и Передней Азии, в горных регионах с довольно суровым климатом.

В голоцене, в наше время, горные регионы Европы населяют уже не неандертальцы, а люди палеоевропейской и балкано-кавказской расы. Сильно ли они отличаются? Судите сами. Слева - реконструкция неандертальца, справа - молодой пакистанец.

Слева - представитель кавкасионского типа, справа - палеоевропейского.

Слева - современный житель Передней Азии, справа - неандертальского периода. А какие у них банданы!

По бокам - современные жители Передней Азии, в центре - классический неандерталец (музейная реконструкция).

Эту реконструкцию неандертальца мне пришлось немного доработать. Впрочем, "гражданин начальник" из него получился неважный - явно ряженый пролетарий... Все-таки высокие посты у нас чаще занимают северные европеоиды или грацильные средиземноморцы.

Череп неандертальца (справа) благообразнее, чем у австралоида, однако он архаичнее: максиллы более массивные, подбородок скошенный, лоб низкий (свои отличия имеют затылок и основание).

С австралоидами ситуация необычная. Их антропологические показатели (толщина костей, ширина зубной дуги, высота свода черепа и др.) - более "сапиентны", нежели неандертальские. Отсутствие генетического хиатуса делает их несомненными Homo sapiens recens.
Однако вид у австралоидов даже более древний, чем у неандертальцев - их гештальт ближе к Homo erectus. Как и объем мозга, который СУЩЕСТВЕННО меньше неандертальского (примерно на 30%).

Лично я к неандертальцам отношусь с уважением (хотя и без любви). И у меня есть своё, секретное представление о них.

Моя интуиция (основанная на образовании и экологических экстраполяциях) подсказывает, что неандертальцы были довольно незаурядными созданиями - как-никак европейцы! По образу жизни они схожи с арктическими аборигенами (которые в доцивилизованные времена были чуть ли не самой продвинутой группой в своей расе). У неандертальцев была развитая инструментальная и магическая культура с наличием погребений.

Классические неандертальцы - крепкая ветвь континуума человечества, прошедшая параллельными руслами собственную, довольно интенсивную эволюцию. В ходе которой неандертальцы принимали новые освежающие гены и проходили отбор. Вовсе они не вымерли, а поныне живут - причем неплохо: там, где климат и почвы едва ли не лучшие на планете. И северные европеоиды уже тысячи лет пытаются отвоевать у них хоть пядь этих территорий. Устраивают походы, стреляют, бомбят. Пока тщетно!