Človeški možgani - načela njegovega dela, zmožnosti, omejitve fiziološkega in duševnega stresa - še naprej ostajajo velika skrivnost za raziskovalce. Kljub vsem uspehom v svoji raziskavi znanstveniki še niso sposobni razložiti, kako razmišljamo, razumeti mehanizme zavesti in samozavesti. Nakopičeno znanje o delu možganov pa je dovolj, da ovržemo nekatere običajne mite o tem.
A ljubosumen ljudje so pametnejši od nas?
Povprečni volumen možganov sodobne osebe je približno 1400 kubičnih centimetrov, kar je za našo telesno velikost precej velika vrednost. Človek je v času evolucije gojil velike možgane zase - antropogeneza. $ CUT $ Naši predniki podobni opicam, ki niso imeli velikih krempljev in zob, so se spustili z dreves in se preselili v življenje na odprtih prostorih, so začeli razvijati možgane. Čeprav ta razvoj ni takoj minil hitro - se pri Avstralopiteku obseg možganov (približno 500 kubičnih centimetrov) praktično ni spremenil šest milijonov let. Skok njegovega porasta se je zgodil pred dvema milijonoma in pol.
V zgodnjem Homo sapiensu so možgani že močno narasli - pri Homo erectusu (Homo erectus) se njegova prostornina giblje od 900 do 1200 kubičnih centimetrov (to zajema obseg sodobnih človeških možganov). Neandertalci so imeli zelo velike možgane - 1400-1740 kubičnih centimetrov, kar je v povprečju več kot pri nas. Zgodnji Homo sapiens na evropskem ozemlju - Cro-Magnons - nas preprosto pripnejo v pas s svojimi možgani: 1600-1800 kubičnih centimetrov (čeprav so bili Cro-Magnoni visoki - 180-190 centimetrov, antropologi pa najdejo neposredno povezavo med velikostjo možganov in višino).
Možgani se v človekovi evoluciji niso samo povečevali, ampak tudi spreminjali v razmerju različnih delov. Paleoantrologi preučujejo možgane fosilnih hominidov iz lobanje lobanje - endokrana, ki prikazuje relativno velikost režnja. Najhitreje se je razvil čelni reženj, kar je povezano z razmišljanjem, zavestjo, videzom govora (Brocova cona). Razvoj parietalnega režnja je spremljalo izboljšanje občutljivosti, sintezo informacij iz različnih čutov in fine motorične sposobnosti prstov. Začasni reženj je podpiral razvoj sluha in zagotavljal zvočni govor (Wernickejeva cona). Tako so na primer pri erektusu možgani rasli v širino, povečala se je okcipitalni reženj in možgan, vendar je čelni reženj ostal nizek in ozek. In pri neandertalcih sta bila v njihovih zelo velikih možganih čelna in parietalna režnja relativno slabo razvita (v primerjavi z okcipitalno). Pri Cro-Magnonih so možgani postali veliko višji (zaradi povečanja čelnega in parietalnega režnja) in pridobili sferično obliko.
Torej so možgani naših prednikov rasli in rasli, toda paradoksalno se je pred približno 20 tisoč leti začel nasproten trend: možgani so se začeli postopoma zmanjševati. Tako imajo sodobni ljudje manjšo povprečno velikost možganov kot neandertalci in kromanjoni. Kakšen je razlog?
Promocijski video:
Mnenje antropologa
Antropolog Stanislav Drobyshevsky (izredni profesor na oddelku za antropologijo Biološke fakultete Moskovske državne univerze) odgovarja: „Na to vprašanje obstajata dva odgovora: enemu so všeč vsi, drugemu pa pravilnemu. Prva je ta, da velikost možganov ni neposredno povezana z inteligenco, struktura neandertalcev in kro-magoncev pa je bila enostavnejša od naše, tehnične nedorečenosti pa je kompenzirala velika velikost in to menda ne v celoti. V resnici ne vemo popolnoma nič o nevronski strukturi možganov starodavnih ljudi, zato je tak odgovor popolna špekulacija, ki uteleša domišljijo sodobnih ljudi. Drugi odgovor je bolj resničen: stari ljudje so bili pametnejši.
Morali so rešiti kup težav s preživetjem in razmišljati zelo hitro, za razliko od nas, katerim je vse predstavljeno na srebrnem krožniku, in celo prežvečeno, in ni treba nikamor hiteti. Starodavni ljudje so bili splošniki - vsak je imel v svoji glavi celoten nabor informacij, potrebnih za preživetje v vseh situacijah, poleg tega pa je morala obstajati možnost reaktivnega razmišljanja v nepredvidenih situacijah. Imamo tudi specializacijo: vsi poznajo majhen delček svojih informacij, in če se kaj zgodi, se "obrnite na strokovnjaka".
Nevroznanstveno mnenje
Sergej Saveljev, Vodja laboratorija za razvoj živčnega sistema Inštituta za človeško morfologijo Ruske akademije medicinskih znanosti: „To je posledica dejstva, da v človeški populaciji obstaja umetna selekcija, ki je namenjena zmanjšanju individualne spremenljivosti in usmerjanju v visoko socializirano povprečnost. In uničiti preveč pametne in asocialne posameznike. Takšna skupnost je bolj obvladljiva, sestavljena je iz bolj predvidljivih ljudi, kar je vedno koristno. V vsakem času je družba žrtvovala patogene spokojnosti v prid nekonflikta in stabilnosti. Prej so jih preprosto pojedli, kasneje pa so jih izgnali iz skupnosti. Prav zaradi tega, z mojega vidika, zaradi selitve najpametnejših izobčenikov in se je začelo naselitev človeštva. V sedečem položajuV konservativnih in bolj socializiranih skupinah je prišlo do skrite izbire za utrditev nekaterih najbolj priročnih in ugodnih lastnosti vedenja za vzdrževanje skupnosti. Izbira vedenja je privedla do krčenja možganov.
NEZAVETNI MOŽNI RAZLIKI OD NAŠE ENE RAZVOJNE FAZE
Ugotovitve neandertalskih otrok ponujajo priložnost, da izsledijo, kako so se razvili njihovi veliki možgani. Znanstveniki z inštituta Max Planck za evolucijsko antropologijo v Leipzigu so skupaj s francoskimi kolegi rekonstruirali primerjalni razvoj možganov neandertalca in homo sapiensa. Najprej so znanstveniki opravili računalniško tomografijo lobanje 58 sodobnih ljudi. In potem so storili enako, v tomograf so postavili lobanje devetih neandertalcev različnih starosti.
Čeprav velikost lobanje neandertalca ni manjša od naše, se po obliki bistveno razlikujejo. Toda pri novorojenčkih obeh vrst je možganska skrinjica skoraj enake oblike - pri neandertalčevem dojenčku je precej nekoliko bolj podolgovata. In potem se razvojne poti razhajajo. V sodobni osebi se v obdobju od odsotnosti zob do nepopolnega sekalca ne spreminja samo velikost, temveč tudi oblika cerebralne škatle - postane bolj sferična. In potem se poveča le v velikosti, vendar se skoraj ne spremeni v obliki. Biologi so se odločili, da je to ključni proces oblikovanja možganov, ki ga neandertalci primanjkuje. Oblika lobanje njihovih novorojenčkov, mladostnikov in odraslih je skoraj enaka. Skupna razlika je v eni kritični fazi takoj po rojstvu. Verjetno znanstveniki verjamejo,tako opazno spremembo oblike spremlja transformacija notranje strukture možganov in razvoj nevronske mreže, kar ustvarja pogoje za razvoj inteligence. Znanstveniki so v reviji Current Biology objavili članek o razvoju možganov različnih človeških vrst.
MIT 1. VELIKI MOČ JE, PAMETNEJŠI JE
Velikosti možganov se med sodobnimi ljudmi precej razlikujejo. Torej je znano, da so možgani Ivana Turgenjeva tehtali 2012 gramov, Analeta Franceta pa skoraj cel kilogram manj - 1017 gramov. Toda to sploh ne pomeni, da je bil Turgenjev dvakrat pameten kot Anatole France. Še več, zabeležili so, da je bil lastnik najtežjih možganov - 2900 gramov - duševno zaostal.
Ker so najpomembnejši del možganov živčne celice ali nevroni (tvorijo sivo snov), lahko sklepamo, da večji kot so možgani, več nevronov vsebuje. In več nevronov, bolje delujejo. Toda v možganih ne obstajajo samo nevroni, temveč tudi glialne celice (opravljajo podporno funkcijo, usmerjajo migracijo nevronov, jih oskrbujejo s hranili, po zadnjih podatkih pa sodelujejo tudi v informacijskih procesih). Poleg tega del možganske mase tvori bela snov, ki je sestavljena iz prevodnih vlaken. Se pravi, obstaja povezava med velikostjo možganov in številom nevronov, ne pa neposredne. In očitno ni povezave med velikostjo možganov in inteligenco.
MIT 2. NERVEČNE CELICE SE NE POSTOJI
Ker se nevroni ne delijo, že dolgo velja, da nastajanje novih živčnih celic nastane le med embrionalnim razvojem. Znanstveniki so pred nekaj leti odkrili, da to ni tako. Izkazalo se je, da v možganih odraslih laboratorijskih podgan in miši obstajajo cone, v katerih se rodijo novi nevroni - nevrogeneza. Njihov vir so matične celice živčnega tkiva (nevronske matične celice). Pozneje je bilo ugotovljeno, da imajo ljudje tudi take cone. Raziskave so pokazale, da novi nevroni aktivno rastejo stike z drugimi celicami in so vključeni v učenje in spomin. Ponovimo: pri odraslih živalih in ljudeh.
Nadalje so znanstveniki začeli preučevati, kateri zunanji dejavniki lahko vplivajo na rojstvo nevronov. In izkazalo se je, da se nevrogeneza krepi z intenzivnim učenjem, z obogatitvijo okoljskih razmer in s telesno aktivnostjo. In najmočnejši dejavnik, ki zavira nevrogenezo, je bil stres. No, ta proces se s starostjo upočasni. Kar velja za laboratorijske živali, se v tem primeru lahko popolnoma prenese na ljudi. Poleg tega opažanja in študije na ljudeh to potrjujejo. To pomeni, da morate izboljšati nastajanje novih živčnih celic, trenirati možgane, se naučiti novih veščin, si zapomniti več informacij, popestriti življenje z novimi izkušnjami in voditi telesno aktiven življenjski slog. V starosti to vodi do enakega učinka kot v mlajših letih. Toda stres za rojstvo novih nevronov je uničujoč.
Možgane je mogoče črpati na tekalni stezi
Študija, ki jo je vodila mednarodna skupina znanstvenikov in objavljena v reviji PNAS, je pokazala, da aerobna vadba (vadba tekalne steze) v starosti naredi hipokampus, območje možganov, ki je zelo pomembno za spomin in prostorsko učenje. Njegova prostornina je bila določena s pomočjo magnetne resonančne slike. Menijo, da se s starostjo hipokampus krči s hitrostjo 1-2% na leto. Strokovnjaki menijo, da je ta atrofija hipokampusa neposredno povezana s starostno oslabitvijo spomina. Torej, pri starejših osebah, ki so se eno leto ukvarjali s tekalno stezo, se obseg hipokampusa ne samo ni zmanjšal, ampak celo povečal in tudi izboljšal prostorski spomin v primerjavi s kontrolno skupino. Razlog je spet v spodbujanju tvorbe novih nevronov.
Stres poškoduje možgane. Zanimivi reševalci življenja
Otroški stres je še posebej slab za možgane. Njene posledice vplivajo na psiho, vedenje in intelektualne sposobnosti odrasle osebe. Toda obstaja način, kako izravnati škodljive učinke zgodnjega stresa. Kot so izrazili izraelski znanstveniki na laboratorijskih podganah, si lahko pomagate, če obogatite življenjski prostor žrtve. Stres uniči možgane s pomočjo hormonov, ki vključujejo kortikosteroide, ki nastajajo v nadledvičnih žlezah, pa tudi hipofize in ščitnice. Njihova povišana raven povzroča spremembe dendritov - kratki procesi nevronov, zmanjšujejo sinaptično plastičnost, zlasti v hipokampusu, upočasnijo tvorbo novih živčnih celic v dentatnem girusu hipokampusa in tako naprej. Takšne motnje med razvojem možganov ne ostanejo neopažene.
Strokovnjaki Inštituta za proučevanje afektivne nevroznanosti Univerze v Haifi so laboratorijske podgane razdelili v tri skupine. Eden je bil v mladosti podvržen tridnevnemu stresu, drugega so po stresu dali v obogateno okolje, tretjega smo pustili kot kontrolo. Podgane, ki so morale živeti v obogatenem okolju, so preselile v veliko kletko, kjer je bilo veliko zanimivih predmetov: plastične škatle, valji, predori, ploščadi in tekaška kolesa.
Na testiranju so podgane iz stresne skupine pokazale povečan strah in manjšo radovednost ter se učile slabše.
Imeli so zmanjšano motivacijo za raziskovanje novega okolja, kar se lahko primerja z izgubo zanimanja za življenje, kar se pogosto zgodi pri osebi v stanju depresije. Toda biti v obogatenem okolju kompenziran zaradi vseh vedenjskih motenj, ki jih povzročajo stresi.
Znanstveniki predlagajo, da obogatitev okolja ščiti možgane pred stresom iz več razlogov: spodbuja proizvodnjo beljakovin - živčnih dejavnikov rasti, aktivira nevrotransmiterje in spodbuja nastajanje novih živčnih celic. Rezultate so objavili v reviji PLoS ONE. Ti rezultati so najbolj neposredno povezani s sirotami, katerih zgodnje otroštvo je bilo preživeto v sirotišnici. Le zanimivo in priredljivo življenje, ki ga bodo posvojitelji poskušali ustvariti zanje, bo pomagalo zgladiti težko življenjsko izkušnjo.
MIT 3. ČLOVEŠKI ZAVOR DELA NA 10/6/5/2%
Ta ideja je bila do nedavnega zelo razširjena. Običajno so ga navedli kot utemeljitev, da imajo možgani latentni potencial, ki ga ne uporabljamo. Toda sodobne raziskovalne metode te teze ne podpirajo. "Nastala je, ker ko smo se naučili registrirati električno aktivnost posameznih nevronov, se je izkazalo, da je zelo malo vseh nevronov na merilni točki v vsakem trenutku aktivnih," pravi Olga Svarnik, vodja laboratorija sistemske nevrofiziologije in nevronskih vmesnikov centra NBIK Ruskega raziskovalnega centra "Kurchatovsky inštitut «.
V možganih je približno 1012 nevronov (število se nenehno izpopolnjuje) in so zelo specializirani: nekateri so med hojo električno aktivni, drugi - med reševanjem matematične težave, drugi - med ljubezenskim zmenkom itd. Težko si je predstavljati, kaj bi se zgodilo, če bi nenadoma se odločite hkrati zaslužiti! "Tako kot hkrati ne moremo uresničiti vseh svojih izkušenj, torej ne moremo hkrati voziti avtomobila, skakati po vrvi, brati in tako naprej," razlaga Olga Svarnik, "tako tudi vse naše živčne celice hkrati ne more biti in ne sme biti aktiven. Toda to ne pomeni, da možganov ne uporabljamo stoodstotno."
"To so si izmislili tisti psihologi, ki sami uporabljajo možgane za dva odstotka," kategorično zatrjuje Sergej Saveliev v intervjuju z novinarjem. - Možgane je mogoče uporabiti le v celoti, v njej ni mogoče izključiti ničesar. Po fizioloških zakonih možgani ne morejo delati manj kot polovico, saj tudi kadar ne pomislimo, se v nevronih ohranja stalna presnova. In ko človek začne intenzivno delati s svojo glavo, rešiti nekatere težave, možgani začnejo porabiti skoraj dvakrat več energije. Vse drugo je fikcija. In nobenih možganov se ne da usposobiti, da bi desetkrat okrepili svoje delo."
MIT 4. VSAK AKCIJI ODGOVORI SVOJ DEL MOŽA
Dejansko v korteksu možganskih hemisfer človeka lovijo nevroznanstvena območja, povezana z vsemi čutili: vid, sluh, vonj, dotik, okus, pa tudi asociativne cone, kjer se informacije obdelujejo in sintetizirajo. Magnetna resonanca (MRI) beleži aktivnost določenih področij med različnimi dejavnostmi. Toda možganska karta ni absolutna in vedno več je dokazov, da so stvari veliko bolj zapletene. Na primer, v govorni proces sodelujejo ne le znano območje Broca in Wernickejevo območje, ampak tudi drugi deli možganov. In možgan, ki je že od nekdaj povezan s koordinacijo gibanja, je vključen v najrazličnejše možganske dejavnosti.
Na vprašanje, ali obstaja možganska specializacija, se je "Podrobnosti o svetu" obrnila k Olgi Svarnik: "Možgani so na ravni nevronov v možganih in je precej stalna," je odgovoril specialist. - Toda težje je razlikovati specializacijo na ravni struktur, ker lahko popolnoma drugačni nevroni ležijo drug ob drugem. Lahko govorimo o kopičenju nevronov, kot so stolpci, lahko govorimo o segmentih nevronov, ki se aktivirajo v istem trenutku, vendar je nemogoče resnično izbrati katera koli velika področja, ki jih je običajno poudariti. MRI odraža aktivnost krvnega pretoka, ne pa tudi dela posameznih nevronov. Verjetno lahko iz slik, ki jih dobimo z MRI, razberemo, kje lahko bolj ali manj verjetno najdemo takšno ali drugačno specializacijo nevronov. Ampak zdi se mi napačno reči, da je neka cona odgovorna za nekaj."
MIT 5. MOŽNIK JE RAČUNALNIK
Po besedah Olge Svarnik primerjava možganov z računalnikom ni nič drugega kot metafora: "Lahko si domišljamo, da v možganih obstajajo določeni algoritmi, da je človek slišal informacije in nekaj dela. Toda reči, da naši možgani delujejo na tak način, bi bilo narobe. Za razliko od računalnika v možganih ni funkcionalnih blokov. Na primer, hipokampus velja za strukturo, ki je odgovorna za spomin in prostorsko orientacijo. Toda nevroni v hipokampusu se obnašajo drugače, imajo različne specializacije, ne delujejo kot celota."
In tukaj je tisto, biolog in popularizator znanosti Alexander Marko razmišlja o istem vprašanju (Inštitut za paleontologijo, Russian Academy of Sciences): V računalniku, vsi signali, ki se izmenjujejo med elementi logičnih vezij imajo enako naravo - električni in ti signali lahko eden od dveh prejela le vrednosti - 0 ali 1. Prenos informacij v možganih ne temelji na binarni kodi, temveč na trodelniku. Če je vznemirljivi signal povezan z enim in njegov odsotnost z ničlo, potem lahko zaviralni signal primerjamo z minus enim. A pravzaprav možgani uporabljajo več deset vrst kemijskih signalov - tako je, kot če računalnik uporablja na desetine različnih električnih tokov … In ničle in take bi lahko imele na desetine različnih, recimo barv.
Najpomembnejša razlika je, da se prevodnost vsake določene sinapse … lahko razlikuje glede na okoliščine. Ta lastnost se imenuje sinaptična plastičnost. Med možgani in elektronskim računalnikom obstaja še ena radikalnejša razlika. V računalniku se glavna količina pomnilnika shrani ne v logičnih elektronskih vezjih procesorja, temveč ločeno v posebnih napravah za shranjevanje. V možganih ni območij, ki bi bila posebej določena za dolgoročno shranjevanje spominov. Ves pomnilnik je posnet v isti strukturi intervronskih sinaptičnih povezav, ki je hkrati veličastna računalniška naprava - analog procesorja."