Den menneskelige hjernen - prinsippene for dets arbeid, evner, grenser for fysiologisk og mental stress - forblir fortsatt et stort mysterium for forskere. Til tross for alle suksesser i studien, er forskere ennå ikke i stand til å forklare hvordan vi tenker, for å forstå mekanismene for bevissthet og selvbevissthet. Den akkumulerte kunnskapen om hjernens arbeid er imidlertid nok til å tilbakevise noen av de vanlige mytene om det.
Et sjalu folk var smartere enn oss?
Det gjennomsnittlige hjernevolumet til en moderne person er omtrent 1400 kubikkcentimeter, noe som er ganske stor verdi for kroppsstørrelsen vår. Mennesket har vokst en stor hjerne for seg selv i løpet av evolusjonen - antropogenese. $ CUT $ Våre ape-lignende forfedre, som ikke hadde store klør og tenner, stammet ned fra trær og flyttet til liv i åpne områder, begynte å utvikle hjernen. Selv om denne utviklingen ikke umiddelbart gikk raskt - i Australopithecus endret hjernevolumet (ca. 500 kubikkcentimeter) praktisk talt ikke seg på seks millioner år. Hoppet i økningen skjedde for to og en halv million år siden.
I tidlige Homo sapiens har hjernen allerede vokst betydelig - i Homo erectus (Homo erectus) varierer volumet fra 900 til 1200 kubikkcentimeter (dette dekkes av rekkevidden til den moderne menneskelige hjernen). Neandertalerne hadde en veldig stor hjerne - 1400-1740 kubikkcentimeter, som i gjennomsnitt er mer enn vår. Tidlige Homo sapiens på Europas territorium - Cro-Magnons - plugg oss bare inn i beltet med hjernen deres: 1600-1800 kubikkcentimeter (selv om Cro-Magnons var høye - 180-190 centimeter, og antropologer finner en direkte forbindelse mellom hjernestørrelse og høyde).
Hjernen i menneskets evolusjon økte ikke bare, men endret også i forholdet mellom forskjellige deler. Paleoanthropologer undersøker hjernen til fossile hominider fra en hodeskallebesetning - en endokran som viser den relative størrelsen på lobene. Frontalben utviklet seg raskest, noe som er assosiert med tenking, bevissthet, utseendet til tale (Brocas sone). Utviklingen av parietallappen ble ledsaget av en forbedring i følsomhet, syntese av informasjon fra forskjellige sanser og finmotorikken i fingrene. Den temporale lobe støttet utviklingen av hørsel og ga lydtale (Wernickes sone). Så for eksempel i erectus vokste hjernen i bredde, den okkipitale loben og lillehjernen økte, men frontalben forble lav og smal. Og i neandertaler, i deres veldig store hjerne, var frontal- og parietallober relativt dårlig utviklet (sammenlignet med occipitalen). I Cro-Magnons ble hjernen mye høyere (på grunn av en økning i frontal- og parietallober) og fikk en sfærisk form.
Så, hjernen til våre forfedre vokste og vokste, men paradoksalt nok, for rundt 20 tusen år siden, begynte den motsatte trenden: hjernen begynte gradvis å avta. Så moderne mennesker har en mindre gjennomsnittlig hjernestørrelse enn neandertaler og Cro-Magnons. Hva er grunnen?
Salgsfremmende video:
Antropologens mening
Antropolog Stanislav Drobyshevsky (førsteamanuensis ved Institutt for antropologi, fakultet for biologi, Moskva statsuniversitet) svarer: “Det er to svar på dette spørsmålet: det ene er likt av alle, det andre er riktig. Den første er at størrelsen på hjernen ikke er direkte relatert til intelligens, og strukturen til neandertalerne og Cro-Magnons var enklere enn vår, men den tekniske ufullstendigheten ble kompensert av den store størrelsen, og det visstnok ikke helt. I virkeligheten vet vi absolutt ingenting om den nevrale strukturen i hjernen til eldgamle mennesker, så et slikt svar er komplette spekulasjoner, som trøstet over innfatningen til moderne mennesker. Det andre svaret er mer ekte: eldgamle mennesker var smartere.
De måtte løse en haug med overlevelsesproblemer, og tenke veldig raskt, i motsetning til oss, som blir presentert for alt på et sølvfat, og til og med tygget, og det er ingen grunn til å skynde seg noe sted. Gamle mennesker var generalister - hver av dem holdt i hodet et komplett sett med informasjon som var nødvendig for å overleve i alle situasjoner, pluss at det måtte være evnen til å reaktivt tenke i uforutsette situasjoner. Vi har også en spesialisering: alle vet et lite stykke av informasjonen deres, og hvis noe skjer - "kontakt en spesialist".
Nevrovitenskapelig mening
Sergei Savelyev, Leder for laboratoriet for utvikling av nervesystemet ved Institute of Human Morphology of the Russian Academy of Medical Sciences: “Dette skyldes det faktum at det er et kunstig utvalg i den menneskelige befolkningen, med sikte på å senke individuell variabilitet og målrettet utvalg av høyt sosialisert middelmådighet. Og for å ødelegge for smarte og asosiale individer. Et slikt samfunn er mer håndterbart, det består av mer forutsigbare mennesker, noe som alltid er gunstig. Til enhver tid ofret samfunnet patogenene til ro til fordel for ikke-konflikt og stabilitet. Tidligere ble de ganske enkelt spist, og senere ble de utvist fra samfunnet. Det er på grunn av dette, fra mitt synspunkt, på grunn av migrasjonen av de smarteste utsendte, og gjenbosetting av menneskeheten begynte. Og i stillesittende,I konservative og mer sosialiserte grupper var det et skjult utvalg for å befeste noen av de mest praktiske og gunstige atferdsegenskapene for å opprettholde samfunnet. Atferdsvalg førte til svinn i hjernen.
NEANDERTHALS HJERN FORSKJELER FRA KUN EN UTVIKLINGSFASE
Funnene fra neandertaler barn gir en mulighet til å spore hvordan deres store hjerner utviklet seg. Forskere fra Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology i Leipzig har sammen med franske kolleger rekonstruert den sammenlignende hjerneutviklingen av Neanderthal og Homo sapiens. For det første utførte forskere computertomografi av hodeskallen til 58 moderne mennesker. Og så gjorde de det samme og plasserte hodeskallen til ni neandertaler i forskjellige aldre i tomografen.
Selv om størrelsen på hodeskallen til en neandertaler er ikke mindre enn vår, er de i form veldig forskjellige. Men hos nyfødte av begge artene er hjernekassen nesten den samme i formen - hos et neandertalert spedbarn er den ganske litt mer langstrakt. Og så avviker utviklingsveiene. I en moderne person, i perioden fra fravær av tenner til et ufullstendig sett med fortenner, endres ikke bare størrelsen, men også formen til hjerneboksen - det blir mer sfærisk. Og da øker den bare i størrelse, men endrer seg nesten ikke i form. Biologer har bestemt at dette er en sentral prosess for hjerneforming som neandertalerne mangler. Formen på hodeskallen til deres nyfødte, ungdom og voksne er nesten den samme. Den totale forskjellen er i ett kritisk stadium rett etter fødselen. Trolig, mener forskere,en slik merkbar forandring i form ledsages av en transformasjon av den indre strukturen i hjernen og utviklingen av et nevralt nettverk, noe som skaper forhold for utvikling av intelligens. Forskere har publisert en artikkel om utviklingen av hjernen til forskjellige menneskelige arter i tidsskriftet Current Biology.
MYT 1. DEN STORE HJERNEN ER, DE SMARTER DET ER
Hjernestørrelser varierer ganske mye blant moderne mennesker også. Så det er kjent at hjernen til Ivan Turgenev veide 2012 gram, og Anatole France var nesten en hel kilo mindre - 1017 gram. Men dette betyr overhode ikke at Turgenev var dobbelt så smart som Anatole Frankrike. Dessuten ble det registrert at eieren av den tyngste hjernen - 2900 gram - var psykisk utviklingshemmet.
Siden den viktigste delen av hjernen er nerveceller, eller nevroner (de danner gråstoffet), kan det antas at jo større hjernen er, jo flere nevroner inneholder den. Og jo flere nevroner, jo bedre fungerer de. Men i hjernen er det ikke bare nevroner, men også gliaceller (de utfører en støttefunksjon, styrer migrasjonen av nevroner, forsyner dem med næringsstoffer, og i følge de siste dataene deltar de også i informasjonsprosesser). I tillegg er en del av hjernemassen dannet av hvitt stoff, som er sammensatt av ledende fibre. Det vil si at det er en sammenheng mellom størrelsen på hjernen og antallet nevroner, men ikke en direkte. Og det er tydeligvis ingen kobling mellom hjernestørrelse og intelligens.
MYT 2. NERVECELLER GJENNOMGÅR IKKE
Siden nevroner ikke deler seg, har det lenge vært antatt at dannelsen av nye nerveceller bare skjer under embryonal utvikling. Forskere oppdaget at dette ikke var så for noen år siden. Det viste seg at i hjernen til voksne laboratorierotter og mus er det soner der nye nevroner blir født - neurogenese. Deres kilde er nervecelle stamceller (nevrale stamceller). Det ble senere funnet at mennesker også har slike soner. Forskning har vist at nye nevroner aktivt skaper kontakter med andre celler og er involvert i læring og hukommelse. La oss gjenta: hos voksne dyr og mennesker.
Videre begynte forskere å studere hvilke eksterne faktorer som kan påvirke fødselen av nevroner. Og det viste seg at nevrogenesen forbedres med intensiv læring, med berikelse av miljøforhold og med fysisk aktivitet. Og den kraftigste faktoren som hemmer nevrogenesen var stress. Vel, denne prosessen bremser med alderen. Det som er sant for laboratoriedyr, i dette tilfellet, kan overføres helt til mennesker. Observasjoner og studier på mennesker bekrefter dessuten. Det vil si at for å forbedre dannelsen av nye nerveceller, må du trene hjernen, lære nye ferdigheter, huske mer informasjon, diversifisere livet ditt med nye opplevelser og føre en fysisk aktiv livsstil. I alderdom fører dette til samme effekt som i yngre år. Men stress for fødselen av nye nevroner er ødeleggende.
Hjernen kan pumpes opp på en tredemølle
En studie av et internasjonalt team av forskere og publisert i tidsskriftet PNAS har vist at aerob trening (tredemølleøvelse) i alderdom bygger opp hippocampus, et område i hjernen som er veldig viktig for hukommelse og romlig læring. Volumet ble bestemt i en magnetisk resonansbilde. Det antas at med alderen krymper hippocampus med en hastighet på 1-2% per år. Eksperter mener at denne atrofien av hippocampus er direkte relatert til aldersrelatert svekkelse av hukommelsen. Hos eldre personer som var engasjert på tredemølle i ett år, reduserte ikke bare volumet av hippocampus, men økte til og med og forbedret romlig hukommelse sammenlignet med kontrollgruppen. Årsaken er igjen i å stimulere dannelsen av nye nevroner.
Stress skader hjernen. Interessante livsoppdateringer
Barndomstress er spesielt dårlig for hjernen. Konsekvensene påvirker psyke, atferd og intellektuelle evner hos en voksen. Men det er en måte å oppveie de skadelige effektene av tidlig stress. Som israelske forskere har vist på laboratorierotter, kan du hjelpe hvis du beriker offerets habitat. Stress ødelegger hjernen gjennom hormoner, som inkluderer kortikosteroider produsert i binyrene, så vel som hypofyse- og skjoldbruskhormoner. Deres økte nivå forårsaker endringer i dendritter - korte prosesser av nevroner, reduserer synaptisk plastisitet, spesielt i hippocampus, bremser dannelsen av nye nerveceller i dentate gyrus i hippocampus, og så videre. Slike lidelser under utviklingen av hjernen går ikke upåaktet hen.
Eksperter fra Institute for the Study of Affective Neuroscience, University of Haifa, delte laboratorierotter i tre grupper. Den ene ble utsatt for tre dager med stress i ung alder, den andre ble plassert i et beriket miljø etter stress, den tredje ble igjen som en kontroll. Rotter, som måtte leve i et beriket miljø, ble flyttet til et stort bur, hvor det var mange interessante gjenstander: plastbokser, sylindere, tunneler, plattformer og løpehjul.
På tester viste rotter fra stressgruppen økt frykt og redusert nysgjerrighet og lærte verre.
De hadde en redusert motivasjon for å utforske et nytt miljø, som kan sammenlignes med tapet av interesse for livet, som ofte skjer hos en person i en depresjonstilstand. Men å være i et beriket miljø kompenserte for alle stressinduserte atferdsforstyrrelser.
Forskere antyder at berikelse av miljøet beskytter hjernen mot stress av flere årsaker: det stimulerer produksjonen av proteiner - nervevekstfaktorer, aktiverer nevrotransmitter-systemer og favoriserer dannelse av nye nerveceller. De publiserte resultatene i PLoS ONE-magasinet. Disse resultatene er mest direkte relatert til foreldreløse barn, hvis tidlige barndom ble tilbrakt på et barnehjem. Bare et interessant og begivenhetsrikt liv, som adoptivforeldrene vil prøve å skape for dem, vil bidra til å jevne ut den vanskelige livserfaringen.
MYT 3. MENNESKEHJERNESARBEIDER PÅ 10/6/5/2%
Denne ideen var veldig utbredt inntil nylig. Vanligvis ble det sitert som begrunnelsen om at hjernen har et latent potensial som vi ikke bruker. Men moderne forskningsmetoder støtter ikke denne oppgaven. "Det oppsto fra det faktum at da vi lærte å registrere den elektriske aktiviteten til individuelle nevroner, viste det seg at veldig få av alle nevroner på målepunktet er aktive til enhver tid," sier Olga Svarnik, leder for laboratoriet for systemisk nevrofysiologi og nevrale grensesnitt til NBIK-senteret i det russiske forskningssenteret Kurchatovsky institutt ".
Det er omtrent 1012 nevroner i hjernen (antallet blir stadig foredlet), og de er veldig spesialiserte: Noen er elektrisk aktive mens de går, andre - mens de løser et matematisk problem, andre - under en kjærlighetsdato, etc. Det er vanskelig å forestille seg hva som ville skje hvis de bestemmer deg plutselig for å tjene penger på samme tid! "På samme måte som vi ikke er i stand til å realisere all vår erfaring på samme tid, det vil si at vi ikke samtidig kan kjøre bil, hoppe tau, lese og så videre," forklarer Olga Svarnik, "det gjør også alle nervecellene våre kan ikke og bør ikke være aktiv samtidig. Men dette betyr ikke at vi ikke bruker hjernen hundre prosent."
"Dette ble oppfunnet av de psykologene som selv bruker hjernen med to prosent," hevder Sergei Saveliev kategorisk i et intervju med en reporter. - Hjernen kan bare brukes fullstendig, ingenting kan slås av i den. I følge fysiologiske lover kan hjernen ikke fungere mindre enn halvparten, fordi selv når vi ikke tenker, opprettholdes en konstant metabolisme i nevroner. Og når en person begynner å jobbe intenst med hodet, for å løse noen problemer, begynner hjernen å konsumere nesten dobbelt så mye energi. Alt annet er fiksjon. Og ingen hjerner kan trenes slik at de intensiveres arbeidet ti ganger."
MYT 4. HVER HANDLING ANSVAR DETES DEL AV HJERNEN
I cortex av menneskelig hjernehalvdel, skiller nevrovitenskapsmenn soner assosiert med alle sanser: syn, hørsel, lukt, berøring, smak, samt assosiative soner der informasjon blir behandlet og syntetisert. Og magnetisk resonansavbildning (MRI) registrerer aktiviteten til visse områder under forskjellige aktiviteter. Men hjernekartet er ikke absolutt, og det er økende bevis på at ting er mye mer komplisert. For eksempel er ikke bare det velkjente Broca-området og Wernicke-området involvert i taleprosessen, men også andre deler av hjernen. Og lillehjernen, som alltid har vært forbundet med koordinasjon av bevegelse, er involvert i en lang rekke hjerneaktiviteter.
Med spørsmålet om det er spesialisering i hjernen, vendte “detaljer om verden” seg til Olga Svarnik: “Det er en spesialisering i hjernen på nivået av nevroner, og det er ganske konstant,” svarte spesialisten. - Men det er vanskeligere å skille fordypning på strukturnivå, fordi helt andre nevroner kan ligge side om side. Vi kan snakke om en ansamling av nevroner, for eksempel kolonner, vi kan snakke om segmenter av nevroner som aktiveres i samme øyeblikk, men det er umulig å virkelig velge noen store områder som er vanlig å fremheve. MR gjenspeiler aktiviteten i blodstrømmen, men ikke arbeidet med individuelle nevroner. Antagelig fra bildene som er oppnådd av MR, kan vi fortelle hvor, mer eller mindre sannsynlig, en eller annen spesialisering av nevroner kan bli funnet. Men det virker galt for meg å si at en eller annen sone er ansvarlig for noe."
MYT 5. HJernen er en datamaskin
Ifølge Olga Svarnik er det å sammenligne hjernen med en datamaskin ikke annet enn en metafor: “Vi kan fantasere om at det er visse algoritmer i hjernens arbeid, at en person har hørt informasjon og gjør noe. Men å si at hjernen vår fungerer på denne måten ville være feil. I motsetning til en datamaskin, er det ingen funksjonelle blokker i hjernen. For eksempel antas hippocampus å være en struktur som er ansvarlig for hukommelse og romlig orientering. Men nevroner i hippocampus oppfører seg annerledes, de har forskjellige spesialiseringer, de fungerer ikke som en helhet."
Og her er hva biologen og popularisereren av vitenskapen Alexander Marko mener om den samme saken (Institute of Paleontology, Russian Academy of Sciences): “I en datamaskin har alle signaler som utveksles mellom elementer i logiske kretser den samme karakteren - elektriske, og disse signalene kan bare mottas av en av to verdier - 0 eller 1. Overføring av informasjon i hjernen er ikke basert på en binær kode, men snarere på en ternær. Hvis det spennende signalet er korrelert med ett, og dets fravær med null, kan det hemmende signalet sammenlignes med minus ett. Men faktisk bruker hjernen flere titalls typer kjemiske signaler - det er akkurat som om dusinvis av forskjellige elektriske strømmer ble brukt på en datamaskin … Og nuller og en kan ha dusinvis av forskjellige farger.
Den viktigste forskjellen er at ledelsen til hver enkelt synapse … kan variere avhengig av omstendighetene. Denne egenskapen kalles synaptisk plastisitet. Det er en mer radikal forskjell mellom hjernen og en elektronisk datamaskin. På en datamaskin blir hovedmengden lagret ikke i de logiske elektroniske kretsene til prosessoren, men separat, i spesielle lagringsenheter. Det er ingen områder i hjernen som er spesifikt beregnet for langsiktig lagring av minner. Alt minne er spilt inn i den samme strukturen av interneuronale synaptiske forbindelser, som samtidig er en grandiose dataenhet - en analog av en prosessor."
