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

Неандерталец (лат. Homo neanderthalensis ) – вымерший вид из рода Люди (лат. Homo ). Первые люди с чертами неандертальцев (протонеандертальцы) появились в Европе примерно 600 тыс. лет назад. Классические неандертальцы сформировались около 100-130 тыс. лет назад. Самые поздние останки датируются 28-33 тыс. лет назад.

Открытие

Впервые останки H. neanderthalensis обнаружил в 1829 г. Филипп-Шарль Шмерлинг в пещерах Энжи (современная Бельгия), это был череп ребенка. В 1848 г. череп взрослого неандертальца был найден на Гибралтаре (Gibraltar 1). Естественно, ни та ни другая находки в то время не рассматривались как свидетельство существования вымершего вида людей, и в качестве останков неандертальцев их классифицировали значительно позже.

Типовой образец (голотип) вида (Neanderthal 1) был найден только в августе 1856 г. в известняковом карьере в долине Неандерталь недалеко от Дюссельдорфа (Северный Рейн-Вестфалия, Германия). Он состоит из свода черепа, двух бедренных костей, трех костей из правой руки и двух из левой, части таза, фрагментов лопатки и ребер. Учитель местной гимназии Иоганн Карл Фульрот интересовался геологией и палеонтологией. Получив останки от нашедших их рабочих, он обратил внимание на их полную фоссилизацию и геологическое положение и пришел к выводу об их значительном возрасте и важном научном значении. Затем Фульрот передал их профессору анатомии университета Бонна Герману Шаафгаузену. В июне 1857 г. было объявлено об открытии, это произошло за 2 года до публикации работы Ч. Дарвина «Происхождение видов». В 1864 г. по предложению англо-ирландского геолога Уильяма Кинга новый вид был назван в честь места своего открытия. В 1867 г. Эрнст Геккель предложил название Homo stupidus (т.е. Человек глупый), однако в соответствии с правилами номенклатуры приоритет остался за названием Кинга.

В 1880 г. в Чехии была найдена челюсть ребенка H. neanderthalensis вместе с инструментами мустьерского периода и костями вымерших животных. В 1886 г. превосходно сохранившиеся скелеты мужчины и женщины были найдены в Бельгии на глубине около 5 м, также вместе с многочисленными мустьерскими инструментами. Впоследствии останки неандертальцев были обнаружены и в других местах на территории современных России, Хорватии, Италии, Испании, Португалии, Ирана, Узбекистана, Израиля и других стран. К настоящему времени найдены останки более чем 400 неандертальцев.

Статус неандертальца как неизвестной ранее разновидности древнего человека установился далеко не сразу. Многие видные ученые того времени не признавали его в таком качестве. Так, выдающийся немецкий ученый Рудольф Вирхов отвергал тезис о «примитивном человеке» и считал череп неандертальца всего лишь патологически измененным черепом современного человека. А врач и анатом Франц Майер, изучив строение таза и нижних конечностей, выдвинул гипотезу о том, что останки принадлежали человеку, который значительную часть жизни провел верхом на лошади. Он предположил, что это мог быть русский казак эпохи наполеоновских войн.

Классификация

Практически с момента открытия ученые дискутируют о статусе неандертальцев. Часть из них придерживается мнения, что неандерталец является не самостоятельным видом, а лишь подвидом современного человека (лат. Homo sapiens neanderthalensis ). В значительной мере это происходит вследствие отсутствия четкого определения вида. Одним из признаков вида можно назвать репродуктивную изоляцию, а генетические исследования говорят о том, что неандертальцы и современные люди скрещивались. С одной стороны это поддерживает точку зрения о статусе неандертальцев как подвида современного человека. Но с другой стороны существуют документированные примеры межвидового скрещивания, в результате которых появлялось фертильное потомство, поэтому данный признак нельзя признать определяющим. В то же время изучение ДНК и морфологические исследования показывают, что неандертальцы все же являются самостоятельным видом.

Происхождение

Сравнение ДНК современного человека и H. neanderthalensis показывает, что они произошли от общего предка, разделившись около по разным оценкам от 350-400 до 500 и даже 800 тыс. лет назад. Вероятным предком обоих этих видов является человек гейдельбергский . Причем неандертальцы произошли от европейской популяции H. heidelbergensis , а современный человек – от африканской и гораздо позднее.

Анатомия и морфология

Мужчины данного вида имели средний рост 164-168 см, вес около 78 кг, женщины – 152-156 см и 66 кг соответственно. Объем мозга 1500-1900 см 3 , что превышает средний объем мозга современного человека.

Свод черепа низкий, но длинный, лицо плоское с массивными надбровными дугами, лоб низкий и сильно наклоненный назад. Челюсти длинные и широкие с крупными зубами, выдающиеся вперед, но при этом без подбородочного выступа. Судя по износу зубов, неандертальцы были правшами.

Телосложение их было более массивным, чем у современного человека. Грудная клетка бочкообразная, торс длинный, а ноги относительно короткие. Предположительно, плотное телосложение неандертальцев является приспособлением к холодному климату, т.к. в связи с уменьшением отношения поверхности тела к его объему снижаются потери организмом тепла через кожу. Кости очень прочные, это связано с сильно развитой мускулатурой. Средний неандерталец был значительно сильнее современного человека.

Геном

Ранние исследования генома H. neanderthalensis были сконцентрированы на исследованиях митохондриальной ДНК (мДНК). Т.к. мДНК в нормальных условиях наследуется строго по материнской линии и содержит значительно меньшее количество информации (16569 нуклеотидов против ~3 млрд. в ядерной ДНК), то значение таких исследований было не слишком велико.

В 2006 г. Институт эволюционной антропологии Макса Планка и компания 454 Life Sciences объявили о том, что в течение нескольких следующих лет будет проводиться секвенирование генома неандертальцев. В мае 2010 г. были опубликованы предварительные результаты этой работы. В ходе исследований было выяснено, что неандертальцы и современные люди могли скрещиваться, и каждый ныне живущий человек (кроме африканцев) несет в себе от 1 до 4 процентов генов H. neanderthalensis . Секвенирование полного генома неандертальца было завершено в 2013 г., его результаты опубликованы в журнале Nature 18 декабря 2013 г.

Ареал обитания

Ископаемые останки неандертальцев были обнаружены на значительной территории Евразии, которая включает в себя такие современные страны как Великобритания, Португалия, Испания, Италия, Германия, Хорватия, Чехия, Израиль, Иран, Украина, Россия, Узбекистан. Самой восточной находкой являются останки, обнаруженные в горах Алтая (Южная Сибирь).

Однако следует учесть, что значительная часть периода существования данного вида пришлась на последнее оледенение, которое могло уничтожить свидетельства обитания неандертальцев в более северных широтах.

В Африке следов H. neanderthalensis до сих пор не обнаружено. Вероятно, это объясняется адаптацией к холодному климату как их самих, так и животных, составлявших основу их рациона.

Поведение

Данные археологических исследований показывают, что неандертальцы проводили большую часть жизни в маленьких группах по 5-50 человек. Стариков среди них почти не было, т.к. большая часть не доживала до 35 лет, однако отдельные особи доживали и до 50. Существует масса свидетельств заботы неандертальцев друг о друге. Среди изученных встречаются скелеты, имеющие следы вылеченных травм и заболеваний, следовательно, во время излечения соплеменники кормили и защищали раненых и больных. Есть свидетельства того, что умерших хоронили, причем в могилах иногда встречаются погребальные приношения.

Считается, что неандертальцы редко встречали чужаков на своей небольшой территории или сами покидали ее. Хотя иногда встречаются находки изделий из высококачественного камня, источники которого находятся на расстоянии более 100 км, их недостаточно для того, чтобы прийти к выводу о наличии торговли или хотя бы регулярных контактов с другими группами.

H. neanderthalensis широко применяли различные каменные инструменты. Однако на протяжении сотен тысяч лет технологии их изготовления менялись очень мало. Кроме очевидного предположения о том, что неандертальцы, несмотря на свой большой мозг, были не слишком умны, существует и альтернативная гипотеза. Она заключается в том, что в связи с малочисленностью неандертальцев (а их численность никогда не превышала 100 тысяч особей) вероятность инноваций была невелика. Большая часть каменных инструментов неандертальцев принадлежит к мустьерской культуре . Некоторые из них очень острые. Есть свидетельства использования деревянных инструментов, однако сами они до наших дней практически не дошли.

Неандертальцы использовали различные виды оружия, в том числе копья. Но скорее всего они использовались только в ближнем бою, а не для метания. Косвенно это подтверждается и большим количеством скелетов со следами травм, нанесенных крупными животными, на которых неандертальцы охотились и которые составляли основную часть их рациона.

Ранее считалось, что H. neanderthalensis питались исключительно мясом крупных наземных млекопитающих, таких как мамонты, зубры, олени и т.п. Тем не менее, более поздние находки показали, что пищей служили также мелкие животные и некоторые растения. А на юге Испании обнаружены и следы того, что неандертальцы питались морскими млекопитающими, рыбой и моллюсками. Однако, несмотря на разнообразие источников пищи, добыча ее в достаточном количестве часто являлась проблемой. Доказательством этого служат скелеты с признаками заболеваний, вызываемых недоеданием.

Предполагается, что неандертальцы уже в значительной мере владели речью. Косвенно об этом свидетельствуют производство сложных инструментов и охота на крупных животных, требующие общения для обучения и взаимодействия. Кроме того есть анатомические и генетические свидетельства: строение подъязычной и затылочной костей, подъязычного нерва, наличие гена, отвечающего за речь у современного человека.

Гипотезы исчезновения

Существует несколько гипотез, объясняющих исчезновение данного вида, которые можно разделить на 2 группы: связанные с появлением и распространением современного человека и с другими причинами.

Согласно современным представлениям, современный человек, появившись в Африке, постепенно стал распространяться на север, где к этому времени был широко распространен неандерталец. Оба этих вида сосуществовали на протяжении многих тысячелетий, но в конечном итоге неандерталец был полностью вытеснен современным человеком.

Существует также гипотеза, связывающая исчезновение неандертальцев с изменением климата, вызванным извержением крупного вулкана около 40 тыс. лет назад. Это изменение привело к уменьшению количества растительности и численности крупных растительноядных животных, питавшихся растительностью и в свою очередь являвшихся пищей неандертальцев. Соответственно, недостаток пищи привел к вымиранию и самих H. neanderthalensis .

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.

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»

Антропологи относят неандертальцев к древним ископаемым людям — палеоантропам, которые обитали на нашей планете во времена палеолита на территории Европы, Африки и Азии 200 — 35 тысяч лет назад. Впервые останки этих существ были найдены в 1856 году в долине Неандерталь (Германия). Именно благодаря месту находки вид получил свое название. Неандертальцев считают промежуточным звеном между архантропами и ископаемыми людьми современного физического типа. Неандертальцы были небольшого роста не выше 160 сантиметров, но имели крупный мозг до 1700 см3. Многие палеонтологи считают западноевропейских неандертальцев особой ветвью в эволюции человека, которая была тупиковой. Тем не менее, неандертальцы из Передней Азии обладали прогрессивными чертами, которые сближают их с древними людьми современного внешнего вида.

Средний рост мужчин этого вида был от 164 до 168 сантиметров, а весили они около 78 килограмм. Неандертальские женщины вырастали не более 156 сантиметров, а весили до 65 килограмм соответственно.
Объем мозга неандертальцев не превышал средний объем мозга современных людей и был около 1500-1900 см3. Череп имел длинный и низкий свод, лицо было плоским, а надбровные дуги массивными, лоб низкий и сильно скошенный назад. Челюсти были длинными и широкими, в которых находились крупные зубы, сильно выдающиеся вперед. Подбородочный выступ отсутствовал. Неандертальцы в большинстве своем были левшами, об этом говорит характер износа зубов.
Они имели более массивные тела, чем у современного человека. Грудная клетка была бочкообразной, длинный торс, но ноги относительно короткими. Ученые предполагают, что такое плотное телосложение неандертальцев являлось адаптацией к более холодному климату, т.к. в связи с уменьшением отношения поверхности тела к его объему снижается отдача организмом тепла через кожу. Кости скелета были очень прочными, что связывают с отлично развитой мускулатурой. Неандертальцы были значительно накачаней и сильнее современных людей. Кости скелета так же были значительно прочнее наших, так как они несли большой объем мышц.

Первый череп, принадлежавший неандертальцу, был найден в 1829 году в Бельгии. Второй череп был найден в 1848 году возле Английской военной базы на Гибралтаре. Но правильно смогли классифицировать эти находки только после открытия полного экземпляра скелета неандертальца в 1856 году.
По своим объемам череп неандертальца превосходил череп современного человека. Конфигурация лобовых костей была покатой и сильно скошенной назад. Глазницы были очень крупными, над ними нависали костяные выступы в виде дуг. Массивная нижняя челюсть очень мало напоминала челюсть человека, обладала обтекаемой плавной формой и не выступала вперед. Только несколько видов зубов из челюстей неандертальцев совпадали по внешнему виду с обычными зубами человека. Впервые именно господин Фухлротт решил показать столь необычный череп специалистам. Эта случайная находка из грота в научных кругах вызвала просто фурор. Череп этого существа имел значительные отличия от человеческого, но в то же время имелся и ряд схожих черт. Специалисты, исследовавшие череп невольно сделали вывод, что обнаружен далёкий предок современных людей.
Но только в 1858 году этому гипотетическому прародителю дали название Неандерталец, он прекрасно смог вписаться в новую теорию Дарвина, которая овладела научными умами в конце 19 века.
Чарльз Дарвин (1809-1882) смог создать довольно логичную и доказательную концепцию, которая утверждала, что все современные люди произошли от обезьяны в результате процессов биологической эволюции. Именно неандертальцев стали считать переходным видом между обезьяноподобными предками и людьми. Сторонники Дарвинизма считали, что неандертальцы обладали примитивным разумом, и умели создавать каменные инструменты и жить организованными общинами.