Lidský mozek - principy jeho práce, schopnosti, meze fyziologického a duševního stresu - zůstává pro vědce stále velkým tajemstvím. Přes všechny úspěchy ve své studii, vědci ještě nejsou schopni vysvětlit, jak si myslíme, pochopit mechanismy vědomí a sebevědomí. Nashromážděné znalosti o práci mozku však stačí k vyvrácení některých běžných mýtů o něm.
A žárliví lidé byli chytřejší než my?
Průměrný objem mozku moderního člověka je asi 1400 kubických centimetrů, což je poměrně velká hodnota pro velikost našeho těla. Člověk si během evoluce - antropogeneze, pro sebe vyvinul velký mozek. $ CUT $ Naši opičí předkové, kteří neměli velké drápy a zuby, sestoupili ze stromů a pohybovali se k životu v otevřených prostorech, začali rozvíjet mozek. Ačkoli tento vývoj neproběhl rychle - v Australopithecu se objem mozku (asi 500 kubických centimetrů) prakticky nezměnil po dobu šesti milionů let. K jeho nárůstu došlo před dvěma a půl miliony let.
V raných Homo sapiens se mozek již výrazně rozrostl - v Homo erectus (Homo erectus) se jeho objem pohybuje v rozmezí 900 až 1200 kubických centimetrů (to je pokryto rozsahem moderního lidského mozku). Neandrtálci měli velmi velký mozek - 1400–1740 krychlových centimetrů, což je v průměru více než náš. Rané Homo sapiens na území Evropy - Cro-Magnons - nás jednoduše připojí k opasku pomocí mozku: 1600 - 1800 kubických centimetrů (ačkoli Cro-Magnons byly vysoké - 180-190 centimetrů a antropologové nacházejí přímé spojení mezi velikostí a výškou mozku).
Mozek v evoluci člověka se nejen zvýšil, ale také se měnil v poměru různých částí. Paleoantropologové zkoumají mozky fosilních hominidů z odlitku lebky - endocrane, který ukazuje relativní velikost laloků. Čelní lalok se vyvíjel nejrychleji, což je spojeno s přemýšlením, vědomím, vzhledem k řeči (Brocova zóna). Vývoj parietálního laloku byl doprovázen zlepšením citlivosti, syntézou informací z různých smyslů a jemnými pohybovými schopnostmi prstů. Časový lalok podporoval rozvoj sluchu a poskytoval zvukovou řeč (Wernickeho zóna). Například v erektu rostl mozek na šířku, týlní lalok a mozeček se zvětšovaly, ale přední lalok zůstal nízký a úzký. A v neandrtálcích, v jejich velmi velkém mozku, byly frontální a parietální laloky relativně špatně vyvinuté (ve srovnání s týlními). V Cro-Magnons byl mozek mnohem vyšší (díky nárůstu čelních a parietálních laloků) a získal sférický tvar.
Mozek našich předků rostl a rostl, ale paradoxně asi před 20 000 lety začal opačný trend: mozek se začal postupně snižovat. Takže moderní lidé mají menší průměrnou velikost mozku než neandrtálci a Cro-Magnoni. Jaký je důvod?
Propagační video:
Názor antropologa
Antropolog Stanislav Drobyshevsky (docent Katedry antropologie, Biologická fakulta, Moskevská státní univerzita) odpovídá: „Na tuto otázku jsou dvě odpovědi: jedna se líbí všem, druhá je správná. První je, že velikost mozku není přímo spojena s inteligencí, a struktura neandrtálců a Cro-Magnonů byla jednodušší než naše, ale technická neúplnost byla kompenzována velkou velikostí, a to pravděpodobně ne zcela. Ve skutečnosti víme absolutně nic o nervové struktuře mozku starověkých lidí, takže taková odpověď je úplná spekulace, utěšující představu moderních lidí. Druhá odpověď je reálnější: dávní lidé byli chytřejší.
Museli vyřešit spoustu problémů s přežitím a přemýšlet velmi rychle, na rozdíl od nás, kteří jsou na stříbrném podnose přítomni se vším a dokonce žvýkali, a nikde se nemusí spěchat. Starověcí lidé byli generálové - každý měl v hlavě úplnou sadu informací nezbytných k přežití ve všech situacích a navíc musela existovat schopnost reaktivního myšlení v nepředvídaných situacích. Máme také specializaci: každý zná malou část svých informací, a pokud se něco stane - „kontaktujte specialistu“.
Neurovědecký názor
Sergei Savelyev, Vedoucí laboratoře pro rozvoj nervového systému Ústavu lidské morfologie Ruské akademie lékařských věd: „Je to způsobeno tím, že v lidské populaci existuje umělý výběr zaměřený na snížení individuální variability a cílení na vysoce socializovanou průměrnost. A zničit příliš inteligentní a asociální jednotlivce. Taková komunita je lépe zvládnutelná, sestává z více předvídatelných lidí, což je vždy prospěšné. Společnost vždy obětovala patogeny klidu ve prospěch nekonfliktu a stability. Dříve byli jednoduše snězeni a později byli vyloučeni z komunity. Je to z tohoto důvodu, z mého pohledu, kvůli migraci nejchytřejších vyvrženců a začalo znovuusídlování lidstva. A v sedanuV konzervativních a socializovanějších skupinách existoval skrytý výběr, který konsolidoval některé z nejpohodlnějších a nejpříznivějších vlastností chování pro udržení komunity. Výběr chování vedl ke smrštění mozku.
ODDĚLENÉ ODDĚLENÍ NEANDERTHALŮ Z NAŠICH JEDNÝCH JEDNOTLIVÝCH FÁZE ROZVOJE
Nálezy neandrtálských dětí umožňují sledovat, jak se vyvíjely jejich velké mozky. Vědci z ústavu Maxe Plancka pro evoluční antropologii v Lipsku spolu se svými francouzskými kolegy rekonstruovali srovnávací vývoj mozku Neanderthal a Homo sapiens. Nejprve vědci provedli počítačovou tomografii lebky 58 moderních lidí. A pak udělali totéž a do tomografu vložili lebky devíti neandrtálců různého věku.
I když velikost lebky neandrtálce není menší než naše, ve tvaru se výrazně liší. U novorozenců obou druhů je mozková skříňka téměř stejného tvaru - u neandertálského dítěte je o něco delší. A pak se vývojové cesty liší. U moderního člověka se v období od nepřítomnosti zubů po neúplnou řadu řezáků mění nejen velikost, ale také tvar mozkové krabice - stává se sféričtější. A pak se zvětšuje pouze ve velikosti, ale téměř se nemění ve tvaru. Biologové se rozhodli, že toto je klíčový proces formování mozku, který Neandertálcům chybí. Tvar lebky jejich novorozenců, dospívajících i dospělých je téměř stejný. Celkový rozdíl je v jedné kritické fázi bezprostředně po narození. Vědci pravděpodobně věří,taková znatelná změna tvaru je doprovázena transformací vnitřní struktury mozku a rozvojem neurální sítě, což vytváří podmínky pro rozvoj inteligence. Vědci publikovali článek o vývoji mozku různých lidských druhů v časopise Current Biology.
MÝT 1. Čím větší je mozek, tím je to chytřejší
Velikost mozku se u moderních lidí docela liší. Je tedy známo, že mozek Ivana Turgeneva vážil 2012 gramů a Anatole France měl téměř o celý kilogram méně - 1017 gramů. Ale to vůbec neznamená, že Turgenev byl dvakrát tak chytrý než Anatole Francie. Kromě toho bylo zaznamenáno, že majitel nejtěžšího mozku - 2900 gramů - byl mentálně retardovaný.
Protože nejdůležitější částí mozku jsou nervové buňky nebo neurony (tvoří šedou hmotu), lze předpokládat, že čím větší mozek, tím více neuronů obsahuje. A čím více neuronů, tím lépe fungují. V mozku však nejsou jen neurony, ale také gliové buňky (plní podpůrnou funkci, řídí migraci neuronů, zásobují je živinami a podle posledních údajů se podílejí také na informačních procesech). Kromě toho je část mozkové hmoty tvořena bílou hmotou, která se skládá z vodivých vláken. To znamená, že existuje souvislost mezi velikostí mozku a počtem neuronů, ale ne přímým. A zjevně neexistuje souvislost mezi velikostí mozku a inteligencí.
MÝT 2. NERVOVÉ BUNKY NEPOUŽÍVEJTE
Protože se neurony nerozdělují, dlouho se věřilo, že k tvorbě nových nervových buněk dochází pouze během embryonálního vývoje. Vědci zjistili, že tomu tak není před několika lety. Ukázalo se, že v mozcích dospělých laboratorních potkanů a myší jsou zóny, ve kterých se rodí nové neurony - neurogeneze. Jejich zdrojem jsou kmenové buňky nervových tkání (nervové kmenové buňky). Později bylo zjištěno, že lidé mají takové zóny. Výzkum ukázal, že nové neurony aktivně rostou kontakty s jinými buňkami a podílejí se na učení a paměti. Opakujme: u dospělých zvířat a lidí.
Vědci dále začali studovat, jaké vnější faktory mohou ovlivnit narození neuronů. Ukázalo se, že neurogeneze je posílena intenzivním učením, obohacením podmínek prostředí a fyzickou aktivitou. A nejsilnějším faktorem inhibujícím neurogenezi byl stres. Tento proces se s věkem zpomaluje. To, co platí pro laboratorní zvířata, v tomto případě může být zcela přeneseno na člověka. Navíc to pozorování a studie na lidech potvrzují. To znamená, že za účelem posílení tvorby nových nervových buněk musíte trénovat mozek, učit se nové dovednosti, pamatovat si více informací, diverzifikovat svůj život novými zkušenostmi a vést fyzicky aktivní životní styl. Ve stáří to vede ke stejnému účinku jako v mladších letech. Ale stres při narození nových neuronů je destruktivní.
Mozek může být načerpán na běžícím pásu
Studie vedená mezinárodním týmem vědců a publikovaná v časopise PNAS ukázala, že aerobní cvičení (běžecký pás) ve stáří vytváří hippocampus, oblast mozku, která je velmi důležitá pro paměť a prostorové učení. Jeho objem byl stanoven pomocí magnetické rezonance. Předpokládá se, že s věkem se hippocampus smršťuje rychlostí 1-2% ročně. Odborníci se domnívají, že taková atrofie hippocampu přímo souvisí s věkem souvisejícím oslabením paměti. U starších jedinců, kteří se zapojili do běžícího pásu po dobu jednoho roku, se objem hippocampu nejen nesnížil, ale dokonce zvýšil, a také zlepšil prostorovou paměť ve srovnání s kontrolní skupinou. Důvodem je opět stimulace tvorby nových neuronů.
Stres poškozuje mozek. Zajímavé oživení života
Dětský stres je obzvláště špatný pro mozek. Jeho důsledky ovlivňují psychiku, chování a intelektuální schopnosti dospělého. Existuje však způsob, jak kompenzovat škodlivé účinky časného stresu. Jak ukázali izraelští vědci na laboratorních potkanech, můžete pomoci, pokud obohatíte prostředí oběti. Stres ničí mozek prostřednictvím hormonů, mezi něž patří kortikosteroidy produkované v nadledvinách, jakož i hormony hypofýzy a štítné žlázy. Jejich zvýšená hladina způsobuje změny v dendritech - krátké procesy neuronů, snižuje synaptickou plasticitu, zejména v hippocampu, zpomaluje tvorbu nových nervových buněk v dentálním gyru hippocampu atd. Takové poruchy během vývoje mozku nejdou bez povšimnutí.
Experti z Ústavu pro studium afektivní neurovědy na univerzitě v Haifě rozdělili laboratorní krysy do tří skupin. Jeden byl vystaven třemdennímu stresu v mladém věku, druhý byl umístěn do obohaceného prostředí po stresu, třetí byl ponechán jako kontrola. Krysy, které musely žít v obohaceném prostředí, byly přemístěny do velké klece, kde bylo mnoho zajímavých předmětů: plastové boxy, válce, tunely, plošiny a pojezdová kola.
Při testování vykazovaly krysy ze stresové skupiny zvýšený strach a sníženou zvědavost a zhoršily se.
Měli sníženou motivaci prozkoumat nové prostředí, které lze přirovnat ke ztrátě zájmu o život, k čemuž často dochází u člověka ve stavu deprese. Ale být v obohaceném prostředí kompenzován za všechny poruchy chování vyvolané stresem.
Vědci naznačují, že obohacení životního prostředí chrání mozek před stresem z několika důvodů: stimuluje produkci bílkovin - nervových růstových faktorů, aktivuje neurotransmiterové systémy a podporuje tvorbu nových nervových buněk. Výsledky publikovali v časopise PLoS ONE. Tyto výsledky se nejvíce týkají sirotků, jejichž rané dětství bylo stráveno v sirotčinci. Pouze zajímavý a rušný život, který se adoptivní rodiče pro ně pokusí vytvořit, pomůže vyhladit obtížné životní zkušenosti.
MÝT 3. LIDSKÁ BRAINOVÁ PRÁCE V 10/6/5/2%
Tato myšlenka byla až donedávna velmi rozšířená. Jako důvod se obvykle uvádí, že mozek má latentní potenciál, který nepoužíváme. Moderní metody výzkumu však tuto práci nepodporují. "Vyplývalo ze skutečnosti, že když jsme se naučili registrovat elektrickou aktivitu jednotlivých neuronů, ukázalo se, že jen velmi málo všech neuronů v měřicím bodě je v daném okamžiku aktivní," říká Olga Svarnik, vedoucí laboratoře systémové neurofyziologie a nervových rozhraní Centra NBIK Ruského výzkumného centra Kurchatovsky. institut ".
V mozku je asi 1012 neuronů (počet se neustále vylepšuje) a jsou velmi specializovaní: někteří jsou elektricky aktivní při chůzi, jiní - při řešení matematického problému, jiní - během milostného dne atd. Je těžké si představit, co by se stalo, kdyby najednou se rozhodnete vydělat peníze současně! "Stejně jako nejsme schopni realizovat všechny naše zkušenosti současně, to znamená, že nemůžeme současně řídit auto, švihadlo, číst a tak dále," vysvětluje Olga Svarnik, "takže také všechny naše nervové buňky nemůže a nemělo by být aktivní současně. To však neznamená, že nepoužíváme mozek na sto procent. “
"Vynalezli to psychologové, kteří sami používají mozek o dvě procenta," tvrdí Sergei Saveliev v rozhovoru s reportérem kategoricky. - Mozek lze použít pouze úplně, v něm nelze nic vypnout. Podle fyziologických zákonů mozek nemůže pracovat méně než polovina, protože i když si nemyslíme, v neuronech je udržován stálý metabolismus. A když člověk začne intenzivně pracovat s hlavou, aby vyřešil některé problémy, mozek začne spotřebovávat téměř dvakrát tolik energie. Všechno ostatní je fikce. A žádný mozek nemůže být vyškolen tak, aby se jejich práce desetkrát zintenzivnila. “
MÝT 4. KAŽDÁ AKCE ODPOVÍDÁ NA JEJICH ČÁST BRAIN
Ve kůře hemisfér lidského mozku neurovědci skutečně rozlišují zóny spojené se všemi smysly: zrak, sluch, čich, dotek, chuť a také asociativní zóny, kde jsou informace zpracovávány a syntetizovány. A zobrazování magnetickou rezonancí (MRI) zaznamenává aktivitu určitých oblastí během různých činností. Ale mapa mozku není absolutní a existuje stále více důkazů, že věci jsou mnohem komplikovanější. Například do procesu řeči se podílí nejen dobře známá Brocaova oblast a Wernickeova oblast, ale také další části mozku. A mozeček, který byl vždy spojován s koordinací pohybu, je zapojen do celé řady mozkových aktivit.
Pokud jde o otázku, zda je mozek specializace, „Podrobnosti o světě“se obrátily k Olze Svarnikové: „V mozku je specializace na úrovni neuronů a je to docela konstantní,“odpověděl odborník. - Je však obtížnější rozlišit specializaci na úrovni struktur, protože vedle sebe mohou ležet zcela odlišné neurony. Můžeme mluvit o hromadění neuronů, jako jsou sloupce, můžeme mluvit o segmentech neuronů, které jsou aktivovány ve stejnou chvíli, ale je nemožné skutečně vybrat jakékoli velké oblasti, které je obvyklé zvýraznit. MRI odráží aktivitu toku krve, ale ne práci jednotlivých neuronů. Pravděpodobně z obrázků získaných pomocí MRI můžeme zjistit, kde lze více či méně pravděpodobně najít jednu nebo druhou specializaci neuronů. Ale zdá se mi špatné říci, že za něco je zodpovědná některá zóna. ““
MÝT 5. BRAIN JE POČÍTAČ
Podle Olgy Svarnikové není srovnání mozku s počítačem nic jiného než metafora: „Můžeme si představit, že v mozku jsou určité algoritmy, že člověk slyšel informace a něco dělá. Ale říci, že naše mozek funguje tímto způsobem, by bylo špatné. Na rozdíl od počítače neexistují v mozku žádné funkční bloky. Například, hippocampus je myšlenka být struktura zodpovědná za paměť a prostorovou orientaci. Ale neurony v hippocampu se chovají odlišně, mají různé specializace, nefungují jako celek. ““
A tady je to, co si biolog a popularizátor vědy Alexander Marko myslí na stejné téma (Institut paleontologie, RAS): „V počítači mají všechny signály, které jsou vyměňovány prvky logických obvodů, stejnou povahu - elektrické, a tyto signály může přijímat pouze jeden ze dvou hodnoty - 0 nebo 1. Přenos informací v mozku není založen na binárním kódu, ale spíše na ternáru. Pokud je vzrušující signál korelován s jedním a jeho nepřítomnost s nulou, pak lze inhibiční signál přirovnat k mínus jeden. Ale ve skutečnosti mozek používá několik desítek typů chemických signálů - je to, jako by počítač používal desítky různých elektrických proudů … A nuly a ty by mohly mít desítky různých, řekněme, barev.
Nejdůležitější rozdíl je v tom, že vodivost každé konkrétní synapse … se může lišit v závislosti na okolnostech. Tato vlastnost se nazývá synaptická plasticita. Existuje ještě jeden radikálnější rozdíl mezi mozkem a elektronickým počítačem. V počítači se hlavní množství paměti neukládá v logických elektronických obvodech procesoru, ale samostatně ve zvláštních paměťových zařízeních. V mozku nejsou žádné oblasti, které by byly speciálně určeny pro dlouhodobé ukládání vzpomínek. Veškerá paměť je zaznamenávána ve stejné struktuře interneuronálních synaptických spojení, což je zároveň grandiózní výpočetní zařízení - analog procesoru. “