Мозг: большой и маленький (перевод)

«Размер не имеет значения» - универсальная фразочка из числа политически корректных, но опыт подсказывает, что это не может быть абсолютной правдой и часто бывает, что опыт прав. Возьмите, например, размер второго любимого органа Вуди Аллена - мозга.

Прилагательные «гениальный» и «низколобые» происходят от веры, распространенной френологи 19-го века, о соответствии между высоким лбом, -начебто большим мозгом, - и интеллектом. Правда ли это? Делает больше мозг тебя умнее или мудрее? И есть простая связь между то измеренные размером нервной системы и умственными способностями владельца этой системы? Если ответ на первый вопрос - «да, частично, при определенных условиях», то отсутствие какой-либо приемлемой ответа на второй, показывает как мало мы знаем откуда берется интеллект.

Человеческий мозг продолжает расти пока не достигает пика между третьим и четвертым десятком жизни. Исследование МРТ 46-ти взрослых людей, преимущественно европейцев, показало, что средний объем мозга составляет 1274 кубических сантиметров (см3) у мужчин, и 1131 см3 у женщин. Если взять литр молока (1000см3), то вы смогли бы залить даже немного больше в череп и ничего не разлить. Конечно, объем мозга может быть разным, от 1053 до 1499 см3 у мужчин и от 975 и 1398 см3 у женщин. Плотность мозга чуть больше воды, поэтому в среднем вес мужского мозга у 1325 грамм, близко к трех фунтов, как часто пишут американцы.

Извлечение мозга у владельцев после их смерти показало, что мозг российского новеллиста Ивана Тургенева преодолел планку в 2 килограмма и весил 2021грам, в то время как мозг писателя Анатоля Франса чуть весил половину этого веса, 1017грам (заметьте, что измерения в мертвецов нельзя точно сравнивать данным живого мозга). Иными словами, размеры мозга значительно отличаются.

А если взять умных людей? Мы все знаем из нашего опыта, что некоторые люди просто не могут въехать и им нужно много времени понять новую концепцию, а другие имеют выдающиеся умственные способности, хотя и это не совсем вежливо акцентировать на этом внимание. Возьмите например Bertie Wooster ледачкуватий и невежественный богатой и Jeeves, его гениальный камердинер, в серии новелл по PG Wodehouse и их успешной Британской адаптации на малые экраны.

Люди отличаются в способности к пониманию новых идей, в адаптации к новой среде, в обучении из опыта, в способности мыслить абстрактно, в планировании и рассуждении. Психологи искали как объяснить эти различия много похожих концепций, таких как общий интеллект (или общие умственные способности), адаптивный или устоявшийся интеллект. Эти различия в способности понимать вещи, помнить это понимание и при конкретной ситуации использовать знания из опыта, все это оценивается психометрическими тестами на интеллект. И они являются достаточно надежными, так как результаты из разных тестов сильно коррелируют между собой. Также они устойчивы в течение десятилетий. Например, количественная мера интеллекта IQ такая же у одного человека даже через 70 лет.

Отличие в общем интеллекте, оценена таким способом, соотносится с успехом в жизни, с социальной мобильностью, с производительностью работы, со здоровьем и продолжительностью жизни. В исследовании миллиона шведов, увеличение IQ на одно стандартное отклонение (мера изменчивости), соотнесено с невероятными 32% уменьшение смертности. Умные люди живут лучше. Хотя и высокий IQ не означает, что люди будут счастливее поймут тонкости свиданий, но высоко интеллектуальных людей быстрее можно найти среди менеджеров хедж-фондов, чем среди продавцов в супермаркетах.

Как по количественной соответствия между размером мозга и интеллектом? Такие соответствия было трудно установить в прошлом, когда только патологии соотносили мозг с его функциями. С изобретением структурного МРТ анатомии мозга, такие измерения стали рутиной. В здоровых добровольцев, общий объем мозга слабо коррелирует с интеллектом, с мерой между 0,3 и 0,4 из возможных 1.0. Иными словами, размер мозга влияет только на 9% -16% в общий интеллект. Для определения, какая область мозга мысли порождает, используют функциональные изображения мозга, так было открыто, что толщина лобовой, височной и теменной областей коры коррелирует с интеллектом, но опять же, не сильно. Итак, в общем, больше мозг означает несколько выше интеллект. Но до сих пор неизвестно, больше мозг является причиной высокого интеллекта, или, скорее всего, и размер и интеллект является причиной чего-то другого.

В недавнем эксперименте рассмотрели конкретные связи между нейронами разных областей мозга, сделав как будто нейронный отпечаток пальцев. Таким образом удалось точно определить адаптивный интеллект (способность решать проблемы в новых ситуациях, находить и сопоставлять зависимости, рассуждать независимо в разных областях знаний), и так объяснено около 25% различия в измерениях у разных людей.

Особенно наша неосведомленность относительно происхождения интеллекта проявляется в следующих наблюдениях. Как было уже сказано, мужской мозг на 150 грамм тяжелее женского. В коре - части мозга, отвечающей за восприятие, память, речь и мышление это различие выражается в 23000000000 нейронов у мужчин и 19 млрд у женщин. И так как нет в среднем различия в IQ у мужчин и женщин, то почему же есть разница в количестве базовых элементов? Также установлено, что объем мозга неандертальцев, известных пещерных людей, был на 150-200 см3 больше, чем у современных людей. Несмотря на их больший мозг, они вымерли между 35 до 40 тыс лет назад, когда пришли Homo Sapiens в Европу. В чем же тогда польза иметь больший мозг, если твои братья с малым мозгом тебя превосходят?

То, что мы не знаем так много составляющих, отвечающих за интеллект становится еще более очевидно, когда посмотреть на других, чем вид Homo. Многие животные способны на сложное поведение, включая различия образов, обучение, принятия решений, планирования и на высоко адаптивную социальное поведение. Вот возьмите пчел. Они могут распознавать лица, сообщать о месте и качество пищи через сложные танцы с покачиванием, ориентироваться в сложных лабиринтах с помощью подсказок, сохранившихся в краткосрочной памяти. Также, запах донесений в рой помогает пчелам вернуться в места, где они этот запах уже слышали, своего рода ассоциативная память, проводит их обратно, как это было прославлено Marcel Proust в его s Remem brance of Things Past (À la Recherche du Temps Perdu).

Насекомые делают все это с чуть менее чем 1 млн нейронов, весят около однотысячных г, в миллион раз меньше человеческого мозга. Тогда может мы в миллион раз умнее? Точно нет, особенно, если посмотреть как мы организуем свою жизнь.

Распространенное правило пальца говорит, что чем больше животное, тем больше мозг. В конце концов, большая животное имеет большую поверхность кожи, которую надо инервуваты и больше мышц для контроля, а следовательно требует больше мозг, чтобы поддерживать свое тело. Поэтому, есть смысл делать поправку на размер тела, при сравнении размера мозга. Человек имеет отношение мозга к телу около 2%. Как насчет больших животных, слонов, дельфинов и китов? Их мозг значительно перевешивает маленький человеческий мозг, некоторые киты имеют аж 10 кг. Но если взять их вес, что в пределах от 7 тонн (африканский слон самец) до 180 тонн (синий кит), их отношение массы мозга к телу менее 0.1%. Наш мозг значительно больше относительно размера нашего тела, чем в этих животных. И рано радоваться, нас обошли землеройки, кротоподибни млекопитающие, в которых масса мозга доходит до 10% от массы всего тела. Даже некоторые птицы обошли нас в этом отношении. Хмм ...

От человека к мыши.Лобовые разрезы мозга восьми млекопитающих показывают огромное разнообразие в размере и рисунке извилин на поверхности, которые эволюционировали десятки миллионов лет.Гладкий мозг ламантинов (Manatee) сильно отличается от мозга Афалина (bottlenose dolphin), похожего на цветную капусту.Структурные различия доходят до микроскопического масштаба.Ученые до сих пор пытаются понять, как разная анатомия влияет на интеллект животного.

Но нашлась маленькая радость в изобретении нейроанатомистамы показателя енцифилизации - EQ. Это отношение массы мозга определенного вида стандартной массы мозга представителей этой же таксономической группы. И если мы возьмем всех млекопитающих и сравним их относительно кота, как базовой животные (которому присвоили EQ = 1), то люди здесь на вершине с EQ = 7.5. Иными словами, человеческий мозг в 7.5 раз больше, чем типичный млекопитающее, масса которого такая же как и человека. У обезьян чуть меньше 5-ти, как и у дельфинов и других китообразных. Наконец мы поставили себя на вершину, подтверждая нашу стойкую веру в превосходство и особенность человека.

Но еще не совсем ясно, что все это значит в терминах клеточного строения мозга. Нейронауковци всегда считали, что человек имеет больше нейронов в коре головного мозга (неокортекса) по сравнению со всеми другими животными на планете, безразлично какого размера у них мозг.

В 2014 году исследовали 10 гринд с длинными плавниками с Фарерских островов и опровергли предыдущее утверждение. Их поймали когда ловили рыбу в холодных водах северной Атлантики между Шотландией и Ирландией. Эти благородные млекопитающие также известны как чорнориба (blackfish) оказались дельфинами. Количество нейронов в их коре головного мозга с большим количеством извилин была оценена в маленьком кусочке и экстраполированы на всю кору. В сумме получилось невероятные 37200000000 нейронов. Невероятные том, что значит, что гринды имеют где-то вдвое больше нейронов в неокортексе чем люди!

Превзойдены дельфином: гринда имеет больше нейронов в неокортексе - области, отвечающей за высшие умственные способности, чем другие млекопитающие, и почти вдвое больше чем в человеческие коре.На рисунке сам дельфин и его большой мозг.

И если на когнитивные способности влияет количество нейронов в неокортексе, то эти дельфины должны быть умнее, чем все остальные существующие животные, включая нас. Хотя и эти дельфины довольно игривыми, социальными и имеют много различных навыков, включая способность узнавать себя в зеркале, и они не имеют языка или какую-то очевидную способность к абстрактному мышлению, что именно является типично к человекообразным животных. Так в чем же дело? Может сложность самих нейронов существенно меньше, чем у людей, может эти нейроны хуже связываются между собой или учатся не так хорошо? Мы не знаем. Люди всегда искали какую-то единственную вещь, которая отличала их от всех других животных, веря, что есть одна магическая свойство, которое объяснит наш эволюционный успех - причину почему мы можем строить величественные города, путешествовать на Луну, писать Анна Каренина, создавать симфонию Eroica.

Долгое время предполагалось, что этот секретный ингредиент в человеческом мозге - это определенный тип нейронов, так называемый веретенообразный или нейрон фон Экономо, в честь Барона Константина фон Экономо (1876-1931). Но сейчас мы знаем, что не только приматы, но и киты, дельфины, слоны имеют эти нейроны в их лобной коре головного мозга. Так что размер мозга, или относительный размер, или количество нейронов все это не тем, что нас отличает. Возможно, наши связи между нейронами стали более лучше, или метаболизм более эффективным, или синапсы более сложные. Как предполагал Чарльз Дарвин, скорее всего комбинация большого количества различных факторов, которая согласована и постепенно на протяжении эволюции сделала нас отличными от других. Мы уникальны, как и каждое существо по своему.

Перевод с

Koch, C. (2016). Does Brain Size Matter? Scientific American Mind, 27 (1), 22-25. http://doi.org/10.1038/scientificamericanmind0116-22

оригинал

http://www.nature.com.sci-hub.cc/scientificamericanmind/journal/v27/n1/full/scientificamericanmind0116-22.html