Den menneskelige hjerne - principperne for dets arbejde, evner, grænser for fysiologisk og mental stress - er fortsat et stort mysterium for forskere. På trods af alle succeser i sin undersøgelse er forskere endnu ikke i stand til at forklare, hvordan vi tænker, at forstå mekanismerne for bevidsthed og selvbevidsthed. Den akkumulerede viden om hjernens arbejde er imidlertid nok til at tilbagevise nogle af de almindelige myter om det.
Et jaloux folk var smartere end os?
Den gennemsnitlige hjernevolumen for en moderne person er omkring 1400 kubikcentimeter, hvilket er en ganske stor værdi for vores kropsstørrelse. Mennesket har vokset en stor hjerne for sig selv i løbet af udviklingen - antropogenese. $ CUT $ Vores ape-lignende forfædre, der ikke havde store kløer og tænder, stammede ned fra træer og flyttede til liv i åbne rum, begyndte at udvikle hjernen. Selvom denne udvikling ikke gik hurtigt med det samme - i Australopithecines ændrede hjernevolumenet (ca. 500 kubikcentimeter) praktisk talt ikke i seks millioner år. Springet i dens stigning fandt sted for to og en halv million år siden.
I tidlige Homo sapiens er hjernen allerede vokset markant - i Homo erectus (Homo erectus) ligger dens volumen fra 900 til 1200 kubikcentimeter (dette er dækket af rækkevidden af den moderne menneskelige hjerne). Neandertalerne havde en meget stor hjerne - 1400-1740 kubikcentimeter, hvilket i gennemsnit er mere end vores. Tidlige Homo sapiens på Europas territorium - Cro-Magnons - sætter os blot i bæltet med deres hjerne: 1600-1800 kubikcentimeter (selvom Cro-Magnons var høje - 180-190 centimeter, og antropologer finder en direkte forbindelse mellem hjernestørrelse og højde).
Hjernen i den menneskelige evolution steg ikke kun, men ændrede sig også i forholdet mellem forskellige dele. Paleoanthropologer undersøger hjernerne fra fossile hominider fra en skallebesætning - en endokran, der viser den relative størrelse af loberne. Den frontale flamme udviklede sig hurtigst, hvilket er forbundet med tænkning, bevidsthed, udseendet af tale (Brocas zone). Udviklingen af parietalben blev ledsaget af en forbedring i følsomhed, syntese af information fra forskellige sanser og fine motoriske evner for fingrene. Den temporale flamme understøttede udviklingen af hørelse og leverede lydtale (Wernickes zone). Så for eksempel i erectus voksede hjernen i bredde, den occipitale lob og lillehjernen steg, men den frontale lob forblev lav og smal. Og i neandertaler, i deres meget store hjerne, var frontal- og parietallober relativt dårligt udviklet (sammenlignet med occipitalen). I Cro-Magnons blev hjernen meget højere (på grund af en stigning i frontal- og parietallober) og fik en sfærisk form.
Så, vores forfædres hjerne voksede og voksede, men paradoksalt nok begyndte den modsatte tendens for omkring 20 tusind år siden: hjernen begyndte gradvist at falde. Så moderne mennesker har en mindre gennemsnitlig hjernestørrelse end neandertalere og Cro-Magnons. Hvad er grunden?
Salgsfremmende video:
Antropologens mening
Antropolog Stanislav Drobyshevsky (lektor ved Institut for Antropologi, Det biologiske fakultet, Moskva statsuniversitet) svarer:”Der er to svar på dette spørgsmål: det ene kan lide alle, det andet er korrekt. Den første er, at hjernens størrelse ikke er direkte relateret til intelligens, og strukturen af neandertalerne og Cro-Magnons var enklere end vores, men den tekniske ufuldstændighed blev kompenseret af den store størrelse, og det angiveligt ikke helt. Faktisk ved vi absolut intet om den neurale struktur i hjernen hos gamle mennesker, så et sådant svar er komplet spekulation, der trøster moderne menneskers indfang. Det andet svar er mere reelt: gamle mennesker var smartere.
De var nødt til at løse en masse overlevelsesproblemer og tænke meget hurtigt i modsætning til os, til hvem alt præsenteres på et sølvfad, og endda tygges, og der er ingen grund til at haste nogen steder. Gamle mennesker var generalister - hver i sit hoved holdt et komplet sæt information, der var nødvendig for at overleve i alle situationer, plus der måtte være mulighed for reaktivt at tænke i uforudsete situationer. Vi har også en specialisering: alle kender et lille stykke information, og hvis der sker noget -”kontakt en specialist”.
Neurovidensk udtalelse
Sergei Savelyev, Leder af laboratoriet for udvikling af nervesystemet ved Institut for Human Morfologi ved Det Russiske Akademi for Medicinske Videnskaber:”Dette skyldes det faktum, at der er en kunstig udvælgelse i den menneskelige befolkning, der sigter mod at sænke individuel variation og målrette stærkt socialiseret middelmådighed. Og at ødelægge for smarte og asociale individer. Et sådant samfund er mere håndterbart, det består af mere forudsigelige mennesker, hvilket altid er gavnligt. På alle tidsplads ofrede samfundet patogenerne i ro til fordel for ikke-konflikt og stabilitet. Tidligere blev de simpelthen spist, og senere blev de bortvist fra samfundet. Det er på grund af dette fra mit synspunkt på grund af migrationen af de smarteste udstationerede, og genbosættelsen af menneskeheden begyndte. Og i stillesiddende,I konservative og mere socialiserede grupper var der et skjult valg for at konsolidere nogle af de mest praktiske og gunstige adfærdsegenskaber til at opretholde samfundet. Adfærdsmæssig selektion førte til hjernekrympning.
NEANDERTHALS HJERN FORSKELER FRA VOR KUN EN UDVIKLINGSFASE
Resultaterne fra neandertalbørn giver mulighed for at spore, hvordan deres store hjerner udviklede sig. Forskere fra Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology i Leipzig har sammen med deres franske kolleger rekonstrueret den sammenlignende hjerneudvikling af Neanderthal og Homo sapiens. Først udførte forskere computertomografi af kraniet til 58 moderne mennesker. Og så gjorde de det samme og placerede kranierne fra ni neandertalere i forskellige aldre i tomografen.
Selvom størrelsen på kraniet på en Neandertal er ikke mindre end vores, er de i form meget forskellige. Men hos nyfødte af begge arter er hjerneboksen næsten den samme i form - hos et neandertalbørn er det ganske lidt mere langstrakt. Og så afviger udviklingsstierne. I en moderne person, i perioden fra fraværet af tænder til et ufuldstændigt sæt forænder, ændres ikke kun størrelsen, men også formen på hjerneboksen - det bliver mere sfærisk. Og så stiger det kun i størrelse, men ændrer næsten ikke form. Biologer har besluttet, at dette er en nøgleproces i hjerneformning, som neandertalerne mangler. Formen på kraniet hos deres nyfødte, unge og voksne er næsten den samme. Den samlede forskel er i et kritisk trin umiddelbart efter fødslen. Forskere mener sandsynligvis,en sådan mærkbar ændring i form ledsages af en transformation af hjernens indre struktur og udvikling af et neuralt netværk, hvilket skaber betingelser for udvikling af intelligens. Forskere har offentliggjort en artikel om udviklingen af hjernen til forskellige menneskelige arter i tidsskriftet Current Biology.
MYT 1. DEN STIGERE HJERNE ER, DE SMARTER DET ER
Hjernestørrelser varierer også ganske blandt moderne mennesker. Så det vides, at Ivan Turgenevs hjerne vejer 2012 gram, og Anatole France var næsten et helt kilo mindre - 1017 gram. Men det betyder slet ikke, at Turgenev var dobbelt så smart som Anatole Frankrig. Desuden blev det registreret, at ejeren af den tyngste hjerne - 2900 gram - var psykisk retarderet.
Da den vigtigste del af hjernen er nerveceller eller neuroner (de danner gråstof), kan det antages, at jo større hjernen er, jo flere neuroner indeholder den. Og jo flere neuroner, jo bedre fungerer de. Men i hjernen er der ikke kun neuroner, men også gliaceller (de udfører en understøttende funktion, styrer migrationen af neuroner, forsyner dem med næringsstoffer, og ifølge de nylige data deltager de også i informationsprocesser). Derudover dannes en del af hjernemassen af hvidt stof, der er sammensat af ledende fibre. Det vil sige, der er en forbindelse mellem hjernens størrelse og antallet af neuroner, men ikke en direkte. Og der er tydeligvis ingen forbindelse mellem hjernestørrelse og intelligens.
MYT 2. NERVECELLER GENTAGER IKKE
Da neuroner ikke deler sig, har det længe været antaget, at dannelsen af nye nerveceller kun forekommer under embryonisk udvikling. Forskere opdagede, at det ikke var så for et par år siden. Det viste sig, at der i hjernerne fra voksne laboratorierotter og mus findes zoner, hvor nye neuroner fødes - neurogenese. Deres kilde er nervevævstamceller (neurale stamceller). Det blev senere fundet, at mennesker også har sådanne zoner. Forskning har vist, at nye neuroner aktivt skaber kontakter med andre celler og er involveret i læring og hukommelse. Lad os gentage: hos voksne dyr og mennesker.
Videre begyndte forskere at undersøge, hvad eksterne faktorer kan påvirke fødselen af neuroner. Og det viste sig, at neurogenese forbedres med intensiv læring, med berigelse af miljøforhold og med fysisk aktivitet. Og den mest kraftfulde faktor, der hæmmer neurogenesen, var stress. Nå, denne proces aftager med alderen. Hvad der er tilfældet for forsøgsdyr, i dette tilfælde, kan overføres fuldstændigt til mennesker. Desuden bekræfter observationer og undersøgelser af mennesker dette. Det vil sige, for at forbedre dannelsen af nye nerveceller, skal du træne hjernen, lære nye færdigheder, huske mere information, diversificere dit liv med nye oplevelser og føre en fysisk aktiv livsstil. I alderdom fører dette til den samme effekt som i yngre år. Men stress for fødslen af nye neuroner er ødelæggende.
Hjernen kan pumpes op på en løbebånd
En undersøgelse foretaget af et internationalt team af forskere og offentliggjort i tidsskriftet PNAS har vist, at aerob træning (løbebåndøvelse) i alderdom opbygger hippocampus, et område i hjernen, der er meget vigtigt for hukommelse og rumlig læring. Dets volumen blev bestemt i en magnetisk resonansbillede. Det antages, at med alderen krymper hippocampus med en hastighed på 1-2% pr. År. Eksperter mener, at denne atrofi af hippocampus er direkte relateret til aldersrelateret svækkelse af hukommelsen. Hos ældre forsøgspersoner, der var beskæftiget med løbebånd i et år, faldt hippocampus ikke kun, men øgede endda og forbedrede også den rumlige hukommelse sammenlignet med kontrolgruppen. Årsagen er igen i stimulering af dannelsen af nye neuroner.
Stress beskadiger hjernen. Interessante livgenvindinger
Børnestress er især dårligt for hjernen. Dens konsekvenser påvirker en voksnes psyke, adfærd og intellektuelle evner. Men der er en måde at udligne de skadelige virkninger af tidlig stress. Som israelske forskere har vist på laboratorierotter, kan du hjælpe, hvis du beriger offerets levesteder. Stress ødelægger hjernen gennem hormoner, som inkluderer kortikosteroider produceret i binyrerne samt hypofyse- og skjoldbruskkirtelhormoner. Deres øgede niveau medfører ændringer i dendritter - korte processer af neuroner, reducerer synaptisk plasticitet, især i hippocampus, bremser dannelsen af nye nerveceller i dentatyren i hippocampus og så videre. Sådanne lidelser under udviklingen af hjernen går ikke upåagtet hen.
Eksperter fra Institute for the Study of Affective Neuroscience, University of Haifa, inddelte laboratorierotter i tre grupper. Den ene blev udsat for tre dages stress i en ung alder, den anden blev placeret i et beriget miljø efter stress, den tredje blev efterladt som en kontrol. Rotter, der måtte leve i et beriget miljø, blev flyttet til et stort bur, hvor der var mange interessante genstande: plastkasser, cylindre, tunneler, platforme og løbende hjul.
Ved testning viste rotter fra stressgruppen øget frygt og nedsat nysgerrighed og lærte værre.
De havde en reduceret motivation til at udforske et nyt miljø, som kan sammenlignes med tabet af interesse for livet, som ofte sker i en person i en depression. Men at være i et beriget miljø kompenseret for alle de stressinducerede adfærdsforstyrrelser.
Forskere antyder, at berigelse af miljøet beskytter hjernen mod stress af flere grunde: det stimulerer produktionen af proteiner - nervevækstfaktorer, aktiverer neurotransmitter-systemer og favoriserer dannelsen af nye nerveceller. De offentliggjorde resultaterne i PLoS ONE-magasinet. Disse resultater er mest direkte relateret til forældreløse børn, hvis tidlige barndom blev tilbragt på et børnehjem. Kun et interessant og begivenhedsrigt liv, som adoptivforældrene vil forsøge at skabe for dem, vil hjælpe med at udjævne den vanskelige livserfaring.
MYT 3. MENNESKEHJERNES ARBEJDER PÅ 10/6/5/2%
Denne idé var meget udbredt indtil for nylig. Normalt blev det citeret som den grund, at hjernen har et latent potentiale, som vi ikke bruger. Men moderne forskningsmetoder understøtter ikke denne afhandling.”Det stammede fra det faktum, at da vi lærte at registrere den elektriske aktivitet af individuelle neuroner, viste det sig, at meget få af alle neuroner på målepunktet er aktive på et givet tidspunkt,” siger Olga Svarnik, leder af laboratoriet for systemisk neurofysiologi og neurale grænseflader i NBIK-centret i det russiske forskningscenter Kurchatovsky institut.
Der er omkring 1012 neuroner i hjernen (antallet opdateres hele tiden), og de er meget specialiserede: nogle er elektrisk aktive, mens de går, andre - mens de løser et matematisk problem, andre - under en kærlighedsdato osv. Det er svært at forestille sig, hvad der ville ske, hvis de pludselig beslutte at tjene penge på samme tid!”Ligesom vi ikke er i stand til at realisere alle vores oplevelser på samme tid, det vil sige, kan vi ikke samtidig køre en bil, hoppe reb, læse og så videre,” forklarer Olga Svarnik, “så gør alle vores nerveceller kan ikke og bør ikke være aktiv på samme tid. Men dette betyder ikke, at vi ikke bruger hjernen hundrede procent."
”Dette blev opfundet af de psykologer, der selv bruger hjernen med to procent,” hævder Sergei Saveliev kategorisk i et interview med en reporter. - Hjernen kan kun bruges fuldstændigt, intet kan slukkes i den. I henhold til fysiologiske love kan hjernen ikke arbejde mindre end halvdelen, fordi selv når vi ikke tænker, opretholdes en konstant stofskifte i neuroner. Og når en person begynder at arbejde intensivt med hovedet for at løse nogle problemer, begynder hjernen at forbruge næsten dobbelt så meget energi. Alt andet er fiktion. Og ingen hjerner kan trænes for at intensivere deres arbejde ti gange."
MYT 4. HVER HANDLING ANSVAR DETS DEL AF HJERNET
Faktisk skelner neuroscientists i cortex af de menneskelige cerebrale halvkugler zoner, der er forbundet med alle sanser: syn, hørsel, lugt, berøring, smag samt assosiative zoner, hvor information behandles og syntetiseres. Og magnetisk resonansafbildning (MRI) registrerer aktiviteten i visse områder under forskellige aktiviteter. Men hjernekortet er ikke absolut, og der er voksende bevis for, at tingene er meget mere komplicerede. For eksempel er ikke kun det velkendte Brocas område og Wernicke's område involveret i taleprocessen, men også andre dele af hjernen. Og lillehjernen, der altid har været forbundet med koordination af bevægelse, er involveret i en lang række hjerneaktiviteter.
Med spørgsmålet om, hvorvidt der er specialisering i hjernen, vendte”Detaljer om verden” sig til Olga Svarnik:”Der er en specialisering i hjernen på niveauet af neuroner, og det er ret konstant,” svarede specialisten. - Men det er vanskeligere at skelne mellem specialisering på strukturniveau, fordi helt forskellige neuroner kan ligge side om side. Vi kan tale om en ophobning af neuroner, såsom søjler, vi kan tale om segmenter af neuroner, der aktiveres på det samme øjeblik, men det er umuligt at virkelig vælge nogen store områder, der er sædvanlige at fremhæve. MR afspejler aktiviteten i blodstrøm, men ikke arbejdet med individuelle neuroner. Fra de billeder, der er opnået af MR, kan vi sandsynligvis fortælle, hvor, mere eller mindre sandsynligt, en eller en anden specialisering af neuroner kan findes. Men det forekommer forkert for mig at sige, at en zone er ansvarlig for noget."
MYTE 5. HJernen er en computer
Ifølge Olga Svarnik er sammenligning af hjernen med en computer ikke andet end en metafor:”Vi kan fantasere om, at der er visse algoritmer i hjernen, at en person har hørt information og gør noget. Men at sige, at vores hjerner fungerer på denne måde, ville være forkert. I modsætning til en computer er der ingen funktionelle blokke i hjernen. For eksempel menes hippocampus at være en struktur, der er ansvarlig for hukommelse og rumlig orientering. Men neuroner i hippocampus opfører sig forskelligt, de har forskellige specialiseringer, de fungerer ikke som en helhed."
Og her er hvad videnskabens biolog og populariserer Alexander Marko mener om det samme emne (Institute of Paleontology, RAS):”I en computer har alle signaler, der udveksles med elementer i logiske kredsløb den samme art - elektriske, og disse signaler kan kun modtages af en af to værdier - 0 eller 1. Overførslen af information i hjernen er ikke baseret på en binær kode, men snarere på en ternær. Hvis det spændende signal er korreleret med et, og dets fravær med nul, kan det inhiberende signal sammenlignes med minus et. Men faktisk bruger hjernen flere dusin typer af kemiske signaler - det er lige som om en computer bruger snesevis af forskellige elektriske strømme … Og nuller og dem kunne have snesevis af forskellige, siger, farver.
Den vigtigste forskel er, at konduktansen for hver enkelt synapse … kan variere afhængigt af omstændighederne. Denne egenskab kaldes synaptisk plasticitet. Der er en mere radikal forskel mellem hjernen og en elektronisk computer. På en computer gemmes hovedmængden af hukommelse ikke i processorens logiske elektroniske kredsløb, men separat i specielle lagerenheder. Der er ingen områder i hjernen, der specifikt er beregnet til langtidsopbevaring af minder. Al hukommelse er optaget i den samme struktur af interneuronale synaptiske forbindelser, som samtidig er en grandiose computerenhed - en analog af en processor."