Четирите най-големи мита за човешкия мозък
Какво прави човешкия мозък толкова специален? Да, разбира се, голям е, но между другото не е най-големият от съществуващите. Твърди се също, че в мозъка има сто милиарда неврони, но откъде идват тези числа и как се сравняват с броя на невроните в други живи същества?
Може би си мислите, че отговорите на тези въпроси са известни, но има голяма вероятност да сме били сериозно погрешно информирани относно спецификата на нашия мозък в сравнение с мозъците на други същества на нашата планета. По-долу са четири от най-големите митове за човешкия мозък.
Мит №1: Човешкият мозък се състои от 100 милиарда неврони
Невроните са основните градивни елементи на всяка нервна система. Това са специфични клетки с дървовидни процеси, които се отклоняват в различни посоки, в контакт с процесите на други клетки. В резултат на това се образува химическа и електрическа мрежа, която е нашият мозък. Тези клетки обработват информация за нашата среда, управляват действията ни в съответствие с нея, контролират нашите несъзнателни телесни функции. Именно невроните дават на нашия мозък способността да извършва различни действия ефективно и бързо, което не може да бъде постигнато от нито една от създадените машини.
Като се има предвид незаменимостта на тези клетки, може да се предположи, че учените могат да определят колко неврона има в главата ни. Нещо повече, дълги години си мислехме, че го знаем. Ако погледнете учебниците по неврология, научните списания и изследванията, ще откриете, че броят на невроните в човешкия мозък е посочен като сто милиарда и обикновено не се дават подкрепящи препратки.
Защо няма връзки? лекар неврологХеркулано-Хаузел смята, че това се е случило, защото директни оценки на общия брой неврони не са направени до 2009 г., когато тя и група учени провеждат изследвания върху мозъците на четирима починали хора. Те ги втечняват с помощта на техника, наречена изотропна фрактализация. Всеки мозък беше разтворен в хомогенна емулсия, така наречената "мозъчна супа". Бяха изследвани проби от тази „супа“, което даде възможност да се преброи броят на невроните в пробите и след това да се екстраполира, за да се установи общият брой неврони във всяка от мозъчните „торти“.
Според Herculano-Hauzel, който се появи в подкаст за списание Nature, те откриха, че средният човешки мозък съдържа около 86 милиарда неврони. Нито една от изследваните проби не съдържа сто милиарда от тези клетки. Тя отбеляза, че може да не изглежда огромна разлика, но 14 милиарда неврони се равняват на размера на мозъка, например на бабуин, или почти половината мозък на горила. Така че всъщност е доста съществена разлика.
Мит №2: Колкото по-голям е мозъкът, толкова по-добър е той
Ако съберете няколко тясно свързани вида живи същества и сравните техните мозъци, ще забележите връзка между когнитивните характеристики и абсолютния размер на мозъка. Например, при бозайниците приматите (които включват хората) и китоподобните (като делфините) имат по-големи мозъци, отколкото, да речем, насекомоядните (като мравоядите). Те също превъзхождат последния по умствени способности. Въз основа само на това наблюдение може да се заключи, че размерът на мозъка е добър показател за когнитивното представяне.
Но такова заключение „повече е по-добре“ се разрушава, ако започнем да сравняваме различни индивидивидове. Например, кравите имат по-големи мозъци от почти всички други видове маймуни. В същото време кравите почти недвусмислено имат по-слаби умствени способности от почти всички примати с по-малък размер на мозъка. По същия начин, ако вземете мозъка на капибара, който тежи малко над седемдесет грама, тогава неговите когнитивни способности не могат да се сравняват с маймуната капуцин, чийто мозък тежи около 50 грама.
И най-доброто доказателство, че „по-голямото не е непременно по-добро“ е да сравним човешкия мозък с мозъците на най-големите бозайници, например слон или кит. Средният човешки мозък тежи около 1200 грама, слонът - около четири пъти по-малко, но рекордьорът кашалот, мозъкът му тежи около 6800 грама.
Защо с мозък, който е шест пъти по-голям от човешкия, кашалотите все още не са поробили човечеството?
Мит #3: Човешкият мозък е най-големият спрямо размера на тялото
Този мит е останал от времето на Аристотел, който пише през 335 г. пр. н. е., че човекът има най-големия мозък от всички животни в сравнение с размера на тялото си. Можете да попаднете в подобен капан, ако се опитате да обясните разликите между размера на мозъка и интелекта, да речем, при кашалота и човека. В наши дни това обяснение се използва от много хора, за да се убедят, че не абсолютният размер или тегло на мозъка влияе върху интелигентността, а съотношението между теглото на мозъка и телесното тегло.
Но ако проучите тази логическа конструкция, ще откриете, че от нея следва друга неточна картина в сравнение с това, което можем да наблюдаваме в природата. Наистина, съотношението на теглото на мозъка към телесното тегло при хората е по-високо от това на слон (около 1/40 срещу 1/560). Но то е приблизително равно на подобно съотношение при мишка и понякога можетесрещайте по-малки съотношения, например 1/12 при някои птици.
Учените са измислили сложна система за оценяване, наречена фактор на енцефализация (EQ), която трябва да заобиколи ограниченията на основната връзка ум-тяло. Той измерва съотношението на мозъка към тялото на животно само в сравнение с други животни, които са приблизително със същия размер.
Учените сравняват факторите на енцефализация при различни животни, като установяват, че при хората този фактор е по-висок, отколкото при други живи същества на планетата.
Мит #4: По-големите мозъци имат повече неврони от по-малките
Но дори факторът на енцефализацията има един недостатък, който е, че по-големият мозък не е задължително да има повече неврони от по-малкия. Този факт ни връща към мит №1 и въпроса колко неврона има в човешкия мозък.
Учените отдавна знаят, че размерът на мозъка на животните може да варира значително между видовете. Но доскоро повечето проучвания предполагаха, че плътността на невроните (техният брой, свързан с масата на мозъка) е повече или по-малко постоянна сред животни от различни класове.
Този мит беше развенчан от изследването на д-р Херкулано-Хаузел съвместно от група учени, с помощта на вече споменатата „мозъчна супа“. Те измерват общия брой неврони в мозъците на различни видове бозайници. Резултатите от изследванията показали, че различните бозайници имат различни "правила за изчисляване" на числеността си.
Изследователите са установили, че мозъците на приматите нарастват по размер с почти същата скорост, с която се увеличава броят на невроните в тях. Ако сравним 1 грам невронна тъкан в мозъка на голям примат с 1 грам мозъчна тъкан в по-малък примат, тогава броят на невроните ще бъде приблизителносъщото.
И ако вземем гризачи, тогава размерът на мозъка им се увеличава по-бързо от броя на невроните. В резултат на това по-големите гризачи имат по-малко неврони на грам невронна тъкан от по-малките видове.
Установено е, че мозъците на насекомоядните имат комбинация от мозъци на примати и мозъци на гризачи. Кората на главния мозък расте по-бързо, отколкото се увеличава броят на невроните. И малкият мозък има линейна скорост на растеж, подобно на приматите.
Крайният извод от тези изследвания е следният: сред приматите, насекомоядните и гризачите именно при приматите мозъкът използва най-икономичния принцип, като се възползва максимално от цялото налично пространство. Според д-р Херкулано-Хаузел, десетократното увеличение на броя на невроните в мозъка на гризача води до 35-кратно увеличение на самия мозък. Подобно увеличение за мозъка на примат би довело само до 11-кратно увеличение на размера на мозъка.
Ако си представим мозъка на хипотетичен гризач, който ще има 86 милиарда неврони (като при хората), тогава той би трябвало да тежи около 35 килограма, което е много повече от параметрите на всяко известно същество.
Специален ли е човешкият мозък?
Има няколко заключения, които следват от развенчания мит №4. Първо, относителният размер на мозъка (дори ако се използва факторът на енцефализация) не може да се използва като надеждна мярка за броя на невроните в различни класове животни.
Второ, това ни дава два доста контраинтуитивни факта за човешкия мозък. Едната е, че нашите мозъци изобщо не са уникални. Може да съдържа 86 милиарда неврони, но това число се вписва в правилото за изчисление за примати с мозък с такъв размер. Ако увеличите мозъка на шимпанзе до размера на човек, той ще съдържа същия брой неврони.
Но има още единкоето потвърждава факта, че в човешкия мозък има нещо уникално. Както обясни д-р Херкулано-Хаузел, човешкият мозък расте по същите правила, както при другите примати. Икономичният принцип позволява много повече неврони да бъдат опаковани в наличния обем, отколкото в мозъка на гризач с подобни размери, а може би и в мозъка на всяко живо същество, живеещо на планетата.
А фактът, че хората имат най-големия функциониращ мозък сред приматите, означава, че човешкият мозък има най-голям брой неврони, които оформят поведението и съзнанието като цяло.
Как безпрецедентният брой неврони в човешкия мозък се комбинира с нашата генетика и цялостната мозъчна структура, за да осигури най-напредналите когнитивни способности на Земята, остава да се открие.
Например, ако беше възможно да се увеличи мозъкът на шимпанзе до размера на човешки мозък, щеше ли да има скок в когнитивните способности до ниво, сравнимо с нашето?
Друг, все още неизследван въпрос: как да сравним броя на невроните в човешкия мозък с други видове бозайници, особено тези с големи мозъци? Понастоящем няма точни проучвания за броя на невроните нито при китоподобните, нито при слоновете.