Станислав Дробышевский: Эволюция мозга.

Сегодня речь пойдёт об эволюции мозга человека. Понятно, что мозг человека возник не вдруг и не сразу – было много разных причин его современного состояния. Первое, что стоит сказать – откуда мы что-то знаем. На самом деле знаний про мозг у нас не так много по той простой причине, что мозги в ископаемом виде не сохраняются. Мозг — это мягкое вещество и судить о нём можно по так называемым эндокранам. Эндокраны – это слепки мозговой полости черепа из черепной коробки. Проблема в том, что слепки не полностью отражают форму мозга. 

Специальные исследования показали, что эндокран, гипсовая отливка мозга, и сам мозг довольно сильно отличаются. С правой стороны показаны эндокраны и оригинальные мозги. Видно, что местами детали существенно расходятся. Там, где лобная и височная доли смыкаются, где затылочная с мозжечком и так далее. Большая проблема, что борозды и извилины, которые есть на мозге, на эндокране почти не отображаются, только чуть-чуть, совсем немножко. В основном отображается горизонтальная борозда, которая отделяет височную долю от лобной и теменной. И немножечко, может быть другие.

Специальные исследования показали, что рельеф на эндокране далеко не обязательно отражает рельеф самого мозга в деталях – где проходят конкретные извилины. Правда есть плюс в том, что по поверхности оболочки мозга идут кровеносные сосуды и по какой-то таинственной причине крупные сосуды, по крайней мере большие мозговые артерии, не пересекают глубоких борозд. Эти борозды отпечатываются на поверхности черепа, соответственно они есть на эндокране и по рисунку этих артерий можно примерно представить, где проходят основные борозды и, соответственно, где были основные извилины. Каких-то точных точек, строго заданных, на эндокране нет. Это тоже проблема, поэтому схема измерения эндокрана, которая здесь показана, довольно условная. Если на черепе у нас есть чётко определённые точки, например, там, где пересекаются черепные швы, есть наибольшая ширина, наименьшая ширина, длина лобной кости, длина теменной кости. Здесь такое почти невозможно, поэтому все объективные измерения не очень получаются, как-то более-менее, это не на 100 процентов надёжно. Исследования мозгов современных людей показывают, что жёсткой связи между формой мозга и даже рисунком борозд, извилин, их какими-то пупырышками и бугорками и функциями практически нет.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=gmckCCL6J2E

Если мы видим, что у человека большие мозги – это не значит, что он будет умный, если у человека маленькие мозги – это не значит, что он будет бестолковый. Если у него особенно большая лобная доля – это не значит, что он будет интеллектуал. Если у него особенно большая затылочная доля, которая отвечает за зрение, – это не значит, что у него будет какое-то невероятное зрение. Это сводит на нет идею палеоневрологии.

Однако есть хороший плюс, что мы здесь говорим не об индивидуальных отличиях каких-то конкретных гоминид между собой или обезьянами, а об эволюционных межвидовых отличиях. Когда мы выходим на межвидовой уровень. Когда у нас все эти размеры мозга в целом и отдельных долей уже меняются в разы. Тогда это имеет значение. Когда мы говорим про конкретных людей – разница мозга больше-меньше, то это ни о чём. Структура нейрона гораздо важнее. А когда мы говорим о различиях австралопитека и человека, то различия начинают играть роль. Так что со всеми этими оговорками – их надо всегда держать в голове – можно приступить к изучению мозга. Всегда есть большой-большой допуск туда и сюда.

Если измерить все эти мозги, – я лично этим занимался довольно долго – и просчитать эволюцию от обезьян, допустим, шимпанзе и ископаемых первых прямоходящих питекантропов до современного человека, то общая тенденция получается следующая. Во-первых, мозги постоянно росли – это достаточно очевидно без всяких измерений. Во-вторых, они росли достаточно неравномерно. Менялись как общие размеры, так и пропорции. Причём менялись они кусочками – нельзя сказать, чтобы мозг какого-нибудь проконсула просто увеличивался в размерах и стал как у нас весом 1,5 килограмма. Такого не было. На самом деле подрастали то одни участки, то другие. Даже в пределах какой-нибудь одной доли, допустим лобной, – если росла ее длина, ширина или высота, то это ни о чем не говорит. Если росла высота – ширина могла оставаться прежней. Если росла ширина, то длина могла оставаться прежней. Эволюция шла кусочками, рывками. Причём, если посмотреть в целом, то получается, что обычно в процессе эволюции в начале немножечко подрастали общие размеры, потом менялась форма по каким-то показателям. Потом опять немножечко подрастали размеры, потом опять менялась форма. Вероятно, тут дело в типах отбора. Потому что, когда есть какой-то план строения мозга и условия меняются, то менять структуру мозга – это сложное занятие. Скорее всего мутации, которые меняют структуру мозга будут какие-то нарушающие и что-то портящие. А мутации, которые увеличивают размер мозга, более вероятны – это увеличение количества белка, нейронов и прочего.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=gmckCCL6J2E

Количество нейронов возрастает, функции становятся чуть-чуть получше в среднем, а потом, когда мозг уже большой, можно немножечко и поменять форму, когда более-менее жизнь наладилась. Доходит до того, что какие-то мутации оказываются полезными для изменения формы мозга. Это идея. Не факт, что так происходит на самом деле, но факт, что это мы наблюдаем. На каждой ступени эволюции мозги подрастали, поменялись. Хотя это не супермегазакон – это тенденция. Соответственно, когда они начинали меняться, разные части менялись с разными скоростями.

Если смотреть издалека, с высоты многих миллионов лет, то на первом месте по темпам изменчивости находится лобная доля, а внутри самой лобной доли у нас надкраевая часть. Надкраевая часть лобной доли по-другому называется надглазничная часть, потому что над глазницами расположена. Лобная доля в целом отвечает за интеллект, разум, мышление, а надкраевая часть, в частности, отвечает за речь – это речевые центры, конечно не только за речь.

На втором месте, по темпам изменчивости, находится теменная доля в целом, а в ней надкраевая извилина. А надкраевая извилина теменной доли очень близка, хотя и не идентична верхней части височной доли, где находится центр речи. Теменная доля прежде всего занимается чувствительностью тактильной вообще и чувствительностью рук в частности – это определение разных параметров предметов на ощупь. Когда мы, например, щупаем ключи, то понимаем, что это ключи, какого они веса, какой они фактуры, липкости, влажности и тому подобное. И эта же теменная доля занимается координацией в пространстве, ориентацией в пространстве, планом тела самого человека и координацией чувствительности, в том числе и чувствительности рук с движениями. Хотя движениями занимается лобная доля, но координация движений происходит в теменной. Это трудовая деятельность. Теменная доля в начале не очень быстро развивалась, поэтому она от лобной отставала, а чуть попозже она довольно сильно ускорилась.

На третьем месте находится височная доля. В височной доле нет какого-либо одного участка, который бы бурно эволюционировал. По эндокранам это никак не очевидно. А менялась в общем и в целом общая форма. Среди всех ископаемых гоминид, предков человека и не только предков, но и разных двоюродных товарищей, есть две основные формы височной доли. Она широкая или высокая сзади и суженная или низкая спереди. Либо наоборот – спереди высокая, сзади – суженная. Как это сказывается на функциях – непонятно.

В ходе эволюции было то одно, то другое. Общая форма менялась. На последнем, на четвёртом месте находится затылочная доля. Затылочная доля довольно долго вообще не менялась, потом она довольно бурно выросла, а потом она обратно уменьшилась. И поскольку она обратно уменьшилась, то даже трудно сказать, что она как-то сильно эволюционировала. Она эволюционировала, но иногда и в обратную сторону. Может она стала лучше работать на каком-то нейронном уровне, но об этом мы ничего не знаем.

Кроме конечного мозга, о котором сейчас шла речь, есть ещё разные другие отделы, но про другие отделы совсем мало известно. Из них более-менее отпечатывается на черепе мозжечок. Мозжечок менялся, он то рос, то уменьшался. Ямка червя мозжечка менялась туда-сюда. Но что это значит – не понятно вообще. Изменения описать можно, но к чему это привязать – не очевидно совсем. Дальше о нем я говорить не буду.

Если говорить о самой эволюции, о мозге самых древних приматов, то нам известно, до крайности обидно, очень мало. Известно, что исходя из общих пропорций тела самые первые приматоморфы, которые жили 65 миллионов лет назад, скорее всего имели мозг размером меньше одного грамма. Это высчитывается из размера самого тела – они были длинной несколько сантиметром. Из соотношения с размерами тела современных животных. С поправкой, что относительная масса мозга древних приматов была гораздо меньше, чем у современных. Какой-нибудь пургаториус, который жил 65 миллионов лет назад, наверное, по интеллекту был проще, чем современный ёж, не наверно, а совершенно точно. Но для того времени – это всё равно был такой интеллектуал.

В последующем мозг всячески менялся, в основном рос. Из предков, хотя не совсем прямых предков, был микросиорс. Он на эту тему был исследован. Проблема в том, что у нас много находок, но большая часть – это челюсти с зубами и про мозги судить очень трудно. Целых черепов до крайности мало. У пургаториуса нет мозговой коробки, поэтому можем предположить, что его мозг был меньше грамма, а что было на самом деле – мы не знаем. Допустим микросиопс – есть целый череп и он был хорошо исследован, что приятно, и оказалось, что его мозг порядка 6 грамм или кубических сантиметров. Плотность мозга почти равна единице, поэтому почти заменимы граммы на кубические сантиметры.