Этапы эволюции человека. Головной мозг человека Размер мозга у человека
Отрекся ли Чарльз Дарвин в конце жизни от своей теории эволюции человека? Застали ли древние люди динозавров? Правда ли, что Россия – колыбель человечества, и кто такой йети – уж не один ли из наших предков, заблудившийся в веках? Хотя палеоантропология – наука об эволюции человека – переживает бурный расцвет, происхождение человека до сих пор окружено множеством мифов. Это и антиэволюционистские теории, и легенды, порожденные массовой культурой, и околонаучные представления, бытующие среди людей образованных и начитанных. Хотите узнать, как все было «на самом деле»? Александр Соколов, главный редактор портала АНТРОПОГЕНЕЗ.РУ, собрал целую коллекцию подобных мифов и проверил, насколько они состоятельны.
Другой способ: эндокран (слепок внутренней полости черепа) измеряют с помощью скользящего циркуля. Находят расстояния между определенными точками и подставляют их в формулы. Разумеется, этот метод дает б?льшую погрешность, так как результат сильно зависит и от того, куда приставляли циркуль (нужную точку не всегда можно точно найти), и от формул.
Еще менее надежно, когда размеры снимаются не с эндокрана, а с самого черепа. По понятным причинам внутренность черепа измерять трудно, поэтому определяют внешние размеры черепной коробки и используют специальные формулы. Здесь погрешность может быть очень велика. Чтобы снизить ее, нужно учитывать толщину стенок черепа и прочие его особенности.
(Прекрасно, когда у нас в руках целый череп идеальной сохранности. На практике приходится извлекать максимум информации из того неполного набора, который есть в наличии. Существуют формулы для оценки объема мозга даже по размерам бедренной кости…)
Положительная корреляция между размером мозга и интеллектом бесспорно существует. Она не является абсолютно строгой (коэффициент корреляции меньше единицы), но из этого вовсе не следует, что «размер не имеет значения». Корреляции такого рода никогда не бывают абсолютно строгими. Коэффициент корреляции всегда меньше единицы, какую бы зависимость мы ни взяли: между массой мышцы и ее силой, между длиной ног и скоростью ходьбы и т. д.
Действительно, встречаются очень умные люди с небольшим мозгом и глупые – с крупным. Часто в этом контексте поминают Анатоля Франса, у которого объем мозга был всего 1017 см? – нормальный объем для Homo erectus и гораздо ниже среднего для Homo sapiens. Это, однако, вовсе не противоречит тому, что интенсивный отбор на интеллект способствует увеличению мозга. Для такого эффекта вполне достаточно, чтобы увеличение мозга хоть немного повышало вероятность того, что особь окажется умнее. А вероятность, безусловно, повышается. Внимательно рассмотрев таблицы объема мозга великих людей, часто приводимые в качестве опровержения зависимости ума от размера мозга, нетрудно убедиться, что у подавляющего большинства гениев мозг все-таки крупнее среднего .
Видимо, зависимость между размером и интеллектом есть, но помимо этого на развитие ума влияет множество других факторов. Мозг – крайне сложный орган. Мы не можем знать деталей устройства мозга неандертальцев, но по слепкам полости черепа (эндокранам) можем оценить, по крайней мере, общую форму.
У неандертальцев ширина мозга крайне велика, – пишет С. В. Дробышевский, – максимальна для всех групп гоминид. Очень характерны относительно малые размеры лобной и теменной долей при очень больших – затылочной. В орбитной области (на месте зоны Брока) были развиты рельефные бугры. Теменная доля была сильно уплощена. Височная доля имела почти современные размеры и пропорции, но можно отметить тенденцию к увеличению расширенности доли в задней части и удлинению по нижнему краю, в противоположность тому, что чаще встречается у представителей современного вида человека. Ямка червя мозжечка у европейских неандертальцев была плоская и широкая, что можно рассматривать как примитивный признак.
Мозг H. neanderthalensis отличался от мозга современного человека, вероятно, большим развитием подкорковых центров подсознательного контроля за эмоциями и памятью, но вместе с тем меньшим сознательным контролем за этими же функциями
Сколько интересных фактов человечество знает про головной мозг, но в разы больше об этом органе центральной нервной системы не известно. Например, что такое память, где хранится запомненная информация, почему объем головного мозга видных интеллектуалов мог отличаться по весу в разы? Давайте займёмся антропометрией этого загадочного органа, форма которого напоминает вид ядра грецкого ореха.
Энергопотребление
Объем мозга любого современного человека превышает аналогичный показатель при сравнении с любым животным. Энергопотребление этого органа вызовет удивление у большинства людей, которые узнают, что около половины вырабатываемой в печени глюкозы потребляется головным мозгом. Цифра может составлять порядка 20 процентов энергии тела, а более наглядно 10-15 Вт при небольшой нагрузке.
Активная умственная деятельность требует до 25 Вт мощности, а у научных светил этот показатель порой 30 Вт достигает. При этом происходит генерирование намного большего количества электрических импульсов, чем производит вся вычислительная техника планеты. Масса головного мозга при этом намного порядков меньше.
Эволюция создала более эффективный механизм для обработки полученной информации, по сравнению с техническими решениями людей.
Антропометрия
Довольно точно определить объем мозга человека в наше время сложно. Медики в основном прибегают к эмпирическим формулам для подсчёта физических габаритов органа. Так берутся габаритные размеры черепной коробки в сантиметрах, перемножаются, добавляется пара коэффициентов и получается приблизительный результат. Причём линейный размер черепа мужчин и женщин высчитываются по отличающимся формулам.
Чем больше, тем лучше
Бытует мнение: чем больше мозги, тем умнее их обладатель, будь это человек или животное. Всё правильно. По уровню умственных способностей Млекопитающие намного превосходят червей и насекомых, а человекообразные обезьяны своих менее развитых сородичей. Ну это как посмотреть: птичкам, червям и обезьянам достаточно размера их мозга для выживания в привычной им среде, а человек среду обитания и образ жизни всё время подстраивает под себя. И в последнее столетие этот процесс опередил длительность жизни людей: за жизнь поколения мир изменяется настолько, что человеку необходимо беспрерывно учиться, чтобы обитать в нём, или уйти в джунгли.
Теперь об интересном.
- Результаты исследований XIX века и современности не указывают на то, что масса мозга выросла.
- У насекомых его роль заменяют нервные узлы и цепочка.
- Головной мозг Анатоля Франса весил в два раза меньше, чем в Ивана Тургенева.
- Если после 20-ти с лишним лет взрослый мозг начинает терять приблизительно 1 грамм в год, а ближе к 50-60 цифра вырастает до 2, а порой и 3 грамм, то после 60 лет эта цифра потери массы может превышать 4 грамма в год. Что интересно, получение новых навыков и знаний и занятия интеллектуальной деятельностью на весе мозга положительно не сказываются. Растёт он только у детей и подростков.
- Максимальный вес органа зафиксирован у идиота и эпилептика, и функционировал он неполноценно.
Вывод: неважно сколько весит мозг человека или животного. Более важными здесь являются отношение массы органа к массе тела и количество связей между нейронами. Не зря ведь наука установила, что активный человек (читающий книги) использует около 5% интеллектуального потенциала. Плохо знакомому с умственной деятельностью хватает и 3%, и неважно, женщина это или мужчина.
Число нейронов также немногое говорит про вместимость черепной коробки: при равном их количестве у разных видов животных некоторые значительно отличаются интеллектуальными способностями, но лишь в решении предложенных человеком задач.
Корреляции
Многие думают, что современный человеческий мозг немного больше мозгов человекообразной обезьяны, но это не так. Интеллект человека действительно превосходит умственные способности любого животного, вторым «по уму» идёт дельфин, а не шимпанзе. Человеческий мозг может весить до 2% от массы тела, то есть он в 50 или чуть более раз легче, чем весь организм, у дельфинов показатель составляет около 80 раз, а у шимпанзе – порядка 120. Но и такой подсчёт не даёт высокой точности, ведь установлено, что у разных млекопитающих интеллект в немалой мере зависит от площади коры (неокортекса), увеличиваемой за счёт извилин.
Показатели массы
Не секрет, что женский и мужской центр нервной системы отличается по весу. Это было установлено в 1882 Френсисом Гаттоном и многократно подтверждено учёными из различных исследовательских институтов и центров всего земного шара.
Эта разница составляет 100-150 грамм в среднем.
Вес
Наконец-то мы пришли к самому интересному: сколько весит мозг человека, и каков его средний размер. Нормальным считается орган со следующими габаритами:
- длина (от лобных долей к затылку) – 160-175 мм;
- ширина – 135-145 мм;
- высота (вертикальный разрез) 105-125 мм.
Это у взрослого человека. У стариков, детей и подростков эти цифры будут ниже, а также у тех, чей мозг поддаётся влиянию вредных для него факторов окружающей среды (алкоголь, наркотики).
Какова средняя масса
Усреднённым значением считается показатель в 1,38 кг для сильного пола и 1,24 кг у представительниц слабого пола. Индивидуальные корреляции могут составлять 900 – 2000 грамм. Высокоинтеллектуальные люди, профессионалы в какой-либо сфере деятельности и творческие личности не отличаются увеличенной массой мозгового вещества. Его плотность составляет 1,038-1,04.
У детей
Новорождённые и младенцы отличаются массой мозга, которая достигает 10% (нормой считается 350-450 грамм) от веса тела и заметно снижается в первые годы его жизни и развития. В два года, например, вес колеблется в районе 900 грамм, а в шесть – 1,2 кг. За последующие 10-16 лет мозг прибавляет в весе всего около 0,2 кг.
Большой и малый вес
Наиболее легким мозгом, который был зафиксирован, обладал 46-летний мужчина. Вес составлял всего 680 грамм, причем такой крохотный орган не оказывал никакого влияния на поведение и социальные навыки человека. Хотя ещё в 1873 году К. Фохт установил, что порог массы мозга находится в пределах 750-800 грамм. Кто имел орган легче, отличались наличием микроцефалии, упрощенным поведение, могли иметь упрощенную речь, их развитие не часто отличалось от умственных способностей детей 3-6 лет. Такие люди вели практически асоциальный образ жизни, пасли овец, собирали дрова, ягоды.
Масса самого большого мозга – 2850 граммов, при этом его владелец, как говорилось выше, был идиотом и шизофреником. В том же XIX веке был зафиксирован и самый большой мозг нормального человека. Он составлял 2222 грамма.
Расовые и национальные различия
На вес мозга влияет и гаплогруппа. Обладатели R1A, коими являются большинство или значительная часть россиян, украинцев, белорусов, поляков, сербов, брахманов Индии и менее весомый процент представителей иных народов, наделены самым массивным мозгом. У западных европейцев и азиатских народов он немногим меньше. Самым незначительным весом мозга отличаются афроамериканцы – он весит приблизительно на 100 грамм меньше, чем у белокожих американцев.
Размер мозга не всегда имеет значение, по крайней мере решающее. Мужчина не всегда умнее женщины, их нервные системы заточены для решения различных проблем. А вот среди различных народов замечено, что среди славян и их потомков, которые носят в себе Y-хромосому R1A, больше всего творцов и изобретателей, чем негроидное население не отличается.
Эта глава посвящена человеческому разуму и для начала обратим внимание, что из большого многообразия животных, только у одной ветви человекообразных обезьян 6,5 млн. лет начал увеличиваться мозг, в котором позднее развились центры речи и разума, сделавшие из обезьяны современного человека. Это очень важный момент, т.к. животные и птицы тоже имеют мозг, который позволяет им запоминать, что полезно, а что опасно для жизни, находить места своих стоянок, обучать навыкам жизни своих детенышей, запоминать своего хозяина-человека и выполнять его требования. При этом сегодняшняя наука считает, что животные это проделывают неосознанно, а только опираясь на выработавшиеся у них в течение жизни рефлексы.
Но почему нынешние обезьяны так и остались на уровне их предшественников, и у них не появился разум? Опять же вспомним Закон прогрессивного развития, который определяет, что ВСЕМУ СВОЕ ВРЕМЯ! Рождение разума, как рождение ребенка, наступило точно в назначенное время, когда преобразование энергии Большого Взрыва достигло очередного этапа, который в Таблице 3 соответствует 6,64 млн. до н.э.
Именно тогда энергия Вселенной перешла на следующий более высокий уровень, и наступил момент для важных из-менений в строении мозга, которые затронули только самую развитую в то время ветвь животных, которыми были человекообразные обезьяны, а мозг остальных живых существ так и остался на прежнем уровне развития. Процесс зарождения разума проходил во Вселенной только один раз, т.к. ВСЕМУ СВОЁ ВРЕМЯ! Такова жизнь, которая постоянно идет по заданной программе и только в сторону прогрессивного развития. В этой программе не предусмотрен возврат назад, а те, кто пожелает это сделать, будут очень жестоко возвращены программой в заданное русло. Именно поэтому зарождение разума во Вселенной произошло только один раз 6,5 млн. лет назад, в том числе и на других планетах!!! И не зря говорят, что в реку невозможно войти дважды, т.к. первая вода уже утекла и все дальнейшие преобразования энергии во Вселенной пошли дальше по зало-женной программе!
Первобытный человек, благодаря появившемуся разуму, постепенно получил способность анализировать ситуацию и выбирать из множества вариантов, то, которое он считает наиболее правильным. Кроме того разум позволил находить человеку новые решения и именно это свойство позволило людям совершать открытия и продвигаться по пути прогресса.
Что же такое разум, и каков механизм его действия? К сожалению, современная наука, досконально изучившая техническими средствами структуру мозга человека и остальных животных, так и не дала до настоящего времени ответ на этот вопрос. При этом ученые поняли, как передаются сигналы от органов чувств в мозг и как поступает обратный ответ, но вот как происходит процесс принятия решения, этого сказать пока еще никто не может.
Именно поэтому многие предлагают сопоставить мозг человека с ЭВМ, и надо заметить, это сходство потрясающее, т.к. осознанно, или нет, но создавая компьютер, ученые точно повторили схему человеческого мозга, который как раз в то время изучалась учеными.
В Приложении 3 приведена из Википедии краткая хро-нология создания ЭВМ от первых громоздких и медленных ламповых машин до современных смартфонов, процессоры которых во много раз опережают возможности персональных ЭВМ десятилетней давности.
Главная идея при создании электронной вычислительной машины состояла в использовании электрических реле, имеющих два фиксированных состояния (открыто и закрыто), что позволило записывать числа в машине в двоичном коде, который используют для записи цифр с помощью последовательного чередования 0 и 1. Каждое число и буква могут быть зашифрованы в виде цепочки последовательно меняющихся нулей и единичек, из которых составляются тексты, закладывающиеся в память компьютера. Как будет показано ниже, главная клетка мозга – нейрон, где сохраняется память, также может занимать только два состояния "открыто или закрыто".
Таблица 5
| Период | События на Земле |
| 1 | 2 |
| 1 965 | Научно-техническая революция в освоении космоса в 1957 и переход в 1964 г. ЭВМ к интегральным схемам |
| 1 991 | В 1989 наступила эра Интернета |
| 2 003 | Бурное развитие персональных ЭВМ |
| 2 010 | Революция в микроэлектронике iPad (Apple). |
| 2 013 | Ускоренно развиваются 3 D и нано технологии |
Как видно из Таблицы 5 с каждой технической революцией происходил скачек в развитии вычислительных машин и позднее вместо реле стали использовать лампы, затем полупроводники, микросхемы, и, наконец, микропроцессоры, которые всего лишь за 50 лет существенно снизили габариты машин и их стоимость, а быстродействие при этом выросло в миллионы раз.
К настоящему времени создано множество устройств, предназначенных для хранения данных, и память бывает энергонезависимая, которая не стирается при снятии электропитания (жесткий диск, Flash, оптические диски), и энергонезависимая, которая используется для обеспечения работы процессора, и стирающаяся после снятии электропитания (оперативная и кэш-память). Также и в мозгу человека есть долговременная память и кратковременная, которая стирается через какое-то время.
Бит – минимальная единица информации, записываемая в одной ячейки памяти и принимающая значения 0 и 1. Байт - равен восьми битам. В мозгу человека память хранится в клетках - нейронах и один нейрон сохраняет минимальную порцию информации, аналогичную байту.
Килобайт, Мегабайт, Гигабайт, Терабайт и т.д. увеличи-ваю последовательно размер памяти в 1000 раз.
Чтобы понять, сколько памяти необходимо компьютеру для запоминания информации, произведем простой расчет. Для того чтобы увидеть изображение на экране монитора необходимо сначала зафиксировать его в памяти камеры, путем раскладывания света на красные, синие и зеленые оттенки, а затем преобразования их в матрице камеры в электрические сигналы. Скорость записи изображения в современных кинокамерах составляет до 50 Мбит в секунду, и для высококачественного фильма, длительностью 100 минут, потребуется память в размере до 37 Гигабайт. Запомните эту цифру, т.к. она понадобится, когда пойдет речь о принципе работы человеческого мозга. Именно поэтому по мере развития компьютерной техники всегда возникал вопрос об увеличении памяти и скорости обработки информации.
Процессор – это важнейший элемент ЭВМ, в который поступает внешняя информация и затем отправляется в память компьютера. Аналогичный элемент есть и в человеческом мозгу. Называется он гиппокамп, но его работа намного сложнее и именно в нем нужно искать пути, ведущие к разуму. Но об этом мы поговорим немного позднее.
А сейчас речь пойдет о главной тайне человечества – РАЗУМЕ и принципах его работы.
Мозг представляет собой сложнейшую систему, обрабатывающую огромное количество входящей информации через органы чувств (глаза, уши, нос, язык и кожу) и принимающую решение, что делать с этой информацией.
В мозгу большую часть занимают два больших полушария, покрытые корой из серого вещества толщиной 1-5 миллиметров, где располагаются около 10 млрд. нервных клеток нейронов, которые являются хранилищем долговременной памяти. Распространено мнение, что правое полушарие определяет предмет, а левое определяет, для чего его можно использовать.
Существует два вида памяти – первичная, хранящая временную информацию, которую человек очень быстро забывает и вторичная, сохраняющая информацию на длительное время, в том числе и на всю жизнь. В ходе исследования мозга ученые обнаружили, что человеческий мозг работает по следующей схеме.
Все сигналы, которые поступают в человеческий организм через глаза, уши, нос, язык и кожу трансформируются в находящихся в них клетках-рецепторах в электрические сигналы, которые по нервам поступают в участок мозга гиппокамп, расположенный в глубине височных долей мозга. Предполагается, что основная функция гиппокампа - это кодирование информации для сохранения в других отделах мозга. Эта часть мозга соединена со многими другими зонами мозга, где хранятся запомненные человеком прошлые события и полученные знания. Новые технологии сканирования мозга наглядно показали, что информация в этих зонах рассортирована как в папках компьютера строго по назначению, (опасность, еда, жилье, боль, удовольствие и т.д.), и новая информация поступает, после анализа в гиппокампе, точно в свою зону.
Фактически память хранится в соответствующих зонах мозга, и чем больше этих центров, тем выше уровень развития разума. Если путь от входящей в организм информации до сформированного ответного сигнала очень короток, то это соответствует рефлексу, а чем больше накоплено знаний, тем сложнее процесс принятия решений, т.к. каждая зона принимает участие в дальнейшем пути поступившей информации. Именно поэтому говорят, что у животных рефлексы, а у человека разум. Следовательно, память это не какое-то отдельное место в нашем мозгу, а целая сеть связанных между собой зон.
Поступивший внешний сигнал будет циркулировать по замкнутым нейронным цепям гиппокампа, пока принимается решение в течение нескольких секунд или минут, куда отправить поступившую информацию - на хранение в длительную память, задержать на некоторое время в первичной памяти, или сразу передать сигнал соответствующим органам тела (побежать, засмеяться, что-то взять и т.д.).
Рассмотрим более подробно, как формируются и передаются сигналы в мозг на примере глаза. У человекообразных и большинства других обезьян, сусликов, многих рыб и птиц цветовое зрение хорошо развито. Цветовым зрением обладают многие насекомые, в том числе мухи и пчелы. К млекопитающим, у которых цветовое зрение слабо развито или отсутствует, относятся мыши, крысы, кролики, кошки и собаки.
Изображение, вошедшее в глаз, фокусируется в кристаллике и в перевернутом состоянии отображается на сетчатке в задней части глаза, где сосредоточено более 125 млн. нервных клеток. Среди них большую часть составляют палочки, помогающие человеку различать предметы в сумерках, и три типа колбочек, которые отвечают за восприятие красного, синего и зеленого оттенка. Прямо как в матрице камеры.
Любое изображение поступает в глаз в виде фотонов света, энергия которых, попадая на нервные клетки-рецепторы, расположенные на сетчатке глаза, вызывает химическую реакцию, в результате которой появляется электрический ток ионов. Этот процесс происходит в каждой из 125 млн. палочек и колбочек, и увиденное изображение, преобразованное в электрические сигналы, идет по аксонам, сплетенным в толстый зрительный нерв, к среднему мозгу и далее к гиппокампу, где происходит анализ поступившей информации.
Решение о сохранении полученной информации в памяти в большинстве случаев осуществляется автоматически в гиппокампе, в котором сплетены связи от 10 миллиардов нейронов, находящихся в коре мозга. Если в памяти вашего мозга уже хранится связанная с новым событием информация, то новая информация, как важная для человека, автоматически надолго отпечатается в вашем мозгу. Опросив все зоны, где находится ранее запомненная информация, гиппокамп принимает решение, куда отправить полученное через глаз изображение.
В этой связи очень важно научиться заставлять свой мозг запоминать информацию при обучении, т.к. при первом прочтении эта информация воспринимается, как неизвестная и откладывается в краткосрочную память. Но если материал по-вторять, то он уже будет восприниматься, как ранее запомненный и отложится в долгосрочную память. Повторенье-мать ученья.
В 1955 году Рональд Майерс, аспирант из Чикагского университета, занимался обучением кошки, различать различные изображения, показываемые на экране, и за несколько тысяч повторений кошка стала надежного различать несколько фигур. Кошки обучаются медленно; например, голубям потребовалось в этой ситуации всего лишь несколько сотен повторений. Этот опыт показал, что долгосрочная память есть и у животных и формируется она, как и у человека, методом повторения, но вот наличие в человеческом мозгу зон, где знания, рассортированы по категориям, и подключение к процессу выработки решения гиппокампа, существенно ускоряет образовательный процесс.
Однако если бы наш мозг фиксировал всё, что попадает в него через органы чувств, то процесс запоминания прекратился бы на первых секундах жизни человека. Вспомните, что при просмотре одного фильма в глаз человека попадает информация об увиденных изображениях, которые требуют 37 Гигабайт памяти, а каждый байт несет информацию, которую способен запомнить один нейрон. Даже с учетом последней информации о том, что в мозгу человека собрано около 87 млрд. клеток, этого хватило бы только на 2 фильма, а в процессе формирования памяти участвует гораздо меньше нейронов. Правда книга занимает только 2 мегабайта и человеческой памяти хватит на 5000 книг. Вывод напрашивается сам собой, что в памяти остается только та информация, которая скорей всего потом пригодится человеку. Память камеры может запомнить все листья на дереве, каждый волосок на голове, а человеку это не важно, и в памяти остаются только общие контуры объектов, что позволяет резко сократить количество нейронов, задействованных при запоминании. Человеческий мозг не может, как компьютер, уве-личить размер своей памяти, т.к. процесс роста мозга в ходе эволюции занимал миллионы лет, и чтобы справиться с постоянно увеличивающимся потоком информации мозгу приходится стирать данные в памяти, которые долго не используются. Освободившиеся нейроны при этом могут вновь участвовать в процессе запоминания.
Исследования показали, что начиная с шестидесяти лет, наш мозг ссыхается на 5-10% каждые десять лет и в этом возрасте гиппокамп и лобная (мыслительная) часть коры головного мозга работают менее активно. Старческое слабоумие поражает каждого двадцатого с шестидесяти пяти лет, с 80 - каждого пятого, а с 90 - даже каждого третьего. Также ученые выяснили, что на память плохо действуют такие факторы, как волнения, недостаток сна, алкоголь, высокое давление и перегрузка информацией. Когда у вас не остается времени на размышления и раздумья, мозг стремительно теряет глюкозу, которая является "топливом" для процессов, происходящих в головном мозге. А после резкого снижения уровня глюкозы восстановление до нормы проходит длительно с большими трудностями. Именно поэтому человек и животные, обладающие мозгом, нуждаются во сне, чтобы восстановить потраченные за день питательные вещества, участвующие в процессе формирования памяти.
Другой угрозой для работы мозга является Стресс, кото-рый в экстремальной ситуации на короткое время заряжает наш мозг дополнительной энергией, которую берет из хранящейся в тканях глюкозы, чтобы выделить адреналин для улучшения циркуляции крови. Однако постоянный стресс приведет к разрушению мозга и нейроны гиппокампа умирают навсегда. Наверное, многие испытывали тяжелейшее состояние, разбитость и неспособность сконцентрироваться после бессонной ночи, когда у вас во дворе орала автомобильная сигнализация. Это особенно опасно для людей, которым необходимо утром садиться за руль, идти к операционному столу и т.д.
Очень интересен вопрос, касающийся возможности пе-редачи умственных способностей по наследству. И здесь определенно можно сказать, что знания накопленные человеком за его жизнь, по наследству не передаются и память ребенка, ро-дившегося у гения и у бездельника, абсолютно чистая, и кем станет этот человек, зависит только от знаний, полученных им в процессе обучения. Поэтому все поколения людей каждый раз заново проходят полный цикл накопления знаний, но в нарастающем объеме, с учетом развития жизни.
Другое дело, что люди обладают разными способностями к запоминанию, и здесь сказывается генетическая наследст-венность, развивающаяся по законам Менделя, которые устанавливают доминирующее влияние генов одного из родителей. Как уже было сказано, память состоит из множества зон в мозгу человека, и чем больше человек загружает свой мозг знаниями, тем больше у него становится таких зон, и я считаю, что это приводит к генетическим изменениям. Конечно, образ жизни дикаря не требует создания в мозгу огромного количества зон, какие есть у творчески мыслящего человека и их генетическая наследственность в части умственных способностей совершенно разная. Но при этом если дети умного человека не пожелают напрягаться при обучении, то их мозг с потенциально высокими возможностями будет бездействовать. И если в следующем по-колении, у их детей тоже не проявится интерес к знаниям, то постепенно генетические умственные преимущества этой ветви людей будут потеряны. Таким образом, конечно, есть разница в наследственных способностях людей максимально развивающих из поколения в поколение свой мозг и у населения, ограни-чивающегося естественными потребностями на уровне "хлеба и зрелищ". И дело не в принадлежности к какой либо расе, или нации, что пытались доказать в фашистской Германии, а в регу-лярном многовековом развитии мозга в процессе обучения. Ко-нечно, политический и социальный фактор накладывают существенный отпечаток на уровень умственных способностей населения, и политика лидера страны во многом определяет уровень образованности населения его страны.
Таким образом, разум человека это процесс выработки в мозгу решений, который в отличие от животных сопровождается анализом поступившей информации в гиппокампе, связанном с большим количеством зон, где сохранены знания, рассортиро-ванные по их назначению.
Технические открытия в электронике, скоро позволят создать оборудование, которое выявит процесс формирования решений в мозгу человека и будет открыта тайна разума.
Вспомним Таблицу 3 и посмотрим, как появление новых способностей у человека в течение 6,5 миллионов было связано с изменением размера мозга и его строения.
Таблица 6
| 6,64 млн. до н.э. | 6,5 млн. до н.э. выделяется линия к человеку |
| 3,32 млн. до н.э. | 4-3,5 млн. до н.э. сформировался Австралопитек
Объём головного мозга 530 см³ |
| 1,66 млн. до н.э. | 1,6 млн. до н.э. Человек прямоходящий освоил огонь
Объём головного мозга 700-850 см³ |
| 828 063 до н.э. | 800 тыс. до н.э. появился Человек гейдельбергский
Объём головного мозга 1100 см³ |
| 413 023 до н.э. | 400 тыс. до н.э. 2 этап Человека гейдельбергского
Объём головного мозга 1200 см³ |
| 205 504 до н.э. | 200 000 лет до н.э. появляются неандертальцы
Объём головного мозга 1400 см³ |
| 101 744 до н.э. | 100 тыс. лет назад расцвет неандертальцев
Объём головного мозга 1500 см³ |
| 49 864 до н.э. | 50 000 лет назад революция в каменных орудиях
Объём головного мозга 1600 см³ |
| 23 924 до н.э. | 24 000 до н.э. кроманьонцы вытеснили неандертальцев Объём головного мозга 1550 см³ |
| 10 954 до н.э. | Неолитическая революция
Объём головного мозга 1450 см³ |
| Объём мозга современного человека 1400 см³ |
Особенно обратим внимание на период с 23 924 до н.э. до 10 954 до н.э., когда кроманьонцы полностью вытеснили с Земли неандертальцев, и с этого периода началось уменьшение размера мозга 2 . Это говорит о том, что в это время обозначилось резкое изменение разума людей, и умственные способности стали прогрессировать не за счет размеров мозга, а за счет изменения внутренней структуры и появления зон, где стали откладываться новые быстро развивающиеся знания. Произошел переход "количества в качество", как при развитии ЭВМ. Именно такой аналогичный переход в изменении структуры мозга, должен произойти в ближайшие годы, когда под воздействием постоянно увеличивающегося потока знаний, доставляемых человеку быстро развивающимися информационными технологиями, произойдет массовое изменение разума человечества. Как это будет происходить, попытаюсь показать в заключительной ГЛАВЕ VIII , а в дополнении к Главе III приведу несколько интересных мыслей, высказанных о мозге Академиком Натальей Петровной Бехтеревой (7.7.1924-22.6.2008) .
Филогенетическое дерево человека разумного построено еще только в общих чертах. Основные этапы эволюции человека охарактеризованы в таблице:
| Антропоиды | Гоминиды | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Дриопитек | Австралопитековые (австралопитек) | Человек умелый | Древнейшие люди (питекантроп, синантроп) | Древние люди (неандерталец) | Новые люди (кроманьонец, человек) |
| Возраст, лет | |||||
| 18 млн | 5 млн | 2-3 млн | 2 млн — 200 тыс | 250-35 тыс | 50-40 тыс |
| Внешний вид | |||||
| Небольшие животные с округлым черепом, бинокулярным зрением, хорошо развитым головным мозгом; могут находиться в вертикальном положении | Масса до 50 кг, рост до 150 см, руки свободны, прямохождение | Фаланги пальцев сплющены, первый палец стопы не отведен в сторону | Рост около 160 см, массивный костяк, положение тела полусогнутое | Рост 155-165 см, коренастые люди, ходили несколько согнувшись | Рост около 180 см, физический тип современного человека |
| Объем мозга, см 3 | |||||
| — | 550-650 | 750 | 700-1200 | До 1400 | Около 1400 |
| Череп | |||||
| Череп близок по строению к черепу человекообразных обезьян | Массивные челюсти, небольшие резцы и клыки | Зубы человеческого типа | Кости черепа массивные, лоб покатый, надбровные валики выражены | Скошенные лоб и затылок, большой надглазничный валик, подбородочный выступ развит слабо | Мозговой череп преобладает над лицевым, сплошной надглазничный валик отсутствует, подбородочный выступ хорошо развит |
| Орудия труда | |||||
| Манипуляция с окружающими предметами | Систематическое использование естественных предметов | Изготовление примитивных орудий труда | Изготовление хорошо выделанных каменных орудий труда | Изготовление разнообразных каменных орудий труда | Изготовление сложных орудий труда и механизмов |
| Образ жизни | |||||
| Стадный образ жизни | Стадный образ жизни, охота, собирательство | Кооперирование во время охоты и групповая защита | Общественный образ жизни, поддержание огня, примитивная речь | Коллективная деятельность, забота о ближних, развитая речь | Настоящая речь, абстрактное мышление, развитие сельского и промышленного хозяйства, техники, науки, искусства |
По современным данным палеонтологии, предшественниками человека являются древние примитивные насекомоядные млекопитающие, давшие начало парапитекам.
Парапитеки появились около 35 млн лет назад. Это были древесные обезьяны, от которых произошли современные гиббоны, орангутаны и дриопитеки.
Дриопитеки возникли около 18 млн лет назад. Это были полудревесные, полуназемные обезьяны, которые дали начало современным гориллам, шимпанзе и австралопитекам.
Австралопитеки появились около 5 млн лет назад в безлесных степях Африки. Это были высокоразвитые обезьяны, которые передвигались на двух задних конечностях в полувыпрямленном положении. Их рост составлял 120-150 см, масса тела — 20-50 кг, объем мозга — около 600 см 3 . Освободившимися передними конечностями они могли брать палки, камни, другие предметы и использовать их для охоты и защиты от врагов. Изготовление орудий труда австралопитеками не установлено. Жили группами, употребляли как растительную, так и животную пищу. Австралопитеки, возможно, дали начало Человеку умелому. Этот вопрос остается дискуссионным.
Человек умелый сформировался 2-3 млн лет назад. Морфологически он мало отличался от австралопитеков, но именно на этой стадии произошло превращение обезьяны в человека, поскольку Человек умелый изготовил первые примитивные орудий труда. С этого момента изменились условия существования предков человека, в результате чего преимущества в выживании получили особи с признаками, способствующими прямохождению, способности к трудовой деятельности, совершенствованию верхних конечностей и познавательной активности мозга. Человека умелого считают предком архантропов.
Древнейшие люди (архантропы)
К ним относят, в частности, питекантропа и синантропа, принадлежащих в одному виду — Человек прямоходящий . Останки питекантропа были обнаружены в 1891 г. на острове Ява; останки синантропа — в 1927 г. в пещере близ Пекина. Питекантропы и синантропы были более схожи с австралопитеками, чем с современными людьми. Они имели рост до 160 см, объем мозга — 700-1200 см 3 . Они жили 2 млн — 200 тыс. лет назад, преимущественно в пещерах и вели стадный образ жизни. Изготавливаемые ими орудия труда были более разнообразны и совершенны, чем у Человека умелого. Считают, что у них были зачатки речи. Они пользовались огнем, что делало пищу легче усвояемой, защищало от хищников и холода, способствовало расширению ареала.
Древние люди (палеоантропы)
К ним относят неандертальцев . Впервые их останки найдены в долине р. Неандерталь в Германии в 1856 г. Неандертальцы были широко расселены в Европе, Африке и Азии в ледниковую эпоху 250-35 тыс. лет назад. Объем их мозга достигал 1400 см 3 . У них еще сохранились надбровные валики, относительно низкий лоб, массивная нижняя челюсть с зачатком подбородочного выступа. Они жили в пещерах группами по 50-100 человек, умели добывать и поддерживать огонь, питались растительной и животной пищей, изготавливали разнообразные каменные, костяные и деревянные орудия труда (ножи, скребки, рубила, палки и т.п.). У них существовало разделение труда: мужчины охотились, изготавливали орудия труда, женщины обрабатывали туши животных, собирали съедобные растения.
Современные люди (неоантропы)
Неандертальцев сменили люди современного физического типа — кроманьонцы — первые представители вида Человек разумный. Они появились около 50-40 тыс. лет назад. Некоторое время палеоантропы и неоантропы существовали совместно, но затем неандертальцы были вытеснены кроманьонцами. Кроманьонцы обладали всеми физическими особенностями ныне живущих людей: высокий рост (до 180 см), большой объем головного мозга (около 1400 см 3), высокий лоб, сглаженные надбровные валики, развитый подбородочный выступ. Последний указывает на развитую членораздельную речь. Кроманьонцы строили жилища, делали одежду из шкур, сшитых костяными иглами, изготавливали изделия из рога, кости, кремня и украшали их резьбой. Кроманьонцы научились шлифовать, сверлить, знали гончарное дело. Они жили родовыми общинами, приручали животных, занимались земледелием. У них появились зачатки религии и культуры.
Масса мозга
Масса мозга нормальных людей колеблется от 1020 до 1970 граммов. Мозг мужчин весит на 100-150 граммов больше, чем мозг женщин . У мужчин он составляет 2 % от общей массы тела, у женщин - 2,5 %. Широко распространено мнение, что от массы мозга зависят умственные способности человека: чем больше масса мозга, тем одареннее человек. Однако очевидно, что это далеко не всегда так. Например, мозг И. С. Тургенева весил 2012 г, а мозг Анатоля Франса - 1017 г. Самый тяжелый мозг - 2900 г - был обнаружен у индивида, который прожил всего 3 года. Мозг его в функциональном отношении был неполноценным. Итак, прямой зависимости между массой мозга и умственными способностями отдельного индивида нет. Однако на больших выборках в многочисленных исследованиях обнаруживается положительная корреляция между массой мозга и , а также между массой определенных отделов мозга и различными показателями когнитивных способностей
Степень развития мозга может быть оценена, в частности, по соотношению массы спинного мозга к головному. Так, у кошек оно - 1:1, у собак - 1:3, у низших обезьян - 1:16, у человека - 1:50. У людей верхнего палеолита мозг был заметно (на 10-12 %) крупнее мозга современного человека
Строение головного мозга
Головной мозг, строение
Объём человеческого мозга составляет 91-95 % емкости черепа. В головном мозге различают пять отделов: продолговатый мозг , задний , включающий в себя мост и мозжечок , средний , промежуточный и передний мозг , представленный большими полушариями . Наряду с приведённым выше делением на отделы, весь мозг разделяют на три большие части:
- Полушария большого мозга;
- Мозжечок;
- Ствол мозга.
Кора большого мозга покрывает два полушария головного мозга: правое и левое.
Оболочки головного мозга
Головной мозг, как и спинной, покрытый тремя оболочками: мягкой, паутинной и твердой.
Мягкая, или сосудистая, оболочка головного мозга (лат. pia mater encephali ) непосредственно прилегает к веществу мозга, заходит во все борозды, покрывает все извилины. Состоит она из рыхлой соединительной ткани, в которой разветвляются многочисленные сосуды, питающие мозг. От сосудистой оболочки отходят тоненькие отростки соединительной ткани, которые углубляются в массу мозга.
Паутинная оболочка головного мозга (лат. arachnoidea encephali ) - тоненькая, полупрозрачная, не имеет сосудов. Она плотно прилегает к извилинам мозга, но не заходит в борозды, вследствие чего между сосудистой и паутинной оболочками образуются подпаутинные цистерны наполненные спинномозговой жидкостью, за счет которой и происходит питание паутинной оболочки. Самая большая, мозжечково-продолговатая цистерна, размещена сзади четвёртого желудочка, в неё открывается срединное отверстие четвёртого желудочка; цистерна боковой ямки лежит в боковой борозде большого мозга; межножковая - между ножками мозга; цистерна перекресток - в месте зрительной хиазмы (перекресток).
Твёрдая оболочка головного мозга (лат. dura mater encephali ) - это надкостницы для внутренней мозговой поверхности костей черепа. В этой оболочке наблюдается наивысшая концентрация болевых рецепторов в организме человека, в то время как в самом мозге болевые рецепторы отсутствуют.
Твердая мозговая оболочка построена из плотной соединительной ткани, выстланной изнутри плоскими увлажненными клетками, плотно срастается с костями черепа в области его внутренней основы. Между твердой и паутинной оболочками находится субдуральное пространство, заполненное серозной жидкостью.
Структурные части мозга
Компьютерная томограмма головного мозга.
Продолговатый мозг
Продолговатый мозг (лат. medulla oblongata ) развивается с пятого мозгового пузырька (дополнительного). Продолговатый мозг является продолжением спинного мозга с нарушенной сегментальностью. Серое вещество продолговатого мозга состоит из отдельных ядер черепных нервов. Белое вещество - это проводящие пути спинного и головного мозга, которые тянутся вверх в мозговой ствол, а оттуда в спинной мозг.
На передней поверхности продолговатого мозга содержится передняя срединная щель, по бокам которой лежат утолщённые белые волокна, называемые пирамидами. Пирамиды сужаются вниз в связи с тем, что часть их волокон переходит на противоположную сторону, образуя перекресток пирамид, образующих боковой пирамидный путь. Часть белых волокон, которые не перекрещиваются, образуют прямой пирамидный путь.
Мост (лат. pons ) лежит выше продолговатого мозга. Это утолщённый валик с поперечно расположенными волокнами. По центру его проходит основная борозда, в которой лежит основная артерия головного мозга. По обе стороны борозды имеются значительные повышения, образованные пирамидными путями. Мост состоит из большого количества поперечных волокон, которые образуют его белое вещество - нервные волокна. Между волокнами немало скоплений серого вещества, которое образует ядра моста. Продолжаясь до мозжечка, нервные волокна образуют его средние ножки.
Мозжечок
Мозжечок (лат. cerebellum ) лежит на задней поверхности моста и продолговатого мозга в задней черепной ямке. Состоит из двух полушарий и червя, который соединяет полушария между собой. Масса мозжечка 120-150 г.
Мозжечок отделяется от большого мозга горизонтальной щелью, в которой твердая мозговая оболочка образует шатер мозжечка, натянутый над задней ямкой черепа. Каждое полушарие мозжечка состоит из серого и белого вещества.
Серое вещество мозжечка содержится поверх белого в виде коры. Нервные ядра лежат внутри полушарий мозжечка, масса которых в основном представлена белым веществом. Кора полушарий образует параллельно расположенные борозды, между которыми есть извилины такой же формы. Борозды разделяют каждое полушарие мозжечка на несколько частей. Одна из частиц - клочок, прилегающей к средним ножкам мозжечка, выделяется больше других. Она филогенетически древнейшая. Лоскут и узелок червя появляются уже в низших позвоночных и связанные с функционированием вестибулярного аппарата.
Кора полушарий мозжечка состоит из двух слоев нервных клеток: наружного молекулярного и зернистого. Толщина коры 1-2,5 мм.
Серое вещество мозжечка разветвляется в белой (на срединном разрезе мозжечка видно будто веточку вечнозеленой туи), поэтому её называют деревом жизни мозжечка.
Мозжечок тремя парами ножек соединяется со стволом мозга. Ножки представлены пучками волокон. Нижние (хвостовые) ножки мозжечка идут к продолговатому мозгу и называются ещё верёвчатыми телами. В их состав входит задний спинно-мозго-мозжечковый путь.
Средние (мостовые) ножки мозжечка соединяются с мостом, в них проходят поперечные волокна к нейронам коры полушарий. Через средние ножки проходит корково-мостовой путь, благодаря которому кора большого мозга воздействует на мозжечок.
Верхние ножки мозжечка в виде белых волокон идут в направлении среднего мозга, где размещаются вдоль ножек среднего мозга и тесно к ним примыкают. Верхние (черепные) ножки мозжечка состоят в основном из волокон его ядер и служат основными путями, проводящими импульсы к зрительным буграм , подзоровобугровому участку и красным ядрам.
Ножки расположены впереди, а покрышка - сзади. Между покрышкой и ножками пролегает водопровод среднего мозга (Сильвиев водопровод). Он соединяет четвёртый желудочек с третьим.
Главная функция мозжечка - рефлекторная координация движений и распределение мышечного тонуса.
Средний мозг
Покров среднего мозга (лат. mesencephalon ) лежит над его крышкой и прикрывает сверху водопровод среднего мозга. На крышке содержится пластинка покрышки (четверохолмие). Два верхних холмика связаны с функцией зрительного анализатора, выступают центрами ориентировочных рефлексов на зрительные раздражители, а потому называются зрительными. Два нижних бугорка - слуховые, связанные с ориентировочными рефлексами на звуковые раздражители. Верхние холмики связаны с латеральными коленчатыми телами промежуточного мозга с помощью верхних ручек, нижние холмики - нижними ручками из медиальными коленчатыми телами.
От пластинки покрышки начинается спинномозговой путь, который связывает головной мозг со спинным. По нему проходят эфферентные импульсы в ответ на зрительные и слуховые раздражения.
Большие полушария
Большие полушария мозга. К ним принадлежат доли полушарий, кора большого мозга (плащ), базальные ганглии, обонятельный мозг и боковые желудочки. Полушария мозга разделены продольной щелью, в углублении которой содержится мозолистое тело, которое их соединяет. На каждом полушарии различают следующие поверхности:
- верхнебоковую, выпуклую, обращенную к внутренней поверхности свода черепа;
- нижнюю поверхность, расположенную на внутренней поверхности основания черепа;
- медиальную поверхность, с помощью которой полушария соединяются между собой.
В каждом полушарии есть части, которые наиболее выступают: впереди, - лобный полюс, сзади - затылочный полюс, сбоку - височный полюс. Кроме того, каждое полушарие большого мозга разделяется на четыре большие доли: лобную, теменную, затылочную и височные. В углублении боковой ямки-мозга лежит небольшая доля - островок. Полушарие поделено на доли бороздами. Самая глубокая из них - боковая, или латеральная, ещё она называется сильвиевой бороздой. Боковая борозда отделяет височную долю от лобной и теменной. От верхнего края полушарий опускается вниз центральная борозда, или борозда Роланда. Она отделяет лобную долю мозга от теменной. Затылочная доля отделяется от теменной только со стороны медиальной поверхности полушарий - теменно-затылочной бороздой.
Полушария большого мозга извне покрыты серым веществом, образующим кору большого мозга, или плащ. В коре насчитывается 15 млрд клеток, а если учесть, что каждая из них имеет от 7 до 10 тыс. связей с соседними клетками, то можно сделать вывод о гибкости, устойчивости и надежности функций коры. Поверхность коры значительно увеличивается за счет борозд и извилин. Кора филогенетическая является самой структурой мозга, её площадь примерно 220 тысяч мм 2 . сось
Литература
- Саган Карл Драконы Эдема. Рассуждения об эволюции человеческого разума = Carl Sagan. The Dragons of Eden. Speculations on the evolution of human intelligence. - СПб. : ТИД Амфора, 2005. - С. 265.
- Блум Ф., Лейзерсон А., Хофстедтер Л. Мозг, разум и поведение. М., 1988
Примечания
Ссылки
- Доктор биологических наук Татьяна Строганова о головном мозге человека в программе Наука 2.0 , Продолжение
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Головной мозг человека" в других словарях:
Орган, координирующий и регулирующий все жизненные функции организма и контролирующий поведение. Все наши мысли, чувства, ощущения, желания и движения связаны с работой мозга, и если он не функционирует, человек переходит в вегетативное состояние … Энциклопедия Кольера
- (cephalon), передний отдел центральной нервной системы позвоночных, расположенный в полости черепа; главный регулятор всех жизненных функций организма и материальный субстрат его высшей нервной деятельности. Филогенетически Г. м. передний конец… … Биологический энциклопедический словарь
1. Полушарие большого мозга (Конечный мозг) 2. Таламус (… Википедия
Центральная нервная система (ЦНС) I. Шейные нервы. II. Грудные нервы. III. Поясничные нервы. IV. Крестцовые нервы. V. Копчиковые нервы. / 1. Головной мозг. 2. Промежуточный мозг. 3. Средний мозг. 4. Мост. 5. Мозжечок. 6. Продолговатый мозг. 7.… … Википедия
- (Encephalon). А. Анатомия головного мозга человека: 1) строение Г. мозга, 2) оболочки мозга, 3) кровообращение в Г. мозгу, 4) ткань мозга, 5) ход волокон в мозгу, 6) вес мозга. В. Эмбриональное развитие Г. мозга у позвоночных животных. С.… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона