Страница 7 из 15
Зависимость между размером мозга и размером тела не такая уж простая, как может показаться. Чем больше по размеру становились животные, тем медленнее продолжал расти их мозг. Показатель, который мы называем коэффициентом энцефализации (EQ), демонстрирует относительный размер мозга, определяющийся как отношение массы мозга к предполагаемой массе тела млекопитающего определенного размера (на рис. 2 наглядно представлена эта идея). Предполагаемое значение рассчитывается как среднее для похожих животных. Чем больше значение, тем больше предполагаемый размер мозга и – гипотетически – тем интеллектуальнее биологический вид. Если использовать этот подход, то человек рассматривается как особый случай, поскольку мозг у него в семь раз больше, чем можно предположить для млекопитающих такого размера, и примерно в три раза больше, чем положено иметь приматам для их массы тела. Даже у наших ранних предков, у которых размер мозга был значительно меньше, чем у нас сейчас, скорее всего, был более высокий коэффициент энцефализации, чем у современных шимпанзе. (Хотя стоит отметить, что показатель шимпанзе на самом деле гораздо ниже по сравнению с другими животными. У различных видов дельфинов, например, это значение гораздо выше. Кто умнее, шимпанзе или дельфины, – это тема совсем другого разговора.)
Анализ коэффициентов энцефализации нескольких биологических видов показал, что в ходе эволюции и у травоядных, и у плотоядных мозг постоянно увеличивался в размерах, но на каждом этапе развития плотоядные всегда были впереди. У хищников коэффициент энцефализации, как правило, выше, чем у их добычи. Было предположение, что хищникам для нормального функционирования их организма нужен больший мозг, и по мере увеличения мозга травоядных мозг хищных животных эволюционировал еще больше для поддержания дифференциала. Помимо этого, согласно мнению палеонтолога и эволюционного биолога Стивена Джея Гулда, приматы были впереди с самого начала. Однако почему это так, остается предметом дискуссий.
Рис. 2. Коэффициент энцефализации (EQ)
Теоретически наличие большего мозга позволило бы виду выполнять больше функций. И в случаях, когда размер мозга больше относительно размера тела, люди с «избытком» могли бы выполнять более сложные задачи. Тем не менее коэффициент энцефализации – тоже не абсолютный показатель. Есть, например, капуцины, у которых коэффициент выше, однако по своим когнитивным способностям они не превосходят виды с более низким коэффициентом, например гориллу. У подхода, основанного на коэффициенте энцефализации, как и у многих других, тоже есть свои недостатки. Скажем, он не учитывает такие факторы, как плотность и количество нейронов, толщина коры или степень складчатости мозга. При этом все они могут влиять на интеллект. Интересно, что если измерять познавательные способности, учитывая только коэффициент энцефализации, то Альберт Эйнштейн оказался бы на одном уровне с дельфинами, то есть его EQ значительно ниже, чем у среднего человека! По-видимому, емкость его черепа изначально была меньше средней. Однако, когда ученые внимательно изучили его мозг, они обнаружили, что кора была тоньше, чем в среднем у человека, а вот плотность нейронов – выше. Другими словами, больше нейронов уместилось в меньшем пространстве. Поэтому есть вероятность, что количество нейронов в мозге может иметь какое-то отношение к интеллекту вида.
Человеческий мозг содержит примерно 86 млрд нейронов. Преимущества человека в плане познавательных способностей могут заключаться в общем количестве нейронов, потому что у нас их больше, чем у любого другого животного[4]. Согласно мнению Херкулано-Хузел и ее коллег, не размер мозга, а количество нейронов накладывает ограничения на вычисление размеров мозга в ходе эволюции, связанные с метаболизмом: для метаболизма людей с большим количеством нейронов требуется больше энергии для поддержания эффективной работы мозга. Считается, что у австралопитеков (Australopithecus) и парантропов (Paranthropus) было такое же количество нейронов, как у больших обезьян (около 27–35 млрд). У группы Homo, на момент появления человека прямоходящего (Homo erectus), их количество выросло до 62 млрд. Также есть предположение, что значительное увеличение количества нейронов произошло между появлением человека прямоходящего (Homo erectus) и человека разумного (Homo sapiens), что, вероятно, случилось благодаря использованию огня для приготовления пищи. Это позволило увеличить потребление калорий, появилась возможность «накормить» мозг быстрее, а нейроны получили время на более продвинутые занятия.
Однако если количество нейронов рассматривать по отношению к размеру мозга, то ничего исключительного в людях нет. Количество нейронов, которое есть у нас, вполне ожидаемо, если сравнить человека с другими приматами. У нас такая же плотность нейронов, как у наших братьев приматов, но поскольку мозг у нас больше, то и нейронов больше. Может быть, значение имеет только общее количество нейронов. Да, у нас их столько, сколько можно ожидать исходя из размера, но это самое большое число, такого нет ни у кого из животных на Земле.
Мозг – мощнейший аппарат, результат длительного формирования. С течением времени кора сильно разрасталась, но ее ограничивал череп, который рос медленнее. Решением проблемы стала возможность создания извилин, чтобы уместить большую площадь и продолжать расширяться. Вот почему наш мозг такой морщинистый и больше похож на большой мягкий грецкий орех, а не на фундук. Исследования показали, что с развитием коры появляется и больше складок, и связанность возрастает, так что мозг становится меньше и работает быстрее, чем было бы возможно в ином случае. У разных видов млекопитающих кора становится более складчатой по мере увеличения размера. Другими словами, чем больше животное, тем более извилистая у него кора. В человеческом мозге больше всего коры относительно размеров черепной коробки (где-то между 75,5 % и 84 %), однако другие животные ненамного отстают: у шимпанзе это 73 %, у лошади 74,5 %, а у короткоплавниковой гринды (вид дельфинов) – 73,4 %. Опять же вряд ли это объясняет уникальные способности человека.
Есть и другие исследования, разгадывающие тайны эволюции человеческого мозга на микроуровне. Вполне вероятно, что уникальность человека заключается в сочетании изложенных здесь факторов. Тем не менее у ученых все еще остались способы прийти к окончательному мнению, что же именно отличает нас от других видов. Независимо от причин, нельзя не согласиться, что люди обладают исключительными способностями и выделяются среди других представителей животного царства (подробнее об этом в главе 2), и в конечном счете это должно объясняться различиями в мозге.
Никто не идеален
Относительно большой «котелок» дал нам ряд уникальных качеств, отличающих нас от других видов, в том числе врожденное самодовольство. Но в жизни не все так прекрасно. У всего есть недостатки, и большой мозг не является исключением. Есть минусы и от обладания большим мозгом.
Прежде всего, и что очень важно, наличие большого мозга предполагает большой череп, вмещающий его. В ходе эволюции люди стали прямоходящими, а человеческий таз – у́же, чтобы было легче ходить. В свою очередь это означало меньшее пространство для головы ребенка. Многие из нас не слишком хорошо представляют, насколько велик человеческий череп относительно размера нашего тела в момент, когда мы должны вытолкнуть его из гораздо меньшего отверстия во время родов… (На самом деле процесс родов у человека проходит сложнее, чем у других видов, и он намного более рискованный. Самки других приматов могут протянуть руку и помочь своим потомкам появиться на свет, направляя их из родовых путей и очищая от слизи рот и нос. Человеческие матери не могут оказать аналогичную помощь, учитывая то, как их дети обычно выходят из утробы.)
4
По современным данным, мозг слона может содержать до 257 млрд нейронов. См.: Herculano-Houzel S., Avelino-de-Souza K., Neves K., Porfírio J., Messeder D., Mattos Feijó L., Maldonado J., Manger PR (2014). The Elephant Brain in Numbers // Frontiers in Neuroanatomy. 8: 46. doi:10.3389/fnana.2014.00046.