Тайны мозга - Каплан Александр Яковлевич

Снижение роли мышц в общем поведении организма, уменьшение нагрузок на пищеварительный тракт — это еще далеко не все, чем пришлось пожертвовать человеку как животному организму. Существенно притупились и наши органы чувств. Что стоит только резкое снижение обонятельной чувствительности, например, по сравнению с нюхом собаки.

У человека и приматов около тысячи генов, отвечающих за рецепторы обоняния, но в реальной жизни нам достаточно трехсот, поэтому остальные гены потеряли свою активность, — поясняет Филипп Хайтович. — У нас неплохой слух, потому что для человека важна речь, но полагаемся мы, прежде всего, на зрение, при этом воспринимать ультрафиолет и инфракрасное излучение человеку нет необходимости.

Увы, в ходе биологической эволюции природа одарила человека умом, но ограничила в мышечной силе и в развитии органов чувств. К тому же в отличие от мышц мозг человека практически не накапливает энергетические ресурсы в периоды покоя и потому очень чувствителен к их недостатку. Эволюционные биологи свидетельствуют, что все эти свойства мозга не ошибка природы, а наоборот, благоприобретенные изменения, закрепившиеся естественным отбором в ходе многих миллионов лет совершенствования рода людей, приспособления их органов и систем к среде обитания и к образу жизни. Чтобы реализовать свои преимущества в животном царстве, Человеку нужно было быть не просто умнее — его мозг должен был работать непрерывно, даже ночью, когда вне дневной суеты можно было заняться наведением порядка в процессах памяти, в поиске интуитивных решений, наконец, — в разыгрывании ситуаций, которые могут подсказать варианты решений наяву.

По словам Филиппа Хайтовича, наш мозг постоянно находится в работе, неважно, спим ли мы, смотрим телевизор или играем в компьютерные игры, решаем сложные задачи… Потребление энергии нашего мозга идет практически постоянно. Он ежесекундно нуждается в потоке глюкозы и кислорода, чтобы эту глюкозу окислять, хотя мозг многих животных может обойтись без глюкозы или без кислорода достаточно долгое время. А человек, прямо как чеховская барышня, чуть его мозгу не хватает глюкозы или кислорода, так у него сразу кружится голова, если и вовсе не теряет сознание.

Мозг человека оказался очень чувствительным к нехватке глюкозы и кислорода и потому в любое время, спит ли человек или играет в футбол, мозг должен получать свои 20 % общей энергетической продукции тела.

В отличие от мозга, некоторые другие энергоемкие органы при каждом удобном случае, когда приток питательных веществ превышает их использование, запасают энергию в том или ином виде, чтобы тратить ее по мере необходимости без оглядки на текущее поступление. В мышцах и в печени, например, для этих целей постоянно накапливается гликоген — клубок соединенных в цепочки молекул глюкозы, которые посредством ферментов легко отщепляются в нужном количестве для неотложного использования. В то же время мозг расходует глюкозу и кислород, что называется, «с колес», то есть сразу при поступлении. Поэтому любое замедление кровообращения, остановка сердцебиения — и через пять-семь минут в отсутствии глюкозы и кислорода наступают необратимые структурные изменения в нервной ткани, нервные клетки умирают. Это как раз те самые пять-семь минут, в которые еще можно спасти человека, оказав ему необходимую помощь: наладить искусственное дыхание или возобновить активность работу сердца. Здесь нет какой-то неопределенности, позволяющей допускать жизнь мозга «после смерти». Существуют четкие критерии смерти мозга, которых придерживаются реаниматологи и неврологи, например, перед принятием решения об отключении аппарата искусственной вентиляции легких или при использовании тела ушедшего из жизни человека для пересадки органов.

Впервые эти критерии были сформулированы в 1968 году комитетом по биоэтике Гарвардекой медицинской школы.

Размеры мозга имеют значение

Логика нам подсказывает, что чем больше мозг, тем умней должен быть его счастливый обладатель. И за примерами далеко ходить не надо: мыши с мозгами в один грамм не идут ни в какое сравнение по сообразительности с обезьянами, мозг которых в 400–500 раз больше мышиного. А Человек разумный, хоть и прибавил в весе мозга всего в три раза относительно обезьян, но и этого было достаточно, чтобы за какие-то 10 тысяч лет перескочить с коня в космический корабль, за 200 лет перейти от паровых котлов к атомным, и в последние 30 лет прочно застрять за компьютерной клавиатурой, при том, что за десятки миллионов лет обезьяны не достигли никаких успехов даже в обустройстве жилища. Вес мозга явно имеет значение. Но вот парадокс: почему же человека не обгоняют в интеллекте слоны с мозгом около 5 кг или кашалоты с еще большим мозгом в 7 кг?

Бытует мнение, что разумность определяется не столько размером мозга, сколько соотношением его массы к массе тела — индексом цефализации. Чем этот индекс больше, то есть чем большую долю по весу занимает мозг в пропорции к весу тела, тем более интеллектуально продвинуто то или иное существо. У человека это соотношение равно 1:50. Слоны с кашалотами явно проигрывают человеку: у них соответственно 1:1000 и 1:3000! Ближе всего к человеку по этому индексу находятся дельфин и обезьяна с индексами 1:80 и 1:120; у собаки уже 1:500. Однако можно привести примеры с птичкой колибри — у нее индекс: 1:14! Или с беличьей обезьянкой саймири —1:17!

По-видимому, единственным анатомическим фактором мозга, определяющим интеллект его хозяина, является число нервных клеток и богатство нервных связей. Вот в этом человек чемпион: 86 миллиардов нервных клеток в головном мозгу, из них 10–15 миллиардов в корковых областях. Слоны с кашалотами, обезьяны и дельфины — все намного отстают от человека, в корковых областях у них в 10–20 раз меньше нервных клеток, чем у человека. Хотя вот, казалось бы, еще один парадокс: всего в мозгу у слона почти 260 миллиардов нервных клеток, в три раза больше, чем у человека! Разгадка кроется в том, что почти все эти нервные клетки сосредоточены в в мозжечке для контроля движений огромной массы мышц, а собственно для коры больших полушарий мозга остается не более двух миллиардов нервных клеток.

А как сказывается разница в весе мозга внутри рода человеческого? Может, чем тяжелее мозг, тем более высоким коэффициентом интеллекта он обладает? Как уверяет профессор Савельев, не всегда, но чаще всего мозговые «тяжеловесы» имеют больше шансов стать гениями. При средней массе мозга человека 1300 граммов головной мозг у одаренных личностей в 72 % случаев превышает среднюю массу. Статистика показывает, что у человека с массой мозга выше среднего уровня шансов оказаться обладателем особых способностей примерно в шесть раз больше, чему обладателя небольшого мозга. Эта закономерность не означает, что все люди с небольшим мозгом заведомо бездарны. Просто вероятность возникновения способностей, превышающих средний уровень, существенно снижается.

Однако, если человек приходит наниматься на работу, то для оценки интеллектуальных способностей размер его головного убора может быть использован в самую последнюю очередь. Франсуа Анатоль Тибо более известный как Анатоль Франс обладал массой мозга в 1017 граммов, и тем не менее это не помешало ему достичь не меньшей известности в литературе, чем у Ивана Сергеевича Тургенева с мозгом в 2012 граммов.

Если размер мозга имеет в лучшем случае вероятностное отношение к к тому, насколько могут быть выражены общие интеллектуальные способности человека, то может, к этому имеют большее отношение сама структура нервной ткани? Или составляющие эту ткань нервные клетки — нейроны? Возможно, различия найдутся при оценке не просто интеллекта, но реальных творческих способностей человека?

Нейроны — это особенные клетки организма, единственные в своем роде. У них много чего устроено не так, как у других клеток тела. В ядре нервных клеток активно работают в 10 раз больше генов, чем у других клеток. В зрелом организме нервные клетки, в отличие от других, — не делятся. Генерация новых нервных клеток, которая недавно была открыта в области гиппокампа, составляет в сутки не более нескольких сотен нейронов, хотя в одном только гиппокампе их многие сотни миллионов. Нейроны образуются еще на стадии эмбрионального развития и далее существуют на всем протяжении жизни организма, если не гибнут. Во взрослом состоянии у человека в среднем насчитывается около 86 миллиардов нервных клеток — при том, что каждый день выводится из дела около 10–15 тысяч нейронов, они просто рассасываются как ненужные. Потому и говорят, что нервные клетки не восстанавливаются: старые умирают, а новые фактически не прибавляются.