Биологические возможности увеличения объема мозга. Головной мозг человека. Структурные части мозга

Филогенетическое дерево человека разумного построено еще только в общих чертах. Основные этапы эволюции человека охарактеризованы в таблице:

Основные этапы эволюции человека

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.

Мозг человека - принципы его работы, возможности, пределы физиологической и психической нагрузки - продолжают оставаться для исследователей одной большой загадкой. Несмотря на все успехи в его изучении, объяснить, как мы мыслим, понять механизмы сознания и самосознания ученые пока не в состоянии. Накопленных знаний о работе мозга, впрочем, достаточно, чтобы опровергнуть некоторые распространенные мифы о нем.

ДРЕВНИЕ ЛЮДИ БЫЛИ УМНЕЕ НАС?

Средний объем мозга современного человека - около 1400 кубических сантиметров, это довольно большая величина для наших размеров тела. Большой мозг человек отрастил себе в ходе эволюции - антропогенеза. $CUT$Наши обезьяноподобные предки, не имевшие больших когтей и зубов, спустившись с деревьев и перейдя к жизни на открытых пространствах, стали развивать мозг. Хотя это развитие не сразу пошло быстро - у австралопитеков объем мозга (около 500 кубических сантиметров) практически не менялся шесть миллионов лет. Скачок в его увеличении произошел два с половиной миллиона лет назад.

У ранних Homo sapiens мозг уже значительно вырос - у Homo erectus (Человека прямоходящего) его объем составляет от 900 до 1200 кубических сантиметров (это перекрывается диапазоном мозга современного человека). У неандертальцев мозг был уже очень большим -1400-1740 кубических сантиметров, что в среднем больше, чем у нас. Ранние Homo sapiens на территории Европы - кроманьонцы - просто заткнут нас за пояс своим мозгом: 1600-1800 кубических сантиметров (правда, кроманьонцы были высокими - 180-190 сантиметров, а антропологи находят прямую связь между размером мозга и ростом).

Мозг в эволюции человека не только увеличивался, но и менялся по соотношению разных частей. Палеоантропологи исследуют мозг ископаемых гоминид по отливке из черепа - эндокрану, который показывает относительный размер долей. Быстрее всего развивалась лобная доля, что связано с мышлением, сознанием, появлением речи (зона Брока). Развитие теменной доли сопровождалось совершенствованием чувствительности, синтеза информации от разных органов чувств и тонкой моторики пальцев рук. Височная доля поддерживала развитие слуха, обеспечивающего звуковую речь (зона Вернике). Так, например, у эректусов мозг вырос в ширину, увеличилась затылочная доля и мозжечок, но лобная доля оставалась низкой и узкой. И у неандертальцев в их очень большом мозге лобная и теменная доля были развиты относительно слабо (по сравнению с затылочной). У кроманьонцев мозг стал значительно выше (за счет увеличения лобных и теменных долей) и приобрел сферическую форму.

Итак, мозг наших предков рос и рос, но, что парадоксально, около 20 тысяч лет назад началась обратная тенденция: мозг стал постепенно уменьшаться. Так что у современных людей средний размер мозга меньше, чем у неандертальцев и кроманьонцев. В чем причина?

Мнение антрополога

Отвечает антрополог Станислав Дробышевский (доцент кафедры антропологии биологического факультета МГУ): «На этот вопрос есть два ответа: один всем нравится, другой верный. Первый таков, что размер мозга прямо не связан с интеллектом, и у неандертальцев и кроманьонцев строение было попроще, чем у нас, но техническая недоделанность компенсировалась большими размерами, и то якобы не полностью. В действительности же про нейронную структуру мозга древних людей мы совершенно ничего не знаем, так что такой ответ - полная спекуляция, утешающая самомнение современных людей. Второй ответ более реален: древние люди были умнее.

Они должны были решать кучу задач на выживание, причем думать очень быстро, в отличие от нас, которым все преподносится на блюдечке с голубой каемочкой, да еще в разжеванном виде, да и торопиться никуда не надо. Древние люди были универсалами - каждый хранил в голове полный набор информации, необходимый для выживания во всех ситуациях, плюс должна была быть способность реактивно соображать в непредвиденных ситуациях. У нас же есть специализация: каждый знает махонький кусочек своей информации, а в случае чего - «обратитесь к специалисту».

Мнение нейробиолога

Сергей Савельев , заведующий лабораторией развития нервной системы Института морфологии человека РАМН: «Это связано с тем, что в популяции людей действует искусственный отбор, направленный на то, чтобы понизить индивидуальную изменчивость и направленно отбирать высокосоциализированных посредственностей. А слишком умных и асоциальных особей уничтожать. Такое сообщество более управляемо, состоит из более предсказуемых людей, что всегда выгодно. Во все времена общество жертвовало возбудителями спокойствия в пользу неконфликтности и стабильности. Раньше их просто съедали, а позже - изгоняли из сообщества. Именно из-за этого, с моей точки зрения, из-за миграции самых умных изгоев, и началось расселение человечества. А в оседлых, консервативных и более социализированных группах шел скрытый отбор на закрепление неких наиболее удобных и благоприятных для поддержания сообщества свойств поведения. Отбор по поведению повлек за собой уменьшение мозга».

МОЗГ НЕАНДЕРТАЛЬЦА ОТЛИЧАЕТСЯ ОТ НАШЕГО ВСЕГО ОДНОЙ ФАЗОЙ РАЗВИТИЯ

Находки неандертальских детей дают возможность проследить, как развивался их большой мозг. Ученые из Института эволюционной антропологии в Лейпциге Общества Макса Планка вместе с французскими коллегами сделали реконструкцию сравнительного развития мозга неандертальца и Homo sapiens. Сначала ученые провели компьютерную томографию черепа 58 современным людям. А затем сделали то же самое, положив в томограф черепа девяти неандертальцев разного возраста.

Хотя по размеру череп неандертальца не меньше нашего, по форме они существенно различаются. Но у новорожденных обоих видов мозговая коробка по форме почти не отличается - у неандертальского младенца она совсем чуть-чуть более вытянута. А дальше пути развития расходятся. У современного человека в период от отсутствия зубов до неполного набора резцов меняется не только размер, но и форма мозговой коробки - она становится более шарообразной. А затем увеличивается только в размере, а по форме почти не меняется. Биологи решили, что это ключевой процесс мозгового формообразования, который отсутствует у неандертальцев. Форма черепа их новорожденных, подростков и взрослых почти не различается. Итого разница - в одной критической стадии сразу после рождения. Вероятно, считают ученые, такое заметное изменение формы сопровождается преобразованием внутреннего строения мозга и развитием нейронной сети, что создает условия для развития интеллекта. Статью о развитии мозга разных видов человека ученые опубликовали в журнале Current Biology.

МИФ 1. ЧЕМ БОЛЬШЕ МОЗГ, ТЕМ ОН УМНЕЕ

Размеры мозга довольно сильно различаются и среди современных людей. Так, известно, что у Ивана Тургенева мозг весил 2012 грамм, а у Анатоля Франса почти на целый килограмм меньше - 1017 грамм. Но это совершенно не означает, что Тургенев был в два раза умнее Анатоля Франса. Более того, зарегистрировано, что обладатель самого тяжелого мозга - 2900 грамм - был умственно отсталым.

Так как самая важная часть мозга - это нервные клетки, или нейроны (они образуют серое вещество), то можно предположить, что чем больше мозг, тем больше в нем нейронов. А чем больше нейронов, тем лучше они работают. Но в мозге есть не только нейроны, но и глиальные клетки (они выполняют опорную функцию, направляют миграцию нейронов, снабжают их питательными веществами, а по последним данным - и участвуют в информационных процессах). Кроме того, часть массы мозга образована белым веществом, которое состоит из проводящих волокон. То есть связь между размером мозга и количеством нейронов есть, но не прямая. А связи между размером мозга и интеллектом, очевидно, нет вообще.

МИФ 2. НЕРВНЫЕ КЛЕТКИ НЕ ВОССТАНАВЛИВАЮТСЯ

Так как нейроны не делятся, долгое время считалось, что образование новых нервных клеток происходит только в эмбриональном развитии. То, что это не так, ученые обнаружили еще несколько лет назад. Выяснилось, что в мозге взрослых лабораторных крыс и мышей есть зоны, в которых происходит рождение новых нейронов - нейрогенез. Их источник - стволовые клетки нервной ткани (нейральные стволовые клетки). Позднее было найдено, что и у человека есть такие зоны. Исследования показали, что новые нейроны активно отращивают контакты с другими клетками и включаются в процессы обучения и памяти. Повторим: у взрослых животных и людей.

Дальше ученые стали изучать, какие внешние факторы могут оказывать влияние на рождение нейронов. И выяснилось, что нейрогенез усиливается при интенсивном обучении, при обогащении условий среды и при физической активности. А самым сильным фактором, тормозящим нейрогенез, оказался стресс. Ну, и с возрастом этот процесс все же замедляется. То, что верно для лабораторных животных, в данном случае можно полностью перенести на человека. Тем более наблюдения и исследования на людях это подтверждают. То есть чтобы усилить образование новых нервных клеток, нужно тренировать мозг, обучаться новым навыкам, запоминать больше информации, разнообразить свою жизнь новыми впечатлениями и вести физически активный образ жизни. В пожилом возрасте это приводит к такому же эффекту, что и в молодые годы. А вот стресс для рождения новых нейронов губителен.

Мозг можно накачать на беговой дорожке

Исследование, проведенное международной группой ученых и опубликованное в журнале PNAS, показало, что аэробные упражнения (занятия на беговой дорожке) в пожилом возрасте наращивают гиппокамп - область мозга, которая очень важна для памяти и пространственного обучения. Его объем определяли в магнитно-резонансном томографе. Считается, что с возрастом гиппокамп уменьшается со скоростью 1-2% в год. Специалисты считают, что такая атрофия гиппокампа напрямую связана с возрастным ослаблением памяти. Так вот, у пожилых испытуемых, которые в течение года занимались на беговой дорожке, объем гиппокампа не только не уменьшился, а даже увеличился, а также улучшилась пространственная память по сравнению с контрольной группой. Причина - опять же в стимуляции образования новых нейронов.

Стресс повреждает мозг. Интересная жизнь -восстанавливает

Стресс в детстве особенно вреден для мозга. Его последствия сказываются на психике, поведении и интеллектуальных способностях взрослого человека. Но есть способ компенсировать губительное воздействие раннего стресса. Как показали на лабораторных крысах израильские ученые, помочь можно, если обогатить среду обитания пострадавшего. Стресс разрушает мозг посредством гормонов, к которым относятся кортикостероиды, вырабатываемые в надпочечниках, а также гормоны гипофиза и щитовидной железы. Повышенный их уровень вызывает изменения в дендри-тах - коротких отростках нейронов, снижает синаптическую пластичность, особенно в гиппокампе, замедляет образование новых нервных клеток в зубчатой извилине гиппокампа и прочее. Такие нарушения в период развития головного мозга не проходят бесследно.

Специалисты из Института изучения нейробиологии эмоций (Institute for the Study of Affective Neuroscience) Университета Хайфы разделили лабораторных крыс на три группы. Одну в юном возрасте подвергли трехдневному стрессу, вторую после стресса поместили в обогащенную среду, третью оставили в качестве контрольной. Крыс, которым выпало пожить в обогащенной среде, переселяли в большую клетку, где было множество интересных предметов: пластиковые коробки, цилиндры, туннели, платформы и колеса для бега.
При тестировании крысы из стрессовой группы демонстрировали повышенный страх и сниженную любознательность и хуже обучались.

У них была снижена мотивация к исследованию новой среды, что можно сравнить с потерей интереса к жизни, которая часто случается у человека в состоянии депрессии. Но пребывание в обогащенной среде компенсировало все вызванные стрессом нарушения поведения.

Ученые предполагают, что обогащение среды защищает мозг от стресса по нескольким причинам: стимулирует выработку белков - факторов роста нервов, активирует нейромедиаторные системы и благоприятствует образованию новых нервных клеток. Результаты они опубликовали в журнале PLoS ONE. Самое прямое отношение эти результаты имеют к детям-сиротам, раннее детство которых прошло в детдоме. Только интересная и насыщенная жизнь, которую постараются создать им усыновители, поможет сгладить тяжелый жизненный опыт.

МИФ З. МОЗГ ЧЕЛОВЕКА РАБОТАЕТ НА 10/6/5/2%

Это представление до недавнего времени было очень распространено. Обычно его приводили в обоснование того, что мозг имеет скрытый потенциал, который мы не используем. Но современные методы исследований не подтверждают этот тезис. «Оно возникло оттого, что когда научились регистрировать электрическую активность отдельных нейронов, оказалось, что из всех нейронов в точке измерения в каждый момент времени активны очень немногие», - говорит Ольга Сварник, руководитель лаборатории системной нейрофизиологии и нейронных интерфейсов НБИК-центра РНЦ «Курчатовский институт».

Нейронов в мозге около 1012 (цифра все время уточняется), и они очень специализированы: одни электрически активны во время ходьбы, другие - во время решения математической задачи, третьи - во время любовного свидания и пр. Трудно себе представить, что будет, если они вдруг решат заработать одновременно! «Точно так же, как мы не в состоянии реализовывать весь наш опыт в одно и то же время, то есть не можем одновременно вести машину, прыгать со скакалкой, читать и прочее, - объясняет Ольга Сварник, - так же и все наши нервные клетки не могут и не должны быть активны одновременно. Но это вовсе не означает, что мы не используем мозг на сто процентов».

«Это придумали те психологи, которые сами используют мозг на два процента, - категорично утверждает Сергей Савельев в беседе с корреспондентом. - Мозг можно использовать только полностью, в нем ничего нельзя отключить. По физиологическим законам мозг не может работать меньше чем наполовину, поскольку даже когда мы не думаем, в нейронах поддерживается постоянный метаболизм. А когда человек начинает интенсивно работать головой, решать какие-то проблемы, мозг начинает потреблять энергии почти в два раза больше. Все остальное - выдумки. И никакие мозги нельзя так натренировать, чтобы интенсифицировать их работу в десять раз».

МИФ 4. ЗА КАЖДОЕ ДЕЙСТВИЕ ОТВЕЧАЕТ СВОЯ ЧАСТЬ МОЗГА

Действительно, в коре полушарий мозга человека нейробиологи выделяют зоны, связанные со всеми органами чувств: зрением, слухом, обонянием, осязанием, вкусом, а также ассоциативные зоны, где обрабатывается и синтезируется информация. А магнитно-резонансная томография (МРТ) регистрирует активность тех или иных областей во время разных видов деятельности. Но карта мозга не абсолютна, и появляется все больше доказательств, что все устроено намного сложнее. Например, в процесс речи вовлечены не только известные зона Брока и зона Вернике, но и другие части мозга. А мозжечок, который все время связывали с координацией движении, участвует в самых разных видах мозговой деятельности.

С вопросом, есть ли в мозге специализация, «Детали мира» обратились к Ольге Сварник : «В мозге есть специализация на уровне нейронов, и она достаточно постоянна, - ответила специалист. - Но выделить специализацию на уровне структур сложнее, потому что совершенно разные нейроны могут лежать рядом. Можно говорить о скоплении нейронов, типа колонок, можно говорить о сегментах нейронов, активирующихся в один и тот же момент, но невозможно реально выделить какие-то крупные области, которые принято выделять. МРТ отражает активность кровотока, но не работу отдельных нейронов. Наверное, по картинкам, которые получают по МРТ, мы можем сказать, где с большей или меньшей вероятностью можно найти те или иные специализации нейронов. Но говорить о том,что какая-то зона за что-то отвечает, мне кажется неправильным».

МИФ 5. МОЗГ - ЭТО КОМПЬЮТЕР

По мнению Ольги Сварник , сравнение мозга с компьютером не более чем метафора: «Мы можем фантазировать, что в работе мозга есть определенные алгоритмы, что человек услышал информацию и что-то делает. Но сказать, что наш мозг работает именно так, было бы неправильно. В отличие от компьютера в мозге нет никаких функциональных блоков. Например, считается, что гиппокамп - это структура, отвечающая за память и пространственную ориентацию. Но нейроны гиппокампа ведут себя неодинаково, у них разная специализация, они не функционируют как единое целое».

А вот что считает по тому же вопросу биолог и популяризатор науки Александр Марков (Институт палеонтологии РАН): «В компьютере все сигналы которыми обмениваются элементы логических схем, имеют одну и ту же природу - электрическую, и сигналы эти могут принимать только одно из двух значений - 0 или 1. Передача информации в мозге основана не на двоичном коде, а скорее на троичном. Если возбуждающий сигнал соотнести с единицей, а его отсутствие с нулем, то тормозящий сигнал можно уподобить минус единице. Но на самом деле в мозге используются химические сигналы нескольких десятков типов - все равно как если бы в компьютере использовались десятки разных электрических токов... А нули и единицы могли бы иметь десятки разных, скажем, цветов.

Самое же главное отличие состоит в том, что проводимость каждого конкретного синапса... может меняться в зависимости от обстоятельств. Это свойство называют синаптической пластичностью. Есть и еще одно радикальное отличие мозга от электронно-вычислительной машины. В компьютере основной объем памяти хранится не в логических электронных схемах процессора, а отдельно, в специальных запоминающих устройствах. В мозге не существует участков, специально выделенных для длительного хранения воспоминаний. Вся память записана в той же самой структуре межнейронных синаптических связей, которая одновременно является и грандиозным вычислительным устройством - аналогом процессора».

Вопрос, сколько весит мозг человека и как зависят интеллектуальные способности индивида от его массы, интересовал ученых еще с древних времен. Например, Архимед, живший в 300 годах до нашей эры, вычислял этот показатель, погружая голову в емкость с водой и по вылившейся жидкости, путем математических расчетов, рассчитывал предполагаемый вес этого органа. Такой метод, конечно же, не давал истинного результата, но сам факт, что этим интересовались еще в те времена, поражает.

На данный момент известно, что масса мозгов человека примерно равна 2% веса всего тела, однако такое суждение неточно, так как показатель меняется на протяжении всей жизни и зависит от множества факторов.

Ответить на вопрос, сколько точно весит мозг взрослого человека, нельзя не взвесив этот орган, что возможно только после смерти обследуемого. При этом существующие среднестатистические данные, могут дать лишь примерное представление об этой величине.

Итак, масса мозга обычного человека среднего возраста колеблется в пределах 1100-2000 г. Такой разброс обусловлен различными факторами, влияющими на развитие организма. Известно, что масса человека зависит от половой принадлежности, возраста и расы индивида.

Так, мужчины вполне могут подшучивать над слабым полом по поводу того, что их мозги весят на 100-150 г больше, тем не менее этот факт не позволяет судить об умственных способностях и говорит об особенностях строения ЦНС: у мужчин связь между восприятием действительности и координацией движения лучше, поэтому развита пространственная и двигательная активность, о чем свидетельствует развитость зон, отвечающих за выполнение этих функций. А у женщин более развиты интуиция и ассоциативное мышление, что позволяет им быстрее обрабатывать поступившую информацию и находить более легкие пути решения поставленных задач.

Развитие головного мозга

Головной мозг человека является частью ЦНС, контролирующей жизнедеятельность организма. Над изучением этого органа трудятся большое количество психологов, медиков и других специалистов, изучающих структуру и связь его целостности с функционированием физиологических систем тела.

Обычные размеры головного мозга составляют 20×20×15 см, при этом он имеет сложное строение, а каждый из отделов включает в себя несколько видов нейронов.

Как уже писалось ране, средний вес человеческого мозга колеблется в пределах 1100-2200 г, но в основном укладывается в диапазон 1100-1500 г, и достигает максимального веса к 27-летнему возрасту, а затем постепенно начинает уменьшаться, теряя в среднем за 1 год на 3г.

Пренатальное развитие

Формирование ЦНС во внутриутробный период жизни ребенка начинается на 3-ей неделе после оплодотворения яйцеклетки. При этом из наружного зародышевого листка сначала развивается нервная пластина, которая со временем изгибается, образуя нервную борозду. Края этой извилины срастаются, создавая нервную трубку плода, из передней части которой образуется головной мозг ребенка. При этом сначала конец трубки делится на 3 отдела или 3 первичных мозговых пузыря. Из первого формируются большие полушария и промежуточный отдел, из второго - средний, а из последнего - мозжечок, мост и продолговатый мозг.

Развитие мозга в пренатальный период происходит параллельно созреванию других структур, причем наиболее древние отделы формируются быстрее и активней, поэтому у здорового новорожденного ребенка, при появлении на свет, полностью функционируют такие безусловные рефлексы, как дыхание, глотание и т. д., а вес этого органа на момент рождения составляет примерно 300-500г.

Натальное состояние

Дальнейшее развитие функций ЦНС продолжается после рождения, и в конце первого года жизни ребенка масса мозга, расположенного в полости мозгового черепа, приблизительно составляет 1000 г. У взрослого человека этот показатель колеблется около цифры в 1300 г. Исходя из этого, становится очевидным, что наибольший темп увеличения происходит в первый год жизни.

К этому времени подкорковые структуры уже практически полностью сформированы, а масса органа растет за счет деления глиальных клеток и увеличения числа ответвлений дендритов, при этом количество нейронов остается прежним, так как они перестают делиться еще во время внутриутробного развития.

В этот период происходит окончательное дозревание проекционных областей, берущих начало от рецепторов органов чувств и моторных проводящих путей, при этом самое большое развитие происходит у структур, отвечающих за регуляцию двигательной системы и активность мозговой деятельности.

Период от 2 до 5 лет

В этот период вес головного мозга увеличивается за счет развития областей, отвечающих за пространственную ориентацию и целенаправленное движение, а также за сложные психологические процессы, такие как мышление, память, и усвоение поступившей информации из окружающего мира.

Период от 5 до 7 лет

В последнюю очередь созревают поля головного мозга человека, отвечающие за способность к обучению и запоминанию. При этом все психические процессы, происходящие в мозгах ребенка (восприятие, внимание, память, мышление и воображение), связаны в первую очередь с развитием речи, которая в свою очередь, формируется под воздействием этих функций.

Таким образом, развитие головного мозга происходит в несколько этапов, а сбой формирования одного из уровней, влечет за собой нарушение созревания структур следующего этапа и как результат: умственные и поведенческие отклонения.

Сравнение мозга человека и животных

Масса мозга различных представителей фауны зависит от огромного количества факторов. Например, земноводные и древние ящеры не могут похвастаться тяжестью этого органа: вес мозгов динозавра, при его довольно крупных габаритах, был примерно 1000г.

Если сравнивать этот показатель у млекопитающих и человека, то данные также будут разниться: Например, вес мозгового вещества слона составляет от 4000 г до 5000 г, а самая большая масса мозга зафиксирована у синего кита - около 9000 г.

Самое коммуникабельное животное - собака, имеет мозги весом не более 100г, что не мешает этим представителям животного мира, хорошо поддаваться тренировке, недаром для изучения безусловных рефлексов академиком Павловым были выбраны именно они.

Как видно из вышесказанного, масса мозгового вещества животных не влияет на их умственные способности, а у людей наоборот: слишком большой вес головы взрослого человека говорит о развитии патологии. Поэтому можно сделать вывод о том, что уровень интеллекта лишь меньшей степени зависит от соотношения массы мозга к массе тела: поэтому животные с высоким показателем лучше поддаются дрессуре и соответственно ими проще управлять.

Зависимость веса мозга и уровня интеллекта

Чтобы ответить на вопрос, сколько весит мозг взрослого человека в среднем и как влияет интеллект на вес мозга, ученым пришлось проделать огромную работу по изучению этого органа. Так, для нормального функционирования нейронам ЦНС требуется потреблять не менее 30% поступившего через легкие кислорода, а его недостаток ведет к угасанию мозговой деятельности и поражению клеток и структур этого органа, соответственно снижению его веса. Известно, что вслед за понижением физической активности уменьшается острота умственных способностей человека, поэтому люди преклонного возраста склонны к расстройствам памяти и у них теряется способность логического мышления.

Теория о том, что масса мозга взрослого человека не влияет на интеллект, подтвердилась в ходе исследований этого органа у людей, страдающих психическими отклонениями: например, самый крупный мозг весом в 2800 г принадлежал слабоумному, при этом масса мозгов гениев не отличалась от среднестатистических данных. Это объясняется тем, что на развитие способностей влияют особенности строения структур коры, и чем гуще сеть ее нейронов, тем талантливее индивид, при этом увеличение других структур, влечет отклонение умственных способностей.

Исследования, проводимые над людьми с микроцефалией, показали, что эти индивиды способны вести упрощенную социальную жизнь, однако за ними всегда требовался посторонний уход.

Масса мозга некоторых известных людей

Самый тяжелый мозг у физически и психически здорового человека был описан в 19 веке немецким естествоиспытателем Рудольфи, и составлял 2,222 килограмма, что дает возможность судить о том, что средняя масса головного мозга колеблется в пределах 1000-2200 г.

Обследование мозгового вещества известных людей, подтверждает теорию о том, что вес мозгов не влияет на гениальность, так как этот показатель не выходит за установленные рамки:

Владимир Маяковский, советский поэт -1,7 кг;
Альберт Эйнштейн, физик-теоретик -1,23 кг;
Отто фон Бисмарк, политик -1,97 кг;
Владимир Ленин (Ульянов), политик -1,34 кг;
Людвиг ван Бетховен, композитор -1,75 кг;
Анатоль Франс, литературный критик и писатель - 1,02 кг;
Иван Тургенев, писатель - 2,01 кг;
Карл Фридрих Гаусс, немецкий физик, математик - 1,492 кг.

При этом детальное обследование структур этого органа выявило зависимость развития участков коры, отвечающих за творческое мышление или математический склад ума от проявленных способностей.

Видео: Насколько развит твой мозг? 6 задач для проверки мозга

Наш мозг - удивительный орган. Он регулирует все жизненные функции организма, а также способен воспринимать и обрабатывать огромное количество информации. На что влияет объем Каковы его размеры?

Вес и объем мозга человека

Головной мозг принадлежит к центральной нервной системе. Он состоит из пяти отделов и покрыт тремя оболочками. Передний отдел представлен правым и левым полушариями, которые, в свою очередь, покрыты корой.

Абсолютно все наши действия обусловлены работой мозга. Мы думаем, анализируем, ходим, едим, спим, благодаря ему. Когда умирает он, мы тоже умирает. Мозг надежно спрятан в черепной коробке, чтобы уменьшить риск повреждений.

Он растет и развивается вместе с нами. При рождении его вес составляет 300 грамм, со временем это число увеличивается почти в пять раз. Объем мозга современного человека занимает до 95 % черепа, принимая его форму по мере роста. Как правило, мозг весит от 1 до 2 килограмм, а его объем у среднестатистического человека достигает 1200-1600 кубических сантиметров. У женщин его размеры меньше, чем у мужчин.

Древние люди

Первыми двуногими существами были австралопитеки. В эволюционной цепочке они ближе всего находились к в том числе и по размеру мозга, объем которого не превышал 600 кубических сантиметров.

Больше 2 миллионов лет назад одна из линий человекообразных обезьян (гоминид) начала изменяться. В частности, их мозг стал увеличиваться. Ученые предполагают, что это связано со сменой образа жизни и использованием первого орудия труда. Так, уже у древнейших людей он был значительно больше, чем у предков.

Им на смену пришли древние люди - неандертальцы, а затем и кроманьонцы. Примечательно, что объем мозга древних людей превышал размеры этого органа у современного человека примерно на 20 %. Причину такого явления пока не выяснили.

Ученые предполагают, что уменьшение мозга можно объяснить экономией энергии. Одним из доводов в нашу пользу также является развитие абстрактного мышления. Благодаря ему, многие понятия обрели обобщенный смысл, а информация немного «сжалась» и занимает меньше места в мозге.

От чего зависит размер

Существует распространенный миф о том, что объем мозга человека отражается на его умственных способностях. Но природа живых организмов оказалась несколько сложнее. Многочисленные эксперименты давно опровергли эту гипотезу, доказав, что важен не столько размер мозга, сколько его соотношение с размерами тела.

Важным фактором также является отношение головного и спинного мозга. У людей оно составляет 1:50. Для сравнения, у кошки этот показатель равен 1:1, у обезьян - 1:16. Ученые убеждены, что на размер мозга влияет набор навыков, которыми разные виды обладают. Он также связан с большим или меньшим развитием определенных отделов, регулирующих конкретные функции в теле. Например, у птиц больше развита часть мозга, которая отвечает за зрение и равновесие.

Для нормального существования достаточно иметь мозг средних размеров. На интеллектуальное развитие это не повлияет. Слишком большие или маленькие величины могут свидетельствовать о нарушениях. Замечено, что объем мозга человека, больного аутизмом, может быть таким же, что и у здорового, но при этом он будет гипертрофирован и развит несимметрично. Болезнь Альцгеймера быстрее развивается у людей, чей мозг меньше среднего размера.

Согласно недавним исследованиям, объем мозга определяется сразу семью генами.
В среднем его длина не превышает 15 сантиметров.
Величина женского мозга уступает мужскому из-за уменьшенных центров, которые отвечают за логику. Расхождения могут быть до 150 грамм.
Максимального размера он достигает приблизительно в 20 лет. Наиболее активный рост обычно наблюдается с 7 до 11 лет.
Масса нашего «мыслителя» изменяется с возрастом. В младенчестве она составляет 300 грамм, в зрелом возрасте - до 2 килограмм, а вот после 50 она теряет по 30 грамм каждые десять лет.
Мозг крупнейшего из зубатых китов - кашалота - весит около семи килограмм, у слона - 5.

Среди женщин самый большой показатель по весу составил 1565 грамм. У мужчин он составил 2850 грамм. Рекордсменом оказался пациент психиатрии с идиотией.
У динозавров его величина не превышала размера мяча для пин-понга.
У поэта мозг весил 1017 г, у Ленина - 1340 г, у Эйнштейна - 1230 г, у Тургенева он достиг 2012 г.

Заключение

Головной мозг - это маленький компьютер, регулирующий все наши действия. Ему подвластны сложнейшие операции и задачи. У разных видов, разных полов и возрастных групп его величина отличается. Так, мозг растет, когда растем мы, а в преклонном возрасте медленно уменьшается.

Объем мозга человека не имеет прямого отношения к нашим интеллектуальным или творческим способностям. У многих животных величина мозга значительно превосходит человеческий. и способность к решению сложных задач определяется структурой и развитием отдельных его частей, а не мозга в целом.

Последнее обновление: 29/09/2013

Мозг человека – поразительный орган, способный на удивительные подвиги памяти. Он необыкновенно быстро приспосабливается к изменениям, но восприимчив к повреждениям. Насколько велики его объёмы?

Хотя человеческий мозг по своей структуре и подобен мозгу других млекопитающих, размер относительно размера тела делает его особенным. Если судить по этому показателю, то у человека гораздо больше мозгов – если можно так выразиться, – чем у кого-либо из млекопитающих.

Размеры мозга: факты

– Если говорить о весе, то, в среднем, у взрослого человека он составляет от 1300 до 1400 граммов. Средняя длина человеческого мозга – 15 сантиметров.

– Мозг новорожденного ребенка весит примерно от 350 до 400 граммов.

– У мужчины мозг, как правило, больше, чем у женщины. С учётом соотношения его массы с общей массой тела, мозг среднего мужчины больше на 100 граммов.

– У женщин лобная и лимбическая доли – области, связанные с решением проблем и эмоциональной регуляцией – обычно крупнее, чем у мужчин.

– У мужчин же больший размер имеют теменная доля (связанная с восприятием пространства) и миндалевидное тело (оно отвечает за социальное и сексуальное поведение).

– Нейроны – структурные единицы нервной системы. Они передают и хранят информацию, что позволяет различным отделам мозга взаимодействовать друг с другом, а также обеспечивает связь мозга с различными частями тела. Исследователи подсчитали, что человеческий мозг состоит из 100 миллиардов нейронов.

Имеет ли значение размер?

У кого-то больше, у кого-то меньше. Вам было бы интересно узнать, что размер мозга связан с характеристиками вроде нетрудоспособности или интеллекта. Исследователи обнаружили, что в некоторых случаях размер мозга может быть обусловлен определенными заболеваниями или условиями развития. Например, дети, страдающие аутизмом, как правило, имеют больший мозг (да и рост их мозга происходит непропорционально), чем остальные. Гиппокамп – область мозга, тесно связанная с памятью – у пожилых взрослых, страдающих болезнью Альцгеймера, меньше.

А вот как насчет интеллекта? Ответ на этот вопрос во многом зависит от того, кому именно Вы его задаёте. Согласно результатам одного масштабного исследования, проведённого Майклом МакДэниелом из Университета Содружества (Ричмонд, Виргиния), больший мозг связан с более высоким уровнем интеллекта. Однако не все исследователи обязательно согласятся с такими выводами.

Вообще, подобные исследования поднимают важные вопросы. Как именно нужно определять и измерять уровень интеллекта? Должны ли мы принимать во внимание соотношение с размерами тела, устанавливая такую связь? Какие именно отделы головного мозга мы должны исследовать?