Человеческий мозг. От аксона до нейрона.
Шрифт:
Поэтому, хотя мозг пресмыкающихся все еще в основном занят анализом запахов и вкусов, он становится больше, а в участках мозговой коры вблизи лобной доли появляется нечто новое. Новая часть коры называется neopallium(«новый плащ», лат.), или, по-русски, «новая кора». В этом участке сосредоточены нервные пути, занятые анализом ощущений, отличных от обоняния. В новой коре осуществляется прием большей по объему информации, ее обработка и сложная координация ответных действий. Рептилии, несмотря па силу тяжести, передвигаются с помощью конечностей, и их тело не соприкасается с поверхностью земли. Новая кора еще больше развилась у одной замечательной группы пресмыкающихся, которые около 100 миллионов лет назад сменили чешую
У примитивных млекопитающих мозг устроен еще сложнее, чем у пресмыкающихся, хотя по-прежнему его основной задачей остается распознавание и анализ запахов. По крайней мере, такой остается задача старой коры. Но у этих животных начинает развиваться и новый плащ, который увеличивается в размерах и покрывает корой поверхность больших полушарий головного мозга.
Чем больше размер новой коры, тем более сложную информацию может обрабатывать мозг и тем сложнее может становиться поведение животного. В простом мозге места может хватить на выработку только одного ответа на какой-то определенный стимул. В сложном мозге места хватает на составление разнообразных комбинаций множества нейронов, что позволяет различать топкие градации стимулов, принимать в расчет условия их возникновения и формировать разнообразные ответы, в зависимости от особенностей каждого случая. Именно способность принимать различные решения в зависимости от меняющейся обстановки мы и считаем мерой интеллекта. Именно большая новая кора делает млекопитающих умнее, чем остальные позвоночные, не говоря уже о беспозвоночных.
Главной тенденцией в эволюционном развитии млекопитающих стало увеличение размеров тела. Это подразумевает увеличение размеров больших полушарий и новой коры головного мозга. Можно было бы ожидать, что с увеличением размеров мозга будут возрастать и умственные способности. Но это, как выяснилось, совершенно не обязательно. Чем больше животное, тем более совершенная координация движений ему требуется. Эта задача часто решается за счет интеллектуальных способностей. Информация поступает из больших объемов окружающей среды, таким образом, становится сложнее. Чем больше и тяжелее животное, тем в большей мышечной массе оно нуждается и тем более совершенная координация нужна ему, чтобы адекватно управлять мускулатурой. Таким образом, если увеличение размеров происходит без одновременного и пропорционального увеличения головного мозга, то животное скорее поглупеет, чем поумнеет.
Разительным примером в этом отношении являются гигантские пресмыкающиеся мезозойской эры. Некоторые из них были намного крупнее самых крупных из современных млекопитающих, но это мало отразилось на размере их головного мозга. Действительно, одной из самых поразительных черт этих гигантов было то, что они носили крошечный, чуть ли не с булавочную головку, мозг над горами плоти. Нет никаких сомнений в том, что это были на редкость тупые создания. В худших случаях животным не хватало массы головного мозга на то, чтобы обеспечить минимальную координацию движений мышц. Возьмем для примера стегозавра. Это животное весило около десяти тонн, то есть больше, чем самый большой современный слон. Мозг стегозавра, несмотря на это, размерами не превосходил мозг маленького котенка. Природа была вынуждена создать крупные скопления нервных клеток у основания спинного мозга, и именно эти скопления управляли мышцами задней части тела, оставив управление передней частью поистине жалкому головному мозгу. Действительно, этот второй спинной мозг своими размерами превосходил головной мозг стегозавра. Примеры снижения интеллекта по мере увеличения размеров тела можно найти и у млекопитающих, хотя эти примеры не столь разительны. Большая корова — весьма тупое животное, интеллект которого не идет ни в какое сравнение с интеллектом меньшей по размерам собаки.
Некоторые млекопитающие, однако, избежали этой участи. Размеры их тела увеличивались, но одновременно увеличивалась и масса головного мозга при большем росте площади новой коры. Однако увеличение площади коры означало, что мозг должен был вырасти за пределы черепа, так как его емкость ограниченна. Поэтому при увеличении массы тела недавно появившихся млекопитающих произошло параллельное сморщивание поверхности головного мозга. Вместо гладкой поверхности полушарий мозга, характерной для всех других животных, и даже среди примитивных мелких млекопитающих, поверхность головного мозга больших и более высокоразвитых млекопитающих напоминает поверхность очищенного грецкого ореха. Кора больших полушарий свернулась в извилины. Серое вещество расположено на внешних и внутренних поверхностях извилин, что позволяет увеличить его площадь и массу.
Что касается самой массы, то наибольших значений она достигла у очень крупных млекопитающих — слонов и китов. У этих животных самый большой головной мозг. Более того, па поверхности его есть извилины, и самое большое число извилин имеют мозги самых крупных китов. Не удивительно поэтому, что киты и слоны являются одними из самых умных животных на Земле. Но все же не они самые умные, и причина тому — слишком большие размеры тела. Большая часть их головного мозга — слишком большая — является рабой огромной массы мышц, которые требуют сложного координированного управления. Остается слишком мало нервных клеток на таинственную функцию разума и абстрактного мышления.
Для того чтобы поискать рекордсменов по разуму, нам придется найти группу животных, у которых развился крупный головной мозг без чрезмерного увеличения массы тела, которая нейтрализует мощное развитие мозга. Другими словами, мы хотим найти животных с наибольшим значением отношения — масса головного мозга/масса тела.
Для того чтобы найти подходящее соотношение массы тела и массы головного мозга, мы должны обратиться к одному из отрядов млекопитающих. Этот отряд называется приматы. Термин образован от латинского слова «первый». В таком наименовании проявилось самомнение человека, ибо к этому отряду относимся и мы с вами.
Около 70 миллионов лет назад приматы отделились от отряда насекомоядных. Живущие ныне на Земле насекомоядные — это мелкие животные, такие, как землеройки, кроты и ежи. По-видимому, ранние приматы мало отличались от насекомоядных. Действительно, в Юго-Восточной Азии обитают представители приматов, которые называются тупайи. Эти животные своими повадками похожи на землероек, хотя они несколько крупнее. (Землеройки — самые мелкие на Земле млекопитающие.) Тупайи же настолько крупны, что напоминают людям маленьких белок, поэтому иногда местные жители называют их беличьими землеройками. Эти животные относятся к семейству тупайевых. Их мозг устроен более совершенно, чем мозг насекомоядных, а в анатомическом строении есть некоторые черты, по которым зоологи больше склонны относить их к «ранним» приматам, нежели к «поздним» насекомоядным.
Важной разницей между землеройками и тупайями является то, что тупайи, в отличие от землероек, обитают на деревьях. Ранние приматы вели древесный образ жизни, то есть жили на деревьях. То же самое продолжают делать они и сейчас, за исключением самых крупных видов. Обитание на деревьях прибавляет к недостаткам существования на суше дополнительные опасности. Суша, по крайней мере, тверда и надежна, а ветви деревьев тесны и колеблются от веса животного, как, впрочем, и от малейшего дуновения ветра. Опасности силы тяжести удваиваются. Один неверный шаг и организм падает не с высоты своих лап, а с гораздо большей.
Чтобы приноровиться к такой жизни, млекопитающим пришлось развить у себя некоторые дополнительные приспособления.
Преимущество можно извлечь из малых размеров, ловкости и легкости. Например, для белки подходят и тонкие ветви, опасность падения с которых сведена до минимума. (Чем меньше животное, тем меньше ушибается оно при падении.) Некоторые виды, например летяги, обзавелись складками кожи перепонками, которые позволили превратить падение в полет, то есть в способ передвижения. Другим возможным выходом является повышенная осторожность. Животное пробует на ощупь каждую ветку, прежде чем ступить на нее или повиснуть на ней. Именно такой стиль поведения усвоили ленивцы. Эти звери достигли значительных размеров, но взамен превратились в медлительных «черепах».