Читать книгу "Мозг. Такой ли он особенный? - Сюзана Херкулано-Хузел"

Таким образом, весьма вероятно, учитывая недостаточное число проб в этих исследованиях и правила нейронного шкалирования, характерные для китопарнокопытных, что даже кора самых крупных китов будет содержать лишь долю от 16 миллиардов нейронов, находящихся в коре головного мозга человека. Преимущество человека, как мне думается, обусловлено наибольшим числом нейронов в коре мозга среди всех остальных животных видов – и начинается это преимущество обладанием корой, которая построена по образу и подобию коры других приматов: наша кора замечательна числом своих нейронов, а не исключением из правил, которые управляют их расположением в коре. Так как мозг человека – это мозг примата, а не потому, что он особенный, он смог сконцентрировать большое число нейронов в относительно небольшой коре так, как не смогло ни одно другое млекопитающее с жизнеспособным мозгом. Ни одно животное не смогло бы уместить такое количество нервных клеток в мозге массой менее 10 кг. На рис. 6.6 в полулогарифмическом масштабе показано расстояние между людьми и следующим уровнем числа нейронов в мозговой коре, в мозге крупных высших обезьян, африканского слона и, как мы предсказываем, крупных китообразных.

Рис. 6.6. Те же данные, что и на рис. 6.5, но отложенные на полулогарифмической шкале, чтобы было проще оценить расстояние между числом нейронов в мозговой коре человека и в коре мозга других млекопитающих. Считается, что китообразные (данные обведены прерывистой линией), африканский слон и крупные человекообразные обезьяны имеют сходные числа нейронов в коре головного мозга – от 3 до 9 миллиардов, что намного превосходит число нервных клеток, содержащихся в коре мозга других, более мелких млекопитающих, но намного меньше, чем было обнаружено в коре головного мозга человека

Представляется вполне адекватным, что человекообразные обезьяны, слоны и, возможно, китообразные имеют сходные числа нейронов в коре мозга, порядка от 3 до 9 миллиардов – меньше, чем люди, но больше, чем все остальные млекопитающие. Это три группы животных, которые, по мнению многих ученых, обладают общими для них сложными когнитивными способностями, такими как узнавание себя в зеркале, голосовая коммуникация и социальная кооперация для достижения общей цели.

Тем не менее можно, конечно, говорить, что кора человеческого мозга особенная, но ее особенность заключается в концентрации такого числа нейронов на единицу объема коры, какое недостижимо для других видов млекопитающих. Как мы умудрились иметь такое беспрецедентно огромное число нейронов в коре, не отклоняясь при этом от правил нейронного шкалирования, характерного для приматов, мы обсудим в следующих главах. Пока же мы поговорим об одном пункте, касающемся преимущества человека: у нас не только наибольшее абсолютное число нейронов в мозговой коре в целом, но наша кора, кроме того, является наибольшей относительно остальных отделов головного мозга; при этом особенно мощно у нас развита префронтальная кора.

Но действительно ли это так?

7. Что такое увеличение коры?

Когда мы начали изучать увеличение числа нейронов в мозге, само понятие эволюции млекопитающих было синонимом увеличения объема коры, так как это был единственный параметр оценки, доступный ученым в течение многих десятилетий. В частности, эволюцию человека всегда связывали исключительно с ростом коры мозга, несмотря даже на то, что человеческий мозг не является самым большим в отношении абсолютного числа нейронов, просто его кора велика относительно общей массы головного мозга. Однако даже при такой оценке доля коры не так уж и велика. Включая подкорковое белое вещество, состоящее из волокон, соединяющих различные области коры и позволяющих коре работать, как единой информационной сети, кора составляет 75 % от всей массы головного мозга; для сравнения можно указать, что у лошади эта доля составляет 74 %, у шимпанзе 71–73 %, у черного дельфина 73 %[126].

Полученные нами данные подтвердили тенденцию коры мозга млекопитающих увеличивать свою массу быстрее, чем увеличивается масса остальных отделов головного мозга по мере роста его массы и объема, как показано на рис. 7.1, где по графику функции видно, что аллометрический показатель степени больше единицы. Это означает, что структуры остальной части мозга, которые обрабатывают информацию, поступающую от тела, становятся больше, но мозговая кора растет с большей скоростью. Теперь не вызывает удивления, что мы обнаружили у приматов отличие от других групп млекопитающих и в этом отношении. Объем мозговой коры нарастал в отношении объема остальных частей мозга быстрее, чем у других животных. Кроме того, при сходной массе остальных отделов мозга кора была больше у приматов, чем у животных, не принадлежащих к этому отряду, как это видно из разницы между двумя функциями, графики которых представлены на рис. 7.1. Мало того – и это очень важно, так как подтверждает наш вывод о том, что человеческий мозг – это увеличенный мозг приматов, – и масса коры человеческого мозга именно такова, какой она должна быть, исходя из массы остальных отделов мозга – соотношение между ней и массой коры у человека такое же, как у типичного примата.

Рис. 7.1. Масса мозговой коры у всех млекопитающих возрастает быстрее, чем масса остальных отделов мозга, но особенно быстро у приматов (показатель степени 1,3; треугольники), быстрее, чем у других видов (показатель степени 1,2). Кроме того, при сходной массе остальных отделов мозга у приматов (треугольники) больше масса мозговой коры, чем у неприматов (грызунов и насекомоядных, черные кружки; парнокопытных, светлые кружки; афротериев, квадратики). Массу мозговой коры человека можно предсказать по массе остальных отделов мозга согласно закономерностям, характерным для типичного примата

Учитывая, что правила, действующие среди неприматов в целом, были сохранены в ходе эволюции и что, следовательно, эти правила приложимы к предку млекопитающих, общему для всех этих групп, мы можем обоснованно считать, что мозговая кора увеличивала свою массу быстрее, чем остальные отделы мозга, с момента появления первого млекопитающего – и приматы отклонились от этого правила в том, что масса коры стала у них увеличиваться еще быстрее относительно массы остальных отделов головного мозга. Это означает, что как абсолютное увеличение объема мозговой коры, так и относительное увеличение по сравнению с остальными отделами мозга происходили особенно быстро в ходе эволюции приматов.

Увеличение массы коры в ходе эволюции млекопитающих, описываемое степенной функцией с показателем, намного большим единицы, было значительным как в абсолютном, так и относительном выражении в сравнении с массой остальных отделов мозга. Как показано на рис. 7.2, относительная масса мозговой коры, то есть процент массы мозга, содержащийся в коре, возрастает вместе с увеличением массы мозга во всех группах млекопитающих, но по-разному у приматов и неприматов; так, например, у антилопы доля мозговой коры составляет 72 %, а у бабуина – 80 %. Африканский слон, с его непомерно развитым мозжечком, выделяется на общем фоне: несмотря на то что мозг слона по общей массе в три раза превышает мозг человека, относительная доля в ней коры составляет всего 62 %, в то время как у человека этот показатель достигает 82 %.