Головной мозг человека. Этапы эволюции человека Объем мозга первых современных людей

Загадка: Почему мозг Homo sapiens уменьшается? April 26th, 2016

Мозг предков человека за 7 миллионов лет увеличился в 3 раза и достиг у неандертальцев объема 1500 см, но за последние 25 тысяч лет имеется тенденция к уменьшению размеров. У современного человека объем мозга составляет 1350 см. Почему мозг уменьшается?

Изучение данного вопроса осложнялось тем простым фактом, что невозможно взвесить мозг далеких предков человека - антропологам остается рассуждать только о его объеме по останкам черепов. Поэтому длительное время господствовала версия, что мозг не уменьшался по массе, а его компактность оптимизировалась за счет углубления складок коры в угоду проходимости головы через узкие родовые пути.

Однако данная версия была окончательно отвергнута, когда было показано, что глубина складок и выраженность извилин коры у современного человека не коррелирует ни с объемом ни с весом мозга. Выяснилось, что складчатость коры - следствие увеличения числа связей между нейронами. Так как длина отростков нейронов белого вещества - относительно постоянная величина, то контакты между более удаленными нейронами вызывают образование складки.

Степень выраженности складок - скорее индивидуальная особенность характерная для наиболее интеллектуально развитых представителей человечества, при этом не обязательно обладающих большим и тяжелым мозгом.

Поскольку не было ни специализации, ни письменности и Интернета, все это человек носил в одной голове. От обилия жизненно необходимой информации и постоянного ручного труда мозг древних предков людей увеличивался в размерах.

Современная жизнь резко отличается от палеолитической. Сейчас человек получает всё готовое: и пищу, и вещи, и информацию. Крайне мало современных цивилизованных людей способны сделать какое-либо орудие труда из природных материалов. В лучшем случае человек комбинирует уже готовые элементы, например, прилаживает лезвие топора на топорище. Но он не изготавливает топор с самого начала - от добычи руды и срубания палки для топорища. Современный человек дров не носил, палок не пилил, руды не копал, железо не ковал. Специализация - это не проблема XX века, как часто приходится слышать. Она появилась ещё в раннем неолите, с первым большим урожаем, позволившим кормить людей, занимающихся не добычей еды, а чем-то ещё. Появились гончары, ткачи, писцы, сказители и прочие специалисты. Одни стали уметь дрова рубить, другие - печь топить, третьи - кашу варить. В то же время, мозг потребляет до 25% энергии от общего обмена организма , и, чтобы сэкономить затраты, эволюция пошла на уменьшение размеров органа.

Таким образом, уменьшение размеров мозга произошло в результате специализации человека и его независимости от условий окружающей среды. С другой стороны, в наше время коллективный разум становится глобальным инструментом интенсивного развития человечества. Условно это можно сравнить с тем, как объединенные в сеть миллионы компьютеров обладают гораздо большими возможностями, чем самый мощный суперкомпьютер.

Многие читатели ответили верно, а главное - своими словами. Но первый из тех, кто наиболее полно ответил -

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?

Существовали две точки зрения на эволюцию мозга гоминид . Одни исследователи считали главным показателем развития размеры мозга, его объем. Другие авторы придавали большее значение структурным качественным преобразованиям коры.

Сторонники первой точки зрения считали основным критерием выделения семейства гоминид размеры мозга. В связи с этим существовала гипотеза "мозгового рубикона", выдвинутая английским антропологом А.Кизсом. Суть ее состоит в следующем - по объему мозга современные и ископаемые гоминиды оказывались как бы на разных берегах символической реки Рубикон. На одном берегу - австралопитековые , объем мозга которых не превышает 700 куб.см, на другом берегу - все ископаемые и современные люди с мозгом не менее 850 куб.см. А.Кизс предположил, что существует "критическая масса" мозга, без которой невозможно изготовление орудий и другие сложные формы поведения. Такая масса составляет, по его мнению, 750 куб.см. Иными словами, если объем мозга равен 700 куб.см, то это еще не человек, а если 755 куб.см - то уже человек.

Как известно, объем головного мозга как таксономический признак имеет малую ценность. Его величина вариабельна даже в пределах одного вида. Его показатели могут перекрываться у нескольких видов. Поэтому сторонники второй точки зрения главным морфологическим критерием выделения семейства гоминид считали систему прямохождения. Увеличение размеров мозга, безусловно, характерно для приматов. Однако большее значение в эволюции мозга гоминид имели качественные перестройки коры, появление у гоминид новых специфических человеческих областей коры головного мозга.

Можно заключить, что в эволюции головного мозга гоминид сочетались увеличение размеров мозга и перестройка его отдельных участков с увеличением зон абстрактного мышления и уменьшением зон чувственного восприятия. За период от 4 млн лет до 10 тыс. лет назад мозг вырос от 500 до 1500 куб.см (в среднем), т.е. в 3 раза. Причем на более поздних этапах антропогенеза развитие мозга опережало развитие зубной системы и локомоторного аппарата. Еще большие изменения происходили в микроструктуре мозга. В.И.Кочеткова связывает изменения, происходившие в макро- и микроструктуре мозга гоминид, с их деятельностью.

Существует мнение, что укрупнение головного мозга у млекопитающих сопровождалось увеличением размеров тела. И.Эйсенберг назвал эту связь "энцефализацией". Вес головного мозга связан с весом тела. Абсолютный вес мозга больше у крупных животных, чем у мелких. Относительный вес мозга - вес мозга/вес тела у крупных животных в среднем меньше, чем у мелких.

Сколько интересных фактов человечество знает про головной мозг, но в разы больше об этом органе центральной нервной системы не известно. Например, что такое память, где хранится запомненная информация, почему объем головного мозга видных интеллектуалов мог отличаться по весу в разы? Давайте займёмся антропометрией этого загадочного органа, форма которого напоминает вид ядра грецкого ореха.

Энергопотребление

Объем мозга любого современного человека превышает аналогичный показатель при сравнении с любым животным. Энергопотребление этого органа вызовет удивление у большинства людей, которые узнают, что около половины вырабатываемой в печени глюкозы потребляется головным мозгом. Цифра может составлять порядка 20 процентов энергии тела, а более наглядно 10-15 Вт при небольшой нагрузке.

Активная умственная деятельность требует до 25 Вт мощности, а у научных светил этот показатель порой 30 Вт достигает. При этом происходит генерирование намного большего количества электрических импульсов, чем производит вся вычислительная техника планеты. Масса головного мозга при этом намного порядков меньше.

Эволюция создала более эффективный механизм для обработки полученной информации, по сравнению с техническими решениями людей.

Антропометрия

Довольно точно определить объем мозга человека в наше время сложно. Медики в основном прибегают к эмпирическим формулам для подсчёта физических габаритов органа. Так берутся габаритные размеры черепной коробки в сантиметрах, перемножаются, добавляется пара коэффициентов и получается приблизительный результат. Причём линейный размер черепа мужчин и женщин высчитываются по отличающимся формулам.

Чем больше, тем лучше

Бытует мнение: чем больше мозги, тем умнее их обладатель, будь это человек или животное. Всё правильно. По уровню умственных способностей Млекопитающие намного превосходят червей и насекомых, а человекообразные обезьяны своих менее развитых сородичей. Ну это как посмотреть: птичкам, червям и обезьянам достаточно размера их мозга для выживания в привычной им среде, а человек среду обитания и образ жизни всё время подстраивает под себя. И в последнее столетие этот процесс опередил длительность жизни людей: за жизнь поколения мир изменяется настолько, что человеку необходимо беспрерывно учиться, чтобы обитать в нём, или уйти в джунгли.

Теперь об интересном.

Результаты исследований XIX века и современности не указывают на то, что масса мозга выросла.
У насекомых его роль заменяют нервные узлы и цепочка.
Головной мозг Анатоля Франса весил в два раза меньше, чем в Ивана Тургенева.
Если после 20-ти с лишним лет взрослый мозг начинает терять приблизительно 1 грамм в год, а ближе к 50-60 цифра вырастает до 2, а порой и 3 грамм, то после 60 лет эта цифра потери массы может превышать 4 грамма в год. Что интересно, получение новых навыков и знаний и занятия интеллектуальной деятельностью на весе мозга положительно не сказываются. Растёт он только у детей и подростков.
Максимальный вес органа зафиксирован у идиота и эпилептика, и функционировал он неполноценно.

Вывод: неважно сколько весит мозг человека или животного. Более важными здесь являются отношение массы органа к массе тела и количество связей между нейронами. Не зря ведь наука установила, что активный человек (читающий книги) использует около 5% интеллектуального потенциала. Плохо знакомому с умственной деятельностью хватает и 3%, и неважно, женщина это или мужчина.

Число нейронов также немногое говорит про вместимость черепной коробки: при равном их количестве у разных видов животных некоторые значительно отличаются интеллектуальными способностями, но лишь в решении предложенных человеком задач.

Корреляции

Многие думают, что современный человеческий мозг немного больше мозгов человекообразной обезьяны, но это не так. Интеллект человека действительно превосходит умственные способности любого животного, вторым «по уму» идёт дельфин, а не шимпанзе. Человеческий мозг может весить до 2% от массы тела, то есть он в 50 или чуть более раз легче, чем весь организм, у дельфинов показатель составляет около 80 раз, а у шимпанзе – порядка 120. Но и такой подсчёт не даёт высокой точности, ведь установлено, что у разных млекопитающих интеллект в немалой мере зависит от площади коры (неокортекса), увеличиваемой за счёт извилин.

Показатели массы

Не секрет, что женский и мужской центр нервной системы отличается по весу. Это было установлено в 1882 Френсисом Гаттоном и многократно подтверждено учёными из различных исследовательских институтов и центров всего земного шара.

Эта разница составляет 100-150 грамм в среднем.

Вес

Наконец-то мы пришли к самому интересному: сколько весит мозг человека, и каков его средний размер. Нормальным считается орган со следующими габаритами:

длина (от лобных долей к затылку) – 160-175 мм;
ширина – 135-145 мм;
высота (вертикальный разрез) 105-125 мм.

Это у взрослого человека. У стариков, детей и подростков эти цифры будут ниже, а также у тех, чей мозг поддаётся влиянию вредных для него факторов окружающей среды (алкоголь, наркотики).

Какова средняя масса

Усреднённым значением считается показатель в 1,38 кг для сильного пола и 1,24 кг у представительниц слабого пола. Индивидуальные корреляции могут составлять 900 – 2000 грамм. Высокоинтеллектуальные люди, профессионалы в какой-либо сфере деятельности и творческие личности не отличаются увеличенной массой мозгового вещества. Его плотность составляет 1,038-1,04.

У детей

Новорождённые и младенцы отличаются массой мозга, которая достигает 10% (нормой считается 350-450 грамм) от веса тела и заметно снижается в первые годы его жизни и развития. В два года, например, вес колеблется в районе 900 грамм, а в шесть – 1,2 кг. За последующие 10-16 лет мозг прибавляет в весе всего около 0,2 кг.

Большой и малый вес

Наиболее легким мозгом, который был зафиксирован, обладал 46-летний мужчина. Вес составлял всего 680 грамм, причем такой крохотный орган не оказывал никакого влияния на поведение и социальные навыки человека. Хотя ещё в 1873 году К. Фохт установил, что порог массы мозга находится в пределах 750-800 грамм. Кто имел орган легче, отличались наличием микроцефалии, упрощенным поведение, могли иметь упрощенную речь, их развитие не часто отличалось от умственных способностей детей 3-6 лет. Такие люди вели практически асоциальный образ жизни, пасли овец, собирали дрова, ягоды.

Масса самого большого мозга – 2850 граммов, при этом его владелец, как говорилось выше, был идиотом и шизофреником. В том же XIX веке был зафиксирован и самый большой мозг нормального человека. Он составлял 2222 грамма.

Расовые и национальные различия

На вес мозга влияет и гаплогруппа. Обладатели R1A, коими являются большинство или значительная часть россиян, украинцев, белорусов, поляков, сербов, брахманов Индии и менее весомый процент представителей иных народов, наделены самым массивным мозгом. У западных европейцев и азиатских народов он немногим меньше. Самым незначительным весом мозга отличаются афроамериканцы – он весит приблизительно на 100 грамм меньше, чем у белокожих американцев.

Размер мозга не всегда имеет значение, по крайней мере решающее. Мужчина не всегда умнее женщины, их нервные системы заточены для решения различных проблем. А вот среди различных народов замечено, что среди славян и их потомков, которые носят в себе Y-хромосому R1A, больше всего творцов и изобретателей, чем негроидное население не отличается.

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.