Экономить энергию мозга

Хорошо известно, что мозг работает и управляет нашими действиями благодаря нейронным связям. Но для совершения какой-либо операции поступающие команды должны преобразовываться в электрические импульсы, а для этого нервным клеткам требуются ионные каналы. Это крошечные поры в мембране каждой клетки, которые контролируют прохождение через нее ионов различных веществ, скажем, натрия или калия. Недавно нейробиологи из Массачусетского технологического института во главе с Марком Харнеттом с удивлением обнаружили, что почему-то у человека гораздо меньше таких каналов, чем у прочих млекопитающих.

Для того чтобы прийти к этому выводу, исследователям пришлось сначала изучить срезы мозга десятка различных млекопитающих. В выборку вошли этрусская землеройка, которая считается самым крошечным млекопитающим в мире, крысы, кролики, обезьяны и, наконец, человек. Во всех случаях специалисты при помощи ультратонких пипеток измеряли электрические свойства пирамидальных клеток мозговой коры животных. Это позволило подсчитать и число ионных каналов.

Оказалось, что у всех млекопитающих наблюдалась прямая корреляция между увеличением размера нервных клеток и ростом плотности ионных каналов. Например, в крошечном мозгу этрусской землеройки насчитывается больше нейронов, чем у кролика, который обладает более крупными нервными клетками. В то же время в мозгу кролика больше ионных каналов, чем у землеройки. Тем не менее у обоих этих биологических видов плотность каналов на объем ткани остается практически одинаковой. А вот у человека, который размерами значительно превышает и землеройку, и кролика, ионных каналов гораздо меньше.

Почему же с людьми не работает принцип последовательности, который мы наблюдаем в случае с остальными млекопитающими? «Создается впечатление, что кора головного мозга стремится сохранить у всех видов постоянное количество ионных каналов на объем мозга, а значит, и энергетические затраты», – говорит Харнетт.

Авторы исследования полагают, что снижение плотности ионных каналов позволяет нашему мозгу экономить энергию, направляя ее на установление более сложных нейронных связей или увеличение скорости мыслительных операций. Возможно, именно благодаря этому мы смогли вкладывать излишки мозговой энергии в процесс познания.

Кстати, а есть ли какая-то связь между размерами мозга и уровнем интеллекта? Так, за последние 6 миллионов лет размер мозга гоминидов – предков человека – увеличился раза в три. Однако, по данным ученых, сейчас эта тенденция повернула вспять.

У европейцев размеры мозга достигли пика 20000 лет назад, еще до изобретения земледелия. Затем они стали уменьшаться. Например, мозг поздних неандертальцев мужского пола, по самым скромным оценкам, имел объем около 1500 кубических сантиметров. А вот у современных мужчин всех рас средний размер мозга равен приблизительно 1425 кубическим сантиметрам, у женщин – 1350 кубическим сантиметрам. Рекордная масса мужского мозга составила 2049 граммов. Например, мозг Тургенева весил 2012 граммов. У женщин рекордом считается вес мозга около 1500 граммов.

Тенденция к уменьшению размеров человеческого мозга, вероятно, возникла около 25 тысяч лет назад и стала наиболее заметной примерно 10 тысяч лет назад. Конечно, тот факт, что умственные способности зависят от параметров мозга, стопроцентно не доказан. Однако ряд древних текстов предупреждают о деградации нашего биологического вида. Так, Веды утверждают, что первоначально существовали человеческие племена, часть которых превратилась в животных.

Каким образом это могло случиться? Наших предков жизнь постоянно ставила в сложные, подчас экстремальные обстоятельства. Просто для того, чтобы выжить, нужно было хранить в памяти массу разнообразных сведений: как изготовить орудия труда или оружие, добыть огонь, построить жилище, выследить добычу, как ее поймать, выпотрошить, приготовить; где добыть необходимые ягоды, травы и коренья, что есть не следует; как лечить подручными средствами недуги; как укрыться от непогоды, хищников, паразитов, врагов… Параллельно им приходилось, не имея каких-либо научных сведений на эту тему, объяснять возникновение и развитие мира, создавать зачатки мифологии, правила общения с соседями. При этом полагаться они могли только на свою память. Те, кто «не тянул», вынуждены были снова слиться с животным миром.

Эксперты предполагают, что поддержание объема мозга опять же требует значительных энергетических затрат, в частности большого количества жиров и белков. Пока люди вели жизнь охотников и собирателей, им были нужны большие мозги, так как эта деятельность требовала значительных усилий – не только физических, но и умственных. Земледелие таких затрат уже не требовало. А сейчас у нас нет необходимости ни выслеживать и убивать добычу, ни собирать самим травы и растения, ни изготавливать орудия труда. Обычно мы специализируемся на одном-двух видах деятельности, не больше, и, даже готовя и убирая квартиру, зачастую используем технологии, а не делаем это вручную.

Возможно, для выполнения различных задач нам теперь просто требуется меньшее количество нейронов. При этом отсутствие необходимости борьбы за выживание в условиях технологического прогресса может «усреднить» интеллект человечества. Нестандартные способности часто формируются под воздействием неблагоприятных и даже нездоровых обстоятельств: недаром считается, что гениальность – это отклонение от нормы. Комфортное существование и стабильность сведут на нет необходимость думать, поэтому гениев и просто выдающихся людей будет становиться все меньше. Хотя это, конечно, всего лишь гипотеза, и если бы она подтвердилась, то нас ждали бы довольно печальные перспективы.

Лада КОВАЛЕНКО