Почему 3000 лет назад человеческий мозг был больше

Современная цивилизация может быть самой развитой из всех, существовавших на Земле, но около ста поколений назад наши предки имели мозг больше нашего, пишет BBC.

Несколько тысяч лет назад человечество достигло важного момента в своей истории — начали возникать первые известные цивилизации. Люди, жившие в самых ранних городах мира, могли быть во многом похожи на современников. Но надо отметить, что с тех пор человеческий мозг немного уменьшился.

Потерянный объём в среднем был бы примерно эквивалентен объёму 4-х шариков для пинг-понга, говорит Джереми ДеСильва, антрополог из Дартмутского колледжа в США. Согласно анализу черепных окаменелостей, который он и его коллеги опубликовали в прошлом году, уменьшение мозга началось всего 3000 лет назад.

«Это намного позже, чем мы думали, — говорит ДеСильва и добавляет: — Мы предполагали, что будет что-то близкое к цифре 30 000 лет назад».

Сельское хозяйство возникло между 10 000 и 5000 годами назад, хотя есть некоторые свидетельства того, что выращивать растения, возможно, люди начали ещё 23 000 лет назад. Вскоре появились цивилизации, изобилующие архитектурой и техникой. Первые письмена появились примерно одновременно. Почему же в этот век необычного технологического развития человеческий мозг начал уменьшаться в размерах?

Над этим вопросом исследователи долго ломали голову. Также он заставил задуматься, что размер мозга на самом деле говорит об интеллекте и когнитивных способностях животного. У многих из них мозг намного больше по размеру, чем у нас, и всё же их интеллект — насколько мы его понимаем — совсем другой. Таким образом, взаимосвязь между объёмом мозга и тем, как люди думают, не может быть однозначной. Должны быть и другие факторы.

Что именно побуждает мозг увеличиваться или уменьшаться с течением времени у того или иного вида, тоже трудно определить. ДеСильва и его коллеги отмечают, что человеческие тела со временем стали уменьшаться, но не настолько, чтобы объяснить уменьшение объёма нашего мозга. Вопрос в том, почему произошло это изменение, всё ещё остаётся открытым. И вот в недавней статье они обратились за вдохновением к неожиданному источнику — скромному муравью.

На первый взгляд, мозг муравья может показаться абсолютно иным. Он имеет объём примерно в одну десятую кубического миллиметра — это треть размера крупинки соли — и содержит всего 250 000 нейронов. Для сравнения, в человеческом мозге насчитывается около 86 миллиардов.

Муравьи-листорезы собирают растительный материал, выращивая грибы, но их сложное общество также привело к тому, что у них меньше мозг (фото: Adrain Davies/Alamy)

Но некоторые муравьиные сообщества на удивление похожи на наши. Существуют даже виды муравьев, которые занимаются своего рода сельским хозяйством — выращивают огромные грибы внутри своих гнёзд. Эти муравьи собирают листья и другой растительный материал для использования на своих фермах, а потом собирают грибы для питания. Когда команда ДеСильвы сравнила размеры мозга различных видов муравьёв, то выяснилось, что иногда у тех, что жили в больших общинах, мозг был больше — за исключением случаев, когда в общинах также выращивались грибы.

Это говорит о том, что, по крайней мере для муравья, наличие большего мозга важно для того, чтобы хорошо жить в большом обществе, однако более сложные социальные системы с большим разделением труда, наоборот, могут привести к уменьшению мозга. Это может быть связано с тем, что когнитивные способности разделяются и распределяются между многочисленными членами группы, которым предстоит выполнять различные роли.

Другими словами, интеллект становится коллективным.

Ещё одна причина — появление письменности. Это произошло примерно за 2000 лет до того, как началось уменьшение размеров человеческого мозга. Письменность — одна из относительно немногих вещей, выделяющих нас среди всех других видов, и возникает вопрос: могло ли это повлиять на объём мозга?

Некоторые из самых ранних известных письменных текстов появились в Месопотамии в виде клиновидных знаков, известных как клинопись, которые были вдавлены в глиняные таблички (фото: Saul Loeb/AFP/Getty Images)

Эти идеи пока остаются гипотезами. Существует много других теорий, пытающихся объяснить уменьшение размеров человеческого мозга. Но многие из них будут неправдоподобными, если учесть, что уменьшение мозга действительно началось не более 3000 лет назад.

Но означает ли уменьшение мозга, что люди как индивиды стали менее разумными?

Не совсем, если только мы не говорим о незначительных различиях в большой популяции. В 2018 году группа исследователей проанализировала огромный объём данных из британского Биобанка — обширной биомедицинской базы данных, содержащей снимки мозга, результаты тестов на IQ тысяч людей и т.д.

По словам соавтора исследования Филиппа Келлингера, генетика из Амстердамского свободного университета, выборка из 13 600 человек была больше, чем во всех предыдущих исследованиях размера мозга и IQ, вместе взятых.

Исследование показало, что наличие большего мозга в среднем ассоциировалось с лучшими результатами в тестах на IQ, но, что важно, взаимосвязь была неопределённой. Это означает, что были некоторые люди, которые справились с тестами, хотя у них был относительно маленький мозг, и наоборот.

«На самом деле нет очень сильной связи», — говорит Келлингер.

Структурные различия, вероятно, более значимы с точки зрения общих когнитивных способностей человека, чем сам размер мозга.

Это частично важно из-за того, что исторически люди пытались классифицировать и сортировать людей по таким факторам, как размер или форма их голов.

«В западном мире существуют очень неприглядные вещи: евгеника и всё подобное, они были основаны на этих идеях о биодетерминизме, — говорит Келлингер. — Исследуемая нами взаимосвязь не подразумевает какого-либо биодетерминизма».

Сканирование мозга также выявило информацию не только о размере мозга и его структуре, но и взаимосвязь между объёмом серого вещества — внешнего слоя мозга, в котором особенно много нейронов, — и результатами теста IQ.

На самом деле такие структурные различия — значительнее с точки зрения общих когнитивных способностей человека, чем сам размер мозга.

«Было бы безумием думать, что всё зависит от объёма. Это может быть даже одним из наименее важных факторов», — говорит Саймон Кокс, изучающий старение мозга в Эдинбургском университете.

Это имеет смысл, если задуматься. Мозг мужчин, как правило, примерно на 11% больше по объёму, чем мозг женщин, из-за их большего размера тела. Но исследования показали, что в среднем женщины имеют преимущество в одних когнитивных способностях, мужчины — в других.

Кокс указывает на другое исследование, в котором он принимал участие, демонстрирующее, как женский мозг может компенсировать меньший размер за счёт структурных различий. Например, у женщин в среднем более толстая кора головного мозга (слой, содержащий серое вещество).

Существует множество особенностей и свойств мозга, по-видимому, влияющих на когнитивные способности. Ещё один пример — миеленизация. Это оболочка из материала, которая окружает аксоны — длинные, тонкие «кабели», которые позволяют нейронам соединяться с другими клетками и формировать нейронную сеть.

Учёные были несколько удивлены, обнаружив, что человеческий мозг начал уменьшаться всего 3000 лет назад (фото: Mohamed El Shahed/Getty Images)

Когда люди стареют, их миелин разрушается и снижает эффективность работы мозга. Это изменение можно проследить, если увидеть, насколько легко вода распространяется через ткань мозга. При уменьшенном количестве миелина вода течёт легче. Это свидетельствует о снижении когнитивных способностей.

Мозг остаётся «феноменально сложным», говорит Кокс. Трудно точно сказать, как структурный состав мозга влияет на интеллект человека. Следует отметить, что у некоторых людей частично повреждён мозг из-за травмы или особенностей развития. Один мужчина во Франции, сделавший успешную карьеру государственного служащего, не имел 90% мозга, но при этом его IQ составлял 75 баллов, а вербальный IQ — 84, что лишь чуть ниже среднего показателя по Франции в 97 баллов.

Однако исключения никогда не могут быть истолкованы как правило. В конце концов, многочисленные исследования действительно отмечают статистически значимую, хотя и тонкую связь между объёмом мозга, структурой и интеллектом.

Всё это становится ещё более интересным, когда вы исследуете разные мозги представителей животного царства. Мы уже рассмотрели одно сравнение — мозга человека и муравья, но как насчёт других видов? Что побуждает большой или маленький мозг эволюционировать?

Эми Баланофф, изучающая эволюцию мозга в Университете Джона Хопкинса в Балтиморе, говорит, что мозговая ткань требует много энергии, поэтому организм вряд ли сможет развить большой мозг, если ему этого не понадобится. Некоторые организмы имеют очень маленький мозг — всего несколько миллиметров длиной.

Кроме того, у некоторых животных, например у птиц, со временем мозг якобы увеличился по сравнению с размером их тела, но на самом деле он не изменился, а просто их тела уменьшились.

Одной из областей мозга, выделяющей людей, является неокортекс, участвующий в высших когнитивных функциях — сознательном мышлении, обработке языка и других. Мы, несомненно, очень нуждаемся в подобных вещах, и поэтому имеет смысл, чтобы наш мозг был адаптирован к нашим нуждам.

Учитывая, что для поддержания вращения шестерёнок требуется много энергии, интересно отметить, что животные с большим мозгом эволюционировали, чтобы получать много энергии в раннем возрасте.

Человеческие младенцы на самом деле рождаются с избытком нейронов, 100 миллиардами, и это число уменьшается по мере их развития.

Это происходит потому, что мозг настраивается в зависимости от развития и окружающей среды индивида. С возрастом сохраняются только действительно необходимые части нейронной сети, но наличие мозга, изначально снабженного нейронами, делает это возможным.

Млекопитающие эволюционировали в тени динозавров. Им были нужны чрезвычайно хорошие сенсорные способности, чтобы выжить, и, вероятно, именно поэтому они развили ночные привычки и ночное зрение. Это, очевидно, повлияло на развитие нервной системы. Как и то, что приматы, включая наших предков, были вынуждены развивать специальные моторные навыки, необходимые для жизни на деревьях.

Окружающая среда давила на мозг млекопитающих, заставляя его развивать способности, которые сейчас помогают нам выходить из щекотливых ситуаций. Многие животные, вероятно, выиграли от того, что им пришлось повысить свои когнитивные способности в мире, полном проблем.

Однако ясно, что вы не можете просто определить размер мозга животного, сравнить его с размером тела и прийти к однозначным выводам о том, насколько оно умное. Размер — это лишь одна из частей головоломки.

Что более разумно — думать или выживать? Люди любят размышлять, но наша способность планировать действительно выглядит очень слабой, если учесть нынешнюю борьбу с долгосрочными проблемами существования, такими как климатический кризис.

Как полагает Саймон Кокс, «в жизни есть гораздо больше, чем самый высокий общий балл когнитивных способностей или высокий IQ».

Это почти заставляет пожалеть, что наши мозги не ещё меньшего размера.