Menneskehjerne. Dimensjoner på hjernen til levende skapninger Hjernen er et svært energikrevende organ

Den menneskelige hjernen - prinsippene for dens drift, evner, grenser for fysiologisk og mental stress - fortsetter å forbli ett stort mysterium for forskere. Til tross for alle suksessene i studien, er forskerne ennå ikke i stand til å forklare hvordan vi tenker eller forstår mekanismene for bevissthet og selvbevissthet. Den akkumulerte kunnskapen om hjernens funksjon er imidlertid nok til å tilbakevise noen vanlige myter om det. Det var det forskerne gjorde.

Var eldgamle mennesker smartere enn oss?

Det gjennomsnittlige hjernevolumet til en moderne person er omtrent 1400 kubikkcentimeter, noe som er ganske stort for vår kroppsstørrelse. Mennesket vokste en stor hjerne under evolusjonen - antropogenese. Våre apelignende forfedre, som ikke hadde store klør og tenner, steg ned fra trærne og gikk videre til livet i åpne rom, begynte å utvikle en hjerne. Selv om denne utviklingen ikke umiddelbart gikk raskt - i Australopithecines forble hjernevolumet (omtrent 500 kubikkcentimeter) praktisk talt uendret i seks millioner år. Hoppet i økningen skjedde for to og en halv million år siden. I tidlig Homo sapiens hadde hjernen allerede vokst betydelig - i Homo erectus (Homo erectus) varierte volumet fra 900 til 1200 kubikkcentimeter (dette overlapper rekkevidden til den moderne menneskelige hjernen). Neandertalere hadde en veldig stor hjerne - 1400-1740 kubikkcentimeter. som i snitt er mer enn vårt. Den tidlige Homo sapiens på Europas territorium - Cro-Magnons - gjorde oss ganske enkelt til skamme med hjernen deres: 1600-1800 kubikkcentimeter (selv om Cro-Magnonene var høye - 180-190 centimeter, og antropologer finner en direkte sammenheng mellom hjernestørrelse og høyde).


I menneskelig evolusjon vokste hjernen seg ikke bare større, men endret seg også i forholdet mellom forskjellige deler. Paleoantropologer undersøker hjernen til fossile hominider ved å se på en hodeskalleavstøpning kalt en endokran, som viser den relative størrelsen på lappene. Frontallappen utviklet seg raskest, som er assosiert med tenkning, bevissthet og utseende av tale (Brocas område). Utviklingen av parietallappen ble ledsaget av forbedret følsomhet, syntese av informasjon fra forskjellige sanseorganer og finmotorikk i fingrene. Temporallappen støttet utviklingen av hørselen, som gir lyd tale (Wernickes område). For eksempel, i erectus, vokste hjernen i bredden, occipitallappen og lillehjernen økte, men frontallappen forble lav og smal.

Og hos neandertalere, i deres veldig store hjerner, var frontal- og parietallappene relativt dårlig utviklet (sammenlignet med bakhodelappen). Hos Cro-Magnons ble hjernen betydelig høyere (på grunn av en økning i frontal- og parietallappene) og fikk en sfærisk form.

Så hjernen til våre forfedre vokste og vokste, men paradoksalt nok begynte en omvendt trend for rundt 20 tusen år siden: hjernen begynte gradvis å krympe. Så moderne mennesker gjennomsnittlig størrelse mindre hjerne enn neandertalere og Cro-Magnons. Hva er grunnen?

HVEM ER SMARTERE? MENING FRA EN ANTROPOLOG

Antropolog Stanislav Drobyshevsky (assistentprofessor, Institutt for antropologi, Biologisk fakultet, Moscow State University) svarer: «Det er to svar på dette spørsmålet: det ene liker alle, det andre er riktig. Den første er at hjernestørrelse ikke er direkte relatert til intelligens, og neandertalerne og Cro-Magnonene hadde en enklere struktur enn vår, men den tekniske utilstrekkeligheten ble kompensert av større størrelser, og selv da visstnok ikke fullstendig. I virkeligheten vet vi absolutt ingenting om den nevrale strukturen til hjernen til eldgamle mennesker, så dette svaret er fullstendig spekulasjon, som trøster innbilskheten til moderne mennesker. Det andre svaret er mer realistisk: eldgamle mennesker var smartere. De måtte løse en haug med overlevelsesproblemer, og tenke veldig raskt, i motsetning til oss, for hvem alt blir presentert på et sølvfat, og til og med i en tygget form, og det er ingen grunn til å skynde seg noe sted. Gamle mennesker var generalister - alle lagret i hodet et komplett sett med informasjon som var nødvendig for å overleve i alle situasjoner, pluss at det måtte være evnen til å tenke reaktivt i uforutsette situasjoner. Vi har en spesialisering: alle vet en liten del av informasjonen deres, og hvis noe skjer, "kontakt en spesialist."

Neandertalerhjernen skiller seg fra vår i bare én fase av utviklingen.

Oppdagelsene til neandertalerbarn gjør det mulig å spore hvordan utviklingen deres utviklet seg. stor hjerne. Forskere fra Institute of Evolutionary Anthropology i Leipzig i Max Planck Society rekonstruerte sammen med franske kolleger den komparative utviklingen av hjernen til neandertalere og Homo sapiens. Først gjennomførte forskere datatomografi hodeskaller til 58 moderne mennesker. Og så gjorde de det samme, satte hodeskallene til ni neandertalere i forskjellige aldre inn i tomografen.

Selv om neandertalerhodeskallen ikke er mindre i størrelse enn vår, er de betydelig forskjellige i form. Men hos nyfødte av begge artene er hjernehuset nesten likt i form - hos en neandertalerbaby er den bare litt mer langstrakt. Og så skiller utviklingsveiene seg. Hos moderne mennesker, i perioden fra fravær av tenner til et ufullstendig sett med fortenner, endres ikke bare størrelsen, men også formen på hjernen - den blir mer sfærisk. Og så øker den bare i størrelse, men forblir nesten uendret i form. Biologer bestemte at dette er en nøkkelprosess for hjernedannelse som er fraværende hos neandertalere. Formen på hodeskallen til deres nyfødte, ungdommer og voksne er nesten den samme. Den totale forskjellen er i ett kritisk stadium umiddelbart etter fødselen. Sannsynligvis, mener forskere, er en slik merkbar endring i form ledsaget av en transformasjon av den indre strukturen i hjernen og utviklingen av det nevrale nettverket, noe som skaper betingelser for utvikling av intelligens. Forskere publiserte en artikkel om utviklingen av hjernen til forskjellige menneskearter i tidsskriftet Current Biology.

Hvem er smartere? Nevrovitenskapsmannens mening

Sergei Savelyev, leder for laboratoriet for utvikling av nervesystemet ved Institute of Human Morphology ved det russiske akademiet for medisinske vitenskaper, delte sin mening: "Dette skyldes det faktum at kunstig seleksjon opererer i den menneskelige befolkningen, med sikte på å redusere individuell variasjon og målrettet utvelgelse av svært sosialiserte middelmåder. Og ødelegge altfor intelligente og antisosiale individer. Et slikt fellesskap er mer håndterbart og består av mer forutsigbare mennesker, noe som alltid er gunstig. Samfunnet har til alle tider ofret fredens anstiftere til fordel for ikke-konflikt og stabilitet. Tidligere ble de rett og slett spist, og senere ble de kastet ut av samfunnet. Det var på grunn av dette, fra mitt ståsted, på grunn av migrasjonen av de smarteste utstøtte, at gjenbosettingen av menneskeheten begynte. Og i stillesittende, konservative og mer sosialiserte grupper var det et skjult utvalg for å konsolidere visse atferdsegenskaper som var mest hensiktsmessige og gunstige for å opprettholde fellesskapet. Utvalg for atferd førte til hjernekrymping"

Myte 1

JO STØRRE HJERNE, JO SMARTERE ER DEN

Hjernestørrelser varierer også ganske mye blant moderne mennesker. Dermed er det kjent at hjernen til Ivan Turgenev veide 2012 gram, og Anatole France var nesten en hel kilo mindre - 1017 gram. Men dette betyr slett ikke at Turgenev var dobbelt så smart som Anatole France. Dessuten er det registrert at eieren av de fleste tung hjerne- 2900 gram - var psykisk utviklingshemmet.

Siden den viktigste delen av hjernen er nervecellene, eller nevronene (de danner den grå substansen), kan man anta at jo større hjernen er, jo flere nevroner inneholder den. Og jo flere nevroner, jo bedre fungerer de. Men hjernen inneholder ikke bare
nevroner, men også gliaceller (de utfører en støttefunksjon, dirigerer migreringen av nevroner, forsyner dem med næringsstoffer og i henhold til de siste dataene
- og delta i informasjonsprosesser). I tillegg er en del av hjernemassen dannet av hvit substans, som består av ledende fibre. Det vil si at det er en sammenheng mellom hjernestørrelse og antall nevroner, men ikke en direkte. Og det er åpenbart ingen sammenheng i det hele tatt mellom hjernestørrelse og intelligens.

Du kan pumpe opp hjernen din på en tredemølle

En studie utført av et internasjonalt team av forskere og publisert i tidsskriftet PNAS fant at aerobic trening (løpe på en tredemølle) i alderdommen vokser hippocampus, et område av hjernen som er svært viktig for hukommelse og romlig læring. Volumet ble bestemt i magnetisk resonans tomograf. Det antas at når vi blir eldre, krymper hippocampus med en hastighet på 1-2% per år. Eksperter mener at denne hippocampusatrofien er direkte relatert til aldersrelatert hukommelsestap. Så hos eldre personer som trente på en tredemølle i et år, ble volumet av hippocampus ikke bare redusert, men til og med økt, og romlig hukommelse ble også forbedret sammenlignet med kontrollgruppen. Årsaken er igjen for å stimulere dannelsen av nye nevroner.

Myte 2

NERVECELLER GJENNER IKKE

Siden nevroner ikke deler seg, ble det lenge antatt at dannelsen av nye nerveceller bare skjer under embryonal utvikling. Forskere oppdaget at dette ikke er tilfelle for flere år siden. Det viste seg at i hjernen til voksne laboratorierotter og mus er det soner der fødselen av nye nevroner skjer - nevrogenese. Kilden deres er stamceller fra nervevev (nevrale stamceller). Senere ble det funnet at mennesker også har slike soner. Forskning har vist at nye nevroner aktivt vokser kontakter med andre celler og er inkludert i prosessene med læring og hukommelse. La oss gjenta: hos voksne dyr og mennesker.

Deretter begynte forskere å studere hva eksterne faktorer kan påvirke fødselen av nevroner. Og det viste seg at nevrogenesen øker med intensiv trening, med berikede miljøforhold og med fysisk aktivitet. Og den sterkeste faktoren som hemmer nevrogenese viste seg å være stress. Vel, med alderen avtar denne prosessen fortsatt. Det som er sant for laboratoriedyr, i dette tilfellet, kan overføres fullstendig til mennesker. Dessuten bekrefter observasjoner og studier på mennesker dette. Det vil si at for å forbedre dannelsen av nye nerveceller, må du trene hjernen din, lære nye ferdigheter, huske mer informasjon, diversifisere livet ditt med nye opplevelser og føre en fysisk aktiv livsstil.

I høy alder fører dette til samme effekt som i yngre år. Men stress er skadelig for fødselen av nye nevroner.

GYM FOR MUS

Nevrovitenskapsmenn fra Taiwan (National Cheng Kung University Medical College) jobbet med mus i forskjellige aldre - unge (3 måneder), voksne (7 måneder), tidlig middelalder (9 måneder), middelalder (13 måneder) og gamle (24 måneder) . Dyrene fikk daglig fysisk aktivitet gjennom hjultrening, en time hver dag. Etter fem ukers trening studerte forskerne hvilke endringer som skjedde i hjernen deres sammenlignet med "ikke-atletiske" gnagere som bare satt i bur hele denne tiden. Ved hjelp av spesiell farging ble antallet delende celler, modnende nevronceller og modne nevroner i hippocampus talt. for det første. Forskerne fant at nevrogenese avtok med alderen. Antallet nydannede nerveceller hos middelaldrende mus var bare omtrent 5 % av antallet nye nevroner hos unge mus. Men fem uker med intens fysisk trening spilte en rolle: frekvensen av dannelse av nye nevroner hos middelaldrende "atletiske" mus doblet seg sammenlignet med "ikke-atletiske" mus. For å forstå mekanismene fant forskerne at trening økte innholdet av protein - en nevrotrofisk faktor som stimulerer deling og differensiering av nevrale celler. Det som er sant for mus, gjelder også for mennesker i dette tilfellet, sier forfatterne av artikkelen i Nature. Så fysisk aktivitet i middel- og alderdom gir en god sjanse til å holde hjernen frisk i lang tid.

STRESS SKADER Hjernen, ET INTERESSANT LIV GJENOPPER

Stress i barndommen er spesielt skadelig for hjernen. Dens konsekvenser påvirker psyken, oppførselen og intellektuelle evner til en voksen. Men det er en måte å kompensere for de skadelige effektene av tidlig stress. Som israelske forskere viste på laboratorierotter, kan du hjelpe hvis du beriker offerets habitat. Stress ødelegger hjernen gjennom hormoner, som inkluderer kortikosteroider produsert i binyrene, samt hormoner fra hypofysen og skjoldbruskkjertelen. Deres økte nivå forårsaker endringer i dendritter - korte prosesser av nevroner, reduserer synaptisk plastisitet, spesielt i hippocampus, bremser dannelsen av nye nerveceller i dentate gyrus av hippocampus, etc. Slike forstyrrelser under utviklingen av hjernen forsvinner ikke uten å etterlate spor.

Eksperter fra Institute for the Study of Affective Neuroscience ved Universitetet i Haifa delte laboratorierotter inn i tre grupper. Den ene ble utsatt for tre dager med stress i ung alder, den andre ble plassert i et beriket miljø etter stresset, og den tredje ble stående som kontroll. Rotter som hadde sjansen til å leve i et beriket miljø ble flyttet inn i et stort bur som inneholdt en rekke interessante gjenstander: plastbokser, sylindre, tunneler, plattformer og løpehjul.

Når de ble testet, viste rotter fra stressgruppen økt frykt og redusert nysgjerrighet og lærte dårligere. De hadde redusert motivasjon til å utforske nye miljøer, noe som kan sammenlignes med tapet av interesse for livet som ofte oppstår hos en deprimert person. Men å være i et beriket miljø kompenserte for alle stressinduserte atferdsforstyrrelser.

Forskere antyder at miljøberikelse beskytter hjernen mot stress av flere grunner: den stimulerer produksjonen av proteiner kalt nervevekstfaktorer, aktiverer nevrotransmittersystemer og fremmer dannelsen av nye nerveceller. De publiserte resultatene i tidsskriftet PLoS ONE. Disse resultatene er mest direkte relatert til foreldreløse barn hvis tidlige barndom ble tilbrakt på et barnehjem. Bare et interessant og rikt liv som deres adoptivforeldre vil prøve å skape for dem. vil bidra til å jevne ut vanskelige livserfaringer.

DEN MENNESKELIGE HJERNE FUNGERER PÅ 10/6/5/2 %

Denne ideen var veldig vanlig inntil nylig. Det ble vanligvis brukt for å rettferdiggjøre ideen om at hjernen har skjult potensial som vi ikke bruker. Men moderne metoder forskning støtter ikke denne oppgaven. «Det oppsto fordi da de lærte å registrere seg elektrisk aktivitet individuelle nevroner, viste det seg at av alle nevronene ved målepunktet, er svært få aktive til enhver tid," sier Olga Svarnik, leder for laboratoriet for systemnevrofysiologi og nevrale grensesnitt ved NBIC-senteret ved det russiske forskningssenteret. Kurchatov-instituttet". Det er omtrent 1012 nevroner i hjernen (tallet blir avklart hele tiden), og de er veldig spesialiserte: noen er elektrisk aktive under gange, andre under løsning av et matematisk problem, andre under en kjærlighetsdate, osv. Det er vanskelig. å forestille seg hva som ville skje hvis de plutselig bestemmer seg for å tjene penger samtidig! «Akkurat som vi ikke er i stand til å realisere all opplevelsen vår samtidig, det vil si at vi ikke kan kjøre bil, hoppe tau, lese osv.», forklarer Olga Svarnik, «det samme gjelder for alle nervecellene våre. .” kan og bør ikke være aktiv samtidig. Men det betyr ikke at vi ikke bruker hjernen hundre prosent.»

"Dette ble oppfunnet av de psykologene som selv bruker to prosent av hjernen," sier Sergei Savelyev kategorisk. – Hjernen kan bare brukes fullstendig; ingenting i den kan slås av. I følge fysiologiske lover kan ikke hjernen jobbe med mindre enn halv kapasitet, siden selv når vi ikke tenker, opprettholdes en konstant metabolisme i nevronene. Og når en person begynner å jobbe intensivt med hodet for å løse noen problemer, begynner hjernen å konsumere nesten dobbelt så mye energi. Alt annet er fiksjon. Og ingen hjerne kan trenes på en slik måte at den intensiverer arbeidet tidoblet.»

HJERNEN ER ET VELDIG ENERGI-TENSENDE ORGAN

Forskere har lenge beregnet: en intensivt arbeidende menneskelig hjerne bruker en fjerdedel av ressursene til hele kroppen. Og i hvile - 10% av kroppens energi. Dessuten utgjør hjernemassen bare 2% av kroppsmassen.

Myte 4

HVER HANDLING ER ANSVARLIG FOR SIN EGEN DEL AV Hjernen

Faktisk, i den menneskelige hjernebarken identifiserer nevroforskere soner assosiert med alle sanser: syn, hørsel, lukt, berøring, smak, så vel som assosiative soner der informasjon behandles og syntetiseres.

Og magnetisk resonansavbildning (MRI) registrerer aktiviteten til visse områder under forskjellige typer aktivitet. Men kartet over hjernen er ikke absolutt, og det er økende bevis på at ting er mye mer sammensatt. For eksempel er ikke bare det velkjente Broca-området og Wernickes-området involvert i taleprosessen, men også andre deler av hjernen. Og lillehjernen, som alltid har vært assosiert med koordinering av bevegelser, er involvert i det meste forskjellige typer hjerneaktivitet. Med spørsmålet om det er spesialisering i hjernen, henvendte vi oss til Olga Svarnik: "Det er spesialisering i hjernen på nevronnivå, og det er ganske konstant," svarte spesialisten. – Men det er vanskeligere å identifisere spesialisering på strukturelt nivå, fordi helt andre nevroner kan ligge i nærheten. Du kan snakke om en klynge av nevroner, for eksempel kolonner, du kan snakke om segmenter av nevroner som aktiveres i samme øyeblikk, men det er umulig å virkelig identifisere noen store områder som vanligvis skilles. MR reflekterer aktiviteten til blodstrømmen, men ikke funksjonen til individuelle nevroner. Sannsynligvis, fra bildene hentet fra MR, kan vi fortelle hvor visse spesialiseringer av nevroner er mer eller mindre sannsynlig å bli funnet. Men det virker feil for meg å si at en sone er ansvarlig for noe.»

NEURON JENNIFER ANISTON

"Spesialiseringen av nevroner," sier Olga Svarnik, "kan illustreres med et interessant eksempel kjent som "Jennifer Aniston-nevronfenomenet."
Siden en person naturligvis ikke kan ha elektroder satt inn i hjernen for eksperimentelle formål, ble denne informasjonen hentet fra pasienter med epilepsi, hvor elektroder ble implantert i hjernen for å lokalisere lesjonen. Så, i en slik pasients hjerne, blant andre nevroner, fant de et nevron som reagerte med en elektrisk utladning i det øyeblikket et fotografi av skuespillerinnen Jennifer Aniston dukket opp på skjermen. Det kunne vært helt forskjellige bilder skuespillerinne - nevronet "gjenkjente" henne alltid. I et annet eksperiment fant de et nevron som bare reagerte på en demonstrasjon av The Simpsons. Og så videre."

Myte 5

HJERNEN ER EN DATAMASKIN

Ifølge Olga Svarnik er det å sammenligne hjernen med en datamaskin ikke annet enn en metafor: «Vi kan fantasere om at hjernen har visse algoritmer, at en person har hørt informasjon og gjør noe. Men å si at det er slik hjernen vår fungerer, ville vært feil. I motsetning til en datamaskin er det ingen funksjonelle blokker i hjernen. For eksempel antas hippocampus å være en struktur som er ansvarlig for hukommelse og romlig orientering. Men hippocampale nevroner oppfører seg annerledes, de har forskjellige spesialiseringer, de fungerer ikke som en enkelt enhet."

Og her er hva biologen og popularisereren av vitenskapen Alexander Markov (Institutet for paleontologi ved det russiske vitenskapsakademiet) mener om samme sak: "I en datamaskin har alle signalene som utveksles mellom elementer i logiske kretser samme natur - elektriske , og disse signalene kan bare motta en av to verdier - 0 eller 1. Overføringen av informasjon i hjernen er ikke basert på en binær kode, men snarere på en ternær. Hvis det eksitatoriske signalet er korrelert med én, og dets fravær med null, kan det hemmende signalet sammenlignes med minus én.

Men faktisk bruker hjernen dusinvis av typer kjemiske signaler - akkurat som om en datamaskin brukte dusinvis av forskjellige elektriske strømmer... Og nullene og enerne kan ha dusinvis av forskjellige, for eksempel, farger. Den viktigste forskjellen er at ledningsevnen til hver spesifikke synapse... kan endre seg avhengig av omstendighetene. Denne egenskapen kalles synaptisk plastisitet. Det er enda en radikal forskjell mellom hjernen og en elektronisk datamaskin. I en datamaskin lagres hovedmengden av minne ikke i de logiske elektroniske kretsene til prosessoren, men separat i spesielle lagringsenheter. Det er ingen områder i hjernen som er spesielt dedikert til langtidslagring av minner. Alt minne er registrert i den samme strukturen av interneuronsynaptiske forbindelser, som også er en grandiose dataenhet - en analog av en prosessor."

Populærvitenskapelig magasin
"Detaljer om verden"

Dette kapittelet er viet menneskesinnet, og til å begynne med, la oss merke oss at av det store utvalget av dyr, begynte bare en gren av apene å vokse for 6,5 millioner år siden i hjernen, der sentrene for tale og fornuft senere utviklet, noe som gjorde det moderne mennesket ut av apen. Dette er veldig viktig poeng, fordi dyr og fugler har også en hjerne som lar dem huske hva som er nyttig og hva som er farlig for livet, finne oppholdsstedene sine, lære ungene livsferdigheter, huske sin menneskelige eier og oppfylle kravene hans. Samtidig mener dagens vitenskap at dyr gjør dette ubevisst, men bare stole på refleksene de har utviklet i løpet av livet.
Men hvorfor forblir dagens aper på nivå med sine forgjengere, og har de ikke utviklet intelligens? La oss igjen huske loven om progressiv utvikling, som bestemmer at det er en tid for alt! Fødselen av sinnet, som fødselen av et barn, kom nøyaktig på det fastsatte tidspunktet, da transformasjonen av energien til Big Bang nådde neste stadium, som i tabell 3 tilsvarer 6,64 millioner f.Kr.
Det var da universets energi flyttet til neste høyere nivå, og øyeblikket kom for viktige endringer i strukturen til hjernen, som bare påvirket den mest utviklede grenen av dyr på den tiden, som var aper, og hjernen av andre levende skapninger holdt seg på samme nivå utvikling. Prosessen med fremveksten av intelligens fant sted bare én gang i universet, fordi... ALT HAR SIN TID! Slik er livet, som hele tiden går videre gitt program og kun mot progressiv utvikling. Dette programmet sørger ikke for en retur tilbake, og de som ønsker å gjøre det vil bli veldig grusomt returnert av programmet til den gitte retningen. Det er derfor fødselen av intelligens i universet skjedde bare én gang, for 6,5 millioner år siden, inkludert på andre planeter!!! Og det er ikke for ingenting at de sier at det er umulig å gå inn i elven to ganger, fordi... Det første vannet har allerede strømmet og alle videre energitransformasjoner i universet har fortsatt i henhold til det fastsatte programmet!
Det primitive mennesket, takket være det fremvoksende sinnet, fikk gradvis evnen til å analysere situasjonen og velge fra en rekke alternativer det han anser som det mest riktige. I tillegg tillot sinnet folk å finne nye løsninger, og det var denne egenskapen som tillot folk å gjøre oppdagelser og bevege seg langs veien til fremskritt.
Hva er sinnet, og hva er mekanismen for dets handling? Dessverre, moderne vitenskap, som har grundig studert strukturen til hjernen til mennesker og andre dyr ved hjelp av tekniske midler, har ennå ikke gitt svar på dette spørsmålet. Samtidig har forskere forstått hvordan signaler overføres fra sansene til hjernen og hvordan returresponsen mottas, men ingen kan ennå si hvordan beslutningsprosessen foregår.
Dette er grunnen til at mange mennesker foreslår å sammenligne den menneskelige hjernen med en datamaskin, og det bør bemerkes at denne likheten er fantastisk, fordi bevisst eller ikke, men ved å lage en datamaskin, gjentok forskere nøyaktig kretsen til den menneskelige hjernen, som ble studert av forskere på den tiden.
Vedlegg 3 gir en kort kronologi fra Wikipedia av opprettelsen av datamaskiner fra de første klumpete og trege rørmaskinene til moderne smarttelefoner, hvis prosessorer er mange ganger raskere enn egenskapene til personlige datamaskiner for ti år siden.
Hovedideen ved å lage en elektronisk datamaskin var å bruke elektriske releer som har to faste tilstander (åpen og lukket), som gjorde det mulig å skrive tall i maskinen i binær kode, som brukes til å skrive tall ved hjelp av sekvensiell veksling av 0 og 1. Hvert tall og bokstav kan krypteres i form av en kjede av sekvensielt skiftende nuller og enere, hvorfra tekster kompileres og lagres i datamaskinens minne. Som det vil bli vist nedenfor, hovedcelle hjerne - nevronet hvor minnet er lagret kan også okkupere bare to tilstander "åpen eller lukket".

Tabell 5

La oss spesielt ta hensyn til perioden fra 23.924 f.Kr. til 10 954 f.Kr., da Cro-Magnonene fullstendig fortrengte neandertalerne fra jorden, og fra denne perioden begynte nedgangen i hjernestørrelse 2. Dette antyder at det på dette tidspunktet var en skarp endring i sinnet til mennesker, og mentale evner begynte å utvikle seg ikke på grunn av størrelsen på hjernen, men på grunn av endringer i den indre strukturen og fremveksten av soner hvor ny raskt utviklende kunnskap begynte å bli deponert. Det skjedde en overgang fra "kvantitet til kvalitet", som med utviklingen av datamaskiner. Det er nettopp denne lignende overgangen i endring av hjernens struktur som bør skje i de kommende årene, når, under påvirkning av den stadig økende kunnskapsstrømmen som leveres til mennesker ved raskt utviklende informasjonsteknologi, en massiv endring i sinnet til menneskeheten vil oppstå. Jeg vil prøve å vise hvordan dette vil skje i det siste KAPITTELVIII, og i tillegg til kapittel III vil jeg gi flere interessante tanker uttrykt om hjernen av AcademicianNatalya Petrovna Bekhtereva (7.7.1924-22.6.2008).

Den gjennomsnittlige størrelsen på den menneskelige hjernen er 20 × 20 × 15 cm Hos en nyfødt veier den omtrent 350 g Med god utvikling er vekten av hjernen til en ung kvinne fra 1200 til 1300 g. fra 1300 til 1400 g. Dessuten består dette organet av omtrent hundre milliarder nevroner, samt cellene som støtter arbeidet deres.

Mellom tjue og seksti år mister vi omtrent 1–3 gram hjernevev årlig. Etter seksti år øker tapet til 3–4 g Jo eldre vi blir, jo raskere mister vi hjerneceller.

Menneskelig hjernemasse

Hjernen, encephalon, ligger i hulrommet i kraniet og er atskilt fra indre overflate skallesystemet hjernehinner. Formen på hjernen og dens lineære dimensjoner tilsvarer formen på hodeskallen. Den gjennomsnittlige menneskelige hjernen har følgende dimensjoner: hjernelengde (i den anteroposteriore delen) - 160-175 mm; bredde (tverrsnitt) - 135-145 mm; vertikal størrelse (høyde) - 105-125 mm.

Gjennomsnittlig hjernevekt

Den gjennomsnittlige massen av den menneskelige hjerne når 1300 g, med individuelle avvik innenfor normalområdet fra 900 til 2000 g Begavelse, mental og Kreative ferdigheter en person er på ingen måte relatert til hjernens størrelse og vekt. Hjernens tetthet er 1,038-1,041. Disse tallene lar oss beregne massen av hjernen basert på volumet av hodeskallen.

Hjernemasse har alder, kjønn og individuelle egenskaper. Massen til den menneskelige hjernen er 2,5 % av kroppsvekten, mens massen til spedbarnets hjerne er 10 % av kroppsvekten (gjennomsnittlig 450 g). Fra 28 til 50 år når hjernens masse og størrelse maksimale verdier og forblir konstant for hver person. Etter 50 år reduseres hjernevekten gradvis, med omtrent 30 g hvert 10. år. Hjernemassen til menn er i gjennomsnitt 100-150 g større enn hos kvinner. Gjennomsnittlig hjernemasse for menn er 1380 g; kvinner - 1240

Minimum og maksimal hjernemasse

Det bør bemerkes minimums- og maksimumsverdiene for menneskelig hjernemasse, som ikke gjenspeiles i mentale evner. Minimum hjernemasse som ikke ble reflektert i sosial oppførsel menneske - 900 g Den minste hjernen ble funnet hos en 46 år gammel mann, han hadde en masse på 680 g, og dette påvirket ikke hans sosiale og psykologiske status.

På 1800-tallet ble spørsmålet om minimum hjernemasse kl ulike former patologi, når pasienten fortsatt kan leve et sosialt liv. Forskning av K. Focht (1873) viste at med et hjernevolum på 296-622 m3 kunne mennesker som lider av mikrocefali (en sykdom der pasienten har et lite hjernevolum) uttale ord og føre et forenklet sosialt liv. I de fleste tilfeller var de gjetere og vedsankere. Generell utvikling mikrocefal tilsvarte utviklingen til 3-6 år gamle barn, kan dette indikere eksistensen av en hjernemasseterskel. Hvis en persons hjerne har en masse på mindre enn 750-800 g, blir et fullt liv i samfunnet mest sannsynlig umulig.

Stor hjernemasse er en konsekvens av patologiske prosesser. Tallrike studier viser at den maksimale massen av hjernen ikke overstiger 2850 g. Mest sannsynlig er den maksimale massen til en sunn menneskelig hjerne omtrent 2200-2300 g. Observasjonen av den tyngste sunne hjernen ble gjort på 1800-tallet. Hjernen som veide 2222 g ble beskrevet av Rudolphi og tilhørte en ukjent lekmann.

Sist oppdatert: 29.09.2013

Den menneskelige hjernen er et fantastisk organ, som er i stand til fantastiske minnebragder. Den tilpasser seg uvanlig raskt til endringer, men er utsatt for skader. Hvor store er volumene?

Selv om den menneskelige hjernen er lik strukturen til andre pattedyr, gjør dens størrelse i forhold til kroppsstørrelse den spesiell. Ut fra denne indikatoren har en person mye flere hjerner- så å si - enn noe annet pattedyr.

Hjernestørrelse: fakta

– Hvis vi snakker om vekt, så varierer den i gjennomsnitt for en voksen fra 1300 til 1400 gram. Den gjennomsnittlige lengden på den menneskelige hjernen er 15 centimeter.

– Hjernen til en nyfødt baby veier omtrent 350 til 400 gram.

– Menn har en tendens til å ha større hjerner enn kvinner. Tar man hensyn til forholdet mellom hans masse og den totale kroppsmassen, er den gjennomsnittlige mannens hjerne 100 gram større.

– Hos kvinner, frontal og limbisk lapp– områder knyttet til problemløsning og emosjonell regulering – vanligvis større enn hos menn.

– Hos menn er parietallappen (assosiert med romoppfatningen) og amygdalaen (ansvarlig for sosial og seksuell atferd) større.

– Nevroner er de strukturelle enhetene i nervesystemet. De overfører og lagrer informasjon, noe som tillater ulike avdelinger hjernen samhandler med hverandre, og sikrer også kommunikasjon mellom hjernen og ulike deler kropper. Forskere anslår at den menneskelige hjernen består av 100 milliarder nevroner.

Betyr størrelsen noe?

Noen har mer, noen har mindre. Du kan være interessert i å vite at hjernestørrelse er assosiert med egenskaper som funksjonshemming og intelligens. Forskere har funnet ut at hjernestørrelse i noen tilfeller kan være relatert til visse sykdommer eller utviklingsmessige forhold. For eksempel har barn med autisme en tendens til å ha større hjerner (og hjerneveksten deres er uforholdsmessig) enn andre. Hippocampus, et område av hjernen som er nært assosiert med hukommelse, er mindre hos eldre voksne med Alzheimers sykdom.

Men hva med intelligens? Svaret på dette spørsmålet avhenger i stor grad av hvem du stiller det til. I følge en stor studie utført av Michael McDaniel fra Commonwealth University i Richmond, Virginia, er en større hjerne assosiert med høyere intelligens. Imidlertid vil ikke alle forskere nødvendigvis være enige i disse funnene.

Generelt øker slike studier viktige spørsmål. Hvordan skal IQ defineres og måles? Bør vi ta hensyn til forholdet til kroppsstørrelse når vi gjør en slik sammenheng? Hvilke deler av hjernen bør vi studere?

I 1859 publiserte Charles Darwin On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Select Breeds in the Struggle for Life. Det vakte stor oppstandelse i den vitenskapelige verden, selv om det ikke direkte uttalte at mennesket er det siste stadiet i utviklingen av dyreverdenen. Darwin begrenset seg til bare en forsiktig setning om at problemet med menneskets opprinnelse snart ville forsvinne " Ny verden" Vitenskapsmannen forsto at teorien hans ville forårsake alvorlig motstand fra flertallet, kanskje til og med en eksplosjon av hat, og våget derfor ikke å angripe problemet, som var dominert av kirkens autoritet. Det var nok at han allerede ga et slag mot troen på arters uforanderlighet og på deres skapelse av den guddommelige vilje. Naturligvis viste en slik uttalelse seg å være lite attraktiv for forståsegpåere som insisterte på den guddommelige opprinnelsen til alle jordiske skapninger.

Darwins bok viste og beviste hvordan og hvorfor evolusjon skjer, og identifiserte også de viktigste drivkreftene for utviklingen av planter og dyr – variasjon, arv og utvalg. Hvilke konklusjoner førte hele summen av etablerte fakta forskeren til? Men det var bare én konklusjon – mennesket kommer fra en lavere form. Darwin, i mangel av praktiske bevis for sin teori, rekonstruerer, det vil si gjenoppretter utseendet til denne lavere formen ved analogi med moderne aper. Strukturen til den menneskelige stamfaren, slik han fremstod for Darwin, var nøytral i forhold til strukturen til apene og menneskets struktur, det vil si at han inntok en mellomposisjon mellom dem i mange henseender. Fra denne nøytrale formen divergerte to grener - den ene til det moderne mennesket, den andre til moderne aper.

Denne teorien krevde naturligvis bekreftelse, og i løpet av de neste 50-60 årene startet en aktiv leting etter fossile menneskelige forfedre. Det må sies at Darwins teori om antropogenese på en strålende måte besto testen av paleontologi, vitenskapen om fossile arter av planter og dyr. Toppen av paleontologiske funn relatert til problemet med antropogenese skjedde i midten av det tjuende århundre. Som et resultat av å systematisere disse oppdagelsene, var forskere i stand til å forestille seg et omtrentlig bilde av menneskets evolusjonære utvikling. Dette bildet representerte en suksessiv endring av utviklingsstadier, som hver var preget av en bestemt type person opp til Homo sapiens - moderne homo sapiens.

Tallrike oppdagelser innen paleontologi gjort i det tjuende århundre ble tilstrekkelig grunnlag for å med sikkerhet erklære: mennesket stammet fra en felles stamfar med store aper. Aper i moderne tid inkluderer gorillaer, sjimpanser, orangutanger og gibboner.

Mennesker skiller seg fra primater i oppreist stilling av kroppen, evnen til å bevege seg på to lemmer, spesielt forbenene tilpasset for å gripe, et stort hjernevolum og evnen til å lage og bruke en rekke verktøy. Delene av det menneskelige skjelettet utviklet seg i følgende rekkefølge: først - ribbeinbur og armer, så bekkenet og bena, og til slutt hodeskallen og hjernen.

Oppreist holdning satte apemennesket på veien som direkte fører til en ekte mann. Hun frigjorde hendene hans og satte viktigere oppgaver foran øynene hans. Og samspillet mellom disse nye egenskapene stimulerte videre hjernevekst.

Menneskelig evolusjon kan deles inn i tre store faser:
- tilegne seg ferdighetene til å gå på to ben;
- reduksjon i kjevestørrelse;
- hjerneforstørrelse.

Armen og benet til den menneskelige forfaren endret seg etter hvert som nye funksjoner ble tilegnet. Benet, som et hjelpestøtteorgan, fikk den såkalte doble fotbuen: langsgående og tverrgående. Posisjonen til hominidhodet har endret seg: ansiktsregionen er plassert mer vertikalt enn for antropoider. Hjernens volum og følgelig kapasiteten til hjernen har økt.

For rundt 2 millioner år siden skilte de første apene seg fra de vanlige forfedrene til mennesker og aper. Naturligvis kunne de ennå ikke kalles mennesker i ordets fulle forstand. De hadde et ganske lite hjernevolum, ca 500-600 cm3 (til sammenligning: de største apene - gorillaer - har samme hjernevolum). Strukturen til hjernen var ikke engang lik strukturen til den menneskelige hjernen, men var allerede noe forskjellig fra hjernen til sjimpanser og gorillaer. Disse skapningene kalles Australopithecus("Australo" betyr sørlig, og "pithecus" betyr ape). Australopithecus beveget seg perfekt i oppreist stilling. Australopithecus var omtrent en meter høy, og forventet levealder nådde knapt 20 år. Dens habitat dateres tilbake til tidlig paleolitikum (steinalder). Noen forskere mener at Australopithecus eksisterte enda tidligere - helt i begynnelsen av kvartærperioden (ca. 4 millioner år siden). Foreløpig deler nesten alle forskere oppfatningen om at australopithecines var en "side" gren av hominid evolusjon.

Den neste representanten på stigen til menneskelig evolusjonsutvikling kalles Pithecanthropus. Volumet av hjernen hans var større og utgjorde omtrent 900 cm3. Pithecanthropus gikk som en moderne mann, kanskje bare litt bøyd i knærne. Han var lik den gjennomsnittlige europeeren i høyden - 165-170 cm. Visste Pithecanthropus hvordan han skulle lage verktøy? Forskere ga et bekreftende svar: Pithecanthropus laget de enkleste verktøyene, eller kunne i det minste gjøre det. Dette var rå hakkeverktøy laget av flint, med en trekantet hakker. Tidspunktet for eksistensen av Pithecanthropus er indikert av middelpaleolitikum (600-100 tusen år siden).

Ideer om neste trinn i evolusjonen ble formulert som et resultat av paleontologiske funn gjort i Neanderthaldalen nær Düsseldorf. Slik dukket begrepet opp i vitenskapelig litteratur Neandertaler. Når det gjelder hjernevolum (fra 1200 til 1600 cm3), var ikke neandertalere dårligere enn moderne mennesker, noen ganger overgikk dem til og med. Normalvolumet til den moderne menneskelige hjernen er 1400 cm3, men det finnes unntak. Dermed oversteg hjernevolumet til Anatole France knapt 1000 cm3, og det til Ivan Sergeevich Turgenev var mer enn 2000 cm3. Men til tross for det store volumet av hjernen, forble strukturen til neandertaler-tenkeapparatet ufullkommen.

Perioden med neandertaler-eksistens var ugunstig klimaperioden- Istid (60-28 tusen år f.Kr.). Neandertaleren bodde i huler, visste hvordan han skulle sy klær til seg selv, det vil si at han kjente til slike verktøy som en nål, spyd, skraper, etc. I samme periode skjedde den såkalte neolitiske revolusjonen, som et resultat av at Neandertaler oppfunnet løk, som virkelig ble et revolusjonerende øyeblikk i livet hans. Nå har det blitt lettere for ham å jakte, og kostholdet har blitt fylt opp med nye typer mat (fugler, nye dyrearter).

Den neste representanten for menneskelige forfedre på evolusjonsstigen er Cro-Magnon- var en person i moderne betydning av ordet, naturlig nok mer primitiv, men likevel en person. Tiden der Cro-Magnon-mennesket levde faller på perioden fra det 40. til det 10. årtusen f.Kr. De første funnene av skjelettet til Cro-Magnon-mennesket ble gjort i 1868 sørvest i Frankrike i Cro-Magnon-hulen. Så, for rundt 40 tusen år siden, fant en rekke kulturelle endringer sted i helt nye retninger i forskjellige områder av kloden. Begivenhetene i en persons liv begynner å utvikle seg langs en annen vei og i et annet, akselerert tempo, og den viktigste drivkraften blir nå personen selv.

Antall prestasjoner, endringer i sosial organisasjon Livet til Cro-Magnon-mannen var så stort at det var flere ganger større enn antallet prestasjoner av Australopithecus, Pithecanthropus og Neanderthal-mennesket til sammen. Cro-Magnonene arvet fra sine forfedre en stor aktiv hjerne og ganske praktisk teknologi, takket være at de tok et enestående skritt fremover på relativt kort tid. Dette manifesterte seg i estetikk, utvikling av kommunikasjons- og symbolsystemer, verktøyfremstillingsteknologi og aktiv tilpasning til ytre forhold, samt i nye former for sosial organisering og en mer kompleks tilnærming til sin egen type.

Alle Cro-Magnons brukte en slags steinredskaper og var engasjert i jakt og sanking. De oppnådde mange fantastiske prestasjoner og spredte seg over alle geografiske områder egnet for beboelse. Cro-Magnons skapte de første primitive formene for fyring av keramikk, bygde ovner for dette og brente til og med kull. De overgikk sine forfedre i ferdighetene til å bearbeide steinverktøy og lærte å lage alle slags verktøy, våpen og apparater av bein, støttenner, hjortevilt og tre.

Alle aktivitetsområder til Cro-Magnons ble forbedret sammenlignet med deres forfedre. De laget bedre klær, bygde varmere bål, bygde større boliger og spiste et mye bredere utvalg av mat enn deres forgjengere.

Blant annet har forskere funnet ut at Cro-Magnons hadde en annen viktig nyvinning - kunst. Cro-Magnon-mannen var en hulemann, men med én forskjell: hans ustelte utseende gjemte seg utviklet intelligens og et komplekst åndelig liv. Veggene i hulene hans var dekket med malte, utskårne og ripede mesterverk, veldig uttrykksfulle og fulle av umiddelbar sjarm.

Cro-Magnon var annerledes enn sine forgjengere fysiologiske egenskaper. For det første er beinene hans lettere enn hans forfedres. For det andre er Cro-Magnon-skallen på alle måter lik hodeskallen til moderne mennesker: et klart definert hakefremspring, en høy panne, små tenner, volumet av hjernehulen tilsvarer den moderne. Til slutt har den de fysiske egenskapene som er nødvendige for dannelsen av kompleks tale. Arrangementet av nese- og munnhulen, det langstrakte svelget (delen av svelget som ligger rett over stemmebåndene), og fleksibiliteten til tungen ga den evnen til å danne og produsere distinkte lyder, mye mer varierte enn de som er tilgjengelige for tidlige mennesker. Imidlertid måtte det moderne mennesket betale en høy pris for talegaven - av alle levende vesener er det bare han som kan kveles ved å kveles av mat, siden hans langstrakte svelg også fungerer som forhallen til spiserøret.

En rett gangart var bestemt til å bli først en regel, og deretter en nødvendighet. I mellomtiden falt flere og flere hender til andelen av forskjellige typer aktiviteter. Allerede hos aper er det en velkjent funksjonsdeling mellom armer og ben. Hånden tjener først og fremst til å samle og holde mat, slik noen lavere pattedyr gjør ved hjelp av forpotene. Ved hjelp av hendene bygger noen aper reir i trær eller, som sjimpanser, baldakiner mellom grener for beskyttelse mot været. De griper pinner med hendene for å beskytte seg mot fiender eller kaster frukt og steiner på dem. Og selv om antallet og det generelle arrangementet av bein og muskler er det samme hos aper og mennesker, var hånden til selv en primitiv vill i stand til å utføre hundrevis av operasjoner utilgjengelige for en ape. Ikke en eneste apes hånd har noensinne laget selv det råeste steinverktøyet.

Ved bearbeiding av stein, tre, skinn og brenning utviklet menneskelige hender. Spesielt viktig var utviklingen av tommelen, som bidro til å holde fast både det tunge spydet og den tynne nålen. Etter hvert ble håndhandlingene mer og mer selvsikre og komplekse. I kollektivt arbeid utviklet sinnet og talen til mennesker.

Begynnelsen av dominans over naturen utvidet menneskets horisonter. På den annen side bidro utviklingen av arbeidskraft nødvendigvis til en tettere enhet av samfunnsmedlemmer. Som et resultat hadde de fremvoksende menneskene et behov for å si noe til hverandre. Need skapte et organ for seg selv: Apens uutviklede strupehode ble sakte men jevnt forvandlet, og munnorganene lærte seg gradvis å uttale den ene artikulerte lyden etter den andre.

Når oppsto typen moderne mann, som vanligvis kalles Homo sapiens? Alle de eldste funnene i de øvre paleolittiske lagene er datert i absolutte tall til 25-28 tusen år siden. Dannelsen av Homo sapiens førte til sameksistensen av sene progressive former for neandertalere og nye små grupper av moderne mennesker i flere årtusener. Prosessen med å erstatte den gamle arten med en ny var ganske lang og kompleks. Det antas at assimilering av de to artene ikke ble utelukket.

Sprawl frontallappene hjernen var den grunnleggende morfologiske egenskapen som skilte nye moderne mennesker fra sene neandertalere. Frontallappene i hjernen er sentrum for ikke bare høyere tenkning, men også sosiale funksjoner. Veksten av frontallappene utvidet omfanget av høyere assosiativ tenkning, og bidro med den til komplikasjonen av offentlig liv, mangfold arbeidsaktivitet, forårsaket videre utvikling av kroppsstrukturen, fysiologiske funksjoner, motor ferdigheter.

Hjernevolumet til «homo sapiens» er dobbelt så stort som «homo habilis». Han er høyere og har en oppreist figur. "Fornuftige mennesker" snakker sammenhengende.

Utseendemessig de "fornuftige menneskene" som bodde i forskjellige land, var forskjellige fra hverandre. Naturlige forhold som overflod eller mangel på solfylte dager, skarp vind som bærer skyer av sand, veldig kaldt, satte sitt preg på folks utseende. Deres inndeling i tre hovedraser begynte: hvit (kaukasoid), svart (negroid) og gul (mongoloid). Deretter ble rasene delt inn i underraser (for eksempel gul - i mongoloid og americanoid), områder med en populasjon av overgangsraser ble dannet på grensene mellom raser (således, på grensen mellom de kaukasoide og negroide rasene, den etiopiske overgangsfasen rase dukket opp). Imidlertid eksisterer fysiologiske forskjeller mellom forskjellige raser, men er ikke signifikante (spesielt er gjennomsnittshøyden den minste, 165 cm, for mongoloider, og den største, 175 cm, for negroider); fra et biologisk synspunkt tilhører hele moderne menneskehet den samme underarten av arten Homo sapiens. Dette bekreftes for eksempel av genetiske studier: forskjellen i DNA mellom raser er bare 0,1 %, og genetisk mangfold innenfor raser er større enn forskjeller mellom raser.

Dermed forklarer evolusjonsprosessen tilstedeværelsen av likheter i ytre og intern struktur mennesker og pattedyr. La oss kort liste dem opp: tilstedeværelsen av et hode, torso, lemmer, hårfeste, negler. Skjelettene til både mennesker og pattedyr er laget av de samme beinene. Plasseringen og funksjonene til de indre organene er like. I likhet med pattedyr mater mennesker ungene sine med melk. Men en person har også betydelige forskjeller, som vil bli diskutert videre.