человек умнее животных потому что у него больше нейронов в мозге
Человек умнее животных, потому что у него больше нейронов в мозге. Да или нет?
Проверьте свои знания. Согласны ли вы с этим утверждением? Большинство участников акции «Открытая лабораторная» не смогло дать верный ответ.
Оставим в стороне неизбежно возникающие шутки относительно силы человеческого ума. Мы все же понимаем, что человек обладает способностями к языку, а кто-то — даже к абстрактному мышлению и творческому поиску, каковых у животных не наблюдается.
Раньше интеллект пытались связать с размером мозга. Однако у африканского слона мозг в 3 раза больше, чем у человека, и нейронов у слона тоже втрое больше — 257 млрд. Правда, почти все они находятся в гигантском мозжечке, а на кору полушарий приходится лишь 5,6 млрд. Но и по нейронам коры человек не является чемпионом — в коре мозга черного дельфина 37 млрд нейронов, тогда как у человека их почти в два раза меньше. Таким образом, интеллект не связан жестко ни с размером мозга, ни с числом клеток в нем.
Раз простые количественные характеристики мозга не позволяют объяснить интеллектуальное превосходство человека, остается сделать вывод, что определяющую роль играют какие-то архитектурные особенности. Причем они достаточно тонкие, поскольку в общих чертах строение мозга человека и, скажем, других приматов вполне сопоставимо.
«Дело не в лобных долях» Биолог Филипп Хайтович о том, как функционирует мозг человека и чем мы отличаемся от обезьян
Филипп Хайтович, доктор биологических наук, руководитель группы сравнительной биологии в Институте вычислительной биологии в Шанхае, профессор Сколковского института науки и технологий, прочитал в Культурном центре «ЗИЛ» лекцию, посвященную особенностям развития человеческого мозга. Он сравнил то, каким образом развивается мозг у людей и у приматов, и попытался дать ответ на вопрос о том, почему человек умнее обезьяны. «Лента.ру» записала основные положения лекции Филиппа Хайтовича.
Мозг как сетевая структура
Мозг — это очень сложный орган. Человеческий мозг включает около 100 миллиардов нейронов и 100 триллионов синапсов — соединений между нейронами. С помощью современных технологий исследователи могут изучать работу нейронных сетей, видеть, какие из них активируются во время выполнения живым существом той или иной задачи. Когда вы, скажем, смотрите на светофор и понимаете, что горит зеленый или красный свет, за процесс отвечает не один, не десять нейронов, а целые сложные сети.
Естественно предположить, что человеческий мозг является уникальным по сравнению с мозгом других живых существ именно из-за количества нейронов, которые могут образовать более сложные сети и, таким образом, мы можем сохранять большие объемы информации. Представьте, у вас есть компьютер, у него не восемь, а 700 гигабайт памяти. Но действительно ли можно объяснить разницу между мозгом человека и мозгом других животных только размером? Некоторые говорят, мол, у слона тоже большой мозг, а мозг дельфина по объему вообще сопоставим с человеческим. Их оппоненты возражают, что нужно смотреть на количество нейронов и размер лобных долей, которые у человека очень большие.
Если посмотреть на наше родовое древо, то окажется, что с шимпанзе мы разошлись около 8 миллионов лет назад, а неандертальцы и homo sapiens произошли от одного вида 0,5 миллиона лет назад. Почему можно с такой уверенностью утверждать, что так все и было? Почему наши пути с неандертальцами разошлись 0,5 миллиона лет назад, а не 100 миллионов и как можно доказать, что у нас есть родство с шимпанзе?
Можно сказать «посмотрите на череп, вроде череп похож». Но это не очень хороший аргумент, ведь мы знаем, что дельфины и рыбы тоже похожи, но близкого родства между ними нет, ведь дельфины — млекопитающие и их ближайшим родственником является корова. Родство человека и обезьяны выясняется сейчас не на основании сравнения костей и скелета, а на основании анализа ДНК, содержащей генетическую информацию. В каждой клетке нашего тела она есть, и в каждой клетке она одна и та же.
Френологические модели головы показывают различные участки мозга на выставке в Wellcome Collection в Лондоне
Фото: Chris Helgren / Reuters
ДНК одного человека чрезвычайно похожа на ДНК любого другого человека, но примерно один из тысячи нуклеотидов в ней другой. Она представляет собой биологическую молекулу, в структуре которой во время самовоспроизведения случаются ошибки. Сравнив ДНК отца с ДНК ребенка, можно подтвердить или опровергнуть факт отцовства, обнаружив генетическое сходство или полное различие. С тем же успехом можно сравнить геном человека и любого другого вида живого существа.
Если посмотреть на ДНК шимпанзе, то увидим, что она на 98 процентов совпадает с ДНК человека. Кажется, что это очень небольшое различие, но тут стоит учитывать, геном состоит как из множества позиций, которые как ни на что практически не влияют, так и влияют на многое. Существует множество генетических заболеваний, например, мышечная дистрофия. Причина ее кроется в мутации одного единственного нуклеотида, а в нашей ДНК более шести миллиардов нуклеотидов. На этом примере можно видеть, что 2 процента, по-настоящему, — это громадная доля, из-за них может измениться очень многое.
Объем — не главное
Все люди чрезвычайно схожи генетически между собой. Если же посмотреть, скажем, на африканских горилл, орангутангов или шимпанзе, которые, как нам кажется, очень похожи между собой, то мы увидим, что в генетическом плане между двумя представителями одного вида человекообразных обезьян может быть существенно бОльшая разница, чем между африканцем и европейцем.
У шимпанзе есть родственник — бонобо, примерно так же относящийся к ним, как неандерталец к человеку. Различить их можно по физиономии: у шимпанзе она светлая, а у бонобо черная. Несмотря на то что они генетически очень похожи, поведение их сильно отличается. Шимпанзе живут племенами, почти как первобытные люди, у них есть сильные самцы-вожаки, вступающие в поединки друг с другом. Если два племени встречаются, то неизбежно завязывается драка, кого-нибудь почти всегда убивают.
Музей мозга в Лиме, Перу
Фото: Pilar Olivares / Reuters
Шимпанзе, конечно, дальние родственники человека — разделение нашей ветви древа с ними произошло 8 миллионов лет назад. Это много — ведь всего двадцать тысяч лет назад человек разумный существовал в примитивном обществе. Еще два миллиона лет назад было большое количество разнообразных видов человека. Сейчас кто-то может сказать, что живут, мол, в лесу какие-то обезьяны, и больше никого похожего на нас нет. Не нужно заблуждаться — до нас существовало множество очень похожих на современных людей разновидностей человека, причем неандертальцы не были отдельным видом, поскольку они скрещивались с человеком разумным. В результате, все они вымерли, а мы — остались. Мы представляем собой победивший вид, и поскольку их всех мы истребили, то нам остается только истреблять друг друга по старой памяти.
Но вернемся к объему мозга. В ходе эволюции мозг разных видов человека увеличивался, изменялись черты лица, исчезали массивные надбровные дуги. Тут было бы очень интересно исследовать ДНК боксера и депутата Валуева — у нас есть гены неандертальцев, и, возможно, за его форму черепа отвечают именно они.
Где-то 2,5 миллиона лет назад объем мозга предков человека составлял около 500 кубических сантиметров, но с этого момента он начал очень быстро увеличиваться. Около 2 миллионов лет тому назад объем черепной коробки уже составляет 1 литр. Примерно 50 тысяч лет назад, когда человек разумный сосуществовал с неандертальцем, были люди, у которых этот показатель составлял 2 литра, при том, что у современных представителей homo sapiens он — 1-1,5 литра. То есть, совсем недавно мозг нашего вида был больше, чем сейчас. Иногда говорят, что размер мозга неандертальца превосходил размер мозга современного человека. Это правда, но размер мозга наших предшественников, живших в то же время, был больше, чем у нас.
Можем ли мы сказать, что из-за этого большого мозга они были умными, у них была цивилизация, технологии и т. д.? Нет, изменений в инструментах, которыми пользовались наши предки миллион лет назад и 100 тысяч лет назад, практически не было. Птицы вьют гнезда, бобры строят плотины — это достаточно сложные технологии, но никакого прогресса тут нет. Так же и наши предшественники — они использовали какие-то простейшие скребки, топоры, и вдруг, около 100 тысяч лет назад начинается удивительная культурная революция. Появляются крючки для рыбной ловли, каменные и костяные изделия, первые предметы искусства, причем эти события не связаны с увеличением размера мозга. Некоторое уменьшение его размеров в последние 50 тысяч лет можно объяснить увеличением лобных долей и уменьшением затылочных, которые, скажем, были более развиты у неандертальцев.
Мы копируем поведение окружающих
Для купирования эпилептических припадков, возникающих в результате редкого заболевания, некоторым детям, чтобы спасти их, удаляют одно из полушарий мозга. При этом они учатся в обычной школе и не отстают в развитии от остальных.
Смысл заключается в том, что если в детстве удалить целое полушарие, то это никакого травматического воздействия на способности человека не произведет (во взрослом состоянии, когда мозг уже сформирован, все, конечно будет по-другому). Так что дело не в размере, не в лобных долях, не в количестве нейронов, а в чем-то другом.
Проведение электроэнцефалограммы мозга
Фото: Michaela Rehle / Reuters
Одна из гипотез о том, почему человек существенно умнее животного, гласит, что разгадка заключается в развитии. Когда ребенок рождается, он еще ничего не умеет — ни разговаривать, ни пользоваться мобильным телефоном. Но после обучения, общения с родителями, сверстниками, он приобретает все необходимые навыки и становится полноправным членом общества.
Ученые — причем уже довольно давно, 50 лет назад — задались вопросом о том, что, возможно, детенышам шимпанзе для развития просто не хватает человеческого общества, ведь если взять человеческого ребенка и лишить его общения с другими людьми, он не сможет стать человеком. Они подумали, что детеныш шимпанзе сможет научиться всему, что умеем мы. Но получилось наоборот — обезьяна ничему не научилась, а маленький человек стал все больше копировать поведение животного.
Этот эксперимент показывает, что отличает человеческого детеныша от шимпанзе: мы действительно любим копировать чье-либо поведение. Мы копируем поведение многих видов, мы копируем поведение сверстников и родителей. Иногда это идет во вред — есть эксперименты, проводившиеся с маленькими двухгодовалыми детьми и шимпанзятами, которые заключаются в том, что нужно нажать на кнопку, чтобы получить какую-нибудь игрушку или конфету. Приходит экспериментатор и нажимает на кнопку не рукой, а головой, и дети копировали это поведение — тыкались в кнопку головой и получали конфету. Детеныши шимпанзе же не копировали поведение исследователя — они нажимали на кнопку лапой, потому, что поняли, что копировать не обязательно, достаточно просто нажать.
С помощью современных технологий можно посчитать, сколько синаптических контактов есть в мозге на каждой стадии развития человеческого организма. На момент рождения человека или детеныша обезьяны таких связей в их лобных долях, отвечающих за сложные реакции, практически нет. Ни обезьяна, ни маленький человек не знают, как им реагировать, когда перед ними горячий утюг — что с ним делать? Нужно ли его есть, хватать или наоборот, лучше не трогать?
Постепенно, за счет взаимодействия с окружением, с самим горячим утюгом, и у обезьяны, и у человека формируется все больше синаптических контактов. У человека в возрасте примерно 50 лет это число синаптических контактов начинает снижаться. Кажется странным — как так может быть? На самом деле, ничего странного в этом нет.
Некоторые из выстроенных синаптических контактов используются для того, чтобы выполнять определенные действия — например, почистить зубы, а другие не используются ни для чего, или используются, но вредят. У зрелого человека меньше синаптических контактов просто для того, чтобы оптимизировать принятие решений, чтобы в определенной ситуации выбирать из какого-то ограниченного количества сценариев, существующих в наших нейронных цепях.
Фото: Robert Pratta / Reuters
Когда у вас очень много вариантов — например, вас спрашивают, что вы хотите на завтрак, когда доступны практически все мыслимые блюда, — у вас на выбор уйдет практически час. Если же доступно либо одно, либо другое, то человек быстро примет решение.
Но если посмотреть на кривую развития у разных видов, то окажется, что формирование синаптических контактов у макаки заканчивается в первые несколько месяцев жизни — у этой обезьяны есть «окно пластичности», в течение которого ее можно обучить чему-то, но оно открыто всего несколько месяцев. У человека же это окно открыто существенно дольше и практически никогда не закрывается — мы можем выучить иностранный язык в 80 лет или научиться кататься на велосипеде в 70, то есть самая большая разница именно в развитии.
Зов предков
Когда в Европу впервые привозили шимпанзе, то отмечали, что их детеныши гораздо больше похожи на человека, чем взрослые особи. В наше время, примерно 40 лет назад, ученые задались вопросом: может быть, мозг взрослого человека сохраняет черты мозга детеныша обезьяны? Действительно, в некотором роде это так, не только на уровне количества синапсов, но и активности генов.
В каждой нашей клетке есть ДНК, и в каждой клетке она одинаковая. Чтобы сделать мозг, нужно активировать определенный набор генов. Если мы посмотрим на активность этих генов в человеческом мозге или в мозге шимпанзе, то увидим разницу. Если у человека наибольшая активность образования синапсов, связей между нейронами, наблюдается в 5-10 лет, то у обезьян она приходится практически на момент рождения. Это очень интересно, поскольку не только синапсы, но и более глубинные молекулярные механизмы, отвечающие за их формирование, ведут себя в человеческом мозге по-иному, чем в мозге обезьян.
Конечно, можно спросить, как этот процесс связан с функционированием нашего мозга? Может, он просто связан с размером — чем больше мозг, тем больше нужно синаптических контактов, и на их формирование уходит больше времени, а, соответственно, никакого прямого отношения к нашим способностям формирование этих контактов не имеет?
Здесь можно посмотреть на болезни человека, нарушающие развитие его способностей, например — аутизм, при котором у человека не вырабатывается способность к общению, он не может принимать нестандартные решения и т. д. Согласно результатам нашего недавнего исследования, программа активности генов, отвечающих за развитие синапсов в мозге аутиста, возвращается в некотором роде к первоначальной архаичной программе развития, похожей на те, которые присущи шимпанзе и макакам (конечно, есть и множество других изменений — мозг аутиста ни в коем случае не похож на мозг шимпанзе по активности генов). В результате разрушается когнитивная функция. Это подтверждает, что долговременное формирование синаптических контактов, даже в зрелом возрасте, является одним из тех механизмов, которые необходимы, чтобы наше сознание смогло сформироваться.
Все за сегодня
Политика
Экономика
Наука
Война и ВПК
Общество
ИноБлоги
Подкасты
Мультимедиа
Наука
Spektrum (Германия): откуда берется интеллект
Почему некоторые люди умнее других? С незапамятных времен ученые пытаются выяснить, что нужно делать, чтобы голова хорошо соображала. Но теперь хотя бы ясно: список составляющих интеллекта длиннее, чем предполагалось.
В октябре 2018 года Венцель Грюс продемонстрировал нечто невероятное миллионам телезрителей: ученик из маленького немецкого городка Ластрут более пятидесяти раз подряд отбил футбольный мяч головой, ни разу не уронив и не подхватив его руками. Но то, что зрители российского телешоу «Удивительные люди» наградили его восторженными аплодисментами, объяснялось не только спортивной ловкостью юноши. Дело в том, что, играя мячом, он еще между делом возвел в пятую степень число 67, получив десятизначный результат всего за 60 секунд.
Венцель, которому сегодня 17 лет, обладает уникальным математическим даром: он умножает, делит, извлекает корни из двенадцатизначных чисел без ручки, бумаги и прочих вспомогательных средств. На последнем чемпионате мира по устному счету он занял третье место. Как он сам говорит, на решение особо сложных математических задач у него уходит от 50 до 60 минут: например, когда ему требуется разложить двадцатизначное число на простые множители. Как же ему это удается? Вероятно, главную роль здесь играет его кратковременная память.
Ясно, что мозг Венцеля несколько превосходит мыслительный орган его нормально одаренных сверстников. Как минимум в том, что касается чисел. Но почему вообще одни люди обладают большими умственными способностями, чем другие? Этот вопрос еще 150 лет назад занимал британского исследователя природы Фрэнсиса Гальтона (Francis Galton). При этом он обратил внимание, что часто различия в интеллекте связаны с происхождением человека. В своем труде «Наследственный гений» (Hereditary Genius) он делает вывод, что человеческий интеллект может передаваться по наследству.
Коктейль из нескольких ингредиентов
1. Мозг у одних людей работает эффективнее, чем у других. Их владельцы обладают большими интеллектуальными способностями. Но какова общая нейробиологическая основа, пока еще не ясно.
2. Ученые находят все новые и новые гены, способствующие развитию высокого интеллекта. Многие из них располагаются в пирамидных клетках коры головного мозга.
3. Чем длиннее и более разветвлены клеточные волокна в височных долях мозга, тем человек в принципе умнее. В других участках мозга благоприятное влияние на интеллект оказывает малая плотность нейронов.
Как выяснилось позже, этот его тезис был верен — как минимум отчасти. Американские психологи Томас Бушар (Thomas Bouchard) и Мюттью Макги (Matthew McGue) проанализировали более 100 опубликованных исследований схожести интеллектов среди членов одной семьи. В некоторых работах были описаны однояйцовые близнецы, разделенные сразу после рождения. Несмотря на это, при тестах интеллекта они показывали практически аналогичные результаты. Близнецы же, выросшие вместе, в отношении умственных способностей были схожи в еще большей степени. Вероятно, окружающая среда также оказывала на них немаловажное влияние.
Сегодня ученые считают, что интеллект на 50-60% передается по наследству. Иными словами, разница в IQ между двумя людьми на добрую половину объясняется строением их ДНК, полученной от родителей.
В поисках генов интеллекта
Однако поиски конкретно отвечающих за это наследственных материалов до сих пор мало к чему приводили. Правда, иногда находили некоторые элементы, которые на первый взгляд имели отношение к интеллекту. Но при ближайшем рассмотрении эта взаимосвязь оказывалась ложной. Возникла парадоксальная ситуация: с одной стороны, бесчисленные исследования доказывали высокую наследственную составляющую интеллекта. С другой стороны, никто не мог сказать, какие гены конкретно отвечают за это.
В последнее время картина несколько изменилась, в первую очередь благодаря технологическому прогрессу. План строительства каждого отдельного человека заключен в его ДНК — своеобразной гигантской энциклопедии, состоящей из приблизительно 3 миллиардов букв. К сожалению, она написана на языке, который мы почти не знаем. Хотя мы и можем читать буквы, но смысл текстов этой энциклопедии остается от нас скрыт. Даже если ученым удается секвенировать всю ДНК какого-либо человека, они не знают, какие ее участки отвечают за его умственные способности.
Интеллект и IQ
Слово интеллект происходит от латинского существительного intellectus, которое можно перевести как «восприятие», «разумение», «понимание», «рассудок» или «ум». Психологи понимают под интеллектом общую ментальную способность, охватывающую различные компетенции: например, способность решать проблемы, понимать комплексные идеи, абстрактно мыслить и учиться на опыте.
Интеллект, как правило, не ограничивается одним предметом, например, математикой. Тот, кто хорош в одной области, часто выделяется и в других. Четко ограниченные одним предметом дарования встречаются редко. Поэтому многие ученые исходят из того, что существует общий фактор интеллекта, так называемый фактор G.
Контекст
IllVet: восемь признаков, что вы умнее большинства
Важен ли в жизни интеллект?
Нет, мы не становимся умнее
В 1912 году немецкий психолог Вильям Штерн (William Stern) предложил новый метод, при котором возраст интеллектуального развития делился на хронологический возраст, а получаемая при этом величина называлась коэффициентом интеллекта (IQ). И хотя название сохранилось до сих пор, сегодня IQ больше не описывает возрастные коэффициенты. Вместо этого IQ дает представление о том, как соотносится уровень интеллекта того или иного индивида с уровнем интеллекта среднестатистического человека.
Люди различаются между собой, и соответственно различаются их наборы ДНК. Однако у индивидов с высоким IQ должны совпадать как минимум те части ДНК, которые связаны с интеллектом. Сегодня ученые исходят из этого основополагающего тезиса. Сравнивая ДНК сотен тысяч испытуемых в миллионах ее частей, ученые могут определить наследственные регионы, способствующие формированию более высоких интеллектуальных способностей.
В последние годы был опубликован целый ряд подобных исследований. Благодаря этим анализам картина становится все более ясной: особые умственные способности зависят не только от наследственных данных, но от тысяч различных генов. И каждый из них вносит лишь свой крошечный вклад в феномен интеллекта, иногда всего лишь несколько сотых процента. «Сейчас считается, что две трети всех вариабельных генов человека напрямую или опосредованно связаны с развитием мозга и тем образом потенциально с интеллектом», — подчеркивает Ларс Пенке (Lars Penke), профессор биологической личностной психологии из Университета имени Георга Августа в Гёттингене.
Тайна за семью печатями
Но остается еще одна большая проблема: сегодня известны 2 тысячи мест (локусов) в структуре ДНК, которые ассоциируются с интеллектом. Но во многих случаях еще не понятно, за что конкретно отвечают эти локусы. Чтобы решить эту загадку, исследователи интеллекта наблюдают, какие клетки чаще, чем другие, реагируют на поступающую новую информацию. Это может означать, что именно эти клетки каким-то образом связаны с мыслительными способностями.
При этом ученые постоянно сталкиваются с определенной группой нейронов — так называемыми пирамидными клетками. Они растут в коре головного мозга, то есть в той внешней оболочке головного мозга и мозжечка, которую специалисты называют кортексом. Он содержит преимущественно нервные клетки, придающие ему характерный серый цвет, — поэтому его и зовут «серым веществом».
Возможно, пирамидные клетки играют ключевую роль в формировании интеллекта. На это указывают во всяком случае результаты исследований, проведенных нейробиологом Натальей Горюновой, профессором Свободного университета Амстердама.
Недавно Горюнова опубликовала результаты исследования, привлекшего всеобщее внимание: она сравнила пирамидные клетки у испытуемых с различными интеллектуальными способностями. Образцы тканей были взяты в основном из материала, полученного при операциях у больных эпилепсией. В тяжелых случаях нейрохирурги пытаются удалить очаг возникновения опасных судорожных приступов. При этом они всегда удаляют и части здорового мозгового материала. Именно этот материал и исследовала Горюнова.
Она сначала проверила, как реагируют содержащиеся в нем пирамидные клетки на электрические импульсы. Затем она разрезала каждый образец на тончайшие ломтики, фотографировала их под микроскопом и собирала их вновь на компьютере в трехмерное изображение. Таким образом она, например, установила длину дендритов — разветвленных отростков клеток, с помощью которых те улавливают электрические сигналы. «При этом мы установили связь с IQ пациентов, — поясняет Горюнова. — Чем длиннее и ветвистее были дендриты, тем умнее был соответствующий индивид».
Исследовательница объяснила это очень просто: длинные, разветвленные дендриты могут установить больше контактов с другими клетками, то есть они получают больше информации, которую могут обрабатывать. К этому добавляется еще один фактор: «Благодаря сильной разветвленности они могут в разных ветвях одновременно обрабатывать разную информацию», — подчеркивает Горюнова. Благодаря подобной параллельной обработке клетки обладают большим вычислительным потенциалом. «Они работаю быстрее и продуктивнее», — делает вывод Горюнова.
Только часть правды
Каким бы убедительным ни казался этот тезис, полностью доказанным его считать нельзя, как откровенно признается сама исследовательница. Дело в том, что исследованные ею образцы тканей были взяты в основном из одной очень ограниченной области в височных долях. Там возникает большинство эпилептических припадков, и поэтому, как правило, хирургическое вмешательство по поводу эпилепсии производится именно в этой области. «Как обстоят дела в других участках мозга, мы еще сказать не можем, — признается Горюнова. — Но новые, еще не опубликованные результаты исследований нашей группы показывают, например, что связь между длиной дендритов и интеллектом в левой половине мозга выражена сильнее, чем в правой».
Сделать какие-то общие выводы из результатов исследований амстердамских ученых пока еще нельзя. Тем более что есть данные, говорящие о прямо противоположном. Они получены биопсихологом из Бохума Эрханом Генчем (Erhan Genç). В 2018 году он вместе с коллегами также исследовал, насколько различается строение серого вещества у очень умных и менее умных людей. При этом он пришел к выводу, что сильная разветвленность дендритов скорее вредит, чем способствует мыслительной способности.
Правда, Генч не исследовал отдельные пирамидные клетки, а помещал своих испытуемых в сканер мозга. В принципе, магнитно-резонансные томографы не годятся для исследования тончайших структур волокон — разрешение снимков, как правило, оказывается недостаточным. Но бохумские ученые использовали особый метод, позволяющий увидеть направление диффузии тканевой жидкости.
Дендриты становятся барьерами на пути жидкости. Анализируя диффузию, можно определить, в каком направлении располагаются дендриты, насколько они разветвлены и насколько близко друг от друга расположены. Результат: у более умных людей дендриты отдельных нервных клеток не так густы и не склонны распадаться на тонкие «провода». Это наблюдение диаметрально противоположно выводам, сделанным нейробиологом Натальей Горюновой.
Но разве пирамидные клетки не нуждаются в разнообразной поступающей извне информации, чтобы выполнять свои задачи в мозге? Как это согласуется с выявленной низкой степенью разветвленности? Генч также считает связь между клетками важной, но, по его мнению, эта связь должна иметь цель. «Если вы хотите, чтобы дерево давало больше плодов, срежьте лишние ветки, — поясняет он. — Так же обстоит дело и с синаптическими связями между нейронами: когда мы появляемся на свет, у нас их много. Но в течение жизни мы их прореживаем и оставляем только те, которые для нас важны».
Предположительно, именно благодаря этому мы можем перерабатывать информацию более эффективно.
Так же поступает и «живой калькулятор» Венцель Грюс, который при решении задачи выключает для себя все вокруг. Обрабатывание фоновых раздражителей было бы для него в этот момент контрпродуктивным.
Действительно, люди с богатым интеллектом проявляют более сфокусированную мозговую активность, чем менее одаренные, когда им приходится решать сложную задачу. Кроме того, их мыслительному органу нужно меньше энергии. Эти два наблюдения привели к так называемой нейронной гипотезе эффективности интеллекта, согласно которой решающее значение имеет не напряженность работы мозга, а эффективность.
У семи нянек дитя без глазу
Генч считает, что полученные им результаты подкрепляют эту теорию: «Если вы имеете дело с огромным количеством связей, где каждая может вносить свой вклад в решение какой-то задачи, то это скорее усложняет дело, чем помогает ему» — говорит он. По его словам, это все равно, что перед покупкой телевизора спрашивать совета даже у тех друзей, которые в телевизорах не разбираются. Поэтому имеет смысл подавлять мешающие факторы — так считает нейробиолог из Бохума. Вероятно, умным людям это удается лучше, чем прочим.
Но как это соотносится с результатами амстердамской группы под руководством Натальи Горюновой? Эрхан Генч указывает, что дело может быть в различных методиках измерений. В отличие от нидерландской исследовательницы, он не рассматривал отдельные клетки под микроскопом, а измерял движение водяных молекул в тканях. Он указывает и на то, что степень разветвленности пирамидных клеток в разных секторах мозга может быть разной. «Мы имеем дело с мозаикой, в которой пока еще отсутствуют многие части».
Статьи по теме
Tiscali: чем дальше, тем мы глупее
Мужчины и женщины: кто умнее?
Однако и тут есть много загадочного. Это в равной степени относится и к мужчинам, и к женщинам, потому что у обоих полов маленькому мозгу соответствуют и меньшие умственные способности. С другой стороны, мозг у женщин в среднем на 150 г меньше, чем у мужчин, однако в тестах IQ они показывают те же результаты, что и мужчины.
«В то же самое время структуры мозга у мужчин и женщин различаются, — объясняет Ларс Пенке из Университета Гёттингена. — У мужчин больше серого вещества, то есть кора их головного мозга толще, а у женщин больше белого вещества». А ведь и оно исключительно важно для нашей способности решать проблемы. При этом на первый взгляд оно играет не такую заметную роль, как серое вещество. Белое вещество в основном состоит из длинных нервных волокон. Они могут передавать электрические импульсы на большие расстояния, иногда на десять сантиметров и более. Это возможно потому, что они великолепно изолированы от своего окружения слоем насыщенной жиром субстанции — миелина. Миелиновая оболочка и придает волокнам белый цвет. Она предотвращает потерю напряжения в результате коротких замыканий и, кроме того, ускоряет передачу информации.
Разрывы «проводов» в мозге
Если пирамидные клетки можно считать процессорами мозга, то белое вещество представляет собой как бы компьютерную шину: благодаря ему находящиеся на больших расстояниях друг от друга мозговые центры могут общаться между собой и сотрудничать при решении проблем. Несмотря на это, белое вещество долгое время недооценивалось исследователями интеллекта.
То, что сейчас это отношение изменилось — заслуга в том числе и Ларса Пенке. Несколько лет назад он установил, что у людей с пониженным интеллектом белое вещество находится в худшем состоянии. В их мозге отдельные линии связи пролегают подчас хаотично, а не аккуратно и параллельно друг к другу, миелиновая оболочка сформирована не оптимально, и время от времени происходят даже «разрывы проводов». «Если таких аварий становится больше, то это приводит к замедлению обработки информации и в конечном итоге к тому, что индивид при тестах на интеллект показывает худшие результаты, чем другие» — объясняет личностный психолог Пенке. Предположительно, около 10% различий в IQ обусловлено состоянием белого вещества.
Но вернемся к различиям между полами: как говорит Пенке, согласно данным некоторых исследований, женщины справляются с интеллектуальными задачами так же успешно, как и мужчины, но при этом они используют иногда другие области мозга. О причинах можно только догадываться. Частично эти отклонения можно объяснить разницей в структуре белого вещества — канала связи между различными центрами мозга. «Как бы то ни было, на основании этих данных мы прекрасно видим, что существует не одна-единственная возможность пользоваться интеллектом, — подчеркивает исследователь из Бохума. — Различные комбинации факторов могут приводить к одинаковому уровню интеллекта».
Таким образом, «умная голова» складывается из множества составляющих, причем их соотношение может варьироваться. Важны и пирамидные клетки как эффективные процессоры, и белое вещество как система быстрой связи и хорошо функционирующая рабочая память. К этому добавляется оптимальное мозговое кровообращение, крепкий иммунитет, активный энергетический обмен и так далее. Чем больше наука узнает о феномене интеллекта, тем яснее становится, что его нельзя связать только с одним компонентом и даже с одним определенным участком мозга.
Но если все работает как надо, то человеческий мозг способен творить удивительные вещи. Это видно на примере южнокорейского ядерного физика Кима Ун Ёна, который обладая IQ в 210 единиц, считается самым умным человеком на Земле. В семь лет он решал на японском телешоу сложные интегральные уравнения. В восемь лет его пригласили в НАСА в США, где он проработал десять лет.
Правда, сам Ким предостерегает от того, чтобы IQ придавали слишком большое значение. В своей опубликованной в 2010 году статье в газете Korea Herald он написал, что высокоинтеллектуальные люди не всесильны. Как и мировые рекорды у атлетов, высокий IQ — лишь одно из проявлений человеческого таланта. «Если существует широкий спектр дарований, то мое — лишь часть их».
Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.