Объяснено уменьшение человеческого мозга
Исследователи из США показали, что уменьшение мозга человека произошло параллельно с развитием коллективного разума. Статья ученых опубликована в журнале Frontiers in Ecology and Evolution.
В плейстоцене размеры мозга человека несколько уменьшились. Однако, когда точно и почему это произошло, до сих пор неизвестно. Исследователи из Бостонского университета и Дартмутского колледжа решили проанализировать паттерны эволюции человеческого мозга и сравнить их с подобными у муравьев. Для начала они с помощью анализа точек изменения проанализировали 985 ископаемых и современных черепов человека. Выяснилось, что уменьшение нашего мозга произошло около трех тысяч лет назад, что меньше предыдущих оценок.
«Согласно нашей гипотезе, для муравьев можно создать различные модели, которые позволят объяснить увеличение или уменьшение объема мозга в зависимости от социальной жизни», — объяснил один из авторов работы, профессор Бостонского университета Джеймс Траньелло. У муравьев, как и у людей, развиты такие черты социальной жизни, как групповое принятие решений, разделение труда и производство еды. Исследователи проанализировали компьютерные модели, описывающие изменения мозга рабочих муравьев нескольких клад, в частности черных садовых муравьев, муравьев-листорезов и муравьев-портных.
Оказалось, что на изменение размеров мозга влияют групповое познание и разделение труда. В социальных группах с общими знаниями и специализацией труда мозги их участников адаптируются для максимизации эффективности — в том числе и путем уменьшения в объеме. «Мы предполагаем, что это уменьшение было связано с увеличением зависимости от коллективного разума», — отмечает Траньелло. Обмен знаниями требовал меньше энергии для хранения информации каждым отдельным человеком, что способствовало уменьшению объемов мозга.
Ученые назвали причину постепенного уменьшения человеческого мозга
Москва, 25 октября. Человеческий мозг за последние 40 тысяч лет уменьшился в объеме почти на 10%, хотя до этого он только увеличивался. Ученые попытались объяснить этот процесс.
Исследователи изучили данные о 12 тысячах человек из разных уголков планеты и пришли к выводу, что мозг современных мужчин почти на 160 мл меньше, а у женщин показатель снизился почти на 250 мл.
Некоторые специалисты в качестве причины уменьшения органа рассматривают так называемый синдром «самоодомашнивания». Этот термин предложила коллаборация европейских ученых после сравнения параметров домашних животных с их дикими предками. Выяснилось, что у домашних любимцев во взрослом возрасте сохраняются черты детского поведения, а также они отличаются меньшими размерами мозга.
Ученые предположили, что мозг человека потерял часть объема из-за того, что теперь нет необходимости в выживании. Тем не менее объем мозга не связан с умственными способностями. Кроме того, внутричерепное пространство современного человека втрое больше, чем у примата аналогичной массы.
Помимо этой теории исследователи выдвинули еще несколько. Так, уменьшение мозга может быть связано с тем, что после окончания ледникового периода человеку больше не требовался большой объем тела для сохранения тепла. Также звучала версия, согласно которой уменьшение мозга стало необходимым для повышения энергетической эффективности человеческого организма.
Глупеем ли мы? О причинах уменьшения мозга
Уменьшение мозга началось примерно 25 тысяч лет назад и ещё около 10 тысяч лет назад продолжалось вполне ощутимо. Этот факт разные исследователи склонны объяснять по-разному. Одни, особенно гордящиеся собственной разумностью, склонны туманно рассуждать о важности количества и качества межнейронных связей, о непринципиальности абсолютной массы мозга, об отсутствии корреляции между этой массой и уровнем интеллекта, о различиях массы мозга и объёма мозговой полости черепа, о тонкостях методик, о соотношении нейронов и нейроглии. Однако, о нейронах неандертальцев и кроманьонцев мы ничего не знаем, а о размере мозга – знаем.
Есть и второй вариант: древние люди были умнее нас.
Этот вывод обычно удивляет слушателей и ставит в некоторое замешательство. Главных аргументов «против» два: во-первых, если неандертальцы с кроманьонцами были умнее, почему же они имели более низкую культуру, во-вторых, разве объём мозга жёстко связан с интеллектом?
На первое возражение ответить проще. Древние люди жили в гораздо более сложных условиях, чем мы сейчас. К тому же они были универсалами. В одной голове один человек должен был хранить сведения обо всём на свете: как делать все орудия труда, как добыть огонь, как построить жилище, как выследить добычу, как её поймать, выпотрошить, приготовить, где можно добыть ягодки-корешки, чего есть не следует, как спастить от непогоды, хищников, паразитов, соседей. Ещё помножьте всё это на четыре времени года. Да ещё добавьте мифологию, предания, сказки и прибаутки. Да необходимость по возможности бесконфликтно общаться с близкими и соседями. Поскольку не было ни специализации, ни письменности, ВСЁ это человек носил в ОДНОЙ голове. Понятно, что от обилия такой житейской премудрости голова должна была «пухнуть». К тому же оперировать всей этой информацией древний человек должен был быстро. Последнее, правда, несколько противоречит большому размеру: чем длинее и сложнее межнейронные связи, тем дольше идёт сигнал. Мозг мухи работает быстрее нашего в немалой степени из-за своего мизерного размера. Но и задачи у мушиного мозга попроще человеческих.
Современная жизнь резко отличается от палеолитической. Сейчас человек получает всё готовое: и пищу, и вещи, и информацию. Крайне мало современных цивилизованных людей способны сделать какое-либо орудие труда из природных материалов. В лучшем случае человек комбинирует уже готовые элементы, например, прилаживает лезвие топора на топорище. Но он не изготавливает топор с самого начала – от добычи руды и срубания палки для топорища (тем более срубания орудием, лично изготовленным). Современный человек дров не носил, палок не пилил, руды не копал, железо не ковал – вот и нет ему ничего, в смысле мозгов. Специализация – это не проблема XX века, как часто приходится слышать. Она появилась ещё в раннем неолите, с первым большим урожаем, позволившим кормить людей, занимающихся не добычей еды, а чем-то ещё. Появились гончары, ткачи, писцы, сказители и прочие специалисты. Одни стали уметь дрова рубить, другие – печь топить, третьи – кашу вариать. Цивилизация сделала мощнейший рывок вперёд, и количество общей информации сказочно выросло, но в голове каждого отдельного человека знаний заметно поубавилось. Цивилизация столь сложна, что один человек в принципе не может уместить в голове даже малой части общей информации, обычно он и не пытается, ему и не надо. Роль винтика устраивает подавляющее большинство цивилизованных людей.
Древний человек до всего доходил своим умом. При этом возможности обучения у него были минимальны. Продолжительность жизни была мала, отчего умудрённых опытом стариков, да ещё с педагогическим даром, было катастрофически мало. Вообще людей в группе было немного. Посему многие вещи приходилось постигать на личном опыте, причём очень быстро, да ещё без права на ошибку.
Сейчас же каждого сапиенса с рождения окружают толпы специально выдрессированных лекторов, наперегонки спешащих поведать о всех тайнах мироздания (в которых, как правило, сами ориентируются только с надёжной картой в виде статей, монографий и баз данных, накопленных долгими предшествующими поколениями).
Современный человек берёт нусом – коллективным разумом. У кроманьонцев нус не дорос, так что каждому приходилось работать своими мозгами.
А при всём при том, мозг – энергетически жутко затратная штука. Большой мозг пожирает огромное количество энергии. Неспроста палеолитические люди часто имели мощное телосложение – им надо было усиленно кормить свой мощный мозг, благо, ещё неистощённая среда со стадами мамонтов и бизонов позволяла. С неолита отбор пошёл на уменьшение размера мозга. Углеводная диета земледельцев позволяла неограниченно плодиться, но не кормить большие тело и мозг. Выигрывали индивиды с меньшими габаритами, но повышенной плодовитостью. У скотоводов с калорийностью пищи дело обстояло получше. Неспроста групповой рекорд размеров мозга сейчас принадлежит монголам, бурятам и казахам. Но жизнь скотовода несравненно стабильнее и проще, чем у охотника-собирателя; да и специализация имеется, плюс возможность грабить земледельцев позволяет не напрягать интеллект. Все скотоводческие культуры зависят от соседних земледельческих. Посему размер мозга уменьшался у всех – тотально по планете.
У многих на этом месте возникнет закономерный вопрос: почему же у современных охотников-собирателей объём мозга практически всегда очень мал? Австралийские аборигены, ведды, бушмены, пигмеи, андаманцы и прочие семанги – все как один имеют наименьшие значения размеров головы в мировом масштабе. Выходит, у них мозг уменьшался быстрее, чем у земледельцев и скотоводов. Неужели их жизнь стала настолько проще палеолитической, позволив не так сильно напрягать интеллект? Думается, есть разные причины особо активной редукции мозга именно среди охотников-собирателей.
Во-первых, прогресс шёл и в самых примитивных группах людей. Жизнь австралийских аборигенов XIX века – не то же самое, что жизнь их предков 30 тысяч лет назад. За минувшие тысячелетия появились бумеранги, микролиты, собаки динго. Жизнь стала лучше, жизнь стала веселее! А в подавляющем большинстве других охотничье-собирательских сообществ они жили в контакте с культурами производящего хозяйства. Бушмены, семанги и эвенки использовали железные наконечники стрел и копий, выменивали ткани и посуду у окружающих земледельцев-ремесленников. Вездесущая глобализация затрагивала охотников-собирателей, хотя бы и крайне слабо.
Вторая причина резкого уменьшения мозга у охотников-собирателей – ухудшение условий их жизни. В палеолите такой образ жизни вели все, стало быть, плотность населения и конкуренция были минимальны, нагрузка на окружающую среду тоже была весьма слабой. Стада непуганых бизонов покрывали степи до горизонта, низкий уровень технологий не позволял извести их всех, но давал вполне достаточно пищи для поддержания большого тела и мозга. Нельзя сказать, что палеолит был Золотым Веком. Жизнь была тяжела и регулярно голодна.
Но в целом, надо думать, неандертальцам и кроманьонцам жилось сытнее, чем нынешним бушменам в Калахари.
Причина очевидна. Современные охотники-собиратели оттеснены земледельцами и скотоводами в самые неблагоприятные места. Все плодородные места в первую очередь были распаханы или заселены овцами. Охотники сохранились лишь на самых бедных окраинах, где самые тяжёлые условия выживания и мало еды, которую к тому же трудно достать. В этом отношении показательно, что скелеты наиболее вероятных предков бушменов найдены не в Калахари или Намибе, а в пещерах южного побережья. Останки древнейших австралийцев покоятся не в песках пустыни Виктории, а в самой плодородной юго-восточной части континента. Со временем пищи становилось меньше. Где-то – как в Австралии – её за тысячи лет извели сами же охотники, где-то – в большинстве прочих мест – им помогли земледельцы и скотоводы.
Мало еды – мало возможностей для поддержания большого мозга. Неспроста современные охотники всегда имеют и очень малые размеры тела, и весьма субтильное телосложение, даже близко несравнимое с неандертальским. В свете всего этого закономерно, что с появлением производящего хозяйства размер мозга угнетаемых охотников-собирателей стал резко уменьшаться. Верхнепалеолитический рай закончился.
Во всех вышеприведённых рассуждениях одним из ключевых моментов является предположение о связи размера мозга с его функциональными возможностями. Тут стоит сделать подробное уточнение.
Размер мозга напрямую не коррелирует с интеллектом в пределах вида.
В рамках вида Homo sapiens размер мозга связан с размерами тела и качеством питания (отчего во многих странах в последние десятилетия наблюдается увеличение массы мозга – есть стали лучше, подросли малость), а интеллект в основном зависит не от размера мозга (тем более, что масса мозга процентов на 90 определяется глиальной тканью, а не нейронами; глия, конечно, тоже нужна, так как обеспечивает работоспособность нейронов, но не в ней происходят нервные процессы) и даже не от числа нейронов (ведь может быть много лишь двигательных или чувствительных клеток, что зависит и от размеров тела), и даже не от числа ассоциативных нейронов, а от числа связей между нейронами. Число же связей меняется в пределах нескольких порядков и частично обусловлено наследственно, частично же определяется образом жизни и опытом. Учится человек, наращивает число связей – будет умнее; не учится – будет глупее. Стремление к обучению, впрочем, тоже имеет наследственную составляющую, так что мозговитый человек с огромной интеллектуальной потенцией не захочет тренировать свой мозг, не нарастит связи и останется простофилей. Существенно, что число нейронов в течение жизни катастрофически уменьшается, а способности мозга продолжают расти; это определяется именно появлением новых межнейронных связей. Таким образом, приходится признать, что большой мозг сугубо потенциально должен бы стать более умным, но оговорок так много, что фактически эта связь отсутствует. Неспроста рекордсмены по размеру мозга никогда не являются рекордсменами по достижениям – ни в индивидуальном, ни в популяционном смысле. Доказывается это разными путями.
Во-первых, известны великие мыслители и с большим, и с малым мозгом. Средняя по этим мыслителям получается практически средней по миру (на самом деле она получается больше среднемировой средней, но тут надо учитывать два важных обстоятельства: в выборку мыслителей всегда включают только мужчин и почти одних северных европеоидов – крупных телом и, стало быть, мозгом; если бы сюда добавить женщин и южных мыслителей – древних египтян, греков, римлян, итальянцев, майя, индусов, южных китайцев, то средняя по мега-интеллектам сравнялась бы с общемировой).
Во-вторых, старые люди с капитально уменьшившимся мозгом могут иметь два жизненных пути. Если в течение жизни они вели интеллектуальную жизнь (пели, плясали, читали, а лучше – сочиняли стихи, занимались наукой, искусством, просто делали что-то умное), то старческое слабоумие им не грозит. Среди университетских профессоров людей с деменцией несравнимо меньше, чем среди людей неинтелектуальных профессий. Если же человек всю жизнь сидел на лавочке, щёлкал семечки и не читал ничего сложнее астрологического прогноза, то прогноз его старости неутешительный. Учиться, учиться и учиться – как завещал нам великий В.И. Ленин, и что спасёт нас от маразма на пенсии.
В-третих, в популяционном смысле всё то же самое. Великие достижения человеческой мысли принадлежат самым разным группам – и мозговитым, и не очень.
Все древнейшие цивилизации возникли в средиземноморском поясе, где живут далеко не самые крупнотелые и головастые популяции.
Как самые мелкоголовые, так и самые башковитые популяции (не будем тыкать пальцем) не числятся в создателях мировых цивилизаций.
Даже очевиднее факт отсутствия внутривидовой связи размера и функции мозга на примере собак. Пёсики разных пород не распределяются по интеллекту так же, как по росту. Мелкая левретка или чихаухуа может быть столь же сообразительной, что и огромный сенбернар или ирландский волкодав. Число двигательных и чувствительных нейронов у разноразмерных собак меняется капитально, а число связей между ассоциативными нейронами, видимо, остаётся более-менее постоянным.
Единственно, когда указанная корреляция чётко проявляется – в случае патологических крайностей. Ясно, что микроцефал не может быть особо умным по причине недоразвития коры, но и рекордсмены в сторону больших значений – сплошь тоже с патологиями интеллекта и психики.
Однако, в межвидовом масштабе связь размера мозга и интеллекта вполне очевидна, с поправками на массу тела, конечно. Мышь глупее слона, кошка глупее собаки. Шимпанзе никогда не достичь уровня человека. Кит имеет в три раза б?льший мозг, чем человек, но в тысячу раз превосходит его по весу тела, так что тоже не догоняет по разумности. Соразмерные с современным человеком неандертальцы и кроманьонцы (которые тоже вроде как Homo sapiens, но уж больно древние и специфичные) имели б?льший мозг. Хронологические изменения невозможно списать лишь на аллометрические связи размеров мозга и тела – тело-то не особо поменялось, а питание в целом стало, как минимум, стабильнее. Стало быть, изменения размеров связаны в первую очередь с интеллектом. С чего мы и начали.
Каков же прогноз? Усиливающаяся специализация и независимость от условий окружающей среды, обеспеченность выживания независимо от личных качеств делают прогноз неутешительным. С другой стороны, общий разум человечества неизмеримо растёт.
Обеспечит ли он счастливое будущее? Поживём, увидим.
Есть ли связь между усложнением общества и уменьшением размера мозга
В 1980-х годах антропологи обнаружили странный факт: средний размер мозга, постоянно увеличивавшийся на протяжении всей эволюции наших предков, на ее последнем этапе стал медленно уменьшаться. Время, когда произошел этот поворот, разные авторы оценивают по-разному: одни утверждают, что наш мозг начал уменьшаться около 25 тысяч лет назад, другие — что всего около 10 тысяч (что связано с огромной индивидуальной изменчивостью этого показателя, затрудняющей вычисление среднего). Различаются и оценки того, насколько именно уменьшился мозг среднего человека. Но так или иначе все антропологи согласны с тем, что у современных людей средний объем мозга по крайней мере процентов на 10 меньше, чем у их предков времен создания первых фресок Альтамиры.
По их мнению (основанному на собственных промерах более чем 980 ископаемых черепов), уменьшение мозга началось не 25 и не 10, а всего около трех тысяч лет назад. И причиной его были экстернализация знаний и разделение труда. Проще говоря, в обществе охотников-собирателей каждый мужчина должен был уметь охотиться (на все виды дичи, которые водятся в данной местности) и рыбачить, строить дома и лодки, изготовлять весь набор орудий труда, представлять себе всю местность на десятки километров вокруг — и все эти знания и умения он должен был держать в собственной голове, поскольку не мог ни записать их, ни передоверить что-то профессионалу. А в обществе, где существуют письменность и разделение труда, человеку достаточно владеть своим ремеслом, если же возникала потребность в дополнительной информации, ее можно было почерпнуть из манускриптов. Уменьшилась нагрузка на мозг — стал уменьшаться и мозг: ведь это орган чрезвычайно энергетически дорогой. Составляя всего около 2% массы тела, он потребляет примерно 20% энергии — и при любом уменьшении притока кислорода или глюкозы просто отказывается работать.
На первый взгляд объяснение выглядит убедительным. Смущает, правда, резкое расхождение с прежними данными в вопросе о времени начала уменьшения мозга. Почти тысяча черепов — это, конечно, выборка солидная, но сторонники прежней точки зрения основывали свои выводы на десятках тысяч экземпляров (так, например, только в одной работе 1988 года измерено 12 800 индивидуальных черепов). Но это уж дело специалистов — выяснять, чьи данные надежнее. Примем пока оценки авторов на веру — и посмотрим на их гипотезу в свете этого допущения.
Старинная гравюра, представляющая области мозга, ответственные за человеческую мысль, около 1650 г Фото: Photo by GraphicaArtis/ Getty Images
Впрочем, авторы работы и не пытаются аргументировать, почему именно три тысячи лет назад значение «коллективного разума» вдруг резко увеличилось. Вместо этого они ссылаются на. муравьев. Дескать, разнообразие этих насекомых (которых сейчас известно около 14 тысяч видов) позволяет сопоставить эволюцию размеров мозга с размером их семей и степенью специализации разных каст внутри семьи. Правда, если читать не только резюме статьи (где об этом говорится довольно туманно), но и сам текст статьи, то окажется, что, во-первых, в разных группах муравьев размер мозга эволюционировал в разных направлениях, во-вторых, как раз у тех муравьев, где специализация зашла так далеко, что разные касты хорошо различимы внешне, размер мозга с увеличением размера семьи увеличивается. А уменьшается он у муравьев-грибоводов, у которых все рабочие особи выглядят одинаково и в принципе взаимозаменяемы в своих функциях.
Пожалуй, данная работа действительно показала некоторые неожиданные эффекты разделения труда и экстернализации знаний — не столько в эволюции человека, сколько в современной науке. Оказывается, эти факторы дают возможность выдвигать красивые гипотезы и смелые аналогии, не обращая внимания на то, как все это стыкуется с данными других дисциплин.
Что же касается самой проблемы уменьшения среднего размера мозга на последнем этапе эволюции нашего вида, то меня всегда поражало: почему те, кому не дает покоя эта тенденция, не видят ничего странного в том, что современные ноутбуки, будучи во много раз меньше огромных вычислительных машин 1960-х годов, в то же время превосходят их по всем техническим характеристикам? Ведь даже небольшая оптимизация и компактизация мозга без снижения его функциональных возможностей были для наших предков куда важнее, чем миниатюризация вычислительной техники для современных инженеров. В конце концов, компьютеры хотя бы не надо рожать, мучительно пропихивая твердые корпуса их блоков сквозь узкие и кривые родовые пути.
Больше текстов о науке и обществе — в нашем телеграм-канале «Проект «Сноб» — Общество». Присоединяйтесь
Ученые нашли причину уменьшения мозга у современного человека
Коллективное мышление и разделение труда способствуют сокращению требуемого объема для хранения информации
Американские ученые проанализировали около тысячи ископаемых и современных человеческих черепов и выяснили, что мозг дважды резко увеличивался в размерах — 2,1 и 1,5 млн лет назад, а 3 тыс. лет назад снова уменьшился. Антропологи, поведенческие экологи и нейробиологи сошлись во мнении, что уменьшению размеров мозга способствовало развитие коллективного разума. Соответствующий доклад был опубликован в журнале Frontiers in Ecology and Evolution.
«Мы предполагаем, что уменьшение размера мозга может быть результатом экстернализации знаний и преимуществ принятия решений на групповом уровне, частично благодаря появлению социальных систем распределенного познания, а также хранения и обмена информацией», — говорится в исследовании.
Аналогичные результаты были обнаружены и в процессе изучения насекомых. Выяснилось, что мозг муравьев в высокоорганизованных колониях меньше в отношении к размерам тела, чем в низкоорганизованных сообществах. Ученые считают, что у людей и муравьев существуют похожие социальные черты: групповое принятие решений, разделение труда, совместное производство. У человека эти особенности возникли на рубеже плейстоцена и голоцена при переходе от родового к племенному укладу жизни. В это же время произошло и изменение размеров мозга.
Ученые предполагают, что в будущем человеческий мозг еще больше уменьшится, так как экстернализация знаний требует все меньше энергии для хранения большого количества информации в индивидуальном порядке.
