ПРОИСХОЖДЕНИЕ МОЗГА КАК ИЛЛЮСТРАЦИЯ ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ

Предлагаем вашему вниманию отрывок интервью журналу "Наука и жизнь" посвященного мозгу, его происхождению и функционированию.

Сергей Вячеславович Савельев более 20 лет занимается исследованиями физиологии, анатомии и эволюции нервной системы. Он не только известный ученый, но и талантливый популяризатор науки, автор 7 книг, член Союза художников России.

В книге «Происхождение мозга» С.В. Савельев представил эволюционную теорию переходных сред как основу для разработки нейробиологических моделей происхождения хордовых, первичноводных позвоночных, амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих. Там же он привел примеры использования нейробиологических законов для реконструкции путей эволюции позвоночных и беспозвоночных животных, и основные принципы адаптивной эволюции нервной системы и поведения.

Здравствуйте. Меня зовут Вячеслав. Я художник. Верующий. В данное время нахожусь в Оклахоме (США), расписываю православную церковь. Меня интересуют вопросы симметрии. В частности, по Вашей теме: какова роль симметрии в развитии мозга? Насколько симметричен мозг? Согласны ли Вы с точкой зрения, что первенство в науке должна занять симметрия? Спасибо. Желаю успехов!(Вячеслав)

В мозге нет ни одной симметричной структуры – ни у животных, ни у человека. Рисунок извилин индивидуален в правом и левом полушарии. В учебниках по анатомии рисуют симметрично оба полушария просто для упрощения, но это не корректно. Если измерять точно структурные линии мозга, то окажется, что асимметрия очень велика. Она может быть двух-трехкратной, хотя внешне это может быть и не заметно.

Не только у взрослого мозга есть асимметрия, она есть даже на стадии эмбрионального развития. Левая и правая половинки мозга развиваются асинхронно. Причем ассиметрия не связана с популярными идеями о том, что левое и правое полушарие принципиально различаются и предназначены для различных функций. Никаких принципиальных различий между левополушарными и правополушарными речевыми центрами нет. Так же, как и моторных. Хотя у психологов есть убеждение, возникшее на статистически недостоверных материалах, что такое функциональное разделение должно быть.

Как ученые объясняют феномен сознания и феномен самосознания? Содержатся ли в головном мозге микроорганизмы, и если да, то какую роль они выполняют? (Карпенко Николай)

В головном мозге микроорганизмов, слава богу, нет. И когда они туда попадают, лечить человека очень сложно, т.к. существует так называемый гематоэнцефалический барьер, препятствующий проникновению в мозг антибиотиков.

Насчет сознания и самосознания. Это игра терминов, которыми оперируют психологи. Пришли они из примитивных форм социализации в виде религии, т.е. это натурфилософские понятия, религиозные. Мозг познает и оценивает себя посредством сравнения и самосравнения. И здесь никаких секретов нет. Сравнение и самосравнение – достаточно примитивные события, которые может осуществить любая собака, сравнивая себя и соседскую собаку, которую кормят колбасой, а ее кашей. Здесь самосознание будет точно таким же, как у человека в аналогичной ситуации. Не надо подменять элементарные сравнительные понятия терминами, которые ставят человека в исключительное положение над миром животных. Это не совсем корректно.

Какая пища способствует работоспособности мозга и его развитию? Слышал о научном эксперименте, в котором йог несколько суток (или часов, точно не помню) находился под водой без каких-либо технических приспособлений, и что после этого он был совершенно здоров. В то время как наука утверждает, что человек не может так долго находиться без воздуха. Как объясняются такие феномены? (Карпенко Николай)

Мозгу нужна разная пища. Питаться, как йоги, не советую, иначе и интеллектуальные плоды будут, как у них. Нейроны состоят из белков, липидов (жиров) и углеводов. Все эти компоненты нужны мозгу в большом количестве. Чем более разнообразна пища, чем больше она содержит соединений, не синтезируемых организмом, тем больше шансов иметь хорошо функционирующую нервную систему.

Хорошо известно, что в слабо развитых странах центральной Азии беременных женщин не кормят мясом, и не кормят в изобилии до тех пор, пока их беременность не становится для всех очевидной. Плоды таких этнографических традиций очень хорошо заметны. Известны трудности, в том числе интеллектуальные, с которыми сталкиваются такие народы, связанные с тем, что родившиеся младенцы развивались в условиях мозгового голодания. Мозг составляет пятую часть веса ребенка, это огромная часть тела – очень жирная, содержащая очень много белков.

Феномены, о которых Вы говорите, объясняются после того, как делаются контрольные эксперименты, в ходе которых йога действительно кладут на несколько часов в специфическое место, где отсутствует воздух. И если в этом случае эксперимент подтвердится, это было бы прекрасно. Но, к сожалению, пока подтверждается только то, что через 6-8, максимум 12 минут в отсутствие кислорода нейроны погибают. Начинается гипоксический процесс мозг, погибает. И обратить этот процесс нельзя. Все эти эксперименты – мистика и при проверке оказываются мелким жульничеством.

Слышал не очень правдоподобную версию о том, что человеческий мозг хорошо развился не для выживания, а в результате взаимодействия полов – для более успешного привлечения субъектов противоположного пола. Как вы относитесь к этой гипотезе? (Сергей)

Могу предложить сходить в соседнюю деревню на танцы и убедиться, что для привлечения противоположного пола никакого интеллекта не надо. Для этого нужны волосатая грудь и небритые подмышки. Известно, что наилучшие в человеческом обществе репродуктивные стратегии осуществляют не самые умные. Поэтому представить себе, что был некий половой отбор, который отбирал людей по интеллектуальному принципу, довольно сложно. Здесь совсем другое. Мозг эволюционировал не для того, чтобы думать. Это была некая биологическая потребность, которая не позволяла другим способом решать определенные задачи. Половой отбор имел какое-то косвенное значение. Он был бы справедливым при избытке пищи, но человечество никогда не ело досыта.

Что происходит с сознанием, т.н. душой, в момент смерти мозга? (Владимир)

Душа – понятие религиозно-этическое. Это некое упрощение представлений для тех, кто не хочет разобраться, как работает мозг. Все что человек переживает, то что не находит достаточно ясного объяснения, называют душой. К сожалению, душа исчезает вместе с человеком, «легчание» тела после смерти никакого отношению к душе не имеет. Все эти видения коридоров при клинической смерти связаны с угасанием сознания, снижением метаболических процессов на периферии, снижением импульсной активности. Так это и должно происходить перед смертью. К сожалению, этот коридор ведет в никуда. С понятием души лучше всего обращаться к религиозным служителям любой конфессии, они все очень хорошо объяснят.

Имеются ли в человеческом мозге структуры, позволяющие вести информационный обмен, минуя органы чувств? (Алексей Рыков)

Замените информационный обмен на обмен духовный, и вы получите терминологию, использовавшуюся в теологии XII века. Нет, мы не можем ничего ощущать, минуя органы чувств. Если мы что-то не понимаем, но чувствуем, это вовсе не означает, что что-то передается трансцендентно, с помощью тайного информационного обмена через нижнюю чакру. У нас есть масса органов чувств, о работе которых мы просто не отдаем себе отчета. Информационный обмен осуществляется по абсолютно физическим законам, которые были, есть и будут. Нет никакого информационного пространства, как и способов его улавливания.

Каково Ваше мнение, эволюция на Земле "придерживается" каких -то принципов (симметрия, количество, полезность для биосферы) и если да, то чем и как это определяется? (Ведь все-таки мы не видим чисто "эгоистичных монстров" на Земле). (Алексей Рыков)

К сожалению, мы только и видим эгоистических монстров на Земле. Вся эволюция – это реализация пожеланий эгоистических монстров, которые хотят питаться, размножаться и доминировать друг над другом. К этому сводится как организация обезьян в стае бабуинов, так и организация общества в любой самой развитой цивилизованной демократической стране. Цель – перенос генома любой ценой в следующее поколение. При этом всякое государство только мешает этому, поскольку цинизм переноса маскируется псевдогуманистическими задачами.

Как Вы думаете, возможно ли существование некого биоинформационного поля хотя бы в рамках планеты? (Алексей Рыков)

Никакого биоинформационного поля нет и быть не может.

Здравствуйте, Сергей Вячеславович. Вопрос по эволюции ЦНС. Насколько мне известно, человек обладает самыми большими в природе относительными массой и объемом головного мозга. Существует гипотеза, согласно которой толчок к росту мозга был дан в результате перехода человека от потребления сырой пищи к предварительному ее приготовлению. Сторонники этой гипотезы указывают на возникшую в результате этого возможность уменьшения массивности челюстно-лицевого черепа и роста черепа мозгового. Как следствие – увеличение объема эндокрана и собственно головного мозга. Вопрос: насколько, с Вашей точки зрения, эта гипотеза обоснована и перспективна? Вопрос второй. В дискуссиях об эволюции ЦНС и высшей нервной деятельности постоянно сосуществуют две точки зрения. Согласно одной из них, интеллект и вообще высшие функции нервной системы не зависят или очень опосредованно зависят от объема головного мозга. Согласно второй, объем головного мозга и сложность его функций находятся в прямой зависимости. Какой точки зрения по этому вопросу придерживаетесь Вы? Спасибо. (Александр)

О величине головного мозга. Самой большой церебральный индекс, т.е. относительная масса головного мозга – у колибри. У нее примерно в 8 раз больше относительный размер мозга, чем у человека. Но мы за колибри не замечаем даже игры в шахматы. Почему? Существуют энергетические ограничения. Слишком большой мозг требует слишком больших энергетических затрат. Об этом более подробно написано в моей книге «Происхождение мозга».

Теперь о переходе от сырой пищи к ее приготовлению. Это не так. Зубная система изменилась очень давно. Еще у австралопитека, который жил 3,6 млн. лет назад, зубная система существенно отличалась даже от зубной системы современных обезьян. То есть его зубы были примерно как у человека. При этом масса мозга австралопитека едва ли достигала 450 г. Никаких следов приготовления пищи, использования огня и инструментов австралопитеком нет. Их нет еще и в течение последующих 1,5 млн. лет. Хотя мозг за это время увеличился до 750 – 1000 г. Одновременно, например, у пауков тоже есть внешнее пищеварение (аналог приготовления пищи). Они впрыскивают в свою жертву ферменты, т.е. едят уже переваренную пищу, однако от этого они не поумнели.

Вопрос второй. Я опираюсь не на точку зрения, а на факты. В последнем издании моей книги «Происхождение мозга» я привожу данные о размере мозга талантливых и гениальных людей. Ситуация такова, что в этом списке гениев очень мало людей с массой мозга такой же, как у среднего человека – порядка 1300 г. В основном масса их мозга составляет 1700-1800 г., т.е. намного больше. То есть, я вынужден констатировать, что размер мозга имеет большое значение. Примерно в 90% случаев человек с большим мозгом имеет возможность проявить свои способности, в отличие от человека с маленьким мозгом. Ведь, если у вас нейронов больше на несколько десятков миллиардов, чем у другого человека, это примерно то же, что вооружиться ноутбуком вместо обычного калькулятора.

Что, по Вашему мнению, является носителем индивидуальности? (Алекс)

Носителем индивидуальности является мозг, соотношение между разными его полями, которые могут различаться у разных людей в десятки раз. Поэтому когда вы пытаетесь кому-то объяснить величие какого-то произведения, постарайтесь встать на позицию вашего собеседника, у которого, может быть, какое-то поле может оказаться в 10 раз меньше, чем у вас. Поэтому он физически не может вас понять.

Как вы считаете, эволюция жизни на Земле явилась следствием эволюции нервной системы? Или наоборот? (Маматиев Омар)

До появления нервной системы была длительная эволюция на протяжении почти миллиарда лет. Нервная система дает преимущества лишь в скорости адаптации. Другое дело, нервная система после своего появления стала сильно влиять на эволюцию, но она никак не была ее причиной.

Интересна ваша точка зрения на эволюцию мозга человека, как на орган, потребляющий 1/3 продуктов метаболизма. Зачем природе такие энергетические затраты, если известны случаи когда после травмы у человека удаляется чуть ли не половина мозгового вещества, при этом остается память, личность, интеллект? Природа не терпит излишеств, и это не просто запас прочности. Я не сомневаюсь в эволюции человеческого мозга, но мы знаем только, что это -процесс, а каковы причины, побуждающие этот процесс? (Алексей Ларин)

Мозг действительно потребляет очень много энергии. Но до четверти (а не до трети, как пишет г-н Ларин) энергии мозг потребляет лишь, когда интенсивно работает. Однако через две недели интенсивной работы мозга человек может умереть от нервного истощения, поскольку организм просто не успевает обеспечить энергетически такую работу мозга. Поэтому мозг обычно использует все свои ресурсы, чтобы не работать интенсивно. И поэтому лень – неотъемлемое свойство человека, которое поддерживается специальной системой эндорфинов. То есть на протяжении всей эволюции мозг, особенно приматов и человека, пытается снизить свою нагрузку. Исходя из этого, «созидание» в понимании этого слова в полной мере, энергетически не выгодно. Все люди экономят на собственных мозгах и патологически ленятся. Выгоднее ненадолго включить сложную машину и тут же ее отключить. Это означает, что выгоднее иметь мозг большой и пользоваться им редко, а не маленький, и постоянно его эксплуатировать.

По поводу травмы. Не бывает так, что после травмы ничего не происходит. Другое дело, если какой-то физический недостаток мозга – врожденный случай. Тогда происходит компенсация. Но в случае травмы всегда будет что-то нарушено: речь, моторика, характер, психика. То есть личность и интеллект в полном объеме после травмы не сохраняются. Надо всегда оценивать масштабы потерь в каждом конкретном случае. После первой и второй мировой войн было много работ (в частности, Фейхтвангера, 1923), посвященных этому вопросу.

Слышал о том, что в каждом из наших полушарий живет своя личность, т.е. если разделить полушария и пересадить одно из них в другое тело, то будут две независимые личности. Так это или нет? (Петр)

Нет, не так. Мозги пересадить нельзя, по той простой причине, что они имеют периферические связи. Обрезать все нервы – это все равно, что убить мозг. Но надо сказать, что в полушариях и нет двух личностей. А ощущение двойственности имеет физиологическую основу. В человеке есть сторона, возникшая из социальных отношений в государстве, в семье и т.д.И есть биологическая сущность, связанная с размножением, приемом пищи, которая построена на инстинктах. Вот отсюда и берется ощущение раздвоения при решении любой задачи. В нас сидит очень большая обезьяна и очень маленький человечек. Слишком недалеко мы ушли от длинного хвоста, а полушария тут ни при чем. Полушария созданы парными для того, чтобы согласовывать физиологические, механические симметричные функции.

Скажите, пожалуйста, чей мозг наиболее схож по строению с человеческим? Слышала, что в качестве донорских органов для трансплантации человеку лучше всего подходят органы свиньи. А схож ли наш мозг? Может, человек произошел от свиньи, а не от обезьяны? (Мария)

Некоторые – наверное. Но разница по белковому составу и ДНК у нас самая маленькая все-таки с обезьянами. Есть такой вид небольшого шимпанзе Бонобо, живущий в Западной Африке, в экваториальной части. У них разница по структурным белкам с человеком – меньше 1%. В последнее время выяснились интересные факты. Оказывается, разница между самцами шимпанзе и мужчинами намного меньше, чем разница между взрослым мужчиной и взрослой женщиной. То есть генетический половой диморфизм выражен у человека сильнее, чем диморфизм между мужчиной и самцом Бонобо.

Уважаемый Сергей Вячеславович! Как Вы считаете, объяснимо ли происхождение такого сложного объекта как головной мозг человека с позиций дарвиновской теории эволюции, согласно которой, как известно, в основе эволюционного процесса лежат случайная изменчивость (случайные мутации) и естественный отбор? Может ли отбор случайных изменений приводить к появлению настолько сложных органов? Как Вы относитесь к альтернативным идеям происхождения мозга, таким как Intelligent Design ("разумный план")? Заранее спасибо за ответ! (Михаил Климушкин)

Вопрос занятный. Он перекликается с давней дискуссией, которую ведут креационисты из города Сан-Диего в Калифорнии. Есть такой доктор Гиш, который возглавляет Институт креационных исследований. Он ищет в дарвинизме доказательства божьего промысла. Занятие благородное, хорошо оплачивается. Тем более что в США, например, 25-30% генетиков действительно верят в божественное происхождение жизни.

К сожалению, не случайные мутации, которые исчезают, а индивидуальная вариабельность, которая существует в любой популяции, дает основу для сохранения в популяции тех или иных функций. Возьмите человека: у него вес мозга варьирует от одного до 2.3 кг. Представьте, если прилетят сейчас инопланетяне и начнут нас бить здоровым дуршлагом, в дырочки которого проскакивают наиболее сообразительные, те, кто хуже соображают, просто исчезнут.

Дарвиновская теория построена как негативный процесс, в котором не выживают сильнейшие, а погибают слабейшие. А дело в индивидуальной изменчивости, в том числе мозга. У собак, у волков разница в весе головного мозга может достигать 30%. Вот если бы у одного медведя лапа была на 30% длиннее, чем у другого, тогда никто бы не сомневался, всем было бы видно.

В основе эволюции мозга лежит не дарвиновский отбор, не мутации, а индивидуальная внутривидовая изменчивость, которая существует постоянно. Все определяется стратегией размножения – чей геном привнесен в следующее поколение, а не тем, чей геном исчез в предыдущем.

Никаких сомнений, что разумного плана в эволюции человеческого мозга нет. Потому что разумный план предусматривает разумность. Для верующего человека, я считаю, звучит оскорбительно: сказать, что мозг сделать по разумному плану. Сказать, что человек создан в результате божественного творения – это признаться публично, что творец был невменяем. В эволюцию никто не вмешивался, иначе все было устроено хоть чуть-чуть получше. И конструкционно и функционально мозг сделан настолько бездарно, что остается удивляться, что он работает. Еще Гельмгольц почти сто лет назад говорил, что, «если бы мне господь бог поручил сделать глаза, я бы сделал их в сто раз лучше». А это было сказано тогда, когда ни оптики, ни электроники толком не было. Но офтальмологу было ясно, что так делать глаза нельзя. Так что представить, что в результате разумного плана получилось такое безобразие, я не могу.

Верно ли, что человек использует возможности своего мозга не полностью, а лишь только на 10%? Если да, то является ли это своеобразным эволюционным приспособлением? Заранее спасибо за ответ! (Исаева Анна)

Ученые, которые так говорят, не могли сказать большей глупости, потому что если мозг будет работать на 10%, то человек моментально умрет. Мозг работает всегда – во время сна и бодрствования. Потому что в основе функции мозга лежит постоянная генерация активности, благодаря чему человек даже во сне дышит, мышцы срабатывают, сердце бьется, тело находится в тонусе. Другое дело, что, когда мы спим, он потребляет 9% всей энергии тела, а в активном состоянии – 25. Можно сказать, что, когда мы спим около телевизора, мозг работает на 100%, а когда мы бодрствуем – на 250. Мозг или работает, или не работает. Его нельзя отключить частично.

Можно ли считать способность мозга к обучению и распознаванию речи (звуков, понятий, образов) не проявлением эволюционного развития Homo Sapiens, а искусственно встроенными в мозг алгоритмами распознавания, созданными неизвестными проектировщиками человеческого разума? (Игорь)

Могу сказать, что проектировщики человеческого разума очень хорошо поработали и над попугаями, собаками и даже крокодилами. А, кроме этого, над многочисленными отрядами насекомых и огромным количеством головоногих моллюсков, которые могут обучаться, распознают образы тактильные и визуальные, обладают двух-трехфазным поведением, решают задачи. При этом осьминог живет 2-3 года, размножается один раз и умирает. Поэтому представить себе, что это проектировали какие-то проектировщики, просто нелепо.

Есть ли у человека биополе (аура) и в каких единицах его измеряют? (Данилов Андрей)

Биополя у человека нет никакого, и, соответственно, его ни в чем не измеряют. Человек – нагретый предмет, поэтому немножко излучает инфракрасное излучение и немножко – в ультрафиолете. Все это известно с 50-х годов.

Изменяется ли и как химический состав мозга при долгих и постоянных интеллектуальных нагрузках в различные периоды развития человека? (Голубев Олег)

Интеллектуальные нагрузки вредят мозгу. Увеличивается кровоток, нейроны используют энергию, уменьшается количество АТФ. Мозг этого очень не любит, к экзамену готовиться не хочет, запоминать ничего не хочет. Это нормально. А вот если мозг хочет работать, это значит, что перед нами человек с какой-то патологией, потому что интеллектуальные нагрузки нужны только для решения биологических задач. Для этого мозг, собственно, и создавался. И поэтому дополнительные энергетические расходы, в первую очередь расход сахаров и кислорода, истощают мозг. И поскольку мозг при некоторых условиях может потреблять до 25% энергии всего организма, то можно доработаться до нервного истощения. Обязательно нужно отдыхать. Как говорится, вход рубль, а выход – три. Восстановление мозга проходит примерно в три раза дольше, чем время, затраченное на интеллектуальный труд. То есть, если вы 4 часа бились в интеллектуальном порыве, то 12-16 часов после этого нужно побездельничать. Но не надо копать траншеи, смена рода деятельности помогала только коммунистам.

Глубокоуважаемый проф. С.В. Савельев, хотелось бы получить ответ на следующий вопрос: с точки зрения эволюции, какие были положительные и отрицательные структурные изменения мозга человека? (Инна Смирнова)

Что считать положительным? То, что у человека пропала способность улавливать высокочастотные сигналы, выше 20 тыс. Гц, это, наверное, отрицательное изменение. Хотя и сейчас дети до одного года могут улавливать их с помощью специальной структуры мозга, отвечавшей когда-то за восприятие высокочастотных сигналов. Не тогда, когда человек был обезьяной, а когда он был похож на крысу. У человека очень плохо развито обоняние. Отрицательное это изменение или нет? Трудно очень оценить. Птицы, за редкими исключениями (например, альбатросы), не воспринимают запахи или обладают очень слаборазвитым обонянием. Зато у них хорошо развито зрение. У нас зрение – тоже ведущий орган чувств.

Отрицательные и положительные изменения в мозге продиктованы историей нашего вида. В этой истории сначала принципиальную роль играло обоняние, появился передний мозг. Потом была смена биоценоза, мест обитания. Наши предки перешли жить на деревья. Обоняние утратило свои функции, зрение стало ведущим органом чувств. И нельзя сказать – что-то стало плохо, а что-то хорошо. Другое дело, что конструкция мозга могла бы быть более разумной. Ведь передний обонятельный мозг, которым мы думаем, вырос, по сути, из половой системы. Отсюда эта бесконечная человеческая проблема сексуальных отношений, которая проходит красной нитью через все – самооценку, смысл жизни, стратегию поведения… Если бы мышление возникло на какой-то другой базе, может, было бы лучше. А в результате половые мотивации оказались базисными принципами мышления. Это делает нас агрессивными, хищными и очень неразумными.

Наш мозг такой, как есть. Были эволюционные приобретения и потери, но все они были обусловлены нашей биологией.

Не является ли чрезмерное развитие мозга человека своего рода генетическим отклонением, вышедшим из-под контроля естественной эволюции? (Левицкий Руслан)

Нет, не является. И у нас – не чрезмерное развитие мозга, потому что чрезмерное – это если бы он действительно был самым большим, или церебральный индекс у него был бы большой. Прочитайте мою книгу «Происхождение мозга», там все это написано. Даже у крота, у бурозубки он выше. А у насекомоядной мышки, которая собирает в навозной куче всяких червячков, церебральный индекс выше, чем у человека, в пять раз. Какое же здесь отклонение? Это все существует в природе. Шимпанзе имеет церебральный индекс такой же, как и одиночная оса. Подобные рассуждения не имеют под собой никакого основания.

И генетические отклонения тут ни при чем. Генетика к этой проблеме имеет очень косвенное отношение. В генах не записана форма, в них записана программа экспрессии белков. В генах нету гомункулусов. Распространенное современное воззрение, что в генах прописано все – это, конечно же, полная чушь. Потому что, если в генах было бы прописано все, то зачем природе создавать борозды и извилины внутри черепной коробки, которые все равно никто не видит. Ну, сделали бы что-то вроде колбасы докторской, внутри которой были бы прописаны все генетические связи. Но этого нет и в помине. Чтобы 150 млн. человеческих нейронов запрограммировать индивидуально, геном должен был бы быть примерно в миллиард раз больше, чем он есть на самом деле. В развитии мозга действуют законы, которые очень опосредованно контролируются генами. Между генетическим событием и формой реализации лежит гигантская пропасть, которая называется морфогенезом и закономерностями развития. Генетический дефект может сказаться на всем, чем угодно. А само построение формы идет не «по-генетически», а по законам межклеточных взаимодействий.