Общее число нейронов, а не увеличенная префронтальная кора — отличительная черта человеческого мозга
Новое исследование опровергает давнюю теорию, объясняющую выдающиеся когнитивные способности человека: что эволюция человека включала избирательное расширение префронтальной коры головного мозга.
Исследование показало, что префронтальная область мозга, отвечающая за абстрактное мышление, сложное планирование и принятие решений, содержит ту же пропорцию нейронов и занимает тот же относительный объем у нечеловекообразных приматов, что и у людей.
"Людям пора отказаться от идеи, что человеческий мозг исключителен. Наш мозг — это, по сути, мозг примата. Поскольку это самый крупный мозг примата, у него есть одна отличительная черта: в нем наибольшее количество корковых нейронов среди всех приматов. У людей их 16 миллиардов по сравнению с 9 миллиардами у горилл и орангутанов и 6–7 миллиардами у шимпанзе. Это поразительно, но не исключительно", — заявила нейробиолог Университета Вандербильта Сузана Эркулано-Хаузел, руководившая исследованием.
В своей научно-популярной книге The Human Advantage Эркулано-Хаузел объясняет, как человеческий мозг стал таким большим, даже больше, чем у горилл и орангутанов, чьи тела крупнее наших. Её ответ удивительно прост: изобретение кулинарной обработки пищи.
По её данным, приготовление пищи позволило ранним людям преодолеть энергетический барьер, ограничивающий размер мозга у других приматов. Однако, когда человеческий мозг увеличился, он сохранил базовую структуру мозга примата, включая размер префронтальной коры, что и показало последнее исследование.
Сравнение относительного размера префронтальной области у приматов описано в статье "No relative expansion of the number of prefrontal neurons in primate and human evolution", опубликованной на этой неделе в онлайн-издании Proceedings of the National Academy of Sciences.
Исследователи сравнили мозг семи нечеловекообразных приматов разного размера (макак, бабуина, мармозетки, галаго, ночной обезьяны и капуцина) с человеческим мозгом. Они обнаружили, что и люди, и нечеловекообразные приматы отводят около 8% своих нейронов префронтальной области коры. Кроме того, они установили, что объемы серого и белого вещества префронтальной коры человека соответствуют ожидаемым объемам для данного количества нейронов и других клеток в сравнении с другими приматами.
"Наш большой мозг очень затратен. Он использует 25% всей энергии, необходимой телу каждый день. Приготовление пищи позволило нам преодолеть энергетический барьер, который ограничивает размер мозга у других приматов", — сказала Эркулано-Хаузел.
Например, горилла должна тратить не менее восьми часов в день на поиск и поедание пищи, чтобы поддерживать своё тело и мозг. Человеческий мозг в три раза больше мозга гориллы. Если бы у гориллы был мозг размером с человеческий, ей пришлось бы тратить на добычу пищи дополнительно полтора часа в день. Таким образом, в сутках просто не хватило бы часов, чтобы горилла могла поддерживать больший мозг. Аналогично, если бы люди питались как другие приматы, нам пришлось бы тратить на еду девять с половиной часов в день.
Здесь на помощь приходит кулинарная обработка.
"Под готовкой я подразумеваю нарезку, измельчение, разминание — все виды приготовления пищи. Возьмите одну морковь. Если съесть её сырой, потребуется 10–15 минут активного жевания, и ваша пищеварительная система усвоит только около трети калорий. Но если вы нарежете морковь и приготовите её в течение нескольких минут, на её потребление уйдут минуты, и ваше тело получит 100% калорий", — пояснила исследовательница.
Истоки кулинарной обработки, по определению Эркулано-Хаузел, восходят к около 2,5 миллионов лет назад с развитием первых каменных орудий. Эти орудия стали первыми кухонными процессорами, позволившими нашим предкам резать, измельчать и разминать пищу. Свидетельства контролируемого использования огня появляются около 400 000 лет назад.
"У тех ранних создателей орудий мозг был примерно такого же размера, как у горилл. Но, начиная примерно с 1,8 миллиона лет назад, мозг наших предков начал steadily расти, утроившись в размере за следующие 1,5 миллиона лет", — сказала Эркулано-Хаузел.
Приготовление пищи стало трансформационной технологией, которая подарила нам большой мозг, позволивший нам стать единственным видом, который изучает себя сам, генерирует знания, выходящие за рамки непосредственного наблюдения, исправляет свои несовершенства и так extensively изменяет свою среду обитания.