Матерії мозку. Протягом історії людський мозок був дуже успішний в приховуванні своєї ролі. Все, від древніх єгиптян до Аристотеля, недооцінювали значення загадкової субстанції між нашими вухами. Знаменитий анатом Гален приписав мозку роль керуючого рухом і промовою, але навіть він відкинув у бік сіре та біле речовина, вирішивши, що наповнені рідиною камери всередині мозку виконують велику частину його роботи.

Мозок людини має великі...

Мозок середнього дорослої людини важить близько 1.3-1.4 кілограма. Деякі нейрохірурги описують структуру живого мозку як щось на зразок зубної пасти, але згідно нейрохірурга Катрін Фирлик, більш відповідна аналогія може бути знайдена в вашому місцевому магазині здорового харчування.

«Мозок не розтікається як зубна паста. І він не прилипає до ваших пальцях як вона», пише Фирлик в своїх мемуарах, «Another Day in the Frontal Lobe: A Brain Surgeon Exposes Life on the Inside» (Random House, 2006). «Тофу - м'яка його різновид, якщо ви знайомі з тофу - може бути більш підходящим порівнянням».

Якщо вас не зачарувало це опис, подумайте про це: Близько 80% вмісту вашої черепної коробки складає мозок, в той час як приблизно рівну кількість крові і цереброспінальній рідині займають інше простір. Якщо ви перемішайте весь цей мозок, кров і рідина, вони складуть приблизно 1.7 літра, тобто трохи менше, ніж треба, щоб заповнити 2-літрову пляшку коли.

... Але вони зменшуються

Але не занадто пишаєтеся всією цією історією з мозком розміром з пляшку коли. Люди 5000 років тому мали мізки навіть більшого розміру.

«З археологічних даних практично звідусіль, де ми можемо виміряти - в Європі, Китаї, Південній Африці, Австралії - нам відомо, що мозок зменшився на величину приблизно в 150 кубічних сантиметрів від середнього значення в 1350 кубічних сантиметрів. Це приблизно 10%», повідомив портал LiveScience палеоантрополог Університету Вісконсіна Джон Хоукс в 2009 році.

Дослідники не знають, чому мізки зменшуються, але деякі теорії вважають, що вони еволюціонують у більш ефективні. Інші вважають, що наші черепа зменшуються через дієти, що складається з більш легко пережевываемой їжі, внаслідок чого великі, сильні щелепи більше не потрібні.

Якою б не була причина, розмір мозку безпосередньо не корелює з інтелектом, так що у нас немає жодних свідчень, що давня людина був розумніший людини сучасного.

Наші мізки споживають енергію

Мозок сучасної людини це чорна діра, що поглинає енергію. Орган, який становить близько 2% маси тіла, споживає близько 20% кисню крові і 25% глюкози, що циркулює в нашому кровотоці, згідно з даними Американського коледжу нейропсихофармакологии.

Ці потреби в енергії підстьобнули дебати серед антропологів про те, що взагалі викликало еволюцію великих мізків. Багато вчених вважають, що справа в м'ясі, посилаючись на свідчення поширення полювання серед наших ранніх предків. Однак м'ясо є ненадійним джерелом їжі, кажуть інші дослідники. Дослідження, опубліковане в 2007 році Національною академією науки, говорить, що сучасні шимпанзе знають, як викопувати в савані багаті калоріями коренеплоди. Можливо, наші предки робили так само, підживлюючи міць свого мозку овочами.

А що стосується того, чому наші мізки роздулися в розмірах, існує три головних теорії: зміни клімату, екологічні умови, і соціальна конкуренція.

Зморшки роблять нас розумнішими

У чому секрет розуму представників нашого виду? Відповіддю можуть бути зморшки. Поверхня людського мозку поцяткована глибокими складками, з долинами, які називаються «sulci», і хребтами, які називаються «gyri». Ця поверхня називається корою головного мозку і складається з приблизно 100 мільярдів нейронів, або нервових клітин.

Складчаста поверхня дозволяє мозку вмістити більше в менший об'єм - а отже накопичити більше обчислювальної потужності». Наші родичі-примати показують різну ступінь складчастості їх мозку, також як і інші розумні істоти, наприклад, слони. І до речі, дослідження нейробіолога Лорі Марино з Університету Еморі показало, що дельфіни мають навіть більш виражені складки в корі мозку, ніж люди.

Велика частина клітин нашого мозку не є нейронами

Старе повір'я, що ми використовуємо лише 10% нашого мозку невірно, але зате зараз ми знаємо, що нейрони становлять лише 10% мозку.

Решта 90%, які складають близько половини маси мозку, називаються «glia», що по-грецьки означає «клей». Нейробіологи звикли вважати, що glia є просто клейкою субстанцією, яка тримає нейрони разом. Але недавні дослідження показали, що роль glia набагато ширший. Стаття, опублікована в журналі «Current Opinions in Neurobiology» в 2005 році, вказала на справжню роль цих непомітних клітин, діяльність яких простягається від утилізації зайвих нейромедіаторів до забезпечення імунного захисту і стимуляції росту синапсів. Як з'ясовується, безмовне більшість є, схоже, аж ніяк не таким вже безмовним.

Мозок це закритий клуб

Подібно вышибалам в нічному клубі, групи клітин у кровоносній системі мозку, звані гемоэнцефалитный бар'єр, дозволяють лише невеликому числу молекул проникати у внутрішнє святилище нервової системи - в мозок. Капіляри, що живлять мозок, вистелені щільно розташованими клітинами, які перешкоджають проникненню великих молекул. Спеціальні протеїни в бар'єрі транспортують необхідні поживні речовини всередину мозку. Тільки еліті дозволено проникати сюди.

Гемоэнцефалитный бар'єр захищає наш мозок, але він також перешкоджає проникненню важливих ліків. Лікарі, намагаючись вилікувати пухлину мозку, можуть використовувати речовини, які відкривають просвіти між клітинами, але це залишає мозок тимчасово вразливим для інфекцій. Одним із нових способів доставити ліки за бар'єр можуть бути нанотехнології. Дослідження, опубліковане в журналі «Cancer Research» в 2009 році, показало, що спеціально спроектовані наночастинки можуть проникати через бар'єр і прикріплятися до тканин пухлини. В майбутньому, спільне використання наночастинок і хемотерапії може стати одним із способів боротьби з пухлинами.

Мозок починається з трубки

Підстава для мозку закладається дуже рано. Через три тижні після зачаття, шар ембріональних клітин, званий нейропластинка, звивається і утворює нейротрубку. Ця тканина згодом стане центральною нервовою системою.

Нейротрубка зростає і диференціюється протягом першого триместру. (Коли клітини диференціюються, вони розвиваються в різні тканини, з яких будуть сформовані різні частини тіла.) Нейрони і glia починають формуватися в другому триместрі. Кора мозку формується ще пізніше. У третьому триместрі, починаючи з 26 тижня, звивини в корі поглиблюються, і мозок плоду починає походити на мозок, який є у новонароджених.

Мізки підлітків не є повністю сформованими

Батьки важких підлітків можуть радіти, або, принаймні, розслабитися: поведінка таких підлітків частково залежить від примх розвитку мозку.

Розвиток сірої речовини досягає піку до часу статевого дозрівання, і потім пригнічується протягом підліткового періоду, показуючи найбільший ефект розвитку в лобних частках мозку, відповідальних за здатність до судження і прийняття рішень.

Дослідження, опубліковане в журналі Child Development» в 2005 році, показало, що частини нашого мозку, відповідальні за багатозадачність, повністю формуються лише до 16-17 років. А дослідження, представлене на Фестивалі Науки в 2006 році, показало, що підлітки мають науково обґрунтоване виправдання свого егоцентризму. Обдумуючи дію, яке торкнеться оточуючих, підлітки набагато меншою мірою, ніж дорослі використовують серединний префронтальный кортекс, зону, асоційовану з емпатією і почуттям провини. І так триває приблизно до 20-річного віку.

Мізки ніколи не припиняють бути змінені

Наука колись стверджувала, що по досягненні зрілості наш мозок втрачає здатність до формування нових синапсів. Ця здатність, яку назвали «пластичність», як вважалося, обмежена віком дитинства і дитинства.

Оману. Дослідження 2007 року, присвячене пацієнтці, яка перенесла інсульт, виявило, що її мозок адаптувався до пошкодження оптичних нервів, приймаючи подібну інформацію від інших нервових волокон. За цим послідувало кілька досліджень, які показали, що дорослі миші здатні формувати нові нейрони. Пізніші дослідження виявили ще більше доказів, що людські нейрони здатні формувати нові синапси в зрілому віці; у той же час, дослідження медитацій показали, що інтенсивна ментальна тренування здатна змінювати структуру і функції мозку.

Жінки все ж не є вихідцями з Венери

Популярна культура говорить нам, що мозок чоловіків і жінок просто різні. Це вірно в тому плані, що чоловічі і жіночі гормони по-різному впливають на розвиток мозку, а наочні дослідження показали відмінності в тому, як чоловіки і жінки відчувають біль, приймають соціальні рішення і справляються зі стресом. Межа, до якої ці відмінності обумовленийи генетично, а не сформовані досвідом - до цих пір невідомий.

Але у більшій своїй частині, мозок чоловіків і жінок однакові. Аналіз гендерних відмінностей, проведений журналом «American Psychologist» в 2005 році, показав, що в 78% випадків гендерних відмінностей, описаних в інших дослідженнях, вплив статі на поведінку знаходилося в межах від незначного до нульового. А недавні дослідження викрили міф про відмінності здібностей різних статей. Дослідження, опубліковане в журналі «Psychological Bulletin» в січні 2010 року, вивчила майже півмільйона хлопчиків і дівчаток з 69 країн, і не виявило відмінностей в їх математичних здібностях. Фокусування уваги на наших відмінностях може дати непогана назва для книги, але в нейробіології ніщо не є настільки простим.

А чи знаєте ви,що...


Мозок бджіл перевершує комп'ютер

В результатах нового дослідження говориться, що бджоли можуть вирішувати складні математичні задачі, на вирішення яких у комп'ютера пішли б дні.

Комахи можуть обирати найкоротший маршрут між квітами, виявленими у випадково порядку, ефективно вирішуючи проблему «мандрівного рекламного агента», кажуть дослідники Лондонського університету.

Головоломної завданням комівояжера є знаходження оптимального шляху, яке дозволило б йому проїхати всі намічені їм ділянки. Комп'ютери вирішують цю проблему шляхом порівняння довжини всіх можливих маршрутів, і вибору того, який є найкоротшим.

Бджолам вдається досягти такого ж результату при використанні мозку розміром з макове зернятко.

Доктор Найджел Рейн зі школи біологічних наук в Royal Holloway каже: бджоли-добувачі вирішують складні проблеми мандрівного комівояжера кожен день. Вони літають до квіткам, що знаходяться в різних місцях, і оскільки витрачають багато енергії не переліт, знаходять для своїх перельотів найкоротші маршрути».

Використовуючи керовані комп'ютером штучні квіти для перевірки поведінки бджіл, вона намагалася з'ясувати, чи бджоли літати по простому маршрутом, який визначається порядком перебування квітів, або знайдуть найкоротший шлях.

Після дослідження місцезнаходження квіток бджоли швидко знаходять найкоротші шляхи для економії часу і енергії.

Дослідження, яке цього тижня має вийти в журналі American Naturalist, має практичний результат і світу людей. Сучасне життя залежить від таких робочих мереж як транспортний рух, інтернет-інформація і ланцюжка взаємодії в бізнесі.

«Незважаючи на свій крихітний мозок бджоли в своїй поведінці здатні показувати видатні результати», говорить Рейн. «І нам слід зрозуміти, як їм вдається вирішувати такі завдання без допомоги комп'ютера».