«Пусть лошадь думает, у нее голова больше!» - знакомая фраза?
И вот вроде бы все логично - чем больше мозг, тем умней его счастливый обладатель. Да и примеров тому массы: всякие там букашки-таракашки с мозгом в несколько миллиграмм, мышки, белочки да синички с мозгом весом всего около 1 грамма и далее - кошки (около 30 гр.), собаки (около 100гр.) и человекообразные обезьянки с мозгом, весящим около 400 гр. - ну никак не могут тягаться с такими умниками как мы с вами, обладающими, в среднем, 1400 граммами серого вещества. Вот, пока вроде бы все правильно.
Ну, а дальше-то начинаются полные непонятки: упуская всяких лошадок и коровок с весом мозга в 300-400 граммов, у слона – вес мозга более 5 кг, а у кашалотов, вообще 7кг с лишним! Вау! Так вот кто они - самые наиумнейшие и наимудрейшие! Ан-нет!
Оказывается, что разумность как раз зависит не сколько от размеров и веса мозга, столько от соотношения его веса с общим весом всего тела. И вот тут уж человеку нет равных!
Ну, например: У людей соотношение веса тела к весу мозга составляет:…. так…. 70 кг разделить на 1,4 кг…так…. ага - в 50 раз. А вот у коровы – в 1000 раз, у собаки - в 500 раз, у шимпанзе -120 раз. Ну а если подсчитать у «умников» китов да кашалотов, то вообще получается, что вес их тела превышает вес мозга аж в 3000 раз!
В общем, наши единственные и ближайшие «по уму» родственники – это дельфины, вес мозга некоторых видов которых достигает 1700 гр., при весе тела около 135 кг.
А вот интересно, существует ли разница в весе мозга, так сказать, внутри рода человеческого? Оказывается да, существует!
Продолжаем.
Вообще, наш мозг – штука довольно таки энергоемкая и энергопотребляющая. Например, «отдыхающий» мозг потребляет 9% всей энергии организма и 20% кислорода, а «работающий», то есть думающий мозг, расходует около 25% от всех поступающих в организм питательных веществ и примерно 33% так необходимого организму кислорода. В общем, получается, что думать то и не очень то и выгодно! И даже, возникает вопрос: а зачем нам тогда такой большой и «прожорливый» мозг?
Оказывается что, как в животном мире, так и в людском, для выживания, помимо экономии энергии , очень важен еще один фактор - время реакции. И вот тут то наш большой мозг очень даже кстати! Человек использует его по сути как большой и мощный компьютер, который включается тогда, когда необходимо резко ускорить решение сложных задач, требующих огромного напряжения и быстрой реакции. Вот потому то, хотя наш мозг и безумно прожорливый, но ооочень нужный и незаменимый.
Так как же устроен это «компьютер»?
Вес мозга взрослого здорового человека колеблется от 1020 до 1970 граммов.
Мозг мужчин весит на 100 – 150 граммов больше, чем мозг женщин. Между отдельными расами большой разницы нет. Во всяком случае, ведущее место занимают не европейцы. Средний вес мозга африканских жителей 1316, европейцев - 1361, в том числе: немцев – 1291, швейцарцев – 1327, русских -1377 граммов. Вес мозга японцев – 1374, а у бурят аж 1508 граммов.А как узнать, сколько весил мозг у наших далеких предков?
Величину головного мозга можно определить по размерам черепа. У наиболее крупного представителя современных человекообразных обезьян объем мозговой коробки невелик - 440 - 510 кубических сантиметров. При переходе от высшей обезьяны к примитивному человеку произошло значительное увеличение мозга. У питекантропа он колебался от 750 до 900, у синантропа увеличился до 915 - 1225 кубических сантиметров, то есть догнал мозг современной женщины. Объем черепной коробки африканского неандертальца достиг 1325, а европейского – 1610 кубических сантиметров. Наконец, кроманьонцы были по-настоящему башковитыми ребятами с объемом мозга до 1880 кубических сантиметров.
Потом величина объема мозга пошла на убыль. Раскопки в древнеегипетских пирамидах дают возможность сравнить размеры черепа фараонов на протяжении нескольких тысячелетий. За какие-то 2 - 3 тысячи лет от царствования первой династии фараонов до 18-й династии емкость черепа упала с 1414 до 1379 кубических сантиметров, примерно на кубический сантиметр каждые 200 лет. И у европейцев мозг значительно «высох» за последние 15 - 20 тысяч лет. Его объем у современного европейца составляет в среднем 1446 кубических сантиметров.
Возможно что древние были умнее нас? Вряд ли, хотя им следовало быть выдающимися мыслителями: ведь до всего нужно было доходить своим умом. Хочется надеяться, что уменьшение размеров мозга вызвано улучшением его конструкции и не сопровождается падением интеллекта.
Среди животных самым объемным мозгом обладают киты. У синего кита он весит 6800 граммов, примерно в пять раз больше человеческого. Вес мозга индийского слона около 5000, северного дельфина белухи – 2350, дельфина афалины – 1735 граммов. Сравнение совсем казалось бы не в пользу человека. Но нужно учитывать не только вес мозга, но и размер подчиненного тела. Обычный кит – это 30 тонн жира, костей и мяса. Слон весит около 3 тысяч, белуха - 300, а человек - всего каких-то 75-85 килограммов. У нас 1 грамм мозга командует 50 граммами тела, а у рядового кита – пятью килограммами, почти в 100 раз большим телом. Если же взять китов-гигантов весом 100 - 150 тонн, изредка попадающихся в океане, то у них на 1 грамм мозга придется свыше 20 килограммов тела - огромная нагрузка для нервных клеток.
Вопрос, сколько весит мозг человека и как зависят интеллектуальные способности индивида от его массы, интересовал ученых еще с древних времен. Например, Архимед, живший в 300 годах до нашей эры, вычислял этот показатель, погружая голову в емкость с водой и по вылившейся жидкости, путем математических расчетов, рассчитывал предполагаемый вес этого органа. Такой метод, конечно же, не давал истинного результата, но сам факт, что этим интересовались еще в те времена, поражает.
На данный момент известно, что масса мозгов человека примерно равна 2% веса всего тела, однако такое суждение неточно, так как показатель меняется на протяжении всей жизни и зависит от множества факторов.
Ответить на вопрос, сколько точно весит мозг взрослого человека, нельзя не взвесив этот орган, что возможно только после смерти обследуемого. При этом существующие среднестатистические данные, могут дать лишь примерное представление об этой величине.
Итак, масса мозга обычного человека среднего возраста колеблется в пределах 1100-2000 г. Такой разброс обусловлен различными факторами, влияющими на развитие организма. Известно, что масса человека зависит от половой принадлежности, возраста и расы индивида.
Так, мужчины вполне могут подшучивать над слабым полом по поводу того, что их мозги весят на 100-150 г больше, тем не менее этот факт не позволяет судить об умственных способностях и говорит об особенностях строения ЦНС: у мужчин связь между восприятием действительности и координацией движения лучше, поэтому развита пространственная и двигательная активность, о чем свидетельствует развитость зон, отвечающих за выполнение этих функций. А у женщин более развиты интуиция и ассоциативное мышление, что позволяет им быстрее обрабатывать поступившую информацию и находить более легкие пути решения поставленных задач.
Развитие головного мозга
Головной мозг человека является частью ЦНС, контролирующей жизнедеятельность организма. Над изучением этого органа трудятся большое количество психологов, медиков и других специалистов, изучающих структуру и связь его целостности с функционированием физиологических систем тела.
Обычные размеры головного мозга составляют 20×20×15 см, при этом он имеет сложное строение, а каждый из отделов включает в себя несколько видов нейронов.
Как уже писалось ране, средний вес человеческого мозга колеблется в пределах 1100-2200 г, но в основном укладывается в диапазон 1100-1500 г, и достигает максимального веса к 27-летнему возрасту, а затем постепенно начинает уменьшаться, теряя в среднем за 1 год на 3г.
Пренатальное развитие
Формирование ЦНС во внутриутробный период жизни ребенка начинается на 3-ей неделе после оплодотворения яйцеклетки. При этом из наружного зародышевого листка сначала развивается нервная пластина, которая со временем изгибается, образуя нервную борозду. Края этой извилины срастаются, создавая нервную трубку плода, из передней части которой образуется головной мозг ребенка. При этом сначала конец трубки делится на 3 отдела или 3 первичных мозговых пузыря. Из первого формируются большие полушария и промежуточный отдел, из второго - средний, а из последнего - мозжечок, мост и продолговатый мозг.
Развитие мозга в пренатальный период происходит параллельно созреванию других структур, причем наиболее древние отделы формируются быстрее и активней, поэтому у здорового новорожденного ребенка, при появлении на свет, полностью функционируют такие безусловные рефлексы, как дыхание, глотание и т. д., а вес этого органа на момент рождения составляет примерно 300-500г.
Натальное состояние
Дальнейшее развитие функций ЦНС продолжается после рождения, и в конце первого года жизни ребенка масса мозга, расположенного в полости мозгового черепа, приблизительно составляет 1000 г. У взрослого человека этот показатель колеблется около цифры в 1300 г. Исходя из этого, становится очевидным, что наибольший темп увеличения происходит в первый год жизни.
К этому времени подкорковые структуры уже практически полностью сформированы, а масса органа растет за счет деления глиальных клеток и увеличения числа ответвлений дендритов, при этом количество нейронов остается прежним, так как они перестают делиться еще во время внутриутробного развития.
В этот период происходит окончательное дозревание проекционных областей, берущих начало от рецепторов органов чувств и моторных проводящих путей, при этом самое большое развитие происходит у структур, отвечающих за регуляцию двигательной системы и активность мозговой деятельности.
Период от 2 до 5 лет
В этот период вес головного мозга увеличивается за счет развития областей, отвечающих за пространственную ориентацию и целенаправленное движение, а также за сложные психологические процессы, такие как мышление, память, и усвоение поступившей информации из окружающего мира.
Период от 5 до 7 лет
В последнюю очередь созревают поля головного мозга человека, отвечающие за способность к обучению и запоминанию. При этом все психические процессы, происходящие в мозгах ребенка (восприятие, внимание, память, мышление и воображение), связаны в первую очередь с развитием речи, которая в свою очередь, формируется под воздействием этих функций.
Таким образом, развитие головного мозга происходит в несколько этапов, а сбой формирования одного из уровней, влечет за собой нарушение созревания структур следующего этапа и как результат: умственные и поведенческие отклонения.
Сравнение мозга человека и животных
Масса мозга различных представителей фауны зависит от огромного количества факторов. Например, земноводные и древние ящеры не могут похвастаться тяжестью этого органа: вес мозгов динозавра, при его довольно крупных габаритах, был примерно 1000г.
Если сравнивать этот показатель у млекопитающих и человека, то данные также будут разниться: Например, вес мозгового вещества слона составляет от 4000 г до 5000 г, а самая большая масса мозга зафиксирована у синего кита - около 9000 г.
Самое коммуникабельное животное - собака, имеет мозги весом не более 100г, что не мешает этим представителям животного мира, хорошо поддаваться тренировке, недаром для изучения безусловных рефлексов академиком Павловым были выбраны именно они.
Как видно из вышесказанного, масса мозгового вещества животных не влияет на их умственные способности, а у людей наоборот: слишком большой вес головы взрослого человека говорит о развитии патологии. Поэтому можно сделать вывод о том, что уровень интеллекта лишь меньшей степени зависит от соотношения массы мозга к массе тела: поэтому животные с высоким показателем лучше поддаются дрессуре и соответственно ими проще управлять.
Зависимость веса мозга и уровня интеллекта
Чтобы ответить на вопрос, сколько весит мозг взрослого человека в среднем и как влияет интеллект на вес мозга, ученым пришлось проделать огромную работу по изучению этого органа. Так, для нормального функционирования нейронам ЦНС требуется потреблять не менее 30% поступившего через легкие кислорода, а его недостаток ведет к угасанию мозговой деятельности и поражению клеток и структур этого органа, соответственно снижению его веса. Известно, что вслед за понижением физической активности уменьшается острота умственных способностей человека, поэтому люди преклонного возраста склонны к расстройствам памяти и у них теряется способность логического мышления.
Теория о том, что масса мозга взрослого человека не влияет на интеллект, подтвердилась в ходе исследований этого органа у людей, страдающих психическими отклонениями: например, самый крупный мозг весом в 2800 г принадлежал слабоумному, при этом масса мозгов гениев не отличалась от среднестатистических данных. Это объясняется тем, что на развитие способностей влияют особенности строения структур коры, и чем гуще сеть ее нейронов, тем талантливее индивид, при этом увеличение других структур, влечет отклонение умственных способностей.
Исследования, проводимые над людьми с микроцефалией, показали, что эти индивиды способны вести упрощенную социальную жизнь, однако за ними всегда требовался посторонний уход.
Масса мозга некоторых известных людей
Самый тяжелый мозг у физически и психически здорового человека был описан в 19 веке немецким естествоиспытателем Рудольфи, и составлял 2,222 килограмма, что дает возможность судить о том, что средняя масса головного мозга колеблется в пределах 1000-2200 г.
Обследование мозгового вещества известных людей, подтверждает теорию о том, что вес мозгов не влияет на гениальность, так как этот показатель не выходит за установленные рамки:
- Владимир Маяковский, советский поэт -1,7 кг;
- Альберт Эйнштейн, физик-теоретик -1,23 кг;
- Отто фон Бисмарк, политик -1,97 кг;
- Владимир Ленин (Ульянов), политик -1,34 кг;
- Людвиг ван Бетховен, композитор -1,75 кг;
- Анатоль Франс, литературный критик и писатель - 1,02 кг;
- Иван Тургенев, писатель - 2,01 кг;
- Карл Фридрих Гаусс, немецкий физик, математик - 1,492 кг.
При этом детальное обследование структур этого органа выявило зависимость развития участков коры, отвечающих за творческое мышление или математический склад ума от проявленных способностей.
Видео: Насколько развит твой мозг? 6 задач для проверки мозга
Часть центральной нервной системы большинства хордовых, который состоит из большого числа связанных между собой нейронов. Именно нейроны формируют сложные электрические импульсы, которые контролируют деятельность всего организма.
Сергей Савельев. О человеческом мозге
Методы исследования мозга
Мозг любого живого существа - пожалуй, самый загадочный и малоизученный орган. Функционирование отдельных видов клеток и отделов мозга четко выяснено и описано, но объяснить, каким образом мозг функционирует как единое целое науке пока не удалось. Хотя, достоверности ради, надо сказать, что в последние годы прогресс в подобных исследованиях все-таки наблюдается.
- метод абляции – заключается в удалении одного из отделов мозга и последующем наблюдении поведения организма;
- транскраниальная магнитная стимуляция - оценка возбудимости головного мозга при помощи магнитных импульсов.
- электрофизиология - регистрация электрических импульсов активности мозга;
- электрическая стимуляция - стимуляция отдельных областей мозга с помощью электрических импульсов.
НаучФильм. Головной мозг
Размер головного мозга 20-ти разных живых существ, индекс энцефализации
Проводя исследования, ученые выяснили, что величина головного мозга дифференциируется у разных животных, причем наблюдается разное соотношение величины мозга и массы тела живого существа. Чем больше масса мозга относительно массы тела, тем больше мозговой ткани используется для решения познавательных задач. Поэтому было введено такое понятие, как коэффициент энцефализаии – относительное соотношение массы тела и величины мозга млекопитающего. Он высчитывается по формуле:
где m – масса мозга, г; M – масса тела, г.
Индекс энцефализации дает возможность изучить потенциальные возможности различных видов.
Размер мозга не влияет на интеллект
Следует детальнее рассмотреть эту аксиому на примерах животных разных классов и видов.
Классификация начинается самой большой цифрой (самым умным из животных) и продолжается в порядке спадания.
- Бутылконосый дельфин . Мозг весит 1550 г, коэффициент энцефализации составляет 4,14
- Лиса – 53г, коэффициент =1,6
- Слон – 7843 г, коэффициент = 1,3
- Собака – 64 г, коэффициент = 1,2
- Макака – 62г, коэффициент = 1,19
- Осел – 370г, коэффициент = 1,09
- Кошка – 35 г, коэффициент = 1,0
- Воробей – 1,0г, коэффициент = 0,86
- Жираф – 680г, коэффициент = 0,66
- Лошадь – 510г, коэффициент = 0,9
- Овца – 140г, коэффициент = 0,8
- Кашалот – 7800 г, коэффициент = 0,58
- Кролик – 12г, коэффициент = 0,4
- Крыса – 2г, коэффициент = 0,4
- Носорог – 500г, коэффициент = 0,37
- Еж – 3.3г, коэффициент = 0,3
- Мышь полевая – 0,2г, коэффициент = 0,22
- Зеленая ящерица 0,1г, коэффициент = 0,04
- Комнатная муха – 0,0002г, коэффициент = 0,02
- Гадюка – 0,1г, коэффициент = 0,005
Итак, самым похожим на человека по величине коэффициента энцефализации является дельфин.
Как видим, стереотип о невысоких умственных способностях, например, осла, жирафа и овцы не имеет под собой основания.
Интересный факт: у насекомых мозга нет, роль центральной нервной системы у них выполняют нервные узлы - ганглии. Теоретически, если таракан останется без головы, он умрет от того, что не сможет есть.
Доведено также, что мыслительные способности организма зависят не только от величины мозга, а в немалой степени – от числа связей между нейронами.
Предупреждение усыхания мозга у людей
Следует детальнее рассмотреть мозг человека, так как именно этот орган при более детальном изучении может дать ответы на вечные вопросы, касающиеся нашего развития и жизнедеятельности.
Мозг новорожденного весит 365 г, ребенка 2 лет – 930 г, 6 лет – 1211 г, взрослого человека – 1400 г. Коэффициент энцеффализации мозга человека возрастом более 18 лет равен 6,74.
Интересно, что существует различие между мозгом мужчины и женщины. Первые зарегистрированные исследования половых различий мозга провел Френсис Гаттон еще в 1882 году. Позднее ученые из авторитетных, всемирно известных исследовательских институтов доказали, что мозг мужчины в среднем на 125 гр. больше, чем мозг женщины. Кроме того, существуют так же расовые и национальные различия. К примеру, обладателями самого легкого мозга являются австралийцы – 1185 г, самого тяжелого – европейцы – 1375 г.. При том у англичан мозг весит в среднем – 1346 г, у французов – 1280 г, у корейцев – 1376 г, у японцев – 1313 г. Лидеры – немцы, их мозг весит 1425 г. Мозг у россиян меньше немецкого на 26 граммов. У афроамериканцев мозг в среднем весит 1223 г, это на 100 г меньше, чем у белокожего населения США.
В течении жизни мозг может менять свой вес в сторону усыхания. В основном, гиппокамп уменьшается у людей, страдающих от депрессии и шизофреников. В настоящее время ученым известно, одни участки мозга стареют быстрее, чем другие. Вследствие возрастных изменений, потеря в объеме может доходить до 10%. Как установили ученые из медицинского центра университета Раш, к и усыханию мозга в старшем воздасте приводит дефицит витамина В 12 , а так же такое заболевание, как сахарный диабет.
Как избежать этого и предупредить высыхание серого вещества?
Ответ прост: нужно почаще употреблять в пищу продукты, содержащие этот самый витамин В 12 . В самых больших количествах он содержится в молоке, яйцах, мясе, птице, рыбе.
Очень полезны в этом плане бобы, фасоль, бананы, зерновой хлеб – именно в этих продуктах содержатся глюциды (медленные углероды), которые замедляют процессы старения мозга. Следует заниматься спортом: даже незначительные нагрузки стимулируют насыщение крови кислородом, соответственно в мозг поступает значительно больше питательных веществ. Очень важно установить для себя правильное питание, основными правилами котрого является ограниченое количество сладкого, а так же разнообразие в пище: мозг не любит диеты, где в течении нескольких недель нужно питаться однообразно.
Только правильный подход к собственному образу жизни позволит сохранить молодость мозга и увеличить уровень IQ.
Средняя масса головного мозга человека равна 1310 г. с индивидуальными колебаниями от 900 до 2000 г. Прямая связь массы мозга и одаренности человека не подтверждается, хотя одаренные люди имеют головной мозг с массой больше средней. Относительная плотность головного мозга составляет 1,038-1,041, что позволяет вычислить массу мозга, исходя из объема черепа. Масса мозга на 10-16% меньше вместимости черепа.
У человечества в процессе исторического развития регулярно возникало желание вывести "породу" особо одаренных людей. Такие попытки предпринимали в Древней Греции, Риме и при тоталитарных режимах XX столетия. Однако всегда возникали трудности с отбором потенциальных производителей. Если с физическими характеристиками была полная ясность, то интеллектуальные критерии отбора обычно не выдерживали критики. Как узнать, чем гений отличается от обывателя? Первое очевидное различие - масса мозга. Взвешиванием головного мозга одаренных людей занимались более 700 лет. Основное внимание было сосредоточено на мозге представителей искусства, науки, литературы, политики и криминальной среды. Исследователи надеялись, что удастся обнаружить связь между массой мозга и талантом или криминальными наклонностями. Казалась очевидной связь между большим мозгом и талантом, маленьким мозгом и криминальной деятельностью. Многочисленные взвешивания мозга людей самых разных социальных групп, наклонностей и реализованных способностей показали, что очевидных связей между массой мозга и одаренностью не существует.
Талантливые писатели и ученые обладают мозгом различной массы, и размер головного убора также не может быть критерием интеллектуальных способностей его владельца. Небольшой список известных своими достижениями людей подтверждает этот вывод ( табл. 1).
Масса мозга обывателей не уступает, а часто и превосходит массу мозга самых выдающихся личностей. В известной работе Бишоффа (Bischoff, 1880) было исследовано около 2000 экземпляров мозга людей. Самая большая масса мозга оказалась у рабочих, а не у дворян или ученых. Мозг И.С.Тургенева отличается от мозга А.Франса почти в 2 раза. Это огромное различие по массе не сказалось на возможностях писателей. По-видимому, талант не зависит от массы мозга. Однако интеллектуальные способности в других областях человеческой деятельности у этих писателей существенно различались. Следовательно, необходимо искать иные критерии интеллектуальных способностей людей.
Поиск таких критериев может идти по нескольким путям. С одной стороны, при отрицании связи между анатомическими особенностями и психической индивидуальностью основное внимание следует уделить физиологическому и психологическому тестированию. С другой стороны, использование таких грубых показателей, как масса мозга, не исчерпывает всех возможностей морфологических подходов к индивидуальным особенностям мозга.
Головной мозг человека является наиболее индивидуально изменчивой системой организма. Особенности характера, способности или склонности каждого человека служат лучшим тому подтверждением.
Головной мозг человека организован непропорционально. Он может быть относительно небольшого размера и иметь очень крупные подкорковые ядра или отдельные поля коры конечного мозга, а большой мозг может обладать аналогичными структурами значительно меньшего размера. Специальные работы убедительно демонстрируют большую изменчивость структур при сходной массе мозга.
Масса головного мозга имеет не только индивидуальные, но и возрастные, половые и этнические особенности. Например, масса головного мозга новорожденного составляет 10% массы тела (в среднем 455 г), масса головного мозга взрослого - 2,5% массы тела.
Поверхность головного мозга человека также очень изменчива. Она различается у мужчин и женщин, у разных рас, этнических групп и даже внутри одной семьи. Эти различия весьма устойчивы. Они сохраняются из поколения в поколение и могут являться важной характеристикой вариабельности мозга человека как биологического вида. В настоящее время прослежена анатомическая организация борозд и извилин в четырех поколениях. Установлено, что основные черты строения сохраняются, но поверхность мозга индивидуально изменчива и может служить более надежным способом идентификации личности, чем рисунок папиллярных линий кожи на пальцах.
Одним из наиболее стабильных анатомических показателей нервной системы человека является ее этническая изменчивость. Масса, размер, организация борозд и извилин мозга разных народов и рас всегда привлекали ученых и регулярно исследовались. Представителям основных рас свойственны следующие величины массы мозга ( табл. 2).
Усреднение показателей массы дает относительно мало информации, поскольку внутри рас существуют весьма значительные различия между отдельными народами. Так, у южной группы тихоокеанских монголоидов средняя масса мозга составляет 1265 г, что значительно ниже средней массы мозга монголоидной расы. Наибольший интерес представляет не сопоставление рас, а анализ относительно обособленных и однородных групп людей - наций или этносов (
