Мозг. Такой ли он особенный? - Сюзана Херкулано-Хузел

Мы обнаружили, что в мозжечке гориллы содержится 29 миллиардов клеток, в мозжечке орангутана – 28 миллиардов, 26 миллиардов из которых, во всяком случае, были нейронами[94]. Учитывая массы мозжечков – 38 и 35 г соответственно, эти числа мозжечковых клеток, в сравнении с ожидаемыми 25 и 24 миллиардами клеток, позволяли уверенно считать, что эти структуры подчиняются правилам нейронного шкалирования, характерным для других приматов: мозжечки этих крупных человекообразных обезьян оказались стандартными по своему клеточному строению для типичных приматов. Более важным представляется то, что наличие 29 и 28 миллиардов мозжечковых клеток позволяло предсказать, что средняя масса мозга гориллы и орангутана составляет 483 и 470 г соответственно, что укладывается в 10-процентный разброс значения, определенный экспериментально – 486 и 512 г соответственно. Просто для справки: общее число клеток в мозжечке человека равно 85 миллиардам, что позволяет предсказать, что масса человеческого мозга, согласно правилам нейронного шкалирования, равна 1433 г, в то время как, по экспериментальным данным, масса человеческого мозга в среднем равна 1509 г, что является очень близкой величиной. Факт, что массу головного мозга можно предсказать так точно у гориллы и орангутана просто на основании числа клеток в их мозжечках, имеет вполне ясный смысл: гориллы и орангутаны имеют типичный, характерный для приматов головной мозг, так же как, впрочем, и человек.

Обнаружение того факта, что одни и те же правила шкалирования приложимы к мозгу человека, крупных человекообразных обезьян, мартышек и других низших обезьян, имеет далеко идущие важные следствия для успешного изучения нашего эволюционного происхождения. Наш вид появился меньше одного миллиона лет тому назад; наш последний общий с гориллами и орангутанами предок жил около 16 миллионов лет назад; все приматы насчитывают вместе около 50 миллионов лет своей эволюционной истории. Если одни и те же правила нейронного шкалирования, действовавшие 50 миллионов лет назад, продолжали действовать и 16 миллионов лет назад (когда появились линии горилл и орангутанов) и менее одного миллиона лет назад (когда появились мы), то это означает, что эти правила действовали и в промежуточном периоде на жившие тогда виды: на наших возможных предков гоминини, таких как австралопитециновые, жившие 4–3 миллиона лет назад, и Homo erectus, живший 2–1 миллион лет назад.

Если все это время действовали одни и те же правила, то это означает, что мы можем использовать данные ископаемых остатков по объему черепа для того, чтобы оценить число нейронов в мозге вымерших видов гоминин, наших предков и предков других современных приматов. Используя опубликованные данные о массе мозга этих видов, предсказанные на основании емкости черепа[95], мы установили, (1) что 6–7 миллионов лет назад мозг Sahelanthropus tchadensis, самого недавнего предположительного общего предка ныне живущих людей и шимпанзе, массой 363 г имел 25 миллиардов нейронов, из которых 7 миллиардов были расположены в мозговой коре; (2) что около 4 миллионов лет назад австралопитеки, такие как прямоходящая Люси, располагали 30–34 миллиардами нейронов, 9 миллиардов из которых приходились на кору головного мозга, так же как у современных крупных человекообразных обезьян; (3) что 2 миллиона лет назад ранние представители рода Homo – H. Habilis, H. ergaster и H. rudolfensis – имели от 40 до 50 миллиардов нейронов, 11–14 миллиардов из которых располагались в мозговой коре; и (4) что, начиная с полутора миллионов лет назад, Homo erectus совершил скачок, достигнув числа нейронов, равного 50–60 миллиардам, из которых 17 миллиардов приходились на кору. Те же самые правила шкалирования (основанные только на данных по исследованным нами шести видам приматов) предсказывали 85–88 миллиардов нейронов в мозге Homo neanderthalensis и Homo sapiens, из которых 23–24 миллиарда расположены в коре головного мозга. Напротив, из того, что мы выяснили для мозжечков горилл и орангутанов, мы предсказали, что в их мозге содержится не более 33 и 32 миллиардов нейронов соответственно, из которых 8–9 миллиардов локализованы в мозговой коре. Увеличение общего числа мозговых нейронов, предсказанное на основании известных объемов черепов ныне живущих и вымерших видов приматов, проиллюстрировано на рис. 5.5.

Рис. 5.5. Числа мозговых нейронов, предсказанные для ныне живущих и вымерших видов приматов на основании правил нейронного шкалирования, характерных для приматов, не относящихся к виду человека разумного и к видам крупных человекообразных обезьян. Sahelanthropus tchadensis (на графике не представлен, ибо неизвестна масса его тела), согласно предсказанному, имел несколько меньше мозговых нейронов, чем ныне живущие крупные человекообразные обезьяны. Верхняя функция описывает исключительно представителей рода Homo (треугольники) и их предков австралопитеков (квадратики), но эта же прямая может предсказать число мозговых нейронов и массу тела для большинства приматов из группы крупных обезьян (белые кружки), включая человекообразных обезьян и исключая человека. Таким образом, подчиняется человек правилам шкалирования, характерным для других современных приматов, или нет, зависит от того, включены ли в сравнение крупные высшие обезьяны – это может говорить о том, что аутсайдерами являются не люди, а как раз высшие обезьяны

Рис. 5.5 также показывает предсказанное соотношение между числом мозговых нейронов и массой тела для ныне живущих и вымерших видов приматов, включая гоминин. Нижний график является обычным способом представления этого отношения: если учитывать только живущие виды, включая крупных человекообразных обезьян, но исключая человека, то получается, что Homo sapiens имеет по меньшей мере в три раза больше нейронов, чем можно ожидать, судя по массе его тела. Это могло бы соответствовать взглядам Джерисона: мы имеем слишком много нейронов, намного больше, чем нам следовало бы. Мы – аутсайдеры, избежавшие воздействия эволюционных правил, которым подчиняются другие приматы.

Но если учитывать только гоминин, как ныне живущих (нас), так и вымерших, то мы получим совершенно иную картину – верхний график на рис. 5.5: отношение массы тела и числа мозговых нейронов, которое охватывает не только ныне живущих людей, их прямых предков и других близких родственников, но и большую часть ныне живущих других видов приматов – и это исключает крупных высших обезьян с их слишком малым числом нейронов для массы тела. Согласно такому сценарию, аутсайдерами являются вовсе не люди с их соотношением между мозгом и телом, а крупные человекообразные обезьяны. Оказывается, мы все же не особенные.

Таковы были данные, которыми мы располагали на тот момент. Наши цифры показывали, что мозг крупных человекообразных обезьян был всего лишь еще одним мозгом приматов, таким же, как наш. Наш мозг, в свою очередь, вполне согласовался по размеру и числу нейронов с массой тела других, не крупных обезьян, но исключение здесь составляли именно крупные человекообразные обезьяны, потому что их соответствующие показатели сильно отличаются от показателей прочих приматов. Не было ли возможно, что именно крупные человекообразные обезьяны не подчиняются общим правилам? Что именно они отклоняются по каким-то причинам от характерного для других приматов отношения между числом мозговых нейронов и массой тела? Это может показаться пустой семантической игрой (ты меньше меня, или это я больше, чем ты?), но разница невероятно важна с точки зрения эволюции, ибо устанавливает, что именно отклонилось от стандартной программы: наш ли мозг стал слишком большим, или мозг человекообразных обезьян стал слишком маленьким? Не отклонилась ли каким-то образом масса мозга крупных обезьян от пропорции отношения к массе тела? И если да, то как?