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

Рис. 8.3. Число нейронов в двигательном ядре лицевого нерва, которое контролирует движения лицевой мускулатуры, возрастает в зависимости от массы тела по экспоненциальному закону с показателем степени, равным +0,18 у сумчатых (темные кружки) и +0,13 у приматов (светлые кружки). При одинаковой массе тела движения лицевой мускулатуры сумчатых и приматов контролируются сходным числом двигательных нейронов, причем весьма небольшим

Но что можно сказать о других млекопитающих, не принадлежащих к отряду приматов? Несмотря на то что мы пока не располагаем данными о числе нейронов в спинном мозге таких животных, мы уже знаем, что число нейронов в остальных отделах головного мозга приматов возрастает линейно с числом нейронов спинного мозга[159]. То есть если число нейронов в спинном мозге увеличивается в десять раз, то в десять раз увеличивается и число нейронов в остальных отделах головного мозга приматов. Эта линейность поддерживает идею (1) о том, что и спинной мозг, и остальные отделы головного мозга содержат нейроны, которые управляют функциями организма, и (2) что сходные механизмы управляют размещением нейронов в этих структурах, по крайней мере у приматов. Мы можем рассмотреть возрастание числа нейронов в остальных отделах головного мозга у большего числа животных, не принадлежащих к отряду приматов, чтобы понять, как это число соотносится с массой тела.

Здесь мы снова сталкиваемся с разницей между приматами и животными неприматами: как показано на рис. 8.4, остальные отделы мозга располагают у приматов большим числом нейронов, чем аналогичные отделы головного мозга неприматов класса млекопитающих при сходной массе тела, и это число растет быстрее у приматов (параллельно массе тела, возведенной в степень +0,5), чем у неприматов (при возведении массы тела в степень +0,3). Снова мы видим, что эти показатели степени намного меньше показателя +1,0, которого следовало ожидать, если бы большая мышечная масса требовала пропорционально большего числа нейронов, и меньше показателя, равного +0,75, которого следовало бы ожидать, если бы метаболизм накладывал определенные ограничения на число нейронов. Если более крупное тело требует большего числа нейронов для управления его функциями, то требует оно этого весьма скромно.

Рис. 8.4. Число нейронов в остальных отделах головного мозга возрастает пропорционально массе тела, возведенной в степень +0,5 у приматов (треугольники), но в меньшей степени (при показателе степени +0,3) у остальных млекопитающих (афротерии, квадраты; насекомоядные и грызуны, темные кружки; парнокопытные, светлые кружки). При сходных массах тела приматы обладают большим числом нейронов в остальных отделах головного мозга, чем неприматы. Число нейронов в остальных отелах головного мозга человека соответствует числу, которого следовало бы ожидать у типичного примата с такой же массой тела

Примечательно, что остальные отделы головного мозга человека содержат приблизительно столько же нейронов, сколько можно было бы ожидать у типичного примата с такой же массой тела. В остальных отделах мозга человека отсутствует чрезвычайно большое число нейронов, так как их не требуется слишком много для управления функциями тела: наш мозг содержит в своих остальных отделах столько же нейронов, сколько их должно содержаться в мозге не слишком крупного примата, и масса этих отделов такая же.

У приматов также больше нейронов в коре головного мозга (рис. 8.5) и в мозжечке, чем у неприматов со сходной массой тела (рис. 8.6). Таким образом, не существует единого способа соотнести число нейронов в головном мозге млекопитающих с соответствующей массой тела – даже соотнесение общей массы головного мозга с массой тела скрывает тот факт, что у приматов в головном мозге намного больше нейронов, чем у животных, не принадлежащих к этому отряду и имеющих сходную массу тела. Так происходит вследствие разницы в правилах нейронного шкалирования у приматов и неприматов. Логическим следствием из такого положения является то, что число нейронов в головном мозге млекопитающих не определяется размерами тела, даже если к корреляции приводят какие-то другие факторы. Мы предлагаем принять противоположную возможность, а именно то, что рост числа нейронов в головном мозге каким-то образом облегчается при большей массе тела в ходе эволюции млекопитающих, как я предположила ранее[160]. Это особенно важно для мелких животных, таких как первые млекопитающие, потому что увеличение массы тела у них позволяло им получать в час больше энергии от запасания питательных веществ и самого питания. Но это совсем другая история.

Рис. 8.5. Число нейронов в коре головного мозга возрастает пропорционально массе тела, возведенной в степень +0,8 у приматов (треугольники), но в меньшей степени, с показателем степени +0,5, у других видов млекопитающих (афротерии, квадраты; насекомоядные и грызуны, темные кружки; парнокопытные, светлые кружки). При сходной массе тела приматы располагают большим числом нейронов в коре головного мозга, чем неприматы

В любом случае у приматов есть еще одно преимущество перед животными, не принадлежащими к этому отряду: у приматов намного больше нейронов в коре головного мозга, в мозжечке и остальных отделах головного мозга, чем у неприматов со сходной массой тела. Учитывая то значение, какое всегда придавали массе тела и тому, как она якобы определяет число нейронов в головном мозге, приматов очень долго недооценивали. В самом деле, ожидать, что отношение массы тела к массе мозга, характерное для неприматов, можно распространить на приматов, – это все равно, что ожидать, что изнутри яблоко окажется апельсином: мозг примата не похож на мозг ни одного из других млекопитающих, когда речь заходит о том, сколько нейронов содержит его (примата) мозг, сколько нейронов управляют функциями его организма и сколько этих функций помимо элементарных телесных движений.

Рис. 8.6. Число нейронов в мозжечке возрастает пропорционально массе тела, возведенной в степень +0,8 у приматов (треугольники), но в меньшей степени (+0,5) у остальных видов млекопитающих, за исключением слонов, у которых мозжечок содержит необычайно большое число нейронов в сравнении с массой тела (афротерии, квадраты; насекомоядные и грызуны, темные кружки; парнокопытные, светлые кружки). При сходной массе тела у приматов в мозжечке содержится больше нейронов, чем у неприматов