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

Надо еще раз повторить, что люди не исключение из правила, если их сравнивать с близкими родичами, другими приматами (крупные человекообразные обезьяны исключены из сравнения просто из-за отсутствия данных). Как показано на рис. 8.5 и 8.6, кора нашего мозга и наш мозжечок являются самыми большими среди приматов и располагают наибольшим числом нейронов, но снова повторюсь, что эти структуры обладают именно таким числом нейронов, какого надо было бы ожидать от типичного примата с такой же массой мозга и тела. Куда бы мы ни посмотрели, везде подтверждается одно и то же правило: люди не особенные и ничем не выделяются из животного царства. Мы относимся к виду крупных приматов с большим числом нейронов в головном мозге. Нет никакой речи об энцефализации, так как наш мозг отнюдь не слишком велик для массы нашего тела. Наоборот, это мозг крупных обезьян слишком мал для массы их тел.

Это становится ясным при внимательном анализе правил шкалирования, показанных на рис. 8.4–8.6, на которых предсказано, что орангутан и горилла, самцы которых весят в среднем 70 и 125 кг соответственно, имеют тела, слишком большие для числа нейронов в их мозгах: типичные приматы с таким количеством нейронов в мозжечке, как у гориллы, должны весить не больше 24 кг[161], хотя в действительности самец гориллы может весить до 275 кг, то есть почти в двенадцать раз больше. Как получилось, что крупные человекообразные обезьяны, обладающие более тяжелыми телами, чем наше, имеют такое малое число нейронов в своих мозгах?

Намного более фундаментален, однако, вопрос о том, что, по существу, означает такой разрыв между крупными обезьянами и остальными приматами: он показывает, что соотношение между массой тела и числом нейронов в головном мозге не является очень строгим. Даже несмотря на то, что существует достаточно отчетливая корреляция между массой тела и числом мозговых нейронов, имеет место определенная гибкость в том, насколько большим может вырасти тело вокруг мозга с определенным числом нейронов, – и крупные человекообразные обезьяны служат доказательством такой гибкости.

Интуитивно представляется вполне вероятным, что животные с большой массой тела обладают большим числом нейронов. Несмотря на то что в научно-популярной литературе общее число клеток человеческого организма оценивают в несколько триллионов, реальные оценки этого числа попросту отсутствуют, так же как долгое время не существовало адекватных оценок числа нервных клеток в головном мозге человека; их заменяли экстраполированием неких порядков величин. В лучшем случае, среднюю плотность клеток, измеренную в нескольких тканях и органах тела, можно умножить сначала на общий объем этих тканей и органов, а затем на долю, какую каждый из этих органов занимает в теле, откуда, путем такой несложной экстраполяции, и получается общее число клеток в организме.

Оценки плотности расположения клеток в разных органах рисуют интересную картину одного связанного с этим феномена: картину того, что происходит с увеличением размеров тела или, лучше сказать, что именно заставляет тело увеличиваться в размерах. Да, клетки тела по мере его увеличения становятся более многочисленными, но, как представляется, они и сами становятся крупнее. Во всяком случае, именно так происходит с печенью и кожей[162].

Если мозг ведет себя так же, как другие части тела, то больший мозг, то есть мозг, содержащий больше нейронов, должен обладать и более крупными клетками. Как мы видели в главе 4, хотя этот принцип работает в мозге неприматов, он перестает действовать в коре мозга и мозжечке приматов, так как увеличение числа клеток в этих отделах мозга не сопровождается увеличением размеров нейронов.

Остальные части мозга приматов тоже отклоняются от общего правила, так как у них рост размеров клеток отстает от увеличения массы этих частей, а сами клетки оказываются мельче, чем надо было ожидать. У неприматов плотность упаковки нейронов резко уменьшается по мере приобретения новых нейронов, а это указывает на то, что средний размер нейрона увеличивается одновременно и в равной степени с увеличением их числа. Однако у приматов – и люди в этом отношении не исключение – уменьшения плотности упаковки нейронов не наблюдают и в остальных отделах головного мозга (рис. 8.7). То есть если средний размер нейрона становится больше, то это увеличение происходит медленнее, чем у животных, не принадлежащих к отряду приматов. Ибо и при равном числе нейронов в участках мозга вне коры и мозжечка эти нейроны мельче у приматов, чем у остальных млекопитающих. Поскольку средний размер нейрона обратно пропорционален плотности упаковки нейронов[163], то можно оценить, в какой степени варьирует средний размер нейронов среди видов с одинаковым числом нейронов. Куду (парнокопытное животное) и макак-резус располагают 105–125 миллионами нейронов в остальных отделах головного мозга, но, принимая в расчет различную плотность их упаковки, мы можем сказать, что средний размер нейрона в остальных участках мозга куду приблизительно в десять раз больше размеров нейронов у макака-резуса. Как следствие, остальные части мозга у куду (с массой 65 г) более чем в семь раз превосходят размером остальные части мозга макака (9 г).

Рис. 8.7. Существует строгая отрицательная корреляция между плотностью упаковки нейронов (в нейронах на 1 мг ткани остальных отделов головного мозга) и числом нейронов в остальных отделах мозга у неприматов (кружки); плотность нарастает пропорционально числу нейронов, возведенному в степень –0,9, а это указывает на то, что средняя масса нейронов в остальных отделах мозга возрастает параллельно с числом нейронов, возведенным в степень +0,9. Напротив, плотность упаковки нейронов не уменьшается у приматов (треугольники) по мере увеличения числа нейронов в остальных отделах головного мозга. Удивительные различия в плотности упаковки нейронов между приматами и неприматами при одинаковом числе нейронов в остальных отделах мозга говорят о том, что у приматов нейроны мельче, чем у неприматов

Разрыв между приматами и другими млекопитающими в скорости, с какой возрастает размер нейронов по мере увеличения числа нейронов в остальной части мозга, указывает на отклонение родословной приматов от предка, общего с другими млекопитающими. Но в связи с чем этот разрыв произошел? Есть одна интересная возможность: поскольку приматы существенно меньше, чем другие наземные млекопитающие со сходной массой мозга, такие как парнокопытные (коровы, антилопы, жирафы) и самые крупные грызуны, то не является ли меньший размер нейронов в остальных отделах их мозга простым следствием меньшей массы тела, что, в свою очередь, привело к изменению правил нейронного шкалирования, в результате чего нейроны стали расти медленнее по мере увеличения их числа?