Главная > Двери > Факты о мозге. Мозг слона: объем и вес. Сравнение мозга слона и человека Самый крупный мозг в животном мире


Факты о мозге. Мозг слона: объем и вес. Сравнение мозга слона и человека Самый крупный мозг в животном мире




Человек считает себя самым разумным существом на планете. Насколько это зависит от массы мозга? Насколько "затратно" для организма думать и сколько времени нужно отдыхать от размышлений?


Сравнение размеров мозга голубого кита (слева) и человека (справа)


Средний вес человеческого мозга - 1.4 кг. Мозг слона весит 5 кг, а голубого кита - 6,8 кг, а кашалота - 7 кг. Соотношение массы мозга и массы тела, так называемый церебральный индекс, у человека тоже не самый высокий. Мозг составляет порядка 2% от массы человеческого тела, у колибри этот показатель составляет 16%, у насекомоядной мыши - 10%.


Размер головного мозга у разных людей может значительно отличаться, и большой мозг отнюдь не признак гениальности. Например, головной мозг Альберта Эйнштейна весил 1230 г, а обладателем самого тяжёлого мозга (2850 г) оказался пациент психиатрической больницы, страдающий идиотией.

Мыслительные процессы требуют огромных энергетических затрат. Занимая всего 2% от массы тела, мозг даже в неактивном состоянии съедает 9% поступающей энергии. А как только у него появляется пища для размышлений, он начинает потреблять четверть энергии и треть поступающего кислорода.

После интеллектуального труда организму необходим отдых. Восстанавливается головной мозг в 3 раза дольше, чем время, затраченное на размышления. То есть после 4 часов активного интеллектуального труда должны последовать 12 часов полного интеллектуального безделия. Не забывайте об этом и берегите свои нейроны.

Зарождение нового происходит в нутрии старого – это закон природы. Мы являемся свидетелями зарождения новой расы людей. Некоторые называют их «солнцеедами». Иными словами, это люди, отказавшиеся от обычной пищи и получающие энергию для жизни...

Учёные из Национального института здоровья в ходе опытов на мышах выявили одну молекулу, которая образуется в спинном мозге. Она провоцирует процесс, воспринимаемый мозгом, как чувство зуда....

Когда человеку отрубают голову, его жизнь заканчивается не сразу. Несколько минут сердце продолжает работать, двигаются конечности и сокращаются мускулы, функционирует даже мозг. Любой, кто, например, разделывал живую рыбу, помнит, что у рыбы с...

Кто на свете всех умнее? На этот вопрос еще в начале XX в. отвечали: тот, у кого мозг больше. Вот человек – царь природы, существо мыслящее, а все потому, что из всех живых существ нашей планеты самый крупный мозг именно у него (конечно, мозг слона больше, но если измерять относительно размера тела, то человек оказывается несомненным лидером). Значит, индивидуум, наделенный большим мозгом, по уму и сообразительности даст фору другому Homo sapiens, у которого "мозгов меньше". Собственно, эта теория вроде бы нашла подтверждение, когда исследователи начали проводить измерения головного мозга знаменитых людей. Оказалось, что если мозг обычного взрослого человека весит примерно 1,4 кг, то показатели многих гениев значительно превышают норму. Однако эта теория рассыпалась в прах, когда выяснилось, что самый большой и тяжелый мозг (2850 г) принадлежал пациенту психиатрической больницы, страдающему идиотизмом. И наоборот, немалое число гениальных людей по весу мозга не дотягивали даже до среднестатистической цифры. Так, мозг Анатоля Франса весил всего 1017 г, а мозг великого химика Юстуса Либиха – менее килограмма. Кроме того, науке , когда люди не только жили, но и мыслили с сильно поврежденным или вообще почти отсутствующим мозгом.

Также оказалось, что мозг различается по весу у представителей разных наций. До недавнего времени самым тяжелым мозгом считался бурятский (совсем недавно было установлено, что первенство здесь за монголами). Русские мозги находятся на четвертой позиции после белорусских, немецких и украинских. Далее следуют корейцы, чехи и англичане; в конце списка –японцы и французы. А обладателями самого маленького мозга являются коренные австралийцы: мозг среднестатистического аборигена весит около килограмма. Некоторые ученые полагают, что мозг человека начал формироваться в зависимости от климата и сложности окружающей обстановки. Трудности выживания в условиях резких перемен климата в течение года, постоянный поиск средств к существованию являются тренировкой для головного мозга и способствуют его увеличению так же, как однообразный физический труд увеличивает мускулатуру. Но это всего лишь теория.

Но поскольку было установлено, что размер мозга с интеллектом напрямую не связан, исследования продолжались. Причины выдающихся мыслительных способностей, разумеется, пытались выяснить на основе изучения мозга почивших гениев. В СССР после смерти Ленина его мозг (несмотря на протесты близких) , руководил которыми немецкий нейрофизиолог Оскар Фогт. Сначала в 1925 г. была создана лаборатория по изучению мозга Ленина, а 3 года спустя на ее основе возник Институт мозга, в котором решено было собрать самые выдающиеся советские "мозги". В 20-30-е гг. экспонатами музея стали: мозг Калинина, Кирова, Куйбышева, Крупской, Луначарского, Горького, Андрея Белого, Маяковского, Мичурина, Павлова, Циолковского... Коллекция продолжала увеличиваться и после войны, но не в столь высоком темпе. Однако, несмотря на то, что открытий в этом институте было сделано немало, от чего все-таки зависит интеллект человека, выяснить не удалось.

Сейчас на этот счет существует ряд теорий. Некоторое время считалось, что относительный интеллект личности определяет количество мозговых клеток (нейронов), однако русский профессор Петр Анохин открыл, что вовсе не количество нейронов играет роль, а число связей между ними. Знаменитый испанский нейрофизиолог Сантьяго Рамон-и-Кахаль также считал, что мыслительные способности зависят не столько от общего веса или объема мозга, сколько от числа связей, которые образуют друг с другом нейроны. Сегодня ученые говорят, что в мозге каждого из нас есть клетки, отвечающие за определенные способности, и даже целые структуры, делающие одного человека талантливым музыкантом, другого – метким стрелком, третьего – гениальным физиком. Доктор Брюс Миллер из Калифорнийского университета заявил, что ему удалось обнаружить в мозгу "блок гениальности" – особую зону, расположенную в правой височной доле. Ее функция – подавлять потенциальную возможность человека стать гением. Миллер уверяет, что если эту зону полностью "отключить", то творческие способности подскочат до немыслимых высот.

И все же, возвращаясь к вопросу о большом мозге. Если ли все-таки хоть какое-нибудь преимущество у людей с большим объемом серого вещества? Руководитель лаборатории развития нервной системы НИИ морфологии человека РАН Сергей Савельев говорит, что среди людей с большим мозгом больше лентяев. "Работа такого серьезного механизма, как мозг, – поясняет Савельев, – требует больших энергетических затрат. Судите сами. В "бездумном" состоянии мозг расходует 9% всей энергии и 20% кислорода, но стоит человеку задуматься о чем-нибудь серьезном, как его "серое вещество" разом поглотит до 25% поступивших в организм питательных веществ. Организму это не нравится, он быстро устает, и потому человек интуитивно стремится к более легкой жизни. В нахождении различных способов лоботрясничества ему нет равных. Но уж если обладатель тяжелого мозга переборет свою лень, он может свернуть горы. Ведь люди с большой массой мозга обладают большей способностью к вариативности". Кстати, обладатели самого большого мозга – монголы – считаются признанными лентяями. Да и сами монголы подтверждают, что довольно ленивы, не случайно у них есть привычка откладывать на завтра все дела, хотя их можно завершить сегодня. Этому даже соответствует поговорка: "Не кончится монгольское "завтра".

Опыты с животными показали, что млекопитающие с "тяжелыми" мозгами более устойчивы к стрессу. Выяснилось, что, например, мыши с большим мозгом намного более флегматичны, чем их обделенные серым веществом собратья, и достаточно легко переживают различные стрессовые ситуации. Более того, обнаружилась, что равные дозы алкоголя вызывали у двух подопытных групп грызунов совершенно разные реакции: если "мозговитые" мыши становились более активны и подвижны, то их сородичи, обделенные мозгами, напротив, делались ленивы и печальны. Между тем на сообразительность масса мозга, как оказалось, даже у мышей никоим образом не влияет: мыши обеих групп с одинаковой скоростью и результатом справлялись (или не справлялись) с логическими задачами, поставленными перед ними учеными.

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.

  1. Бутылконосый дельфин . Мозг весит 1550 г, коэффициент энцефализации составляет 4,14
  2. Лиса – 53г, коэффициент =1,6
  3. Слон – 7843 г, коэффициент = 1,3
  4. Собака – 64 г, коэффициент = 1,2
  5. Макака – 62г, коэффициент = 1,19
  6. Осел – 370г, коэффициент = 1,09
  7. Кошка – 35 г, коэффициент = 1,0
  8. Воробей – 1,0г, коэффициент = 0,86
  9. Жираф – 680г, коэффициент = 0,66
  10. Лошадь – 510г, коэффициент = 0,9
  11. Овца – 140г, коэффициент = 0,8
  12. Кашалот – 7800 г, коэффициент = 0,58
  13. Кролик – 12г, коэффициент = 0,4
  14. Крыса – 2г, коэффициент = 0,4
  15. Носорог – 500г, коэффициент = 0,37
  16. Еж – 3.3г, коэффициент = 0,3
  17. Мышь полевая – 0,2г, коэффициент = 0,22
  18. Зеленая ящерица 0,1г, коэффициент = 0,04
  19. Комнатная муха – 0,0002г, коэффициент = 0,02
  20. 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.

Кто же самый умный? Еще в начале XX в. на этот вопрос отвечали так: тот, у кого крупнее мозг. И человека нарекли царем природы, как существо разумное, у которого среди всех живых существ Земли самый крупный мозг (разумеется, мерить нужно относительно размера тела, и несмотря на гигантские размеры мозга у кита или слона, относительный их размер меньше, чем у лидера – человека). Из этого, вроде как, следует, что индивидуум с большим мозгом по уму и сообразительности обойдет другого Homo sapiens, у которого «мозгов чуть поменьше».

В сущности, эта теория вроде бы даже подтвердилась в ходе исследования мозга знаменитых людей. Проводились их измерения и оказалось, что многие гении являются обладателями мозга, значительно превышающего среднестатистическую норму обычных людей, которая составляет примерно 1,4 кг.

Однако этой теории пришлось рассыпаться в прах, когда обнаружилось, что самый большой и тяжелый мозг (2 кг 850 г) содержался в черепной коробке одного пациента психиатрической больницы с диагнозом “идиотизм”. Опять же, многие гениальные личности по весу мозга не дотягивали даже до той самой средней статистики. Например, мозг Анатоля Франса был весом всего в 1кг 17 г, а великий химик Юстус Либих и вовсе обходился мозгом весом менее килограмма. Более того, известны случаи, когда вполне нормально живущие и мыслящие люди имели сильно поврежденный или вообще практически отсутствующий мозг.

К тому же оказалось, что у представителей разных наций мозг различен по весу. Недавно было установлено, что самый тяжелый мозг у монголов (до этого первенство отдавалось бурятам). Тройкой лидеров являются белорусские, немецкие и украинские мозги, ну а русские – на почетном четвертом месте. Далее список тяжеловесов продолжают корейцы, чехи и англичане; замыкают его – японцы и французы. А самый маленький мозг - у коренных жителей Австралии: он у среднестатистического аборигена весит всего около килограмма.

Некоторые ученые считают, что формирование мозга человека зависело от климатических факторов и сложности окружающей обстановки. Проблемы выживания в условиях переменчивого климата, необходимость постоянного поиска средств к существованию тренируют мозг и способствуют его увеличению подобно тому, как однообразная физическая нагрузка увеличивает мускулатуру. Но это не более чем теория.

Некоторое время господствовало мнение, что относительный интеллект личности взаимосвязан с количеством нейронов головного мозга, однако русским профессором Петром Анохиным было открыто, что не в количестве нейронов дело, а в числе связей между ними. Так же размышлял и Сантьяго Рамон-и-Кахаль, знаменитый испанский нейрофизиолог.

В настоящее время ученые говорят, что мозг каждого из нас содержит клетки, которые отвечают за определенные способности, и даже целые клеточные структуры, благодаря которым один человек становится талантливым музыкантом, другой – гениальным физиком, третий – ловким спортсменом.

И все же, неужели большое количество серого вещества не дает особого преимущества?

У руководителя лаборатории развития нервной системы НИИ морфологии человека РАН Сергея Савельева есть любопытное мнение. Он считает, что среди людей с объемным мозгом больше лентяев. Поясняет он это так. Работа мозга, чрезвычайно сложного механизма, требует довольно больших энергетических затрат. Вообразите, в „бездумном“ состоянии мозгом расходуется примерно 9% всей энергии и 20% кислорода. Но как только у человека возникают мысли о чем-то серьезном, как его „серое вещество“ мгновенно поглощает до 25% питательных веществ, поступивших в организм. Организм от этого быстро устает, и потому человек интуитивно или вполне сознательно стремится к жизни в более легком режиме.

Но в нахождении разнообразных способов лоботрясничества “большой голове” нет равных. Но уж если носитель тяжелого мозга превозможет свою лень, он способен свернуть горы. Ведь такой мозг обладает большей способностью к вариативности. К слову, монголы, чемпионы по тяжести мозга, считаются признанными лентяями. Да они и сами не спорят, что довольно ленивы, иначе откуда у них есть привычка откладывать на завтра дела, когда их можно доделать уже сегодня. Об этом гласит и поговорка: "Не кончится монгольское «завтра».

Из опытов с животными также оказалось, что среди млекопитающих, принадлежащих к одному и тому же виду, обладатели более тяжелого мозга более устойчивы к стрессу. Например, мыши с большим мозгом гораздо более флегматичны, чем их собратья с мозгом поскромнее, им легче пережить разнообразные стрессовые ситуации. Кроме этого, двум подопытным группам грызунов давали равные дозы алкоголя, и у них проявлялись совершенно разные реакции: «мозговитые» мыши делались активнее и подвижнее, а их сородичи с меньшим мозгом наоборот, становились ленивей и печальней.

При этом масса мозга, как выяснилось, совершенно не влияет на сообразительность даже у мышей: обе группы с одинаковыми результатами и скоростью справлялись (или не справлялись) с логическими задачами, которые ставили перед ними учеными.

Учёные давно заметили, что продвинутый интеллект и эволюционно развитый мозг присутствует у человека и прочих животных, зачастую демонстрирующих социальное поведение. Это сподвигло антрополога и специалиста по эволюционной психологии Робина Данбара выдвинуть гипотезу социального мозга . Согласно теории, человек развил у себя крупный мозг, чтобы иметь возможность жить большими социальными группами. Хотя в последние 20 000 лет из-за «одомашнивания» человека его мозг уменьшился в размерах, но перед этим эволюция должна была за относительно короткий срок быстро увеличить мозг гоминидов, чтобы люди смогли объединяться в большие племена.

В социальном общении очень важно распознавать так называемое «стороннее знание», то есть понимать иерархию, социальные взаимосвязи и отношения типа «она знает, что он знает» и тому подобные. Например, альфа-самец у шимпанзе выбирает себе любых самок, но при этом терпимо относится к попыткам спаривания с ними со стороны тех, кто помог ему воцариться на троне. Без достаточно продвинутого мозга такие тонкости социальной иерархии невозможно усвоить.

Сейчас группа учёных из США и Великобритании опубликовала новую научную работу «Социальные и культурные корни мозга китов и дельфинов », которая подтверждает гипотезу социального мозга.

У представителей отряда китообразных (дельфины и киты) самая продвинутая нервная система среди всех таксономических групп, и они высоко котируются по любой характеристике нейроанатомической сложности. При этом многие китообразные также организованы в иерархические социальные структуры и демонстрируют удивительную широту культурного и социального поведения, особенности которого - что редкость для животных - очень похожи на социальное поведение людей и приматов. Но до сих пор было собрано совсем мало свидетельств корреляции между крупным мозгом, социальными структурами и культурным поведением китоообразных.

У китов и дельфинов обнаружено огромное количество признаков сложнейшего социального поведения, в том числе:

  • взаимоотношения в сложных альянсах;
  • социальная передача техник охоты (обучение);
  • совместная охота;
  • сложное пение, включая пение на региональных групповых диалектах;
  • речевая мимикрия (имитация чужих голосов);
  • использование «голосовых подписей-идентификаторов», уникальных для конкретной особи;
  • межвидовое сотрудничество с людьми и другими животными;
  • аллопарентальная забота о чужом детёныше (например, со стороны самки-помощницы или «няньки»);
  • социальные игры.
Все эти образцы социального поведения подробно исследованы и описаны в научной прессе, но до сих пор не проводилось сравнительного изучения видов отряда китоообразных по уровню сложного социального поведения, степени применения инноваций и обучаемости новому поведению - чтобы можно было сравнить степень продвинутости социальных навыков и размер мозга. Такие исследования ранее проводились у птиц и приматов, но не у китоообразных. Сейчас этот пробел в научных знаниях устранён.

Исследователи собрали большой массив данных по каждому виду китообразных: масса тела, размер мозга, степень проявления социального общения по указанным выше признакам - и вычислили корреляцию между этими показателями. На первой диаграмме внизу показаны родственные связи между видами и размер мозга (красный соответствует большему размеру, зелёный - меньшему). На второй диаграмме - показатели по социальному поведению (социальный репертуар). В конце концов, снизу приведён график взаимосвязи между этими двумя параметрами.

Учёные выяснили, что эволюционное развитие мозга связано с социальной структурой вида и с рамером группы. Причём связь с размером группы квадратичная, то есть наиболее развитый мозг и продвинутое социальное поведение демонстрируют группы среднего размера, а не малые или большие группы.

Авторы научной работы указывают на явные параллели между морскими млекопитающими и приматами/человеком. У дельфинов и китов тоже наблюдается сочетание одновременно большого мозга, гиперсоциального поведения и разнообразия поведенческих паттернов. Именно эти качества позволили человеку размножиться в неимоверном количестве и заселить всю Землю. Учёные полагают, что у дельфинов и человека интеллектуальные способны проявились в ходе эволюции как своеобразная эволюционная реакция на необходимость жить в обществе себе подобных.