: Виталий СараевЧеловеческий мозг

: Виталий СараевЧеловеческий мозг

Виталий Сараев

Человеческий мозг уменьшается, и это настораживает. Процесс этот идет уже двадцать пять тысяч лет — у верхнепалеолитических людей и даже у неандертальцев мозг в среднем был гораздо больше, чем у современного человека. Почему так происходит? Мы деградируем?

Рисунок: Константин Батынков

Многие нынешние проблемы человечества — следствия нечаянного и излишне быстрого биологического успеха. На протяжении всей своей эволюции гоминиды оставались лишь промежуточным звеном пищевой цепочки. Цепь случайных мутаций и стечение обстоятельств позволили людям резко нарастить выгоды, извлекаемые из нашего гипертрофированного мозга. В результате мы стремительно взлетели на вершину пищевой цепочки, раздвигая границы обитания, уничтожая конкурентов и себе подобных. Но наличие того, что мы называем разумом, еще не гарантирует эффективного его использования. Чтобы понять, что мы есть на самом деле, стоит отбросить привычное высокомерие «венца природы» и приглядеться к тому, как появился наш разум, чем мы отличаемся от других животных и особей своего вида. Об этом нам рассказывает доцент кафедры антропологии биологического факультета МГУ Станислав Дробышевский — расовед и специалист по эволюции мозга человека.

— Какие факторы привели к гипертрофии мозга у людей?

— Первые приматы обзавелись более крупным мозгом, чем у сопоставимых с ними грызунов и насекомоядных, потому что жили на деревьях. Это достаточно сложный процесс: надо очень быстро соображать, чтобы не упасть с дерева. При этом, например, белки, бегающие по горизонтальным ветвям и вертикальным стволам, существуют в двумерном мире. А приматы, прыгающие между тонкими ветками, — в трехмерном. И переход в дополнительное измерение потребовал серьезных способностей: стереоскопичности зрения и развития структур мозга, ответственных за трехмерное восприятие объектов и оценку расстояния.

Немалую роль сыграла фруктоядность. Богатая сахарами пища обеспечивает много энергии из небольшого количества еды. Значительно способствовали развитию мозга и особенности размножения: детенышей мало, за счет этого они рождаются с большой головой, а период жизни долгий — за это время можно успеть заполнить ее чем-нибудь полезным. Важна также социальность; выстраивание отношений с себе подобными — сложный процесс, развивающий мозг.

Ближе к современности — от семи до шести миллионов лет назад — наши предки встали на ноги. Уже само по себе поднятие в вертикальное положение дало возможность прироста головного мозга. По биомеханическим причинам на вертикально расположенном позвоночнике можно удержать большую массу, чем на наклонном. Но куда больший прирост мозга прямохождение дало за счет высвобождения рук, которые принесли дополнительную чувствительность и манипуляторную активность, обеспечиваемые увеличением мозга.

Около двух с половиной — трех миллионов лет назад в связи с изменениями климата наши предки вышли из джунглей в саванны и стали налегать на мясную пищу. Она более калорийна, кроме того, у растительных клеток прочные стенки, для их разжевывания необходимо иметь серьезный аппарат: челюсти, зубы, мышцы. Поэтому у всех растительноядных челюсти очень большие, а мозги очень маленькие — в одной голове все сразу не помещается.

С переходом на мясо у наших предков жевательный аппарат смог уменьшиться. Еще у австралопитеков были большие зубы и челюсти, огромные жевательные мышцы, которые сходятся по центральной линии черепа на сегетальном гребне, и не шибко крупные мозги. Но жевательный аппарат стал быстро уменьшаться: около двух миллионов лет назад гребни для прикрепления жевательной мускулатуры исчезают вообще. У современного человека остались только тоненькие височные линии. И нужно помнить, что плотность кости в два раза больше, чем плотность мозга. То есть при исчезновении одного кубического сантиметра черепа и зубов можно прибавить два кубических сантиметра мозга при постоянстве несущей способности позвоночника и массы головы.

При этом добывание животной пищи развивает интеллект. Трава растет спокойно и особо не сопротивляется. А мясо не хочет, чтобы его съели. Кроме того, за него сильнее конкуренция: гиены, шакалы, львы, леопарды. Поэтому у хищников интеллект всегда выше, чем у растительноядных. И отказ от вегетарианства дал бурный прирост мозга, начавшийся около двух — двух с половиной миллионов лет назад и продолжавшийся почти до современности.

— Homo sapiens не единственный вид, пытавшийся поумнеть?

— Энцефализация характерна для большинства групп животных. Уже среди динозавров были свои «интеллектуалы»: у терапод скорость увеличения мозга была такой же, как у австралопитеков. Но динозаврам не повезло — они не успели отрастить мозг до катастроф, их уничтоживших.

С теми или иными ограничениями сталкивались и другие виды. Например, птицы потенциально весьма интеллектуальны. Вороны дают результаты интеллекта на уровне маленьких мартышек. Но им нужно летать, а делать это с большой головой неудобно, так что им пришлось избавиться даже от зубов, чтобы уменьшить вес. А наземные птицы — пингвины в Антарктиде или птица моа в Новой Зеландии — живут в условиях отсутствия хищников, что лишает их стимула к развитию интеллекта. Единственное исключение — страус, возможно, он и поумнеет.

У сугубо растительноядных специализация уходит в огромные челюсти и зубы и интеллект тут же падает. У четвероногих тенреков, прыгунчиков, копытных, грызунов нехватательная конечность. У хищников интеллект выше, а некоторые из них — те же львы — социальны, но они специализированы к охоте. А для формирования разумности необходимо разнообразие поведения. Шакалы более разнообразны в пище, но ведут исключительно наземный образ жизни.

У небольших дельфинов есть многие предпосылки: маленькое количество детенышей, долгое воспитание, большой мозг — почти как у человека, социальность. Но ловля рыбы не требует больших усилий мозга.

Многие предпосылки разумности есть у сумчатых. Но у них примитивное деторождение: из-за отсутствия плаценты их детеныши рождаются практически на стадии эмбрионов, с очень маленьким мозгом, и не слишком долго живут. У них недостаточно времени для научения. Медведи и еноты во многом похожи на приматов: всеядны, лазают по деревьям, имеют цепкие лапы. Но их когтистые лапы не совсем то, что хватательная кисть, и у них нет социальности.

Доцент кафедры антропологии биологического факультета МГУ Станислав Дробышевский — расовед и специалист по эволюции мозга человека

Фото: Олег Сердечников

— А кто наиболее близко подобрался к выполнению всех условий формирования разумности?

— Единственный пример, когда почти все совпадает: древесность, практически хватательная конечность и социальность — это носухи, южноамериканские еноты. Они идеальные кандидаты на разумность. Но проблема в том, что они уже двадцать миллионов лет практически не меняются. Что-то не дает им стать разумными. Возможно, слишком сильное развитие обоняния.

Передняя часть мозга у млекопитающих изначально отведена под обоняние. И у подавляющего большинства из них это ведущее чувство, за которое отвечает огромная часть мозга. А у наших предков в связи с фруктоядностью обонятельные центры сильно редуцировались еще в палеоцене, около шестидесяти миллионов лет назад. Вместо них хорошо развились зрительные зоны мозга, что обеспечило нам отличное зрение, гораздо лучшее, чем у других млекопитающих, и дало многие преимущества. Например, с помощью цветного зрения в зеленой листве легче находить яркие фрукты и насекомых, нежели используя обоняние.

Кроме того, за счет уменьшения обонятельных зон мозга возникло так называемое заглазничное сужение — за глазами череп стал уже, это характерная черта приматов. И туда в значительной степени переместилась жевательная мускулатура, высвободив заднюю часть черепа и дав возможность роста задней части мозга.

— Приматы были вынуждены поумнеть, поскольку не имели четкой специализации — ничего толком не умели делать?

— Это не совсем так: специализация человека — его разумность. Это очень узкая и жесткая специализация, которая нашла отражение и в анатомии. У нас пусть примитивная, но очень специализированная кисть: подобного строения запястного и пястного суставов, фаланг, положения большого пальца больше нет ни у кого. В значительной степени редуцирована зубная система. Специализированы череп и позвоночник с его изгибами и проблемами. Строение стопы у человека очень специфично: продольно-поперечные своды, увеличение большого пальца и мизинца, уменьшение остальных. Хотя мизинец — сам пальчик — маленький, но пятая плюсневая кость мощнее, чем вторая, третья и четвертая. Наше эволюционное будущее, скорее всего, — превращение в парнокопытных. Потому что опираться на одну поверхность энергетически выгоднее, чем на пять, и у всех видов, адаптировавшихся к наземному образу жизни, пальцев становится меньше. Но человек пока этот эволюционный тренд обогнал по-своему, изобретя искусственные копыта — обувь.

И наконец, наша культура — очень мощная специализация. Чтобы человек стал человеком, должно быть много других людей с кучей всяких знаний, которые запихнут их ребенку в голову. А без них человек сам по себе беспомощен. Примером тому дети-маугли.

— Кто- то еще из приматов пытался отрастить мозг?

— Первые павианы эволюционировали в сторону увеличения головного мозга так же быстро, как и наши предки. Но они выбрали путь усиления вертикали власти — жесткой иерархии в группе, а ее легче всего поддерживать агрессией. Это полностью остановило развитие интеллекта.

Другой пример — ореопитек, вид обезьян, живших на заболоченном острове рядом с Италией. Они практически перешли к прямохождению, что освобождало руки, и, как и наши предки, имели маленькие челюсти, что давало возможность развития мозга. Но семь миллионов лет назад на Земле стало холоднее и суше. Наших предков это заставило выйти из джунглей в саванны и дало толчок к их развитию. А для избалованных безопасным существованием ореопитеков это стало концом: болота подсохли, остров соединился с материком, и пришедшие оттуда хищники съели их.

В Юго-Восточной Азии жили гигантопитеки — самые большие обезьяны всех времен, достигавшие трехметрового роста. Их мозг по размеру был почти как у современного человека. Однако они пошли по пути специализации к питанию растительной пищей и наращиванию челюстей. В результате порядка ста тысяч лет назад они исчезли, и не исключено, что не без прямого участия наших предков — древние люди, заселив Южную Азию, не могли не оценить гигантопитеков как добычу.

Еще один крупный разумный вид — массивные австралопитеки. Два с половиной — миллион лет назад их руки были лучше приспособлены для изготовления орудий, чем у наших предков, которые жили тогда же и там же. Но выжили именно последние.

Приматам повезло в целом, но среди всего рода Homo sapiens оказался самым удачливым. Неандертальцев накрыли вулканы и оледенения, флоресиенсисы и жители Явы увлеклись жизнью в райских условиях. Гигантопитеки и массивные австралопитеки пали жертвой вегетарианства.

Однако уменьшение мозга у современного человека последние двадцать пять тысяч лет заставляет насторожиться и нас. Возможно, не все так светло в нашем будущем. Мозг верхнепалеолитических людей и даже неандертальцев в среднем был гораздо больше современного. Средний мозг поздних неандертальцев-мужчин был больше 1500 кубических сантиметров. Для современных же мужчин всех рас средний размер — примерно 1425 кубических сантиметров.

Paranthropus boisei еще не решил, жевать или думать

Рисунок: Роман Евсеев

— Человечество глупеет?

— Это наиболее вероятная версия. У нас общество доминирования группового интеллекта, то есть каждый отдельно взятый человек не очень умен. Мне лично не нужно знать, как добыть огонь из ничего, сделать копье или охотиться на бобров. Мне достаточно знать, как преподавать антропологию, поэтому большой мозг мне вообще ни к чему.

Охотник-собиратель должен был уметь все с нуля и полностью: сделать все орудия труда, добыть огонь, построить жилище, выследить добычу, убить ее и приготовить. При этом он должен был быть носителем и всех социальных знаний: легенд и преданий, умения выстраивать отношения с сородичами, изготовления украшений. У него не было ни специалистов, ни энциклопедий, поэтому ему требовался более мощный мозг. Мы же очень специализированы, и каждый из нас владеет лишь малыми фрагментами культуры.

Кроме того, древнему человеку приходилось до многого доходить своим умом. Продолжительность жизни была мала, поэтому умудренных опытом стариков, да еще с педагогическим даром было катастрофически мало.

Современный человек берет нусом — коллективным разумом. У наших предков нус еще был слабоват, поэтому каждому приходилось работать своими мозгами.

— То есть наш мозг уменьшается, поскольку обеспечивать свое выживание в джунглях — более сложная задача, чем тратить социальное пособие в ближайшем супермаркете?

— Да. Нам большой мозг сейчас не нужен, а это очень энергоемкий орган. Не зря палеолитические люди имели мощное телосложение. Им надо было усиленно кормить свой большой мозг, благо мамонтов еще хватало. С неолита пошел естественный отбор на уменьшение размера мозга — на углеводной диете земледельцев выигрывали индивиды с меньшими габаритами, но с повышенной плодовитостью. У скотоводов была более калорийная пища, поэтому рекорд размеров мозга сейчас принадлежит монголам, бурятам и казахам.

— Мозг деградирует только у современных людей?

— Были и другие примеры интеллектуального регресса. Например, флоресиенсисы — так называемые хоббиты с острова Флорес в Индонезии. Первоначально, около миллиона лет назад, туда заселились питекантропы, имевшие мозг весом 800–1000 граммов. Но эволюция в изоляции, в условиях маленького острова, привела к уменьшению размеров мозга: 12 тысяч лет назад он весил уже 400 граммов, как у шимпанзе. При этом упрощения культуры не произошло: удивительно, что столь маленький мозг смог обеспечивать изготовление достаточно сложных орудий.

— Насколько быстро приматы создавали материальную культуру?

— Первые каменные орудия появились лишь 2,7 миллиона лет назад. Причем происходило это независимо несколько раз: у австралопитеков гари, в двух линиях массивных австралопитеков и в линии Homo. Но и в самой линии Homo несколько раз возникали альтернативные человечества со своей культурой. Всем известен пример неандертальцев Европы. Но были и люди на Яве, которые, живя в крайне специфических условиях и полной изоляции, сумели сформировать собственную культуру.

Всего-навсего через миллион лет после изобретения каменных орудий появляется жилище. Приход в зоны умеренного климата вынуждал людей в поисках защиты от холода заселять гроты и пещеры. Ашельская культура, существовавшая 1,76 миллиона — 150 тысяч лет назад, была относительно статична: на протяжении более чем миллиона лет она мало изменялась, особенно архаичной она оставалась в Азии и в окраинных районах Европы. Это можно считать свидетельством еще не полной разумности архантропов. Наибольшими темпами развивались культуры Африки. Примерно полтора миллиона лет самым древним следам использования огня в Восточной Африке. В Европе древнейшие следы (пятьсот тысяч лет назад) использования огня обнаружены во Франции.

Древнейший пример захоронения — кости людей, расчлененных и брошенных в шахтоподобную пещеру Сима де лос Уэсос в Испании около трехсот двадцати пяти тысяч лет назад. Туда же бросали кости хищников: медведей, пантер, лис; но ни одной кости травоядных. То есть люди как-то ассоциировали себя с хищниками. Более приближенные к современным варианты погребения появились лишь около ста тысяч лет назад, причем не у наших предков, а у неандертальцев.

А у кроманьонцев — наших предков — появляются различные вариации, например по нескольку тел, хитро сложенных в одной яме. А около сорока тысяч лет назад начали класть в могилы различные предметы: копья, жезлы начальников, произведения искусства, посыпать охрой — это можно считать свидетельством появления веры в загробную жизнь, для которой умершим давали с собой полезный инвентарь.

— Можно ли сказать, когда у человека появилось абстрактное мышление, например, по появлению символического искусства?

— Первые следы символического искусства вообще восходят к австралопитекам. Самый ранний артефакт найден в Макапансгате — в пещере Южной Африки. Это красная овальная галька, которую выбоины естественного происхождения сделали похожей на рожицу. Причем ближайшее ее естественное залегание находится в тридцати двух километрах оттуда. То есть три миллиона лет назад кто-то тащил тридцать два километра эту гальку только потому, что она ему показалась прикольной. Около трехсот-четырехсот тысяч лет назад появились первые украшенные насечками кости. А сто тысяч лет назад — первые украшения из просверленных ракушек. Потом был всплеск искусства в Южной Африке, порядка восьмидесяти тысяч лет назад: появляются куски охры с орнаментом в виде крестиков и полосочек — своеобразный орнамент. Первым картинкам шестьдесят две тысячи лет, это еще до сапиенсов. А с их появлением, сорок тысяч лет назад, культура расцвела по полной: наскальная живопись, статуэтки, резьба по кости, музыкальные инструменты.

— Когда возникли расы?

— Они существовали практически всегда. Раса — это группа популяций, обладающих комплексом сходных биологических наследуемых признаков, возникшая на одной территории и имеющая единую историю. Да, в нашей истории было бутылочное горлышко — резкое снижение численности до малой группы особей, это было восемьдесят тысяч лет назад. Но уже через сорок тысяч лет многочисленные сапиенсы жили на разных территориях, и иногда они отличались друг от друга больше, чем современные люди, — тогдашние расы были более дифференцированы, чем современные. Современные комплексы больших рас сложились в конце верхнего палеолита и мезолита, тогда как расы меньшего порядка — только в неолите, бронзе и даже в начале железного века.

Расы продолжают возникать и сейчас. В Индии специфическая культура привела к появлению массы расовых вариантов вследствие одной только кастовой изоляции. В отсутствие географических препятствий и даже в пределах одного населенного пункта искусственно выведенные расы существуют тысячи лет практически в полной изоляции.

— Существует ли единая классификация рас?

— Их множество. На мой взгляд, идеальный вариант классификации был предложен российским антропологом Георгием Дебецем в 1958 году. Он сумел в одной схеме учесть и разделение, и смешение между различными группами. Сейчас к ней можно добавить еще отдельные ветви, смешения и проставить датировки. Но принципиально она не меняется.

— Формирование рас происходит по тем же законам, что и формирование новых видов?

— Расовые признаки изначально возникали как адаптация к климатическим и иным природным условиям. Например, узкий разрез глаз монголоидов, бушменов и туарегов предохраняет глазное яблоко от пыли, ветра и слишком яркого солнца на открытых пространствах. При этом глаз монголоидов отличается существенно большим количеством подкожной клетчатки, предназначенной для сохранения тепла. Более экзотическим примером расовых адаптаций является стеатопигия — огромные отложения жира на ягодицах у бушменов, готтентотов и андаманцев. Это запас питательных веществ на случай их резкого недостатка. Благодаря скульптурам верхнего палеолита мы знаем, что стеатопигия была обычным явлением в Европе двадцать пять — двадцать тысяч лет назад.

Расовые признаки имеют еще и возрастную изменчивость. Например, многие европеоидные дети имеют эпикантус — складку верхнего века во внутреннем углу глаза, характерную для монголоидов и исчезающую по мере взросления у европеоидов. Негры и другие экваториалы рождаются с очень светлой кожей, а усиление пигментации происходит позже. Аборигены Центральной Австралии в детстве часто имеют светлые волосы, а взрослые почти всегда черноволосы. Дети новокаледонских папуасов от года до полутора лет имеют прямые волосы, у взрослых они курчавые.

На расовые признаки влияет естественный и половой отбор, генетико-автоматические процессы, случайно меняющие частоты генов и эффекты «основателя» и «бутылочного горлышка». Современное распространение расовых признаков часто сильнее отражает не биологические явления, а исторические процессы.

— В исследовании наших предков всегда связывается степень разумности с объемом мозга. А так ли жестко интеллект связан с размером мозга?

— Связан, но не жестко. Чем больше объем мозга, тем, конечно, лучше. Но лишь потенциально. Интеллект связан не с размером как таковым и даже не с числом нейронов, а с количеством связей между ними. Он в некоторой степени обусловлено генетически. Но зависит и от условий жизни. Если человек живет в насыщенной среде, то и связей между нейронами образуется много. А если у человека даже три килограмма мозгов, но он сидит при этом в темной комнате без всяких связей с внешним миром, то у него не будет стимулов для развития интеллекта. Примером тому дети-маугли: если критический момент — первые два года жизни — пропущен, то человек, какие бы у него ни были размеры мозга, уже не овладеет ни речью, ни полноценной трудовой деятельностью.

В некоторых исследованиях находят небольшие отличия размеров мозга великих деятелей в большую сторону от среднего по популяции. Это связано с тем, что среди знаменитых поэтов, писателей, политиков преобладают мужчины, у которых размер мозга больше, чем у женщин, поскольку объем мозга всегда коррелирует с размером тела. Вторая причина в том, что в основном расчеты делаются по североевропейским великим деятелям. На севере крупные размеры тела, и соответственно, размер мозга тоже в среднем достаточно большой. Если бы в эти исследования включили египтян или итальянцев, то среднее было бы то же, что и по популяции.

— Чем севернее живет народ, тем больше объем мозга?

— Размер мозга связан коррелятивно с размерами тела. И есть правило Бергмана: чем ближе к полюсам, тем крупнее размеры тела у животных. Потому что, чем больше тело, тем дольше оно остывает. У человека это правило в целом выполняется. Например, сравните норвежцев с итальянцами. У сибирских народов размеры не так четко коррелируют, но чем северней, тем форма тела будет ближе к шару: широкие плечи, мощная грудная клетка, короткие конечности и круглая голова.

Но для человечества в целом это не всегда выполняется. Самый крупный размер мозга у монголов, бурятов, казахов. Хотя это не самые северные люди. Более того, размеры мозга серьезно меняются во времени. Например, у современных австралийских аборигенов размер мозга один из самых маленьких на планете. Но у их предков еще восемь тысяч лет назад мозг был больше, чем у современных европейцев. Быстрота эволюции определяется тем, что австралийские аборигены живут маленькими группами. В период от двенадцати до шести-восьми тысяч лет назад количество стоянок резко увеличивается. Видимо, резкие изменения климата вызвали рост количества людей. Возможно, именно поэтому позже возник дефицит пищи и пошел быстрый отбор на уменьшение размеров мозга. При этом уровень культуры у них практически не поменялся.

— Насколько различается интеллект у различных народов?

— Сравнение интеллекта у различных культур — задача сомнительная. Ведь какие-нибудь бушмены в Калахари явно ориентированы на решение не таких, как у нас, жизненных задач. И набрав в непонятном им картиночном тесте IQ пятьдесят баллов, они потом еще долго смеются над глупыми европейцами, не способными даже добыть себе еду на охоте.         

Схема 1

Эволюционное дерево человека

Схема 2

Разделение и смешение рас по Г. Дебецу