Доктор Спи Ю *

Головной мозг человека, строение головного мозга, уникальные факты и открытия.

Теория эволюции утверждает, что жизнь возникла из материи в результате чистой случайности. Согласно этой теории жизнь началась с одноклеточных организмов через мутации, естественный отбор и постоянную приспособляемость организмов к окружающим условиям. Этот процесс происходил в течение миллиардов лет, после чего материя, наконец-то, эволюционировала в разнообразные формы жизни, которые существуют в современном мире.

Эволюция настолько крепко засела в наших умах, что мы редко поддаем её сомнению. Иначе говоря, если вы сомневаетесь в эволюции - готовьтесь к нападению! В выпуске журнала Wall Street за 16 августа 1999 говорится: "Один китайский палеонтолог путешествует по миру с лекциями о том, что недавно обнаруженные в его стране окаменелости свидетельствуют против дарвинистской теории эволюции. Причина заключается в том, что основные группы животных появляются внезапно в горных породах на протяжении относительно короткого времени, а не эволюционируют постепенно от одного общего предка, как утверждает теория Дарвина. Когда американские ученые расстраиваются из-за этих данных, он говорит с усмешкой: "В Китае мы можем критиковать Дарвина, но не правительство. В Америке же все наоборот: вы можете критиковать правительство, но не Дарвина".

Возбуждающий нейрон с микроскопическим отростком. Внутри каждого ядра нейрона находится нить молекулы ДНК, размер которой в размотанном виде приблизительно составляет один метр в длину. Она находится внутри клетки размером 1/30 000 булавочной головки!

Имея современные достижения в области неврологии, нейрохирурги имеют замечательную возможность исследовать , наиболее сложную структуру во всей вселенной, которая весит всего 3 фунтов. Основной элемент состоит из нейронов и глиальных клеток. В мозгу человека расположено, по меньшей мере, от 10 до 30 миллиардов нейронов и в десять раз больше глиальных клеток. Каждый нейрон имеет от 10 000 до 50 000 соединений с другими нейронами. С помощью электронного микроскопа можно отличить возбуждающий нейрон от тормозного нейрона. Он отличается присутствием микроскопических отростков, которые от него отходят.

Головной мозг человека является настолько нежной и хрупкой структурой, что его естественный шлем, череп, является встроенным устройством, который его защищает. Череп имеет чрезвычайно сложное геометрическое строение. Он состоит из восьми слоеных костей неравномерной толщины, которые соединены неподвижно швами. Основание черепа представлено толстой пластиной неравномерной плотности с отверстиями для черепных нервов, кровеносных сосудов и спинного мозга. Все нейрохирурги должны быть очень хорошо знакомы с анатомическим строением основания черепа головного мозга. Здесь создаются крошечные канальцы, по которым можно достичь самых глубоко расположенных структур головного мозга, не повредив при этом сам мозг человека. Внутри окружен герметичной спинномозговой жидкостью (СМЖ). Эта жидкость обеспечивает питание мозга человека и выполняет функцию активной подвесной системы для головного мозга. Если по каким-либо причинам у вас не хватает СМЖ, у вас будет болеть голова из-за нехватки смягчающего эффекта.

Головной мозг является структурой, где также можно наблюдать действие правила не снижаемой сложности. Если все составляющие компоненты не работают вместе в унисон, система просто не будет функционировать. Это то же самое, как если в вашем автомобиле отсутствуют подвески или ходовая часть или панель кузова. Никакое количество мутаций или естественный отбор не создадут в вашем автомобиле воздушные подушки, противоскользящие приспособления или другие активные средства безопасности.

Мы воспринимаем внешний мир через органы чувств. Известно пять органов чувств? Это - обоняние, вкус, слух, осязание и зрение.

Головной мозг и обоняние

Наш способен различать более 10 000 различных запахов с помощью крошечных обонятельных нервов, которые расположены на верхней поверхности внутри нашего носа. Биология системы обоняния очень хорошо описана в статье под названием «Молекулярная логика обоняния», написанная Ричардом Акселом, которая была напечатана в выпуске журнала Scientific American за октябрь 1995 год. Система обоняния тесно связана с лимбической системой, которая контролирует наши эмоции и память. Как заметил один выдающийся специалист в области акушерства, который также увлекается виноделием: “Сильный аромат будоражит душу и питает разум”.

Головной мозг и слух

Человеческое ухо с его 24 000 "волосковыми клетками", которые превращают вибрации в электрические импульсы, обладает способностью слышать звуки чрезвычайно низкого уровня акустической энергии. При благоприятных внешних условиях обычный человек может фактически воспринимать звуковые волны силой 10 -16 ват.

Внутренняя часть уха имеет очень изящное анатомическое строение. Слуховой нерв, как видно из фотографии магнитно-резонансного изображения (МРИ) ниже, входит во внутренний слуховой канал, в котором расположены 3 других нерва, 2 вестибулярных нерва и 1 лицевой нерв. Все эти нервы плотно расположены друг возле друга и, несмотря на это, между ними никогда не происходит утечки тока или перекрестной деформации!

Зрение и головной мозг

Человеческий глаз и головной мозг

Когда мы размышляем о человеческом глазе, мы удивляемся ещё больше. Он просто очаровывает нас! Помимо того, что он имеет автоматическую фокусировку, автоматическую выдержку, замечательную реакцию в условиях слабого освещения, замечательное восприятие глубины, которым даже и близко не обладает ни один фотоаппарат, глаз способен улавливать и определять: 1.быстроту действия или его скорость; 2.направление действия; 3.расположение объекта (или предмета); 4.структуру объекта; 5.назначение объекта и 6.цвет объекта.

Зрительный проводящий путь уникален в человеческой анатомии с его перекрестными соединениями. В последнее время очень многие исследования посвящены изучению зрительной коры . Функциональное МРИ обеспечивает наилучший способ исследования реакций головного мозга, которые вызваны зрением у неанестезируемого испытуемого. Первичная зрительная кора, V1 "загорается", когда испытуемый видит объект.

Наиболее удивительное открытие заключается в следующем: если испытуемого просят построить мыслительный образ без какого-либо внешнего зрительного раздражителя, то “загорается" другая область зрительной коры головного мозга - V5. Если этот определенный мыслительный образ обладает какими-либо особенными качествами, то запускается соответствующая физическая реакция тела. Потрясающе! Могут ли эволюционисты объяснить такой замечательный процесс?!

Функциональное МРИ также используется для того, чтобы помечать область речи и область, которая отвечает за память. Это очень важно при хирургических операциях, которые проводятся на пациентах с эпилепсией. Нас постоянно удивляют большие области разных частей голвного мозга, которые вовлечены в функции речи и памяти. Гиппокамп и мезиальные височные структуры являются высокоорганизованными структурами, которые выполняют свои соответствующие функции короткой и длительной памяти. Выполняя тщательно разработанные и сложные тесты, такие как Wada тест (названный в честь невролога Доктора Джун Вада), и в последнее время общепринятую топографию мозга с помощью функционального МРИ, нейрохирург может производить резекцию (то есть удаление) эпилептогенной области головного мозга, сохраняя и предохраняя в то же самое время функции речи или памяти.

Области головного мозга, которые "загораются" во время работы памяти.

Пейсмекерный (ритмоводитель) головного мозга

Когда мы прогуливаемся, играем в теннис, гольф или выполняем сложную микрохирургическую операцию, мы никогда не задумываемся над тем, почему наши движения такие гладкие и хорошо скоординированные. В то время как у людей, страдающих заболеванием Паркинсона (ЗП) эти движения наоборот не плавные и совсем не координированные. Их движения напоминают автомобиль, в который встроена гиперактивная и беспорядочная тормозная система. Почему это происходит? Вся проблема заключается в том, что поражены их подкорковые узлы. Недавно проведенное исследование (Nature 400:677-682) указывает на то, что в нашем организме есть крошечная структура, называемая Гипоталамическое ядро (ГТЯ), которое находится в черепной коробке головного мозга, оно является ритмоводителем нашего тела. Множественные петли обратной связи и соединения между ГТЯ и другими ядрами внутри всех подкорковых узлов отвечают за исключительную плавность движений нашего тела.

Гипоталамическое ядро в головном мозге

Заболевание Паркинсона (ЗП) является прогрессивным заболеванием, которым болеют миллионы людей во всем мире. 10% пациентов, в конечном счете, не поддаются медицинскому лечению. Оперативное вмешательство при ЗП является надеждой для многих таких пациентов. С помощью стимулирования ГТЯ через имплантированный электрод, можно будет снять большинство симптомов этого заболевания. Эта процедура, которая называется “глубокая стимуляция головного мозга” приобретает в последнее время широкое признание. И, тем не менее, если длина электрода хотя бы на один миллиметр не верна, пациент может видеть вспышки света или у него может развиться острая депрессия! В этом и заключается невероятная сложность подкорковых узлов головного мозга. Главный нейрохирург одного медицинского заведения как-то сказал: "Если вы хотите завалить кого-нибудь по нейроанатомии, спросите его, как связаны между собой таламическое ядро, бледный шар и путамен".

Можно и дальше продолжать говорить обо всех тайных сокровищах нашего . Теперь уже установлены области, которые отвечают за наши эмоции, духовные переживания, познавательную способность и постановку нескольких задач. Недавно проведенное исследование даже подтвердило реальность клинической смерти (КС), предполагая возможность существования жизни после смерти и души (это новое исследование планируется к публикации в авторитетном медицинском журнале Resuscitation в 2001 году).

На самом деле, чем больше вы углубляетесь в неврологическое исследование, тем больше удивительных открытий ждут нас. Только благодаря нашим современным компьютерным технологиям мы имеем возможность взглянуть на чудеса нашего встроенного центрального блока обработки данных, то есть на . Можно просто восхищаться порядком, изобретательностью, и сложностью, но в то же самое время простотой самого высокого порядка. Свидетельство дизайна окружает нас повсюду.

В медицине, большинство нашей практики основывается на вероятности. В нашем статистическом анализе мы используем p значения, доверительный интервал и нулевую гипотезу. Какова вероятность того, что жизнь образовалась из атомов в молекулы, и из аминокислот в белки (не стоит забывать о том, что все белки, которые участвуют в образовании жизни, являются левосторонними по своему расположению). Каков шанс того, что из ДНК образовалась информационная РНК, а из отдельной клетки образовалось половое размножение, а после этого и весь человеческий организм со всеми его чудесами, такими как и его чувства, сердце и кровообращение, образование тромба, иммунная система, ранозаживляющие и целительные механизмы? А теперь подумайте о том, что все эти системы и механизмы должны бы были работать вопреки второму закону термодинамики, правилу неснижаемой сложности, и вопреки тому факту, что большинство мутаций являются вредными.

Эволюционисты утверждают: за миллиарды лет время способно творить чудеса, даже если вероятность этого бесконечно мала. Головной мозг человека слишком сложный, чтобы его можно было полностью постичь. Посадите обезьяну перед пианино. Дайте ей много времени (хоть вечность). Какова вероятность того, что наш "предок" возьмет правильные аккорды и сыграет музыкальное произведение Бетховена “К Элизе”? "Называя себя мудрыми, обезумели" (Послание Римлянам 1:22).

"Славлю Тебя, потому что я дивно устроен. Дивны дела Твои, и душа моя вполне сознает это" (Псалом 138:14).

* Доктор Спи Ю является нейрохирургом и преподавателем в Колледже хирургов в Гонконге.

Эволюция человека как биологического вида исключительно сложна. Следовательно, это в полной мере относится к мозгу. Однако это не означает, что мозг человека следует рассматривать как нечто застывшее, неизменяемое. В процессе онтогенетического развития мозг человека претерпевает значительные изменения. В анатомическом отношении мозг новорожденного и мозг взрослого человека существенно различаются. Это означает, что в процессе индивидуального развития происходит возрастное эволюционирование мозговых структур. Кроме того, даже после завершения морфологического созревания нервной системы человека остается необъятная “зона роста” в смысле совершенствования, перестройки и нового образования функциональных систем. Мозг как совокупность нервных элементов у всех людей остается примерно одинаковым, но на основе этой первичной структуры создается бесконечное разнообразие функциональных особенностей.

Завершенность биологической эволюции человека следует понимать не как конечный пункт, а как динамический момент, открывающий большие возможности для индивидуальных вариаций, для постоянного совершенствования личности.

В процессе эволюции мозга можно выявить два важнейших стратегических направления. Первое из них заключается в максимальной предуготованности организма к будущим условиям существования. Это направление характеризуется большим набором врожденных, инстинктивных, реакций, которыми организм оснащен буквально на все случаи его жизни. Однако набор таких “случаев” довольно стереотипен и ограничен (питание, защита, размножение).

В мире организмов-автоматов нет надобности в индивидуальном обучении, личном прошлом, ибо организм рождается наделенным способностями к определенным действиям. Стоит измениться условиям, как наступает гибель. Однако огромная плодовитость сводит практически на нет “неразумность” отдельных особей, не имеющих гибкости в реагировании. Благодаря той же гигантской плодовитости происходит быстрое приспособление целых поколений к меняющимся факторам среды: тысячные и миллионные потеря вследствие неприспособленности быстро восполняются.

Если от мира насекомых, где автоматизация поведения достигает наивысшего расцвета, обратиться к миру млекопитающих, то можно увидеть совсем иную картину: врожденные, инстинктивные формы реагирования “обрастают” индивидуализированными реакциями, основанными на личном опыте. Поведение млекопитающего в какой-либо ситуации гораздо менее определенно, чем насекомого; шаблонов поведения становится все меньше, а исследовательские, ориентировочные реакции занимают все больше места.

Примечательно, что для такой формы жизнедеятельности требуется гораздо больше мозгового вещества. Впрочем, это и понятно. Мозг насекомого - это, по существу, многопрограммный исполнительный автомат, тогда как мозг млекопитающего - автомат самообучающийся, способный к вероятностному прогнозированию.

Однако главное не в количестве, а в структуре мозгового вещества. В рамках второго направления эволюции, предоставившего индивидам наибольшее число степеней свободы действия, происходит неуклонное увеличение размеров коры больших полушарий мозга. Этот отдел является наименее специализированным и, следовательно, наиболее пригодным для фиксации личного опыта. Принцип кортикализации функций, таким образом, предполагает возможность их непрерывного совершенствования.

Казалось бы, второе направление эволюции наиболее перспективно, и его представителям заранее обеспечено полное процветание. Но способность к индивидуальному обучению дается за счет неприспособленности в раннем детстве. Пока происходит обучение, часть неопытного молодняка, естественно, погибает.

Таким образом, возникает трудно разрешимая дилемма: увеличить или сократить срок обучения. В первом случае потомство становится особенно опытным. Однако при этом очень велик риск для жизни. Во втором случае рано повзрослевшему существу грозит плохая приспособляемость, “неразумность”, что в конце концов тоже неблагоприятно для выживания.

В живой природе существует множество компромиссных решений этой дилеммы, суть которых сводится к одному: чем больше набор врожденных реакций для первоначального выживания, тем короче период детства и меньше способность к индивидуальному обучению. Человек в этом ряду занимает особое место: его новорожденный самый беспомощный, а детство - самое продолжительное во всем животном мире. В то же время у человека наиболее высокая способность к обучению, к творческим взлетам мысли.

Однако путь от беспомощного новорожденного до социально зрелого индивида чрезвычайно велик.

Новорожденный фактически ничего не умеет и практически всему может и должен научиться в течение жизни. Как избежать ошибок и искажений в развитии, как добиться формирования гармоничной, творческой личности? Существует мнение, что все зависит от воспитания. Новорожденного можно сравнить с своего Рода нулевым циклом предстоящей постройки, и из этого нуля можно сотворить все, что угодно.

Взгляд на период новорожденности как на нулевую фазу не нов. Еще в XVII в. Д.Локк развивал идеи о том, что душа новорожденного - “чистая доска”, “пустое помещение”, которое заполняется в процессе развития и воспитания. Эти постулаты надолго закрепились в педагогике. Однако современные исследования показывают, что мозг новорожденного - не просто безликая масса клеток, ожидающих внешних воздействий, а генетически запрограммированная система, постепенно реализующая заложенную в нее тенденцию развития. Только что родившийся ребенок - далеко не “нуль”, а сложнейший результат насыщенного перестройками периода внутриутробного развития.

Если продолжить сравнение мозга новорожденного с “чистой доской”, незаполненной тетрадью, то можно отметить, что несмотря на внешнее сходство всех тетрадей каждый экземпляр имеет свои особенности. В одном, например, нельзя писать чернилами (они расплываются), в другом обнаруживаются неразрезанные страницы (поневоле приходится оставлять пустые места), в третьем перепутана нумерация страниц и необходимо делать записи не по порядку, а в разных местах. Более того, практически невозможно записать во все экземпляры один и тот же текст, одни и те же сведения, не говоря уже о различиях формы, стиля изложения и почерка. В одних случаях изложение получается предельно сухим, в других - романтически приподнятым, в третьих целые фрагменты оказываются совершенно неразборчивыми. Однако следует отметить, что сравнение мозга с тетрадью чересчур поверхностно, ибо мозг человека - это не компьютер для фиксации сведений, а система, активно перерабатывающая информацию и способная самостоятельно извлекать новую информацию на основе творческого мышления. Главной причиной творческого, интеллектуального развития ребенка является необходимость взаимодействия отдельных форм поведения в ходе решения возникающих и усложняющихся в окружении ребенка жизненных задач.

На основе изучения развивающегося мозга можно условно говорить о “биологическом каркасе личности”, который влияет на темп и последовательность становления отдельных личностных качеств. Понятие “биологический каркас” динамическое. Это, с одной стороны, генетическая программа, постепенно реализующаяся в процессе взаимодействия со средой, с другой - промежуточный результат такого взаимодействия. Динамичность “биологического каркаса” особенно наглядна в детстве. По мере повзросления биологические параметры все более стабилизируются, что дает возможность разрабатывать типологию темпераментов и других личностных характеристик.

Важнейшими факторами “биологического каркаса личности” являются особенности мозговой деятельности. Эти особенности генетически детерминированы, однако эта генетическая программа всего лишь тенденция, возможность, которая реализуется с различной степенью полноты и всегда с какими-то модификациями. При этом играют большую роль условия внутриутробного развития и различные факторы внешней среды, воздействующие после рождения. Все же влияния внешних факторов небеспредельны. Генетическая программа определяет предел колебаний в своей реализации, и этот предел принято обозначать как норму реакции.

Например, такие функциональные системы, как зрительная, слуховая, двигательная, могут существенно различаться в нормах реакции. У одного человека от рождения присутствуют задатки абсолютного музыкального слуха, другого нужно обучать различению звуков, но выработать абсолютный слух так и не удается. Тo же самое можно сказать о двигательной неловкости или, наоборот, одаренности. Таким образом, “биологический каркас” в известной степени предопределяет контуры того будущего ансамбля, который называется личностью.

Говоря о вариантах нормы реакции отдельных функциональных систем, следует указать на относительную независимость их друг от друга. Например, между музыкальным слухом и моторной ловкостью нет однозначной связи. Можно прекрасно, тонко понимать музыку, но плохо выражать ее в движениях. Этот факт раскрывает одну из важнейших закономерностей эволюционирования мозга - дискретность формирования отдельных функциональных систем.

Существовали две точки зрения на эволюцию мозга гоминид. Одни исследователи считали главным показателем развития размеры мозга, его объем. Другие авторы придавали большее значение структурным качественным преобразованиям коры.

Сторонники первой точки зрения считали основным критерием выделения семейства гоминид размеры мозга. В связи с этим существовала гипотеза "мозгового рубикона", выдвинутая английским антропологом А. Кизсом. Суть ее состоит в следующем - по объему мозга современные и ископаемые гоминиды оказывались как бы на разных берегах символической реки Рубикон. На одном берегу - австралопитековые, объем мозга, которых не превышает 700 куб. см, на другом берегу - все ископаемые и современные люди с мозгом не менее 850 куб.см. А. Кизс предположил, что существует "критическая масса" мозга, без которой невозможно изготовление орудий и другие сложные формы поведения. Такая масса составляет, по его мнению, 750 куб.см. Иными словами, если объем мозга равен 700 куб.см, то это еще не человек, а если 755 куб.см - то уже человек.

Как известно, объем головного мозга как таксономический признак имеет малую ценность. Его величина вариабельна даже в пределах одного вида. Его показатели могут перекрываться у нескольких видов. Поэтому сторонники второй точки зрения главным морфологическим критерием выделения семейства гоминид считали систему прямохождения. Увеличение размеров мозга, безусловно, характерно для приматов. Однако большее значение в эволюции мозга гоминид имели качественные перестройки коры, появление у гоминид новых специфических человеческих областей коры головного мозга.

Можно заключить, что в эволюции головного мозга гоминид сочетались увеличение размеров мозга и перестройка его отдельных участков с увеличением зон абстрактного мышления и уменьшением зон чувственного восприятия. За период от 4 млн лет до 10 тыс. лет назад мозг вырос от 500 до 1500 куб.см (в среднем), т.е. в 3 раза. Причем на более поздних этапах антропогенеза развитие мозга опережало развитие зубной системы и локомоторного аппарата. Еще большие изменения происходили в микроструктуре мозга. В. И. Кочеткова связывает изменения, происходившие в макро- и микроструктуре мозга гоминид, с их деятельностью.

Существует мнение, что укрупнение головного мозга у млекопитающих сопровождалось увеличением размеров тела. И. Эйсенберг назвал эту связь "энцефализацией". Вес головного мозга связан с весом тела. Абсолютный вес мозга больше у крупных животных, чем у мелких. Относительный вес мозга - вес мозга/вес тела у крупных животных в среднем меньше, чем у мелких.

Я. Я. Рогинский (1978) ввел индекс E2/S, где Е - вес мозга, S - вес тела. Этот индекс позволяет сравнивать животных по степени их церебрализации более объективно. У животных, имеющих аналог руки, - паукообразная обезьяна с осязательным хватательным хвостом (8,64), слон с хоботом (9,62) и др., - этот индекс имеет наибольшие указатели среди млекопитающих. У человека этот индекс равен 32. Р. Фоули полагает, что укрупнение головного мозга у гоминид является следствием питания мясом. Причем основное влияние на увеличение размеров головного мозга оказывало изменение стратегий поиска пищи. Разнообразие пищевого рациона, расширение охотничьих территорий было взаимосвязано с усложнением социальных связей, усилением кооперации и заботы о молодых, об их обучении. В свою очередь, развитие социальности и средств коммуникации также вело к развитию мозга.

Помимо экологических и поведенческих существуют гипотезы, объясняющие увеличение мозга генетическими факторами.

Гипотеза мутации. Считают, что такие явления, свойственные человеку, как мясоедение, гиперсексуальность и проявление агрессивности, могли возникнуть как мутация. Причиной последней могла быть жизнь в условиях повышенной радиации.

Гипотеза изоляции - гетерозиса. Ускоренную эволюцию мозга в эпоху плейстоцена связывают с демографическими изменениями популяции древнейших гоминид. Речь идет о крупных популяциях, подразделенных на много мелких домов, почти не скрещивающихся между собой. Предполагают, что при скрещивании ранее изолированных групп возникал новый стимул развития головного мозга в виде эффекта гетерозиса. Гетерозис - это увеличение размеров тела и внутренних органов вследствие скрещивания отдаленных групп (Никитюк, Чтецов, 1983).

10. Социальные факторы происхождения человека

К социальным факторам антропогенеза относят труд, общественный образ жизни, развитое сознание и речь. Роль социальных факторов в антропогенезе была раскрыта ф. Энгельсом в работе "Роль труда в процессе превращения обезьяны в человека" (1896). Этим факторам принадлежала ведущая роль на более поздних этапах становления человека.

Важнейший фактор эволюции человека - труд. Способность изготавливать орудия труда свойственна только человеку. Животные могут лишь использовать отдельные предметы для добывания пищи (например, обезьяна использует палку, чтобы достать лакомство).

Трудовая деятельность способствовала закреплению морфологических и физиологических изменений у предков человека, которые называют антропоморфозами.

Важным антропоморфозом в эволюции человека было прямохождение. В течение многих поколений в результате естественного отбора сохранялись особи с наследственными изменениями, способствующими прямохождению. Постепенно сформировались приспособления к прямохождению: S-образный позвоночник, сводчатая стопа, широкие таз и грудная клетка, массивные кости нижних конечностей.

Прямохождение привело к высвобождению руки. Сначала рука могла выполнять лишь примитивные движения. В процессе труда она совершенствовалась, стала выполнять сложные действия. Таким образом, рука является не только органом труда, но и его продуктом. Развитая рука позволила человеку изготавливать примитивные орудия труда. Это дало ему значительные преимущества в борьбе за существование.

Совместная трудовая деятельность способствовала сплочению членов коллектива, вызывала необходимость обмена звуковыми сигналами. Общение способствовало развитию второй сигнальной системы - общению при помощи слов. Сначала наши предки обменивались жестами, отдельными нечленораздельными звуками. В результате мутаций и естественного отбора шло преобразование ротового аппарата и гортани, формирование речи.

Труд и речь влияли на развитие мозга, мышление. Так в течение длительного времени в результате взаимодействия биологических и социальных факторов осуществлялась эволюция человека.

Если морфологические и физиологические особенности человека передаются по наследству, то способность к трудовой деятельности, речь и мышление развиваются только в процессе воспитания и образования. Поэтому при длительной изоляции ребенка у него не развиваются совсем или развиваются очень плохо речь, мышление, приспособленность к жизни в обществе.

Интересна другая проблема антропосоциогенеза – эволюция мозга. При восстановлении черепов ископаемых высших приматов и гоминид было выявлено различие в объемах мозга по сравнению с мозгом современного человека. Возникла идея количественной грани между обезьяной и человеком: ископаемые, имеющие объем менее – 700-800 см³ - обезьяны, более – люди. Позже оказалось, что определённую роль играют не столько масса мозгового вещества, сколько его структура.

Новые функции привели к изменению структуры в коре больших полушарий. В связи с орудийной деятельностью началось увеличение мозга в двух очагах: нижнем теменном (связан с действием рук) и нижнем лобном (двигательная зона устной речи). Далее сформировались новые эпицентры – зоны, находящиеся в месте смыкания частей коры, регулирующих зрение, слух и осязание, отвечающие за переработку информации, поступающей извне. Последняя зона роста – лобные доли – центры ассоциативного, абстрактного и т.д. мышления.

Мозг человека по сравнению с мозгом шимпанзе не имеет ни одного нового типа клеток или тканей, отдельные части имеют аналогичные пропорции. Различие заключается в меньшей у человека плотности упаковки нейронов в коре, в большем числе нейронов коры с короткими аксонами нейроглиальных клеток на единицу объема коры. Соотношение абсолютного числа нейронов коры человеческого мозга и коры шимпанзе равно 1,4:1.

Только количественные характеристики не объясняют принципиального различия в поведении и психики этих двух видов.

По Иванову, правое полушарие «специализируется» на решении пространственных задач, распознавании нечленораздельных звуков, в нем хранится информация об именах существительных и их коннотатах. Оно распознает иероглифы, низкие звуки, лица людей. Правое полушарие оперирует с конкретным временем в конкретном пространстве, «не понимает» глаголов и «не способно» лгать.

Левое полушарие моложе правого. Оно «отвечает» за анализ речи, распознавание высоких звуков. Левое полушарие оперирует с абстрактными понятиями. Современные исследования указывают на доминирование левого полушария над правым, но Иванов подчеркивает, что эта доминанта относительна и возникает в процессе взросления и обучения.

Российские биологи, основываясь на результатах экспериментов с белыми мышами и анализах медицинской статистики, предположили, что в течение последнего десятилетия происходит глобальный сдвиг от доминанты левого полушария в сторону активности правого.

По Сперанскому, это свидетельствует о том, что «мы меняемся от рационалистической доминанты к мистической – доминированию интуитивного мышления». Этим он объяснял рост сообщений о паранормальных явлениях, рост иррациональных настроений.

В науке сформировался ряд гипотез, описывающих причины значительного развития мозга в антропосоциогенезе.

1). Шведский исследователь Линдблад описывает южноамериканских индейцев, живущих в тропическом лесу. Предшественниками их индейцы называют «безволосую обезьяну», или «икспитека», ведшую водный образ жизни. Для него было характерна редуцированная волосатость, прямохождение и длинные волосы. Новый образ жизни повысил выживаемость, мутационные изменения наследственных структур повлекли приспособление к водной среде. Это выразилось в уменьшении волосатости тела и развитии слоя подкожного жира. Особенно мощный слой подкожного жира был у детей в первые годы. Ноги у икспитека были длиннее рук, большие пальцы ног не противопоставлены и направлены вперёд. Осанка при хотьбе прямая, возможно, как у нас. Дальнейшее развитие черепа и мозга привело к появлению человека современного типа.

2). Эта гипотеза сформировалась в рамках исследований по «космическому катастрофизму», связывающему возникновение человека со вспышкой близкой сверхновой звезды. Зафиксировано, что её вспышка по времени приблизительно соответствует возрасту древнейших останков человека разумного (30-60 тыс. лет назад).

Ряд антропологов считает, что появление человека вызвано мутацией. А импульс гамма и рентгеновского излучения от вспышки сверхновой звезды (1 год) сопровождался кратковременным увеличением числа мутаций из-за увеличения ультрафиолетового излучения как мутагенного агента.

Иными словами, жесткое излучение, порождённое вспышкой сверхновой звезды, могло вызвать необратимые изменения в клетках мозга некоторых животных, в том числе и гоминид или рост самого мозга. Это могло привести к формированию разумных мутантов вида «человек разумный».

3). Современный человек – мутант, возникший вследствие инверсии земного магнитного поля. Установлено, что земное магнитное поле, которое в основном задерживает космическое излучение, по неизвестным причинам иногда ослабевает. Тогда происходит перемена геомагнитных полюсов – геомагнитная инверсия. Во время таких инверсий степень космического излучения резко возрастает. Исследуя историю Земли, учёные пришли к выводу, что в начале трёх последних миллионов лет полюса Земли четыре раза менялись местами. В пользу этой гипотезы говорит также факт, что человек появился в то время и в тех местах, где сила радиоактивных излучений оказалась интенсивной для изменения человекообразных обезьян. Такие условия сложились 3 млн. лет назад В Южной и Восточной Африке – в период отделения человека от мира животных. Именно в это время, по мнению геологов, из-за сильных землетрясений обнажились залежи радиоактивных руд.

Возможно, вызванные радиацией мутации изменили австралопитека: он стал способен совершать действия, необходимые для его безопасности и обеспечения пищей. В соответствии с этой гипотезой питекантроп появился 640 тыс. лет назад во время второго изменения геомагнитных полюсов. В 3 инверсию появился неандерталец, в 4 – современный человек.

4). Возможно, наиболее ранней формой охоты у гоминид была индивидуальная охота, состязание на выносливость. Такая охота требует многочисленных марш-бросков по саванне и должна вызвать сильный тепловой стресс, который угрожает расстройством деятельности нейронов коры, весьма чувствительных к росту температуры.

В итоге наступает временное нарушение пространственной ориентации и памяти. Человек обладает уникальной адаптацией, которой нет у других приматов. Она предохраняет тело от перегрева и облегчает потерю тепла через выделение и испарение (отсутствие волосяного покрова, исключительно развитая)

Филогенез нервной системы.

Все живые организмы на протяжении жизни испытывают много образные воздействия со стороны внешней среды, на которые отвечают изменением поведения или физиологических функций. Эта способность реагировать на средовые воздействия называется раздражимостью.

Раздражимость имеет место уже у простейших и выражается в изменении у них процессов жизнедеятельности или поведения в ответ на такие раздражения, как химические, температурные, световые.

У многоклеточных животных появляется специальная система клеток - нейроны, способные в ответ на определенные раздражения отвечать нервным импульсом, который они передают другим клеткам тела. Совокупность нервных клеток формирует нервную систему, сложность структуры и функции которой возрастает с усложнением организации животных. В зависимости от последнего у многоклеточных животных в эволюции сложилось три основных типа нервной системы: сетевидная (диффузная), ганглиозная (узловая), и трубчатая.

Диффузная (сетевидная) нервная система характерна для наиболее примитивных животных - кишечнополостных. У них нервнаясистема состоит из диффузно расположенных по всему телу нейронов, которые своими отростками контактируют друг с другом и с иннервируемыми ими клетками, образуя подобие сети. Такой тип организации нервной системы обеспечивает высокую взаимозаменяемость нейронов и тем самым большую надежность функционирования. Однако ответные реакции при таком типе организации нервной, системы имеют неточный, расплывчатый характер.

Узловой (ганглиозный) тип является следующей ступеньюв развитии нервной системы. Он характерен для всех червей, иглокожих, моллюсков и членистоногих. У них имеет место концентрация тел нейронов в виде единых скоплений - узлов (ганглиев). Причем, у плоских и круглых червей такие узлы располагаются только на переднем конце тела, где сосредоточены органы захвата пищи и органы чувств. У кольчатых червей и членистоногих, тело которых разделяется на сегменты, кроме головных узлов, формируется брюшная цепочка

нервных узлов, которые регулируют работу тканей и органов данного сегмента (кольчатые черви) или группы сегментов (членистоногие). Однако, всегда наиболее развитым остается головной узел, являющийся координирующим и регулирующим центром по отношению к остальным ганглиям. Этот тип нервной системы характеризуется некоторой организованностью: где возбуждение проходит строго по определенному пути, что дает выигрыш в быстроте и точности реакции. Но этот тип нервной системы весьма раним.

Хордовым животным присущ трубчатый тип нервной системы. У них в эмбриональном периоде из эктодермы над хордой закладывается нервная трубка, которая у ланцетника сохраняется всю жизнь и выполняет функцию центрального отдела нервной системы, а у позвоночных она преобразуется в спинной и головной мозг. При этом головной мозг развивается из переднего отдела нервной трубки, а из остальной ее части - спинной мозг.

Головной мозг у позвоночных состоит из пяти отделов: переднего, промежуточного среднего, продолговатого мозга и мозжечка.

Эволюция головного мозга у позвоночных

Формирование головного мозга у зародышей всех позвоночных начинается с появления на переднем конце нервной трубки вздутий - мозговых пузырей. Вначале их образуется три, а затем пять. Из переднего мозгового пузыря в дальнейшем образуется передний и промежуточный мозг, из среднего - средний мозг, а из заднего - мозжечок и продолговатый мозг. Последний без резкой границы переходит в спинной мозг

В нервной трубке есть полость - невроцель, которая в ходе образования пяти мозговых пузырей формирует расширения - мозговые желудочки (у человека их 4). В этих участках мозга различают дно (основание) и крышу (мантия). Крыша располагается над - а дно под желудочками.

Вещество мозга неоднородно - представлено серым и белым веществом. Серое - это скопление нейронов, а белое образовано отростками нейронов, покрытыми жироподобным веществом (миелиновой оболочкой), которое придает веществу мозга белый цвет. Слой серого вещества на поверхности крыши любого отдела мозга называется корой.

Большую роль в эволюции нервной системы играют органы чувств. Именно концентрация органов чувств на переднем конце тела обусловила прогрессивное развитие головного отдела нервной трубки. Полагают, что передний мозговой пузырь сформировался под влиянием обонятельного, средний - зрительного, а задний - слухового рецепторов.

РЫБЫ

Передний мозг небольшой, не разделен на полушарии, имеет только один желудочек. Его крыша не содержит нервных элементов, а образована эпителием. Нейроны сосредоточены на дне желудочка в полосатых телах и в отходящих спереди от переднего мозга обонятельных долях. По существу, передний мозг выполняет функцию обонятельного центра.

Средний мозг является высшим регуляторным и интегративным центром. Он состоит из двух зрительных долей и является наиболее крупным отделом мозга. Такой тип мозга, где высшим регуляторным центром является средний мозг, называется ихтиопсидпым.

Промежуточный мозг состоит из крыши (таламуса) и дна (гипоталамуса) С гипоталамусом связан гипофиз, а с таламусом - эпифиз.

Мозжечок у рыб хорошо развит, поскольку их движения отличаются большим разнообразием.

Продолговатый мозг без резкой границы переходит в спинной мозг и в нем сосредоточен пищевой, сосудодвигательный и дыхательный центры.

От мозга отходит 10 пар черепно-мозговых нервов, что характерно для низших позвоночных

Амфибии

У амфибий имеется ряд прогрессивных изменений в головном мозге, что связано с переходом к наземному" образу жизни, где условия по сравнению с водной средой более разнообразны и характеризуются непостоянством действующих факторов. Это привело к прогрессивному развитию органов чувств и соответственно - прогрессивному развитию головного мозга.

Передний мозг у амфибии в сравнении с рыбами значительно крупнее, в нем появилось два полушария и два желудочка. В крыше переднего мозга появились нервные волокна, образующие первичный мозговой свод - архипаллиум. Тела нейронов располагаются в глубине, окружая желудочки, в основном в полосатых телах. Все еще хорошо развиты обонятельные доли.

Высшим интегративным центром остается средний мозг (ихтиопсидный тип). Строение такое же, как у рыб.

Мозжечок связи с примитивностью движений амфибий имеет вид небольшой пластинки.

Промежуточный и продолговатый мозг такие же, как у рыб. От
головного мозга отходят 10 пар черепно-мозговых нервов.

Пресмыкающиеся (рептилии)

Рептилии относятся к высшим позвоночным и характеризуются более активным образом жизни, что сочетается с прогрессивным развитием всех отделов головного мозга.

Передний мозг является самым крупным отделом головного мозга. Кпереди от него отходят развитые обонятельные доли. Крыша остается тонкой, но на медиальной и латеральной стороне каждого полушария появляются островки коры. Кора имеет примитивное строение и называется древней – археокортекс. Роль высшего интегративного центра выполняют полосатые тела переднего мозга - зауропсидный тип мозга. Полосатые тела обеспечивают анализ поступающей информации и выработку ответных реакций.

Промежуточный, мозг, будучи связан с эпифизом и гипофизом имеет еще и дорсальный придаток - теменной орган, воспринимающий световые раздражения.

Средний мозг теряет значение высшего интегративного центра, снижается и его значение как зрительного центра, в связи, с чем его размеры уменьшаются.

Мозжечок развит значительно лучше, чем у амфибий.

Продолговатый мозг образует резкий изгиб, характерный для высших позвоночных, в том числе и для человека.

От головного мозга отходит 12 пар черепно-мозговых нервов, что типично для всех высших позвоночных, в том числе и для человека.

Птицы

Нервная система в связи с общим усложнением организации, приспособленностью к полету и обитанием в самых различных средах, развита значительно лучше, чем у пресмыкающихся.

Дня птиц характерно дальнейшее увеличение общего объема головного мозга, особенно переднего.

Передний мозг у птиц - это высший интегративный центр. Его ведущим отделом являются полосатые тела (зауропсидный тип мозга ).

Крыша остается слабо развитой. В ней сохраняются только медиальные островки коры, которые выполняют функцию высшего обонятельного центра. Они оттесняются к перемычке между полушариями и носят название гиппокампа. Обонятельные доли развиты слабо.

Промежуточный мозг небольших размеров и связан с гипофизом и эпифизом.

Средний мозг имеет хорошо развитые зрительные доли, что обусловлено ведущей ролью зрения в жизни птиц.

Мозжечок крупный, имеет среднюю часть с поперечными бороздами и небольшие боковые выросты.

Продолговатый мот такой же, как у рептилий. 12 пар черепно-мозговых нервов.

Млекопитающие

Передний мозг -это наиболее крупный отдел головного мозга. У разных видов его абсолютный и относительный размеры весьма варьируют. Главная особенность переднего мозга - значительное развитие коры полушарий, которая собирает всю сенсорную информацию от органов чувств, производит высший анализ и синтез этой информации и становится аппаратом тонкой условно-рефлекторной деятельности, а у высокоорганизованных млекопитающих - и психической деятельности (маммальный тип мозга).

У наиболее высокоорганизованных млекопитающих кора имеет борозды и извилины, что значительно увеличивает ее поверхность.

Для переднего мозга млекопитающих и человека характерна функциональная асимметрия. У человека, она выражается в том, что правое полушарие отвечает за образное мышление, и левое - за абстрактное. Кроме того, в левом полушарии находятся центры устной и письменной речи.

Промежуточный мозг содержит около 40 ядер. Специальные ядра таламуса перерабатывают зрительные, тактильные, вкусовые и интероцептивные сигналы, направляя их затем в соответствующие зоны коры больших полушарий.

В гипоталамусе сосредоточены высшие вегетативные центры, управляющие работой внутренних органов через нервные и гуморальные механизмы

В среднем мозге на смену двухолмия приходит четверохолмие. Его передние холмы являются зрительными, а задние связаны со слуховыми рефлексами. В центре среднего мозга проходит ретикулярная.

формация, которая служит источником восходящих влияний, активирующих кору больших полушарий. Хотя передние доли являются зрительными, анализ зрительной информации осуществляется в зрительных зонах коры, а на долю среднего мозга приходится главным образом управление глазной мускулатурой - изменение просвета зрачка, движения глаз, напряжение аккомодации. В задних холмах расположены центры, регулирующие движения ушных раковин, натяжение барабанной перепонки, перемещение слуховых косточек. Средний мозг также участвует в регуляции тонуса скелетной мускулатуры.

Мозжечок имеет развитые боковые доли (полушария), покрытые корой, и червь. Мозжечок связан со всеми отделами нервной системы, имеющими отношение к управлению движениями - с передним мозгом, стволом мозга и вестибулярным аппаратом. Он обеспечивает координацию движений.

Продолговатый мозг. В нем по бокам обособляются пучки нервных волокон, идущих к мозжечку, а на нижней поверхности - продолговатые валики, получившие название пирамид.

От основания мозга отходит 12 пар черепно-мозговых нервов.