Розвинений інтелект китів і дельфінів — еволюційна реакція на необхідність жити у суспільстві. Розміри головного мозку живих істот Найбільший мозок по відношенню до тіла

Вчені досліджують та визначають співвідношення обсягу мозку до обсягу тіл живих істот на Землі. Також вони з'ясували, у кого з тварин найважчий мозок. Відомо, що серед людей є рекордсмени за вагою мозку.

У кого найбільший мозок по відношенню до тіла?

Порівнюючи співвідношення маси мозку до маси тіла, з'ясувалося, що серед хребетних перше місце посідає колібрі. У цього птаха таке співвідношення дорівнює 1\12. Можна було б визначити співвідношення і серед безхребетних, проте як такого мозку вони не мають, зате є нервові вузли чи ганглії. Якщо обчислити співвідношення, порівнявши масу нервових закінчень із масою тіла безхребетних, вийде, що рекордсменом є мураха. Співвідношення в нього дорівнює 14.

Якби в людини співвідношення 14, як у мурахи, голова важила б не менше двадцяти кілограм, і була б приблизно у вісім разів більше. Тим не менш, мозок мурашки в сорок тисяч разів менше мозку людини при порівнянні кількості клітин, з яких вона складається.

Вчені проводили дослідження і досліди, щоб зрозуміти, чи має мурашка розумом. З'ясувалося, що ці мініатюрні комахи здатні узагальнювати та синтезувати інформацію, яку вони отримали.

Мурахи можуть навчатися, вони дорослішають поступово, що підтверджує їх складно-соціальний вигляд. І чим вигляд складніший, тим більше часу витрачає мурашка на навчання. Саме нервова система не дає вважати мурах розумними тваринами. Через те, що мозок цієї комахи складається з п'ятисот тисяч нейронів, думати вона не здатна. Низка вчених вважає, що серед мурах існує розподіл мозку між членами колонії. Цей розподіл можна порівняти зі з'єднанням комп'ютерів за допомогою Інтернету для вирішення певних завдань.

Виходить, що кожна мураха – дрібна частка величезного супермозку. Це загадка для вчених, яку намагаються відгадати. Є версія, що вони діють узгоджено завдяки радіохвилям чи телепатії.

Дивно такий збіг - подібне співвідношення у людини таке ж, як у риби Мормірус або риби-слона. Воно дорівнює 138-150. Серед риб саме у риби Мормірус найбільше співвідношення маси мозку до її тіла.

Дослідивши цікаве співвідношення серед приматів, було з'ясовано, що найбільше воно зовсім не в людей, а в мавпи Білині або Саймірі. Таке співвідношення цього примату становить 1\17.

Тварини з великими мізками

Дослідники після спостереження за десятками різних видів тварин зробили висновок, що ті, чий абсолютний об'єм мозку більший, краще контролюють свою поведінку. Йдеться не про масу мозку, а про його співвідношення з об'ємом тіла. Цікаво, що мавпи, вовки, м'ясоїдні собаки показали гарне самовладання, а ось слон показав погані результати.

Можна оцінювати мозок за співвідношенням його обсягу до обсягу тіла, а, по розміру. Рекордсменів кілька. Відомо, що з наземних тварин мозок найбільшої маси у слона. Близько п'яти кілограмів – стільки важить мозок Індійського слона.

Рекордсменом серед усіх живих істот планети за вагою мозку є кит Physeter Macrocephalus. Мозок цієї тварини може досягати дев'яти кілограмів. Однак якщо обчислити ставлення мозку до тіла, то вийде 140 000. Вага мозку кита залежить від його віку та виду. Відомо, що синій кит набагато більший за кашалота, проте його мозок менший і важить лише шість кілограмів вісімсот грамів.

Ще один володар великого мозку – північний дельфін білуха. Його мозок важить два кілограми триста п'ятдесят грамів, тоді як у дельфіна афаліну він важить лише один кілограм сімсот тридцять п'ять грамів.

Живою істотою планети з великим мозком є людина. У середньому його мозок важить від одного кілограма двадцяти грамів до одного кілограма дев'ятсот сімдесяти грамів.

Найбільший мозок у людини

Вага мозку людини залежить багатьох чинників. По-перше, чоловічий мозок більший за жіночий приблизно на сто-сто п'ятдесят грам. Серйозної різниці у вазі мозку між окремими расами немає.

У наших предків мозок був набагато меншим, ніж у нас. Вага значно змінилася, коли з'явилася перша примітивна людина. Мозок пітекантропа не перевищував дев'ятисот кубічних сантиметрів, а мозок синантропа був близько тисячі двохсот двадцяти п'яти кубічних сантиметрів, наздогнавши таким чином мозок сучасної жінки. Відомо, що кроманьйонці мали мозок, об'єм якого одна тисяча вісімсот вісімдесят кубічних сантиметрів.

Сьогодні мозок європейця становить близько тисячі чотириста сорока шести кубічних сантиметрів. Можна зробити висновок, що кожні двісті років мозок «усихав» на один кубічний сантиметр. Хотілося б сподіватись, що зменшення обсягу не веде до падіння інтелекту, а викликане покращенням конструкції.

Відомо, що у Івана Сергійовича Тургенєва вага мозку виявилася рівною двом кілограмам дванадцяти грамів. Можна було б вважати його мозок найбільшим, проте, у якогось індивіда, який прожив лише три роки, вага мозку становила два кілограми дев'ятсот грамів.

Деяким знаменитостям просто необхідно зайняти трішки мізків. За інформацією сайту, Крістіна Агілера не знає, де проходить Канський фестиваль. .
Підпишіться на наш канал в Яндекс.Дзен

Вчені давно помітили, що розвинений інтелект і еволюційно розвинений мозок присутній у людини та інших тварин, які часто демонструють соціальну поведінку. Це спонукало антрополога та фахівця з еволюційної психології Робіна Данбара висунути гіпотезу соціального мозку. Згідно з теорією, людина розвинула у себе великий мозок, щоб мати можливість жити великими соціальними групами. Хоча в останні 20 000 років через «одомашнення» людини його мозок зменшився у розмірах, але перед цим еволюція мала за відносно короткий термін швидко збільшити мозок гомінідів, щоб люди змогли об'єднуватися у великі племена.

У соціальному спілкуванні дуже важливо розпізнавати так зване «стороннє знання», тобто розуміти ієрархію, соціальні взаємозв'язки та стосунки на кшталт «вона знає, що він знає» тощо. Наприклад, альфа-самець у шимпанзе вибирає собі будь-яких самок, але при цьому терпимо ставиться до спроб спарювання з ними з боку тих, хто допоміг йому запанувати на троні. Без достатньо просунутого мозку такі тонкощі соціальної ієрархії неможливо засвоїти.

Зараз група вчених із США та Великобританії опублікувала нову наукову працю «Соціальне та культурне коріння мозку китів та дельфінів», яка підтверджує гіпотезу соціального мозку.

У представників загону китоподібних (дельфіни та кити) найпросунутіша нервова система серед усіх таксономічних груп, і вони високо котируються за будь-якою характеристикою нейроанатомічної складності. При цьому багато китоподібних також організовані в ієрархічні соціальні структури і демонструють дивовижну широту культурної та соціальної поведінки, особливості якої – що рідкість для тварин – дуже схожі на соціальну поведінку людей та приматів. Але досі було зібрано зовсім мало свідчень кореляції між великим мозком, соціальними структурами та культурною поведінкою китоподібних.

У китів і дельфінів виявлено безліч ознак найскладнішого соціального поведінки, зокрема:

взаємини у складних альянсах;
соціальна передача технік полювання (навчання);
спільне полювання;
складний спів, включаючи співи на регіональних групових діалектах;
мовна мімікрія (імітація чужих голосів);
використання «голосових підписів-ідентифікаторів», унікальних для конкретної особи;
міжвидове співробітництво з людьми та іншими тваринами;
алопарентальна турбота про чуже дитинча (наприклад, з боку самки-помічниці або «няньки»);
Соціальні ігри.

Всі ці зразки соціальної поведінки докладно досліджені та описані в науковій пресі, але досі не проводилося порівняльного вивчення видів загону китоподібних за рівнем складної соціальної поведінки, ступеня застосування інновацій та нової поведінки, що навчається, - щоб можна було порівняти ступінь просунутості соціальних навичок і розмір мозку. Такі дослідження раніше проводилися у птахів та приматів, але не у китоподібних. Нині цю прогалину у наукових знаннях усунуто.

Дослідники зібрали великий масив даних за кожним видом китоподібних: маса тіла, розмір мозку, ступінь прояву соціального спілкування за зазначеними вище ознаками – та обчислили кореляцію між цими показниками. На першій діаграмі внизу показані родинні зв'язки між видами та розмір мозку (червоний відповідає більшому розміру, зелений – меншому). На другій діаграмі – показники із соціальної поведінки (соціальний репертуар). Зрештою, знизу наведено графік взаємозв'язку між цими двома параметрами.

Вчені з'ясували, що еволюційний розвиток мозку пов'язаний із соціальною структурою виду та з рамером групи. Причому зв'язок із розміром групи квадратична, тобто найрозвиненіший мозок і просунуте соціальне поведінка демонструють групи середнього розміру, а чи не малі чи великі групи.

Автори наукової роботи вказують на явні паралелі між морськими ссавцями та приматами/людиною. У дельфінів та китів теж спостерігається поєднання одночасно великого мозку, гіперсоціальної поведінки та різноманітності поведінкових патернів. Саме ці якості дозволили людині розмножитися у неймовірній кількості та заселити всю Землю. Вчені вважають, що у дельфінів і людини інтелектуальні здатні проявилися під час еволюції як своєрідна еволюційна реакція необхідність жити у суспільстві собі подібних.

«Нехай кінь думає, у нього голова більша!» - Знайома фраза?
І ось начебто все логічно - чим більше мозок, тим розумніший його щасливий володар. Та й прикладів тому маси: всякі там комашки-таракашки з мозком у кілька міліграм, мишки, білочки та синички з мозком вагою всього близько 1 грама і далі - кішки (близько 30 гр.), собаки (близько 100гр.) та людиноподібні мавпочки з мозком, що важить близько 400 гр. - ну ніяк не можуть тягатися з такими розумниками як ми з вами, що мають, в середньому, 1400 г сірої речовини. Ось поки що начебто все правильно.

Ну, а далі починаються повні непонятки: упускаючи всяких коней і корівок з вагою мозку в 300-400 грамів, у слона - вага мозку більше 5 кг, а у кашалотів, взагалі 7кг з лишком! Вау! Так ось хто вони - наймудріші та наймудріші! Ан-ні!

Виявляється, що розумність залежить не скільки від розмірів і ваги мозку, стільки від співвідношення його ваги із загальною вагою всього тіла. І ось тут людині немає рівних!

Ну, наприклад: Люди співвідношення ваги тіла до ваги мозку становить:…. так…. 70 кг розділити на 1,4 кг ... так .... ага – у 50 разів. А ось у корови – у 1000 разів, у собаки – у 500 разів, у шимпанзе – 120 разів. Ну а якщо підрахувати у «розумників» китів та кашалотів, то взагалі виходить, що вага їхнього тіла перевищує вагу мозку аж у 3000 разів!

Загалом, наші єдині та найближчі «розумно» родичі – це дельфіни, вага мозку деяких видів яких досягає 1700 гр., При вазі тіла близько 135 кг.

А ось цікаво, чи існує різниця у вазі мозку, так би мовити, усередині людського роду? Виявляється так, існує!

Продовжуємо.
Взагалі, наш мозок - штука енергоємна і енергоспоживаюча. Наприклад, «відпочиваючий» мозок споживає 9% всієї енергії організму і 20% кисню, а «працюючий», тобто мозок, що думає, витрачає близько 25% від усіх поживних речовин, що надходять в організм, і приблизно 33% так необхідного організму кисню. Загалом, виходить, що думати то й не дуже й вигідно! І навіть виникає питання: а навіщо нам тоді такий великий і «ненажерливий» мозок?

Виявляється що, як у тваринному світі, так і в людському, для виживання, крім економії енергії, дуже важливим є ще один фактор - час реакції. І ось тут наш великий мозок дуже навіть до речі! Людина використовує його по суті як великий та потужний комп'ютер, який включається тоді, коли необхідно різко прискорити вирішення складних завдань, що потребують величезної напруги та швидкої реакції. Ось тому те, хоча наш мозок і шалено ненажерливий, але дуже потрібний і незамінний.

То як же влаштований це «комп'ютер»?

Мозок будь-якої живої істоти- мабуть, найзагадковіший і маловивчений орган. Функціонування окремих видів клітин та відділів мозку чітко з'ясовано та описано, але пояснити, яким чином мозок функціонує як єдине ціле науці поки що не вдалося. Хоча, заради достовірності, треба сказати, що останніми роками прогрес у подібних дослідженнях таки спостерігається.

метод абляції – полягає у видаленні одного з відділів мозку та подальшому спостереженні поведінки організму;
транскраніальна магнітна стимуляція – оцінка збудливості головного мозку за допомогою магнітних імпульсів.
електрофізіологія – реєстрація електричних імпульсів активності мозку;
Електрична стимуляція – стимуляція окремих областей мозку за допомогою електричних імпульсів.

НаучФільм. Головний мозок

Розмір головного мозку 20 різних живих істот, індекс енцефалізації

Проводячи дослідження, вчені з'ясували, що величина головного мозку диференціюється у різних тварин, причому спостерігається різне співвідношення величини мозку та маси тіла живої істоти. Чим більша маса мозку щодо маси тіла, тим більше мозкової тканини використовується для вирішення пізнавальних завдань. Тому було введено таке поняття, як коефіцієнт енцефалізації – відносне співвідношення маси тіла та величини мозку ссавця. Він обчислюється за такою формулою:

де m- Маса мозку, г; M- Маса тіла, г.

Індекс енцефалізації дає змогу вивчити потенційні можливості різних видів.

Розмір мозку не впливає на інтелект

Слід детальніше розглянути цю аксіому на прикладах тварин різних класів та видів.

Класифікація починається найбільшою цифрою (найрозумнішою з тварин) і продовжується в порядку спадання.

Пляшконосий дельфін. Мозок важить 1550 г, коефіцієнт енцефалізації становить 4,14
Лисиця - 53г, коефіцієнт = 1,6
Слон - 7843 г, коефіцієнт = 1,3
Собака – 64 г, коефіцієнт = 1,2
Макака - 62г, коефіцієнт = 1,19
Осел - 370г, коефіцієнт = 1,09
Кішка – 35 г, коефіцієнт = 1,0
Горобець – 1,0г, коефіцієнт = 0,86
Жираф - 680г, коефіцієнт = 0,66
Кінь - 510г, коефіцієнт = 0,9
Вівця - 140г, коефіцієнт = 0,8
Кашалот - 7800 г, коефіцієнт = 0,58
Кролик - 12г, коефіцієнт = 0,4
Пацюк – 2г, коефіцієнт = 0,4
Носоріг - 500г, коефіцієнт = 0,37
Їжак - 3.3г, коефіцієнт = 0,3
Миша польова - 0,2г, коефіцієнт = 0,22
Зелена ящірка 0,1 г, коефіцієнт = 0,04
Кімнатна муха - 0,0002г, коефіцієнт = 0,02
Гадюка - 0,1 г, коефіцієнт = 0,005

Отже, найбільш схожим на людину за величиною коефіцієнта енцефалізації є дельфін.

Як бачимо, стереотип про невисокі розумові здібності, наприклад, віслюка, жирафа та вівці не має під собою підстави.

Цікавий факт: у комах мозку немає, роль центральної нервової системи у них виконують нервові вузли – ганглії. Теоретично, якщо тарган залишиться без голови, він помре від того, що не зможе їсти.

Доведено також, що розумові здібності організму залежать не тільки від величини мозку, а значною мірою – від числа зв'язків між нейронами.

Попередження усихання мозку у людей

Слід детальніше розглянути мозок людини, тому що саме цей орган при більш детальному вивченні може дати відповіді на вічні питання щодо нашого розвитку та життєдіяльності.

Мозок новонародженого важить 365 м, дитини 2 років – 930 м, 6 років – 1211 г, дорослу людину – 1400 р. Коефіцієнт енцеффалізації мозку людини віком понад 18 років дорівнює 6,74.

Цікаво, що існує різниця між мозком чоловіка та жінки. Перші зареєстровані дослідження статевих відмінностей мозку провів Френсіс Гаттон ще 1882 року. Пізніше вчені з авторитетних всесвітньо відомих дослідницьких інститутів довели, що мозок чоловіка в середньому на 125 гр. більше, ніж мозок жінки. Крім того, існують так само расові та національні відмінності. Наприклад, володарями найлегшого мозку є австралійці – 1185 г, найважчого – європейці – 1375 р.. м. Лідери – німці, їхній мозок важить 1425 р. Мозок у росіян менший за німецький на 26 грамів. У афроамериканців мозок у середньому важить 1223 г, це на 100 г менше, ніж у білошкірого населення США.

Протягом життя мозок може змінювати свою вагу у бік усихання. В основному, гіпокамп зменшується у людей, які страждають від депресії та шизофреніків. В даний час вченим відомо, що одні ділянки мозку старіють швидше, ніж інші. Внаслідок вікових змін, втрата обсягом може сягати 10%. Як встановили вчені з медичного центру університету Раш, до усихання мозку у старшій відплаті наводить дефіцит вітаміну В 12 , а так само таке захворювання, як цукровий діабет.

Як уникнути цього та попередити висихання сірої речовини?

Відповідь проста:Необхідно частіше вживати в їжу продукти, що містять цей вітамін В 12 . У найбільших кількостях він міститься у молоці, яйцях, м'ясі, птиці, рибі.

Дуже корисні у цьому плані боби, квасоля, банани, зерновий хліб – саме в цих продуктах містяться глюциди (повільні вуглеці), які уповільнюють процеси старіння мозку. Слід займатися спортом: навіть незначні навантаження стимулюють насичення крові киснем, відповідно в мозок надходить значно більше поживних речовин. Дуже важливо встановити для себе правильне харчування, основними правилами якого є обмежена кількість солодкого, а також різноманітність у їжі: мозок не любить дієти, де протягом кількох тижнів потрібно харчуватися одноманітно.

Тільки правильний підхід до власного способу життя дозволить зберегти молодість мозку та збільшити рівень IQ.

Хто ж найрозумніший? Ще на початку XX ст. на це запитання відповідали так: той, у кого більший мозок. І людину назвали царем природи, як істота розумна, у якої серед усіх живих істот Землі найбільший мозок (зрозуміло, міряти потрібно щодо розміру тіла, і незважаючи на гігантські розміри мозку у кита чи слона, відносний їх розмір менший, ніж у лідера – людини ). З цього, начебто, випливає, що індивід з великим мозком за розумом та кмітливістю обійде іншого Homo sapiens, у якого «мозків трохи менше».

По суті, ця теорія начебто навіть підтвердилася під час дослідження мозку знаменитих людей. Проводилися їх виміри і виявилося, що багато генії є володарями мозку, що значно перевищує середньостатистичну норму звичайних людей, що становить приблизно 1,4 кг.

Однак цієї теорії довелося розсипатися на порох, коли виявилося, що найбільший і найважчий мозок (2 кг 850 г) містився в черепній коробці одного пацієнта психіатричної лікарні з діагнозом "ідіотизм". Знову ж таки, багато геніальних особистостей за вагою мозку не дотягували навіть до тієї самої середньої статистики. Наприклад, мозок Анатоля Франса був вагою всього в 1кг 17 г, а великий хімік Юстус Лібіх взагалі обходився мозком вагою менше кілограма. Більше того, відомі випадки, коли люди, які цілком нормально живуть і мислять, мали сильно пошкоджений або взагалі практично відсутній мозок.

До того ж виявилося, що у представників різних націй мозок різний за вагою. Нещодавно було встановлено, що найважчий мозок у монголів (до цього першість віддавали бурятам). Трійкою лідерів є білоруські, німецькі та українські мізки, а російські – на почесному четвертому місці. Далі список важкоатлетів продовжують корейці, чехи та англійці; замикають його – японці та французи. А найменший мозок – у корінних жителів Австралії: він у середньостатистичного аборигена важить лише близько кілограма.

Деякі вчені вважають, що формування мозку людини залежало від кліматичних факторів та складності навколишнього середовища. Проблеми виживання в умовах мінливого клімату, необхідність постійного пошуку засобів до існування тренують мозок і сприяють його збільшенню подібно до того, як одноманітне фізичне навантаження збільшує мускулатуру. Але це лише теорія.

Деякий час панувала думка, що відносний інтелект особистості взаємопов'язаний з кількістю нейронів головного мозку, проте російським професором Петром Анохіним було відкрито, що не в кількості нейронів справа, а серед зв'язків між ними. Також міркував і Сантьяго Рамон-і-Кахаль, знаменитий іспанський нейрофізіолог.

В даний час вчені кажуть, що мозок кожного з нас містить клітини, які відповідають за певні здібності, і навіть цілі клітинні структури, завдяки яким одна людина стає талановитим музикантом, інша – геніальним фізиком, третя – спритним спортсменом.

І все-таки, невже велика кількість сірої речовини не дає особливої переваги?

Керівник лабораторії розвитку нервової системи НДІ морфології людини РАН Сергій Савельєв має цікаву думку. Він вважає, що серед людей з об'ємним мозком більше ледарів. Пояснює це так. Робота мозку, надзвичайно складного механізму, потребує чималих енергетичних витрат. Уявіть, у „бездумному“ стані мозком витрачається приблизно 9% усієї енергії та 20% кисню. Але як тільки у людини виникають думки про щось серйозне, як його „сіра речовина“ миттєво поглинає до 25% поживних речовин, що надійшли до організму. Організм від цього швидко втомлюється, і тому людина інтуїтивно чи цілком свідомо прагне життя в легшому режимі.

Але в знаходженні різноманітних способів лоботрясства "великій голові" немає рівних. Але якщо носій важкого мозку переможе свою лінь, він здатний згорнути гори. Адже такий мозок має більшу здатність до варіативності. До речі, монголи, чемпіони з тяжкості мозку вважаються визнаними ледарями. Та вони й самі не сперечаються, що досить ліниві, інакше звідки вони мають звичку відкладати на завтра справи, коли їх можна доробити вже сьогодні. Про це говорить і приказка: "Не скінчиться монгольське завтра".

З дослідів з тваринами також виявилося, що серед ссавців, що належать до того самого виду, володарі більш важкого мозку більш стійкі до стресу. Наприклад, миші з великим мозком набагато флегматичніші, ніж їхні побратими з мозком скромніші, їм легше пережити різноманітні стресові ситуації. Крім цього, двом піддослідним групам гризунів давали рівні дози алкоголю, і у них виявлялися зовсім різні реакції: «мозговиті» миші робилися активнішими і рухливішими, а їхні родичі з меншим мозком навпаки, ставали лінивішими і сумнішими.

При цьому маса мозку, як з'ясувалося, зовсім не впливає на кмітливість навіть у мишей: обидві групи з однаковими результатами та швидкістю справлялися (або не справлялися) із логічними завданнями, які ставили перед ними вченими.