Как работает мозг

Эволюция

В анатомии человеческого мозга записана история его эволюции. Эта эволюция началась в воде, когда рыбы обзавелись нервной трубкой, по которой нервные волокна передавали сигналы от разных частей тела к общему центру управления. Сначала на спинной стороне переднего конца трубки возник нарост, а затем вошедшие в его состав нейроны стали разделяться на специализированные модули. Некоторые из них выработали чувствительность к различным веществам и легли в основу обонятельных долей мозга.

Другие стали чувствительными к свету и образовали глаза. Эти структуры были связаны с мозжечком — сгустком нервной ткани, управлявшим движениями.

Из данного набора впоследствии сформировался мозг рептилий, работавший бессознательно, автоматически.

Его основные части сохранились и у нас и составляют нижний ярус трехъярусной конструкции мозга. Позже к этой основе пристроились новые модули: таламус, помогающий одновременно пользоваться зрением, слухом и обонянием, миндалина и гиппокамп, образовавшие первичную систему памяти, а также гипоталамус, позволившие организму реагировать на большее число стимулов.

Так появился мозг млекопитающих, называемый также лимбической системой. В нем возникают эмоции, но их сознательное восприятие (которые мы и представляем себе, например, как “гнев” или “страх”) происходит лишь тогда, когда лимбическая система передает информацию в кору больших полушарий, развившуюся у наших предков еще позже.

Кора больших полушарий возникла в ходе эволюции млекопитающих благодаря функционированию чувствительных модулей, запустивших развитие тонкого слоя клеток. Сложная форма позволила сформировать множество связей между ними, лишь незначительно увеличив его объем. Этот слой стал корой больших полушарий, работа которой лежит в основе сознания.

У тех млекопитающих, от которых произошли люди, в ходе эволюции кора постепенно увеличивалась, сместив мозжечок вниз, где он и сейчас. У австралопитека африканского, жившего три миллиона лет назад, мозг имел почти такую же форму, как наш, но был втрое меньше. Около полутора миллионов лет назад мозг гоминид начал стремительно увеличиваться. Кости черепа разрослись вверх, сделав голову куполообразной с высоким уплощенным лбом, отличающим нас от других приматов. Сильнее всего при этом увеличились области, отвечающие за мышление, планирование, упорядочивание и общение. Для объяснения этого “большого скачка” выдвигался ряд теорий. Судя по всему, его причиной было сочетание нескольких факторов.

Двуногость

Гоминиды встали на две ноги около четырех миллионов лет назад. Это могло произойти оттого, что они жили в болотах и по берегам водоемов, где им нужно было ходить по дну без помощи рук. Другое объяснение состоит в том, что они жили в саванне, где передвижение на двух ногах позволяло видеть дальше.

Двуногость освободила руки, что, по-видимому, способствовало совершенствованию навыков изготовления орудий, способствовавших, в свою очередь, развитию сноровки. Полагают, что двуногость также могла привести к смещению вниз гортани, что позволило эффективнее управлять дыханием и издавать членораздельные звуки, без которых не могла бы развиться речь.

В результате возникли проблемы с деторождением (см. Продленное младенчество).

Водный образ жизни

Возможно, что на каком-то этапе предки человека вели водный (полуводный) образ жизни, благодаря чему они лишились шерсти и приобрели нос с направленными вниз ноздрями, многочисленные сальные железы и ряд других черт, характерных для современных людей. В соответствии с этой теорией развитию мозга способствовало питание водными организмами, содержащими много жирных кислот.

Орудия труда

Более 2,5 миллиона лет назад наши предки уже активно пользовались орудиями труда. Процесс изготовления орудий, по-видимому, способствовал координированию работы зрения и рук. Владение руками позволило мозгу использовать их для жестикуляции, помогавшей общаться на расстоянии и способствовавшей охоте и коммуникации, что увеличивало сплоченность групп. Жестикуляция считается предшественницей речи, и область в левом полушарии, первоначально ответственная за жестикуляцию, впоследствии развилась в речевой центр, свойственный лишь людям.

Охота

Умение изготавливать и использовать орудия труда и коммуникация помогали в охоте, которая сделала рацион наших предков богатым белками. Это позволило удовлетворять энергетические потребности увеличивающегося мозга. Возникла система с положительной обратной связью: чем успешнее древние люди изготавливали орудия и общались, тем крупнее становился их мозг. Это вело к дальнейшему совершенствованию орудийной деятельности и коммуникации.

Продленное младенчество

Разросшийся мозг и двуногость означали, что младенцы должны были появляться на свет на более ранних этапах развития, чем у большинства приматов. Если бы беременность длилась дольше, голова младенца становилась бы слишком большой, и матери для прохождения ребенка через родовые пути требовался бы столь широкий таз, что она не смогла бы бегать.

Беспомощность новорожденных означала, что их матери сильнее зависели от поддержки других членов группы. В результате эволюционное преимущество получали те, чей мозг лучше всего выполнял социальные функции. Кроме того, продленное детство означало, что у детей стало больше времени на освоение и отработку взрослых форм поведения. Теперь мозг мог дольше оставаться пластичным, а значит открытым для развития.

Язык

Полагают, что именно язык стал тем ключевым фактором, благодаря которому около 80 тысяч лет назад довольно неожиданно у нас появилась культура. Язык послужил основой для абстрактного мышления, которое, в свою очередь, способствовало рефлексии и умению представлять себе будущее и далекие миры, а значит и умению планировать и изобретать.

Группы

Люди жили довольно большими группами, и связанная с этим потребность понимать друг друга, общаться и манипулировать друг другом создавала давление отбора, которое поощряло развитие у человека навыков общения, языка и абстрактного мышления.