 |
Человеческий мозг |
У большинства животных мозг пропорционален размеру их тела — виды с более крупными телами часто имеют больший мозг. Но человеческий мозг почти в шесть раз больше, чем ожидается для нашего тела. Это озадачивает, так как мозг очень затратен – он сжигает 20% энергии тела, при этом на его долю приходится всего 4% его массы.
Поскольку эволюция имеет тенденцию удалять отходы, почему мы развили такой большой энергоемкий мозг? Существует множество различных идей, при этом доминирующая гипотеза предполагает, что движущей силой были сложные социальные взаимодействия. Но наше новое исследование, опубликованное в журнале Nature, находит доказательства против этой идеи и показывает, что расширение человеческого мозга, вероятно, было вызвано экологией.
Все гипотезы эволюции размера человеческого мозга сходятся в том, что расширение мозга увеличило нашу способность решать проблемы. Однако они различаются, когда дело доходит до точного определения этих проблем.
Причина, по которой социальные проблемы долгое время были любимым объяснением , заключается в том, что они кажутся особенно трудными для решения — от сотрудничества с друзьями для охоты на крупных животных или набегов на другие группы до умелого обмана врагов или избегания обмана. Решение социальной проблемы требует, чтобы вы предвидели, как друзья и враги будут реагировать на каждое ваше движение. По сути, эти проблемы являются движущимися мишенями, которые, как считается, вызывают гонку вооружений в размерах мозга, что приводит к преувеличению размеров мозга и, возможно, к размерам человеческого мозга.
Напротив, другие гипотезы предполагают, что экологические проблемы были ключевыми. К ним относятся необходимость находить пищу в сезонно меняющейся саванне, необходимость хранить пищу, чтобы съесть ее позже, и необходимость готовить или готовить пищу, чтобы ее было легко есть. Такие проблемы, возможно, заставили людей научиться выслеживать добычу, создавать инструменты и разводить костры из сухих палок.
Хотя такие ассоциации были обнаружены во многих исследованиях, у этого подхода есть проблема. Он не может сказать, развился ли большой мозг для решения сложных задач или же он развился по другим причинам, а затем позволил своим носителям решать сложные задачи. Поэтому мы не знаем, что является причиной, а что следствием.
Мы хотели выяснить, были ли экологические или социальные проблемы причиной расширения мозга. Для этого мы воссоздали сценарии двух гипотез с помощью математической модели. Это позволило нам рассчитать, насколько большим может стать мозг, когда люди сталкиваются с определенными экологическими или социальными проблемами. Короче говоря, наша модель вела учет энергии. Он учитывал энергию, имевшуюся в теле, часть которой тратила мозг, отчасти для поддержки решения проблем.
Затем мы подсчитали, сколько энергии человек должен инвестировать в развитие своего мозга, учитывая, что он требует затрат энергии, но поддерживает навыки решения проблем. Изменяя количество экологических или социальных проблем, с которыми сталкиваются люди, мы могли бы определить, насколько большим может быть мозг в таких разных условиях.
Мы обнаружили, что сочетание экологических и социальных проблем приводит к тому размеру мозга, который мы наблюдаем у людей. Но, что удивительно, именно экологические проблемы расширили мозг. В отличие от господствующей точки зрения и наших собственных ожиданий, мы обнаружили, что социальные проблемы способствовали уменьшению размера мозга. Но вам нужны оба фактора, чтобы получить размер мозга, который мы видим сегодня — если бы не было социальных проблем, наш мозг был бы еще больше, но, вероятно, плохо подходил бы для социальной жизни. Больше не обязательно лучше.
Есть много причин, по которым социальные проблемы уменьшают размер мозга. Во-первых, сотрудничающие люди могут полагаться на мозги друг друга. Таким образом, люди могут избежать производства очень дорогостоящего мозга, но при этом иметь возможность решать проблемы благодаря помощи своих приятелей.
Но многие животные сталкиваются с серьезными экологическими проблемами. Почему у них не у всех большие мозги? Мы обнаружили, что экологические проблемы приводят к мозгу человеческого размера только в том случае, если люди могут продолжать осваивать трудные навыки по мере своего роста. Это может произойти, когда люди учатся у союзников своим культурно накопленным знаниям, таким как разведение огня. Таким образом, наши и другие результаты предполагают, что жесткая экология и накопление культурных знаний могут действовать согласованно, чтобы создать мозг размером с человеческий.
Будет ли человеческий мозг расширяться дальше? Сложность вовлеченных систем не позволяет в настоящее время сказать много с уверенностью. Например, сотрудничество может способствовать уменьшению размера мозга, но это не означает, что сокращение сотрудничества в современных обществах приведет к увеличению размера мозга.
На самом деле, любые действия в этом направлении потребуют сотни тысяч лет, чтобы вступить в силу, и повлекут за собой множество возможных негативных побочных эффектов, которые не могут быть предсказаны нашими исследованиями. Тем не менее, наш подход предлагает новый способ понять эволюцию мозга, используя немного больше, чем математику.
Поскольку эволюция имеет тенденцию удалять отходы, почему мы развили такой большой энергоемкий мозг? Существует множество различных идей, при этом доминирующая гипотеза предполагает, что движущей силой были сложные социальные взаимодействия. Но наше новое исследование, опубликованное в журнале Nature, находит доказательства против этой идеи и показывает, что расширение человеческого мозга, вероятно, было вызвано экологией.
Все гипотезы эволюции размера человеческого мозга сходятся в том, что расширение мозга увеличило нашу способность решать проблемы. Однако они различаются, когда дело доходит до точного определения этих проблем.
Причина, по которой социальные проблемы долгое время были любимым объяснением , заключается в том, что они кажутся особенно трудными для решения — от сотрудничества с друзьями для охоты на крупных животных или набегов на другие группы до умелого обмана врагов или избегания обмана. Решение социальной проблемы требует, чтобы вы предвидели, как друзья и враги будут реагировать на каждое ваше движение. По сути, эти проблемы являются движущимися мишенями, которые, как считается, вызывают гонку вооружений в размерах мозга, что приводит к преувеличению размеров мозга и, возможно, к размерам человеческого мозга.
Напротив, другие гипотезы предполагают, что экологические проблемы были ключевыми. К ним относятся необходимость находить пищу в сезонно меняющейся саванне, необходимость хранить пищу, чтобы съесть ее позже, и необходимость готовить или готовить пищу, чтобы ее было легко есть. Такие проблемы, возможно, заставили людей научиться выслеживать добычу, создавать инструменты и разводить костры из сухих палок.
 |
Жизнь в сложных условиях, таких как африканская саванна, |
Причина и следствие
Мы решили проверить экологическую и социальную гипотезы. Это было сделано раньше , но мы сделали это необычным способом. Обычный подход заключается в том, что ученые смотрят на многие виды и выясняют, связаны ли большие мозги с конкретными проблемами. Например, есть ли у приматов или других животных с большим мозгом диету, которую сложно найти, но она полезна с точки зрения питательных веществ? Это указывает на экологическое происхождение. Или они живут большими группами, где сталкиваются с массой социальных проблем?Хотя такие ассоциации были обнаружены во многих исследованиях, у этого подхода есть проблема. Он не может сказать, развился ли большой мозг для решения сложных задач или же он развился по другим причинам, а затем позволил своим носителям решать сложные задачи. Поэтому мы не знаем, что является причиной, а что следствием.
 |
Приматы, как правило, имеют большой мозг по сравнению с их телом, |
Мы хотели выяснить, были ли экологические или социальные проблемы причиной расширения мозга. Для этого мы воссоздали сценарии двух гипотез с помощью математической модели. Это позволило нам рассчитать, насколько большим может стать мозг, когда люди сталкиваются с определенными экологическими или социальными проблемами. Короче говоря, наша модель вела учет энергии. Он учитывал энергию, имевшуюся в теле, часть которой тратила мозг, отчасти для поддержки решения проблем.
Затем мы подсчитали, сколько энергии человек должен инвестировать в развитие своего мозга, учитывая, что он требует затрат энергии, но поддерживает навыки решения проблем. Изменяя количество экологических или социальных проблем, с которыми сталкиваются люди, мы могли бы определить, насколько большим может быть мозг в таких разных условиях.
 |
Мозг от обезьяны к человеку; |
Мы обнаружили, что сочетание экологических и социальных проблем приводит к тому размеру мозга, который мы наблюдаем у людей. Но, что удивительно, именно экологические проблемы расширили мозг. В отличие от господствующей точки зрения и наших собственных ожиданий, мы обнаружили, что социальные проблемы способствовали уменьшению размера мозга. Но вам нужны оба фактора, чтобы получить размер мозга, который мы видим сегодня — если бы не было социальных проблем, наш мозг был бы еще больше, но, вероятно, плохо подходил бы для социальной жизни. Больше не обязательно лучше.
Есть много причин, по которым социальные проблемы уменьшают размер мозга. Во-первых, сотрудничающие люди могут полагаться на мозги друг друга. Таким образом, люди могут избежать производства очень дорогостоящего мозга, но при этом иметь возможность решать проблемы благодаря помощи своих приятелей.
Но многие животные сталкиваются с серьезными экологическими проблемами. Почему у них не у всех большие мозги? Мы обнаружили, что экологические проблемы приводят к мозгу человеческого размера только в том случае, если люди могут продолжать осваивать трудные навыки по мере своего роста. Это может произойти, когда люди учатся у союзников своим культурно накопленным знаниям, таким как разведение огня. Таким образом, наши и другие результаты предполагают, что жесткая экология и накопление культурных знаний могут действовать согласованно, чтобы создать мозг размером с человеческий.
Будет ли человеческий мозг расширяться дальше? Сложность вовлеченных систем не позволяет в настоящее время сказать много с уверенностью. Например, сотрудничество может способствовать уменьшению размера мозга, но это не означает, что сокращение сотрудничества в современных обществах приведет к увеличению размера мозга.
На самом деле, любые действия в этом направлении потребуют сотни тысяч лет, чтобы вступить в силу, и повлекут за собой множество возможных негативных побочных эффектов, которые не могут быть предсказаны нашими исследованиями. Тем не менее, наш подход предлагает новый способ понять эволюцию мозга, используя немного больше, чем математику.
(Copyrighted © Перевод с англ. Louiza Smith)
Источник:
Mauricio Gonzalez Forero / The Conversation,
«Why do humans have such large brains? (And why aren’t they larger?)»