Будущая эволюция мозга
Фотография и рентгеновский снимок двухголовой девочки. Источники: [1] и [2].
Пару лет назад в Доминиканской республике родилась девочка, у которой были две сросшиеся друг с другом головы, в каждой из которых находился и функционировал свой собственный мозг. Родители девочки решились на операцию, в ходе которой врачи должны были удалить у неё вторую голову и, соответственно, второй мозг. Однако, к сожалению, после этой операции девочка умерла.
После того, как я наткнулся в интернете на сообщение об этой девочке, меня начал мучить вопрос, что было бы, если она не подверглась операции и продолжила жить с двумя мозгами?
Как известно, мозг у детей, а особенно младенцев, очень пластичен и продолжает расти до 7 лет, поэтому вполне возможно, что эти два мозга соединились бы друг с другом, образовав один супермозг. Кто знает, но вдруг эта девочка с супермозгом стала бы такой сверхумной, сверхпопулярной и сверхбогатой, что множество мужчин захотели бы с ней связать свою жизнь, несмотря на то, что форма её головы не соответствует современным стандартам красоты? Что было бы, если она передала дальнейшим поколениям свои мутантные гены? Стали бы её потомки - люди с двойным мозгом - расой сверхлюдей?
Понятно, что ответить на эти вопросы мне не сможет никто. Девочка умерла, так и не породив расы сверхлюдей. Пути мутаций неисповедимы. Возможно, благодаря случайной комбинации мутаций и удачному стечению обстоятельств когда-нибудь и неожиданно возникнет человек с супермозгом, который передаст свои гены потомкам, которые будут настолько умны, насколько современный человек умнее обезьяны. Однако, что, если такого мутанта так никогда и не возникнет? Возможен ли прогресс мозга не благодаря случайным мутациям, а благодаря естественной эволюции? Конечно же да, но только он займёт очень много времени - сотни тысяч или даже миллионы лет. Давайте попробуем предсказать, как будет выглядеть мозг у людей далёкого будущего, если он продолжит свою эволюцию.
Будущее мозга
Наконец лучи были выключены, и мы снова увидели гигантский мозг, достигавший примерно
четырех футов в диаметре. Он трясся, как желе, и это было единственным признаком того,
что перед нами нечто живое. От мозга несся поток гулом отдававшихся в наших головах мыслей.
"Случилось то, чего я ожидал, - думал перевоплотившийся Поллард. - Тело атрофировалось
полностью, и развился мозг! Я не испытываю никаких чувств и ощущений, но я имею представление
о таких формах и сферах бытия, какие вам с вашими примитивными мозгами и не снились!
Я способен двигаться и действовать, несмотря на отсутствие конечностей, я могу перемещаться
в пространстве с невиданной скоростью и питаться энергией, которую сам же генерирую.
Эдмонд Гамильтон. Эволюция доктора Полларда.
Американский писатель-фантаст Эдмонд Гамильтон в своём рассказе «Эволюция доктора Полларда» предсказал, что через 250 миллионов лет человек эволюционирует в огромный мозг. Но прав ли он? Кто знает… Возможно, что прав, а, возможно, и нет. Увы, но слишком трудно сказать, что произойдёт через такой большой период времени. За 250 миллионов лет даже улитки могут эволюционировать так, что будут писать научные трактаты, работать в интернете и размышлять о направлениях эволюции (см. врезку).
Отвлечёмся на секунду…
Приблизительно 250 миллионов лет назад на Земле разразилась экологическая катастрофа. В результате сильнейшего глобального потепления, возникшего из-за усиления вулканической активности, исчезли с лица планеты 90 процентов живых организмов в море и три четверти фауны и флоры на суше. Множество животных (тероморфов), которые уже вот-вот были готовы эволюционировать в млекопитающих, вдруг исчезли или были вытеснены на глубокую периферию эволюционной сцены. А пребывавшие ранее на вторых ролях, более глупые (если судить по размеру мозга) завроморфы захватили большинство экологических ниш и породили эпоху динозавров. Эта эпоха продолжалась почти 200 миллионов лет, пока 65 миллионов лет назад огромный метеорит не врезался в Землю и не привёл к глобальному похолоданию. После чего млекопитающие вновь начали активно развиваться и, в итоге, эволюция породила человека.
Но кто знает, куда бы свернула эволюция, если бы не произошло этих двух катастроф? Вполне может быть, что сейчас на Земле обитали бы умнейшие создания с огромным мозгом, которые были бы настолько умнее людей, насколько люди сейчас умнее лягушек. А может, наоборот, сейчас на месте городов находились бы леса, в которых охотились бы друг на друга огромные чудовища с крошечными мозгами…
Однако сказанное вовсе не означает, что предсказать, как будет развиваться мозг невозможно. Нам, в принципе, известно как эволюционировал мозг в прошлом и эти тенденции, хоть и с некоторыми оговорками, вполне можно продолжить и в будущее.
Мозг у разных видов: 1. человек, 2. павиан,
3. гиббон, 4. кошка, 5. кролик, 6. лягушка
Если мы посмотрим, как изменялся головной мозг в ходе эволюции, то первое, что мы увидим - это постоянное увеличение в размере. Большие полушария постоянно и довольно быстро росли, в то время как подкорковые структуры и мозжечок, хотя и тоже росли, но не так быстро, в результате их относительные размеры сокращались. В увеличивающихся больших полушариях в ходе эволюции изменялось также соотношение различных долей мозга в сторону увеличения лобной доли. Кроме того, можно увидеть, что поверхность больших полушарий в ходе эволюции становилась всё более складчатой. Это связано с тем, что площадь коры мозга увеличивалась медленнее, чем объём черепа, в результате ей для того, чтобы уместиться в голове пришлось складываться, порождая борозды и извилины.
К сожалению, сравнить мозг современного человека с мозгами древних людей невозможно. Даже информация об объёме черепов австралопитеков, питекантропов и неандертальцев говорит нам лишь о максимально возможном размере их мозга, но насколько он соотносился с их мозгом реальным неизвестно. Иногда по слепку внутренней поверхности черепа, называемому красивым словом эндокран, некоторые исследователи пытаются определить, какие извилины были в мозге древних людей. Однако на эндокранах видны лишь очень крупные борозды, и делать какие-либо выводы об эволюции мозга на этом основании в ходе антропогенеза очень трудно.
Мозг Гомера Симпсона. Всегда ли объём черепа указывает на объём мозга?
Однако давайте, наконец, перейдём к тому с чего мы начали, к будущей эволюции мозга. Рассмотрев как развивался мозг в прошлом, предположим, что и в будущем он продолжит развиваться в том же направлении. Посмотрим, к чему это приведёт.
Мозг продолжит увеличиваться в размерах, в первую очередь за счёт увеличения лобной (точнее говоря, префронтальной) коры. Возможно, эта кора так разрастётся, что завернётся вверх и постепенно закроет сверху большие полушария, образовав новый отдел мозга.
Зная функции лобной коры, можно кое-что и сказать о психике людей будущего. Так, они будут лучше контролировать свои эмоции и желания и будут более интеллектуальны. Они чаще будут принимать правильные решения сложнейших вопросов, где требуется учесть множество различных факторов, а также смогут делать верные выводы даже при недостатке (на наш взгляд) необходимой информации. Кроме того, они будут обладать прекрасной рабочей памятью, то есть с лёгкостью будут удерживать в памяти и обрабатывать огромное количество пришедшей информации, а также быстрее обучаться. И, наконец, (если использовать компьютерную терминологию) у них повыситься многозадачность, то есть они смогут одновременно выполнять большее количество разных действий как умственных, так и физических.
Увеличение лобной коры приведет и к негативным следствиям, в частности у людей будущего процент страдающих психическими заболеваниями, в частности шизофренией (если предположить, что её так и не научатся эффективно лечить), по всей вероятности, будет гораздо выше, чем сейчас.
Кстати, подумалось…
Изучая конструкцию человеческого мозга, можно только удивляться тому, как там всё нелогично устроено. Правой половиной тела почему-то управляет левое полушарие, а левой - правое. Из-за этого внутри мозга существует множество различных совершенно ненужных перекрёстов нервных путей. Зрительная кора почему-то находится на затылке, в результате сигнал от сетчатки глаза вынужден проходить через весь мозг прежде, чем доберётся до места, где он будет обработан. Правая слуховая кора, находящаяся под правым ухом в височной доле, обрабатывает в основном звуки, поступающие слева, а левая слуховая кора, наоборот, - звуки, поступающие справа. Возникает такое впечатление, что мозг у нас, по какой-то ошибке, установлен задом наперёд. Исправит ли эволюция эту ошибку в будущем?
Однако если кора больших полушарий будет увеличиваться, то относительный размер подкорковых - более древних структур мозга - будет, соответственно, уменьшаться, а в результате на психику всё меньшее влияние будут оказывать эмоции и врождённые инстинкты.
Мозг современного человека и предполагаемый мозг человека будущего (сагиттальный срез). У человека будущего мозг имеет больший размер, форма его стала ближе к сферической. Сильно развита кора больших полушарий, в особенности лобная. Наблюдается сокращение размера остальных структур мозга (таламуса, мозжечка, моста, среднего мозга и пр.). Поверхность мозга стала ещё более складчатой, за счёт уменьшения толщины извилин и увеличения глубины борозд.
Возможно также, что некоторые «старые» мозговые структуры возьмут на себя новые функции. Например, в мозжечке по современным подсчётам содержится примерно столько же нейронов, сколько во всём остальном мозге (за счёт большого количества довольно мелких, так называемых, клеток-зёрен). Долгое время считалось, что мозжечок необходим лишь для координации движений, однако в последнее время в серьёзных научных журналах появляется всё больше статей, свидетельствующих, что он участвует и в ряде когнитивных функций. В принципе, можно предположить, что в будущем мозжечок возьмёт на себя некоторую часть функций, которые сейчас обеспечиваются исключительно корой больших полушарий.
Ещё одним следствием увеличения линейных размеров мозга и разрастания префронтальной коры является то, что скорость мышечных реакций у людей будущего будет значительно меньше, чем у современных людей, но при этом точность и сложность их двигательных реакций возрастёт.
Хотелось бы ещё отметить, что для современных людей характерна некоторая ассиметричность полушарий, которая у животных либо отсутствует, либо не выражена так ярко. Можно допустить, что разделение функций между полушариями продолжится. Возможно, даже это приведёт к тому, что и анатомически полушария будут выглядеть по-разному, а, следовательно, правая и левая часть головы у людей будущего вполне может различаться.
Человек, способен выполнять более сложные и точные движения, чем животные. П.П. Шариков - человек, эволюционировавший из пса - демонстрирует научному сообществу мастерскую игру на балалайке. (Кадр из фильма «Собачье сердце»).
Теперь о продолжительности сна. Существует тенденция, что у млекопитающих с увеличением объёма мозга средняя продолжительность сна уменьшается. Правда, почему это происходит, мне, честно говоря, не совсем понятно. Так, летучие мыши спят по 20 часов в день, кошки по 16-18, ленивцы по 15, гориллы - 13, люди - по 7-8 часов, а слоны, вообще, спят лишь по 2-3 часа в сутки. Возможно, что люди будущего с их большим мозгом не будут тратить треть своей жизни на сон как мы.
И, наконец, давайте посмотрим, как все эти изменения мозга скажутся на внешнем виде людей будущего. Понятно, что увеличившийся в размере мозг потребует гораздо более вместительный череп. Соответственно, люди будущего будут иметь голову большего размера, чем сейчас. Впрочем, про эволюцию черепа, я, возможно, напишу отдельную статейку.
Большая и тяжёлая голова потребует более сильной шеи. Шея станет короче и шире. Возможно, что некоторые из шейных позвонков срастутся, что в свою очередь приведет к снижению подвижности головы. Люди будущего вместо того, чтобы посмотреть вбок будут поворачивать не голову, а всё тело.
Такой большой мозг потребует также больше питания и кислорода. Увеличится сердце, в первую очередь, увеличится левое предсердие, которое сможет направлять в мозг больше крови. Изменятся также лёгкие, которые станут больше. Соответственно, люди будущего будут иметь более широкую грудную клетку. Кроме того, для снижения потребления крови остальными органами, уменьшится размер тела - люди станут низкорослыми и будут иметь более короткие конечности.
Кроме того, произойдёт изменение таза у женщин, для того, чтобы могли естественным образом рождаться такие большеголовые младенцы. Таз станет шире, что сильно скажется на женской походке.
Соответственно, изменившийся внешний вид людей приведёт и к изменению сексуальных предпочтений. Более красивыми будут считаться люди с короткими ногами, широким тазом, большой грудной клеткой и огромной головой. К счастью, «жить в эту пору чудесную уж не придётся ни мне, ни тебе». ;)