Бесконечное число самых прекрасных форм. Новая наука эво-дево и эволюция царства животных

Н. sapiens и неандертальцы действительно сосуществовали: раскопки показали, что в некоторых местах оба вида присутствовали в одно и то же время. Оба вида использовали орудия труда, добывали огонь, владели речью и обладали самосознанием, но сохранился лишь один из них. Каковы бы ни были интеллектуальные преимущества современных людей над неандертальцами, это, скорее всего, тончайшие различия в области нейроанатомии, выявить которые будет нелегко. Гораздо проще проследить более общую картину развития и эволюции головного мозга гоминин в сравнении с человекообразными обезьянами.

Создание удивительного мозга

Заметное увеличение размера головного мозга в поздней истории гоминин можно считать лишь приблизительным индикатором расширения когнитивных способностей. Абсолютный размер мозга не обязательно указывает на его мощь. Правильнее полагаться на увеличение объема мозга по отношению к массе всего тела. Головной мозг — очень расточительный орган, потребляющий до 25% энергии в организме взрослого человека (и 60% в организме ребенка). Увеличение относительного размера головного мозга гоминин в эпоху плейстоцена представляет собой серьезное отклонение от обычных соотношений, характерных для всех млекопитающих, включая приматов. Хотя мозг китов и слонов гораздо крупнее нашего, вес нашего мозга в процентном отношении к весу тела в 15-20 раз больше, чем у этих животных. Задача нейроанатомов состоит в том, чтобы определить, увеличение каких отделов мозга отвечает за расширение способностей человека.

Сложность этой задачи хорошо подметил Эмерсон Пуг, научный сотрудник компании IBM, который писал, что "если бы человеческий мозг был настолько прост, чтобы мы могли понять его, мы были бы настолько просты, что не смогли бы этого сделать". Понимание работы мозга и биологических основ поведения — две важнейшие высоты, еще не преодоленные биологами.

Ученые уделяют большое внимание роли различных отделов мозга в реализации моторных, зрительных и когнитивных функций у млекопитающих и приматов, включая человека. Большую часть поверхности нашего мозга покрывает слой нервной ткани, который называется корой мозга. Часть коры — шестислойная новая кора, или неокортекс, — обнаружена только у млекопитающих. Кору головного мозга человека принято условно разделять на несколько долей, ограниченных бороздами и буграми. Нейробиологам удалось определить функции всех долей (рис. 10.6). Лобная доля вовлечена в процессы мышления, планирования и эмоциональных реакций, теменная доля отвечает за восприятие боли, прикосновения, вкуса, температуры и давления, а также за математические и логические операции, височные доли в первую очередь отвечают за слух, а также за память и управление эмоциями, затылочная доля участвует в обработке зрительной информации, а лимбическая доля связана с эмоциональным и сексуальным поведением и с процессами запоминания.

Рис. 10.6. Физические границы долей головного мозга у человека и шимпанзе. Центры Брока и Вернике в участке височной доли, называемом planum temporale, связаны с речевой функцией. В головном мозге шимпанзе также найдены анатомические элементы, связанные с этими структурами. Рисунок Лианн Олдс.

Одной из первых удалось определить функцию лобной доли, и сделал это Поль Брока[14]. В1861 году он исследовал головной мозг человека, перенесшего инсульт, который мог выговорить лишь одно односложное слово "tan". Брока обнаружил повреждение в лобной доле мозга и решил, что эта область отвечает за речь. С тех пор его наблюдение было подтверждено множеством различных данных, в том числе изображениями мозга человека, полученными во время разговора. Со времен Брока специалисты в области сравнительной нейроанатомии пытаются идентифицировать области мозга, которые играют ключевую роль в эволюции человеческих способностей. Основной вывод, который можно сделать на основании данных по сравнительной анатомии головного мозга, очень напоминает то, что я рассказывал о пятнах на крыльях бабочек, паутинных бородавках пауков и крыльях насекомых. Вариант структуры, который мы видим сейчас, сформировался на основе многочисленных изобретений, появившихся гораздо раньше. Головной мозг млекопитающих отличался от мозга их предшественников, мозг ранних приматов усовершенствовал основу, доставшуюся им от млекопитающих, а эволюция мозга человекообразных обезьян и человека превзошла самый продвинутый вариант мозга приматов.