O cérebro humano - os princípios de seu trabalho, capacidades, limites de estresse fisiológico e mental - continua sendo um grande mistério para os pesquisadores. Apesar de todos os sucessos em seu estudo, os cientistas ainda não são capazes de explicar como pensamos, de compreender os mecanismos da consciência e da autoconsciência. O conhecimento acumulado sobre o funcionamento do cérebro, entretanto, é suficiente para refutar alguns dos mitos comuns sobre ele.
Uma pessoa ciumenta era mais esperta do que nós?
O volume cerebral médio de uma pessoa moderna é de cerca de 1.400 centímetros cúbicos, um valor bastante alto para o tamanho do nosso corpo. O homem desenvolveu um grande cérebro para si mesmo no curso da evolução - antropogênese. $ CUT $ Nossos ancestrais macacos, que não tinham garras e dentes grandes, desceram das árvores e passaram a viver em espaços abertos, começaram a desenvolver o cérebro. Embora esse desenvolvimento não tenha ocorrido imediatamente - no Australopithecus, o volume do cérebro (cerca de 500 centímetros cúbicos) praticamente não mudou por seis milhões de anos. O salto em seu aumento ocorreu há dois milhões e meio de anos.
No início do Homo sapiens, o cérebro já cresceu significativamente - no Homo erectus (Homo erectus), seu volume é de 900 a 1.200 centímetros cúbicos (isso é coberto pela extensão do cérebro humano moderno). Os neandertais tinham um cérebro muito grande - 1400-1740 centímetros cúbicos, o que é em média mais do que o nosso. Os primeiros Homo sapiens no território da Europa - Cro-Magnons - simplesmente nos conectam ao cinturão com seu cérebro: 1.600-1800 centímetros cúbicos (embora os Cro-Magnons fossem altos - 180-190 centímetros, e os antropólogos encontrem uma conexão direta entre o tamanho do cérebro e a altura).
O cérebro na evolução humana não apenas aumentou, mas também mudou na proporção de diferentes partes. Os paleoantropólogos examinam os cérebros de hominídeos fósseis de um molde de crânio - um endócrano que mostra o tamanho relativo dos lobos. O lobo frontal desenvolveu-se mais rapidamente, o que está associado ao pensamento, à consciência, ao aparecimento da fala (zona de Broca). O desenvolvimento do lobo parietal foi acompanhado por uma melhora na sensibilidade, síntese de informações de vários sentidos e habilidades motoras finas dos dedos. O lobo temporal apoiou o desenvolvimento da audição, fornecendo fala sonora (zona de Wernicke). Assim, por exemplo, no erectus, o cérebro cresceu em largura, o lobo occipital e cerebelo aumentaram, mas o lobo frontal permaneceu baixo e estreito. E nos neandertais, em seu cérebro muito grande, os lobos frontal e parietal eram relativamente pouco desenvolvidos (em comparação com o occipital). Em Cro-Magnons, o cérebro tornou-se muito mais alto (devido a um aumento nos lobos frontal e parietal) e adquiriu uma forma esférica.
Assim, o cérebro de nossos ancestrais cresceu e cresceu, mas, paradoxalmente, há cerca de 20 mil anos, a tendência oposta começou: o cérebro começou a diminuir gradualmente. Portanto, os humanos modernos têm um cérebro médio menor do que os neandertais e os cro-magnons. Qual é a razão?
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Opinião do antropólogo
O antropólogo Stanislav Drobyshevsky (Professor Associado do Departamento de Antropologia, Faculdade de Biologia, Universidade Estadual de Moscou) responde: “Existem duas respostas para essa pergunta: uma é apreciada por todos, a outra é correta. A primeira é que o tamanho do cérebro não está diretamente relacionado à inteligência, e a estrutura dos Neandertais e Cro-Magnons era mais simples do que a nossa, mas a incompletude técnica era compensada pelo grande tamanho, e isso supostamente não completamente. Na realidade, não sabemos absolutamente nada sobre a estrutura neural do cérebro das pessoas antigas, então tal resposta é uma especulação completa, consolando a presunção das pessoas modernas. A segunda resposta é mais real: os antigos eram mais espertos.
Eles tiveram que resolver um monte de problemas de sobrevivência e pensar muito rapidamente, ao contrário de nós, que é apresentado com tudo em uma bandeja de prata, e até mastigado, e não há necessidade de pressa para lugar nenhum. Os povos antigos eram generalistas - cada um mantinha em sua cabeça um conjunto completo de informações necessárias para sobreviver em todas as situações, além de haver a capacidade de pensar reativamente em situações imprevistas. Também temos uma especialização: cada um conhece um pedacinho de sua informação, e se algo acontecer - “contate um especialista”.
Opinião do neurocientista
Sergei Savelyev, Chefe do Laboratório para o Desenvolvimento do Sistema Nervoso do Instituto de Morfologia Humana da Academia Russa de Ciências Médicas: “Isso se deve ao fato de que há uma seleção artificial na população humana, que visa diminuir a variabilidade individual e a seleção direcionada da mediocridade altamente socializada. E para destruir indivíduos muito inteligentes e anti-sociais. Essa comunidade é mais administrável, é composta por pessoas mais previsíveis, o que é sempre benéfico. Em todos os momentos, a sociedade sacrificou os patógenos da tranquilidade em favor do não-conflito e da estabilidade. Antes eram simplesmente comidos e depois expulsos da comunidade. É por isso, do meu ponto de vista, por causa da migração dos párias mais espertos, e começou o reassentamento da humanidade. E no sedentario,Em grupos conservadores e mais socializados, havia uma seleção oculta para consolidar algumas das propriedades de comportamento mais convenientes e favoráveis para a manutenção da comunidade. A seleção comportamental levou ao encolhimento do cérebro.
O CÉREBRO DO NEANDERTHAL É DIFERENTE DE NOSSA ÚNICA FASE DE DESENVOLVIMENTO
As descobertas das crianças de Neandertal fornecem uma oportunidade de rastrear como seus grandes cérebros se desenvolveram. Cientistas do Instituto Max Planck de Antropologia Evolutiva em Leipzig, junto com seus colegas franceses, reconstruíram o desenvolvimento comparativo do cérebro do Neandertal e do Homo sapiens. Primeiro, os cientistas realizaram tomografia computadorizada do crânio de 58 pessoas modernas. E então eles fizeram o mesmo, colocando os crânios de nove Neandertais de diferentes idades no tomógrafo.
Embora o tamanho do crânio de um Neandertal não seja menor do que o nosso, na forma eles diferem significativamente. Mas em recém-nascidos de ambas as espécies, a caixa do cérebro tem quase o mesmo formato - em uma criança de Neandertal, é um pouco mais alongada. E então os caminhos de desenvolvimento divergem. Em uma pessoa moderna, durante o período que vai da ausência de dentes a um conjunto incompleto de incisivos, não apenas o tamanho, mas também a forma da caixa cerebral muda - ela se torna mais esférica. E então aumenta apenas de tamanho, mas quase não muda de forma. Os biólogos decidiram que este é um processo chave de modelagem do cérebro que falta aos neandertais. O formato do crânio de seus recém-nascidos, adolescentes e adultos é quase o mesmo. A diferença total está em um estágio crítico imediatamente após o nascimento. Provavelmente, os cientistas acreditam,essa mudança perceptível na forma é acompanhada por uma transformação da estrutura interna do cérebro e o desenvolvimento de uma rede neural, que cria condições para o desenvolvimento da inteligência. Cientistas publicaram um artigo sobre o desenvolvimento do cérebro de diferentes espécies humanas na revista Current Biology.
MITO 1. QUANTO MAIOR É O CÉREBRO, MAIS INTELIGENTE
O tamanho do cérebro também varia um pouco entre os humanos modernos. Assim, sabe-se que o cérebro de Ivan Turgenev pesava 2012 gramas, e o de Anatole France pesava quase um quilo inteiro a menos - 1.017 gramas. Mas isso não significa de forma alguma que Turgenev fosse duas vezes mais inteligente que Anatole France. Além disso, foi registrado que o dono do cérebro mais pesado - 2.900 gramas - tinha retardo mental.
Como a parte mais importante do cérebro são as células nervosas, ou neurônios (elas formam a massa cinzenta), pode-se presumir que quanto maior o cérebro, mais neurônios ele contém. E quanto mais neurônios, melhor funcionam. Mas no cérebro não existem apenas neurônios, mas também células gliais (desempenham uma função de suporte, dirigem a migração dos neurônios, fornecem-lhes nutrientes e, de acordo com os dados mais recentes, também participam dos processos de informação). Além disso, parte da massa cerebral é formada por substância branca, que é composta por fibras condutoras. Ou seja, existe uma conexão entre o tamanho do cérebro e o número de neurônios, mas não direta. E obviamente não há ligação entre o tamanho do cérebro e a inteligência.
MITO 2. CÉLULAS NERVOSAS NÃO RESTAURAM
Como os neurônios não se dividem, há muito se acredita que a formação de novas células nervosas ocorre apenas durante o desenvolvimento embrionário. Os cientistas descobriram que não é assim há alguns anos. Descobriu-se que nos cérebros de ratos e camundongos adultos de laboratório existem zonas nas quais nascem novos neurônios - a neurogênese. Sua fonte são as células-tronco do tecido nervoso (células-tronco neurais). Mais tarde, descobriu-se que os humanos também têm essas zonas. A pesquisa mostrou que novos neurônios desenvolvem ativamente contatos com outras células e estão envolvidos no aprendizado e na memória. Vamos repetir: em animais adultos e humanos.
Além disso, os cientistas começaram a estudar quais fatores externos podem influenciar o nascimento de neurônios. E descobriu-se que a neurogênese é potencializada com aprendizado intensivo, com enriquecimento das condições ambientais e com atividade física. E o fator mais poderoso que inibia a neurogênese era o estresse. Bem, esse processo fica mais lento com a idade. O que vale para animais de laboratório, neste caso, pode ser completamente transferido para humanos. Além disso, observações e estudos em humanos confirmam isso. Ou seja, para potencializar a formação de novas células nervosas, é preciso treinar o cérebro, aprender novas habilidades, lembrar mais informações, diversificar sua vida com novas experiências e levar um estilo de vida fisicamente ativo. Na velhice, isso leva ao mesmo efeito que nos anos mais jovens. Mas o estresse para o nascimento de novos neurônios é destrutivo.
O cérebro pode ser bombeado em uma esteira
Um estudo liderado por uma equipe internacional de cientistas e publicado na revista PNAS mostrou que o exercício aeróbico (exercício em esteira) na velhice constrói o hipocampo, uma área do cérebro que é muito importante para a memória e o aprendizado espacial. Seu volume foi determinado em um aparelho de ressonância magnética. Acredita-se que o hipocampo encolha a uma taxa de 1–2% ao ano com a idade. Os especialistas acreditam que essa atrofia do hipocampo está diretamente relacionada ao enfraquecimento da memória relacionado à idade. Assim, em idosos que estiveram em uma esteira por um ano, o volume do hipocampo não apenas não diminuiu, mas até aumentou, e também melhorou a memória espacial em comparação ao grupo controle. A razão está novamente em estimular a formação de novos neurônios.
O estresse danifica o cérebro. Vida interessante - recuperações
O estresse infantil é especialmente ruim para o cérebro. Suas consequências afetam a psique, o comportamento e as habilidades intelectuais de um adulto. Mas existe uma maneira de compensar os efeitos prejudiciais do estresse precoce. Como cientistas israelenses mostraram em ratos de laboratório, você pode ajudar enriquecendo o habitat da vítima. O estresse destrói o cérebro por meio de hormônios, que incluem corticosteróides produzidos nas glândulas supra-renais, bem como hormônios hipofisários e tireoidianos. Seu nível aumentado causa mudanças nos dendritos - processos curtos de neurônios, reduz a plasticidade sináptica, especialmente no hipocampo, retarda a formação de novas células nervosas no giro denteado do hipocampo e assim por diante. Esses distúrbios durante o desenvolvimento do cérebro não passam despercebidos.
Especialistas do Instituto para o Estudo de Neurociências Afetivas da Universidade de Haifa dividiram ratos de laboratório em três grupos. Um foi submetido a três dias de estresse quando jovem, o segundo foi colocado em um ambiente enriquecido após o estresse, o terceiro foi deixado como controle. Os ratos, que deveriam viver em um ambiente enriquecido, foram transferidos para uma grande gaiola, onde havia muitos objetos interessantes: caixas de plástico, cilindros, túneis, plataformas e rodas giratórias.
Nos testes, os ratos do grupo de estresse mostraram aumento do medo e diminuição da curiosidade e aprenderam pior.
Eles tiveram uma motivação reduzida para explorar um novo ambiente, o que pode ser comparado à perda de interesse pela vida, que muitas vezes acontece em uma pessoa em estado de depressão. Mas estar em um ambiente enriquecido compensou todos os distúrbios comportamentais induzidos pelo estresse.
Cientistas sugerem que enriquecer o meio ambiente protege o cérebro do estresse por vários motivos: estimula a produção de proteínas - fatores de crescimento dos nervos, ativa sistemas de neurotransmissores e favorece a formação de novas células nervosas. Eles publicaram os resultados na revista PLoS ONE. Esses resultados estão mais diretamente relacionados aos órfãos, cuja primeira infância foi passada em um orfanato. Somente uma vida interessante e cheia de acontecimentos, que os pais adotivos tentarão criar para eles, ajudará a amenizar a difícil experiência de vida.
MITO 3. O CÉREBRO HUMANO FUNCIONA A 10/6/5/2%
Essa ideia era muito difundida até recentemente. Normalmente, foi citado como fundamento lógico que o cérebro tem um potencial latente que não usamos. Mas os métodos de pesquisa modernos não apóiam esta tese. “Surgiu do fato de que, quando aprendemos a registrar a atividade elétrica de neurônios individuais, descobrimos que muito poucos de todos os neurônios no ponto de medição estão ativos a qualquer momento”, diz Olga Svarnik, chefe do laboratório de neurofisiologia sistêmica e interfaces neurais do Centro NBIK do Centro de Pesquisa Russo Kurchatovsky instituto.
Existem cerca de 1012 neurônios no cérebro (o número está sendo constantemente refinado), e eles são muito especializados: alguns são eletricamente ativos enquanto caminham, outros - enquanto resolvem um problema matemático, outros - durante um encontro de amor, etc. É difícil imaginar o que aconteceria se eles de repente, decida ganhar dinheiro ao mesmo tempo! “Assim como não podemos realizar todas as nossas experiências ao mesmo tempo, isto é, não podemos dirigir um carro, pular corda, ler e assim por diante”, explica Olga Svarnik, “o mesmo acontece com todas as nossas células nervosas não pode e não deve estar ativo ao mesmo tempo. Mas isso não significa que não usamos o cérebro cem por cento."
“Isso foi inventado por psicólogos que usam o cérebro em 2%”, afirma Sergei Saveliev categoricamente em uma entrevista a um repórter. - O cérebro só pode ser usado completamente, nada pode ser desligado nele. De acordo com as leis fisiológicas, o cérebro não pode funcionar menos da metade, porque mesmo quando não pensamos, um metabolismo constante é mantido nos neurônios. E quando uma pessoa começa a trabalhar intensamente com a cabeça, para resolver alguns problemas, o cérebro começa a consumir quase o dobro de energia. Todo o resto é ficção. E nenhum cérebro pode ser treinado para intensificar seu trabalho dez vezes mais."
MITO 4. CADA AÇÃO RESPONDE À SUA PARTE DO CÉREBRO
Na verdade, no córtex dos hemisférios do cérebro humano, os neurocientistas distinguem zonas associadas a todos os sentidos: visão, audição, olfato, tato, paladar, bem como zonas associativas onde a informação é processada e sintetizada. E a ressonância magnética (MRI) registra a atividade de certas áreas durante várias atividades. Mas o mapa do cérebro não é absoluto e há evidências crescentes de que as coisas são muito mais complicadas. Por exemplo, não apenas as áreas conhecidas de Broca e Wernicke estão envolvidas no processo da fala, mas também outras partes do cérebro. E o cerebelo, que sempre esteve associado à coordenação do movimento, está envolvido em uma ampla variedade de atividades cerebrais.
Questionando se existe especialização no cérebro, “Details of the World” dirigiu-se a Olga Svarnik: “Existe uma especialização no cérebro ao nível dos neurónios e é bastante constante”, respondeu a especialista. - Mas é mais difícil distinguir a especialização no nível das estruturas, porque neurônios completamente diferentes podem estar lado a lado. Podemos falar de um acúmulo de neurônios, como colunas, podemos falar de segmentos de neurônios que são ativados ao mesmo tempo, mas é impossível selecionar realmente grandes áreas que costumamos destacar. A ressonância magnética reflete a atividade do fluxo sanguíneo, mas não o trabalho de neurônios individuais. Provavelmente, pelas imagens obtidas pela ressonância magnética, podemos dizer onde, mais ou menos provavelmente, uma ou outra especialização de neurônios pode ser encontrada. Mas me parece errado dizer que alguma zona é responsável por algo."
MITO 5. O CÉREBRO É UM COMPUTADOR
Segundo Olga Svarnik, comparar o cérebro com um computador nada mais é do que uma metáfora: “Podemos fantasiar que existem certos algoritmos no funcionamento do cérebro, que uma pessoa ouviu informações e está fazendo algo. Mas dizer que nossos cérebros funcionam dessa maneira seria errado. Ao contrário de um computador, não há bloqueios funcionais no cérebro. Por exemplo, o hipocampo é considerado uma estrutura responsável pela memória e orientação espacial. Mas os neurônios do hipocampo se comportam de maneira diferente, têm especializações diferentes, não funcionam como um todo."
E aqui está o que pensa o biólogo e divulgador da ciência Alexander Marko sobre o mesmo assunto (Instituto de Paleontologia, RAS): “Em um computador, todos os sinais que são trocados por elementos de circuitos lógicos têm a mesma natureza - elétricos, e esses sinais só podem ser recebidos por um de dois valores - 0 ou 1. A transmissão de informações no cérebro não é baseada em um código binário, mas sim em um ternário. Se o sinal de excitação está correlacionado com um e sua ausência com zero, então o sinal inibitório pode ser comparado a menos um. Mas, na verdade, o cérebro usa várias dezenas de tipos de sinais químicos - é como se dezenas de correntes elétricas diferentes fossem usadas em um computador … E zeros e uns podem ter dezenas de, digamos, cores diferentes.
A diferença mais importante é que a condutância de cada sinapse em particular … pode variar dependendo das circunstâncias. Essa propriedade é chamada de plasticidade sináptica. Existe mais uma diferença radical entre o cérebro e um computador eletrônico. Em um computador, a quantidade principal de memória é armazenada não nos circuitos eletrônicos lógicos do processador, mas separadamente, em dispositivos especiais de armazenamento. Não há áreas no cérebro especificamente designadas para o armazenamento de memórias de longo prazo. Toda a memória é gravada na mesma estrutura de conexões sinápticas interneuronais, que é ao mesmo tempo um dispositivo de computação grandioso - um análogo de um processador."
