El cerebro humano, los principios de su trabajo, las capacidades, los límites del estrés fisiológico y mental, siguen siendo un gran misterio para los investigadores. A pesar de todos los éxitos en su estudio, los científicos aún no son capaces de explicar cómo pensamos, de comprender los mecanismos de la conciencia y la autoconciencia. El conocimiento acumulado sobre el trabajo del cerebro, sin embargo, es suficiente para refutar algunos de los mitos comunes al respecto.
¿Un pueblo celoso era más inteligente que nosotros?
El volumen cerebral promedio de una persona moderna es de unos 1400 centímetros cúbicos, lo que es un valor bastante grande para el tamaño de nuestro cuerpo. El hombre ha desarrollado un gran cerebro para sí mismo en el curso de la evolución: la antropogénesis. $ CUT $ Nuestros antepasados parecidos a los simios, que no tenían garras ni dientes grandes, descendieron de los árboles y cobraron vida en espacios abiertos, comenzaron a desarrollar el cerebro. Aunque este desarrollo no fue rápido de inmediato, en Australopithecus el volumen del cerebro (unos 500 centímetros cúbicos) prácticamente no cambió durante seis millones de años. El salto en su aumento tuvo lugar hace dos millones y medio de años.
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En los primeros Homo sapiens, el cerebro ya ha crecido significativamente; en Homo erectus (Homo erectus), su volumen es de 900 a 1200 centímetros cúbicos (esto está cubierto por el rango del cerebro humano moderno). Los neandertales ya tenían un cerebro muy grande: 1400-1740 centímetros cúbicos, que en promedio es más que el nuestro. Los primeros Homo sapiens en el territorio de Europa - Cro-Magnons - simplemente nos conectan al cinturón con su cerebro: 1600-1800 centímetros cúbicos (aunque los Cro-Magnons eran altos, 180-190 centímetros, y los antropólogos encuentran una conexión directa entre el tamaño del cerebro y la altura).
El cerebro en la evolución humana no solo aumentó, sino que también cambió en la proporción de diferentes partes. Los paleoantropólogos examinan los cerebros de homínidos fósiles a partir de un molde de cráneo, una endocrane que muestra el tamaño relativo de los lóbulos. El lóbulo frontal se desarrolló más rápidamente, que se asocia con el pensamiento, la conciencia, la aparición del habla (zona de Broca). El desarrollo del lóbulo parietal estuvo acompañado por una mejora en la sensibilidad, síntesis de información de varios sentidos y habilidades motoras finas de los dedos. El lóbulo temporal apoyó el desarrollo de la audición, proporcionando un habla sana (zona de Wernicke). Entonces, por ejemplo, en erectus, el cerebro creció en ancho, el lóbulo occipital y el cerebelo aumentaron, pero el lóbulo frontal permaneció bajo y estrecho. Y en los neandertales, en su cerebro muy grande, los lóbulos frontal y parietal estaban relativamente poco desarrollados (en comparación con el occipital). En Cro-Magnons, el cerebro se volvió mucho más alto (debido a un aumento en los lóbulos frontal y parietal) y adquirió una forma esférica.
Entonces, el cerebro de nuestros antepasados creció y creció, pero, paradójicamente, hace unos 20 mil años, comenzó la tendencia opuesta: el cerebro comenzó a disminuir gradualmente. Entonces, los humanos modernos tienen un tamaño cerebral promedio más pequeño que los neandertales y los cromagnones. ¿Cuál es la razón?
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Opinión del antropólogo
El antropólogo Stanislav Drobyshevsky (profesor adjunto del Departamento de Antropología, Facultad de Biología, Universidad Estatal de Moscú) responde: “Hay dos respuestas a esta pregunta: una es del agrado de todos, la otra es correcta. La primera es que el tamaño del cerebro no está directamente relacionado con la inteligencia, y la estructura de los neandertales y cromagnones era más simple que la nuestra, pero la insuficiencia técnica se compensó con el gran tamaño, y eso supuestamente no del todo. En realidad, no sabemos absolutamente nada sobre la estructura neuronal del cerebro de los pueblos antiguos, por lo que tal respuesta es una completa especulación, que consuela la vanidad de la gente moderna. La segunda respuesta es más real: los antiguos eran más inteligentes.
Tuvieron que resolver un montón de problemas de supervivencia y pensar muy rápido, a diferencia de nosotros, a quienes todo se presenta en bandeja de plata, e incluso mastica, y no hay necesidad de apresurarse a ningún lado. Los antiguos eran generalistas: cada uno guardaba en su cabeza un conjunto completo de información necesaria para sobrevivir en todas las situaciones, además de tener la capacidad de pensar de forma reactiva en situaciones imprevistas. También tenemos una especialización: todos conocen una pequeña parte de su información, y si algo sucede, "contacte a un especialista".
Opinión neurocientífica
Sergei Savelyev, Jefe del Laboratorio para el Desarrollo del Sistema Nervioso del Instituto de Morfología Humana de la Academia Rusa de Ciencias Médicas: “Esto se debe al hecho de que existe una selección artificial en la población humana destinada a reducir la variabilidad individual y apuntar a la mediocridad altamente socializada. Y para destruir a individuos demasiado inteligentes y asociales. Una comunidad así es más manejable, está formada por personas más predecibles, lo que siempre es beneficioso. En todo momento, la sociedad sacrificó los patógenos de la tranquilidad en favor del no conflicto y la estabilidad. Anteriormente, simplemente se los comía y luego se los expulsaba de la comunidad. Es por esto, desde mi punto de vista, por la migración de los parias más inteligentes, y comenzó el reasentamiento de la humanidad. Y en los sedentarios,En los grupos conservadores y más socializados, hubo una selección oculta para consolidar algunas de las propiedades de comportamiento más convenientes y favorables para el mantenimiento de la comunidad. La selección del comportamiento condujo a la contracción del cerebro.
EL CEREBRO DEL NEANDERTHAL DIFERENCIA DE NUESTRA ÚNICA FASE DE DESARROLLO
Los hallazgos de los niños neandertales brindan la oportunidad de rastrear cómo se desarrollaron sus grandes cerebros. Científicos del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva en Leipzig, junto con sus colegas franceses, han reconstruido el desarrollo cerebral comparativo de Neanderthal y Homo sapiens. Primero, los científicos realizaron una tomografía computarizada del cráneo de 58 personas modernas. Y luego hicieron lo mismo, colocando los cráneos de nueve neandertales de diferentes edades en el tomógrafo.
Aunque el tamaño del cráneo de un neandertal no es menor que el nuestro, difieren significativamente en la forma. Pero en los recién nacidos de ambas especies, la caja cerebral tiene casi la misma forma; en un bebé neandertal, es un poco más alargada. Y luego los caminos de desarrollo divergen. En una persona moderna, en el período que va desde la ausencia de dientes hasta un conjunto incompleto de incisivos, no solo cambia el tamaño, sino también la forma de la caja cerebral: se vuelve más esférica. Y luego aumenta solo de tamaño, pero casi no cambia de forma. Los biólogos han decidido que este es un proceso clave de formación del cerebro del que carecen los neandertales. La forma del cráneo de sus recién nacidos, adolescentes y adultos es casi la misma. La diferencia total se encuentra en una etapa crítica inmediatamente después del nacimiento. Probablemente, creen los científicos,Un cambio de forma tan notable se acompaña de una transformación de la estructura interna del cerebro y el desarrollo de una red neuronal, que crea las condiciones para el desarrollo de la inteligencia. Los científicos han publicado un artículo sobre el desarrollo del cerebro de diferentes especies humanas en la revista Current Biology.
MITO 1. CUANTO MÁS GRANDE ES EL CEREBRO, MÁS INTELIGENTE ES
El tamaño del cerebro también varía bastante entre los humanos modernos. Entonces, se sabe que el cerebro de Ivan Turgenev pesaba 2012 gramos y el de Anatole France era casi un kilogramo menos: 1017 gramos. Pero esto no significa en absoluto que Turgenev fuera dos veces más inteligente que Anatole France. Además, se registró que el dueño del cerebro más pesado, 2900 gramos, tenía retraso mental.
Dado que la parte más importante del cerebro son las células nerviosas o neuronas (ellas forman la materia gris), se puede suponer que cuanto más grande es el cerebro, más neuronas contiene. Y cuantas más neuronas, mejor funcionan. Pero en el cerebro no solo hay neuronas, sino también células gliales (realizan una función de apoyo, dirigen la migración de las neuronas, les suministran nutrientes y, según datos recientes, también participan en procesos de información). Además, parte de la masa cerebral está formada por materia blanca, que está compuesta por fibras conductoras. Es decir, existe una conexión entre el tamaño del cerebro y la cantidad de neuronas, pero no directa. Y, obviamente, no existe ningún vínculo entre el tamaño del cerebro y la inteligencia.
MITO 2. LAS CÉLULAS NERVIOSAS NO SE RESTAURAN
Dado que las neuronas no se dividen, se ha creído durante mucho tiempo que la formación de nuevas células nerviosas ocurre solo durante el desarrollo embrionario. Los científicos descubrieron que esto no es así hace unos años. Resultó que en los cerebros de ratas y ratones adultos de laboratorio hay zonas en las que nacen nuevas neuronas: la neurogénesis. Su fuente son las células madre del tejido nervioso (células madre neurales). Más tarde se descubrió que los humanos también tienen esas zonas. La investigación ha demostrado que las nuevas neuronas desarrollan contactos activamente con otras células y participan en el aprendizaje y la memoria. Repitamos: en animales adultos y humanos.
Además, los científicos comenzaron a estudiar qué factores externos pueden influir en el nacimiento de neuronas. Y resultó que la neurogénesis se potencia con el aprendizaje intensivo, con el enriquecimiento de las condiciones ambientales y con la actividad física. Y el factor más poderoso que inhibe la neurogénesis fue el estrés. Bueno, este proceso se ralentiza con la edad. Lo que es cierto para los animales de laboratorio, en este caso, se puede transferir completamente a los humanos. Además, las observaciones y los estudios en humanos lo confirman. Es decir, para mejorar la formación de nuevas células nerviosas, necesita entrenar el cerebro, aprender nuevas habilidades, recordar más información, diversificar su vida con nuevas experiencias y llevar un estilo de vida físicamente activo. En la vejez, esto conduce al mismo efecto que en los años más jóvenes. Pero el estrés por el nacimiento de nuevas neuronas es destructivo.
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El cerebro se puede bombear en una cinta
Un estudio dirigido por un equipo internacional de científicos y publicado en la revista PNAS ha demostrado que el ejercicio aeróbico (ejercicio en cinta) en la vejez desarrolla el hipocampo, un área del cerebro que es muy importante para la memoria y el aprendizaje espacial. Su volumen se determinó en una cámara de resonancia magnética. Se cree que con la edad, el hipocampo se encoge a una tasa de 1-2% por año. Los expertos creen que esta atrofia del hipocampo está directamente relacionada con el debilitamiento de la memoria relacionado con la edad. Entonces, en sujetos de edad avanzada que estuvieron en una cinta durante un año, el volumen del hipocampo no solo no disminuyó, sino que incluso aumentó, y también mejoró la memoria espacial en comparación con el grupo de control. La razón está nuevamente en estimular la formación de nuevas neuronas.
El estrés daña el cerebro. Interesante vida recupera
El estrés infantil es especialmente malo para el cerebro. Sus consecuencias afectan la psique, el comportamiento y las capacidades intelectuales de un adulto. Pero hay una forma de compensar los efectos dañinos del estrés temprano. Como han demostrado los científicos israelíes con ratas de laboratorio, puede ayudar si enriquece el hábitat de la víctima. El estrés destruye el cerebro a través de hormonas, que incluyen corticosteroides producidos en las glándulas suprarrenales, así como hormonas pituitarias y tiroideas. Su nivel elevado provoca cambios en las dendritas: procesos cortos de neuronas, reduce la plasticidad sináptica, especialmente en el hipocampo, ralentiza la formación de nuevas células nerviosas en la circunvolución dentada del hipocampo, etc. Tales trastornos durante el desarrollo del cerebro no pasan desapercibidos.
Los expertos del Instituto para el Estudio de la Neurociencia Afectiva de la Universidad de Haifa dividieron las ratas de laboratorio en tres grupos. Uno fue sometido a tres días de estrés a una edad temprana, el segundo fue colocado en un ambiente enriquecido después del estrés, el tercero se dejó como control. Las ratas, que debían vivir en un entorno enriquecido, fueron trasladadas a una gran jaula, donde había muchos objetos interesantes: cajas de plástico, cilindros, túneles, plataformas y ruedas rodantes.
En las pruebas, las ratas del grupo de estrés mostraron un mayor miedo y una menor curiosidad y aprendieron peor.
Tenían una motivación reducida para explorar un nuevo entorno, lo que puede compararse con la pérdida de interés por la vida, que suele ocurrir en una persona en estado de depresión. Pero estar en un entorno enriquecido compensó todas las alteraciones del comportamiento inducidas por el estrés.
Los científicos sugieren que enriquecer el medio ambiente protege al cerebro del estrés por varias razones: estimula la producción de proteínas - factores de crecimiento nervioso, activa los sistemas de neurotransmisores y favorece la formación de nuevas células nerviosas. Publicaron los resultados en la revista PLoS ONE. Estos resultados están más directamente relacionados con los huérfanos, cuya primera infancia transcurrió en un orfanato. Sólo una vida interesante y llena de acontecimientos, que los padres adoptivos intentarán crear para ellos, ayudará a suavizar la difícil experiencia de la vida.
MITO 3. EL CEREBRO HUMANO FUNCIONA AL 10/6/5/2%
Esta idea estuvo muy extendida hasta hace poco. Por lo general, se citó como justificación que el cerebro tiene un potencial latente que no utilizamos. Pero los métodos de investigación modernos no apoyan esta tesis. “Surgió porque cuando aprendimos a registrar la actividad eléctrica de neuronas individuales, resultó que muy pocas de todas las neuronas en el punto de medición están activas en un momento dado”, dice Olga Svarnik, jefa del laboratorio de neurofisiología sistémica e interfaces neuronales del Centro NBIK del Centro de Investigación Ruso “Kurchatovsky instituto.
Hay alrededor de 1012 neuronas en el cerebro (el número se está refinando constantemente) y son muy especializadas: algunas están eléctricamente activas mientras caminan, otras, mientras resuelven un problema matemático, otras, durante una cita amorosa, etc. Es difícil imaginar qué pasaría si ¡De repente decide ganar dinero al mismo tiempo! “Así como no podemos realizar toda nuestra experiencia al mismo tiempo, es decir, no podemos conducir un automóvil, saltar la cuerda, leer, etc. simultáneamente”, explica Olga Svarnik, “también lo hacen todas nuestras células nerviosas no puede ni debe estar activo al mismo tiempo. Pero esto no significa que no usemos el cerebro al cien por cien.
“Esto fue inventado por esos psicólogos que usan el cerebro en un dos por ciento”, afirma categóricamente Sergei Saveliev en una entrevista con un periodista. - El cerebro solo se puede usar por completo, nada se puede apagar en él. Según las leyes fisiológicas, el cerebro no puede trabajar menos de la mitad, porque incluso cuando no pensamos, se mantiene un metabolismo constante en las neuronas. Y cuando una persona comienza a trabajar intensamente con la cabeza, para resolver algunos problemas, el cerebro comienza a consumir casi el doble de energía. Todo lo demás es ficción. Y ningún cerebro puede ser adiestrado para intensificar su trabajo diez veces.
MITO 4. CADA ACCIÓN RESPONDE SU PARTE DEL CEREBRO
De hecho, en la corteza de los hemisferios cerebrales humanos, los neurocientíficos distinguen zonas asociadas con todos los sentidos: visión, oído, olfato, tacto, gusto, así como zonas asociativas donde se procesa y sintetiza la información. Y la resonancia magnética (MRI) registra la actividad de ciertas áreas durante diversas actividades. Pero el mapa del cerebro no es absoluto y cada vez hay más pruebas de que las cosas son mucho más complicadas. Por ejemplo, no solo el área conocida de Broca y el área de Wernicke están involucradas en el proceso del habla, sino también otras partes del cerebro. Y el cerebelo, que siempre se ha asociado con la coordinación del movimiento, participa en una amplia variedad de actividades cerebrales.
Ante la pregunta de si hay especialización en el cerebro, “Detalles del mundo” se dirigió a Olga Svarnik: “Hay una especialización en el cerebro a nivel de neuronas, y es bastante constante”, respondió el especialista. - Pero es más difícil distinguir la especialización a nivel de estructuras, porque neuronas completamente diferentes pueden estar una al lado de la otra. Podemos hablar de una acumulación de neuronas, como columnas, podemos hablar de segmentos de neuronas que se activan en el mismo momento, pero es imposible realmente seleccionar áreas grandes que se suelen resaltar. La resonancia magnética refleja la actividad del flujo sanguíneo, pero no el trabajo de las neuronas individuales. Probablemente, a partir de las imágenes que se obtienen por resonancia magnética, podamos decir dónde, más o menos probable, se puede encontrar una u otra especialización de neuronas. Pero me parece incorrecto decir que alguna zona es responsable de algo.
MITO 5. EL CEREBRO ES UNA COMPUTADORA
Según Olga Svarnik, comparar el cerebro con una computadora no es más que una metáfora: “Podemos fantasear con que hay ciertos algoritmos en el cerebro, que una persona ha escuchado información y está haciendo algo. Pero decir que nuestro cerebro funciona de esta manera sería incorrecto. A diferencia de una computadora, no hay bloques funcionales en el cerebro. Por ejemplo, se cree que el hipocampo es una estructura responsable de la memoria y la orientación espacial. Pero las neuronas del hipocampo se comportan de manera diferente, tienen diferentes especializaciones, no funcionan como un todo.
Y esto es lo que piensa el biólogo y divulgador de la ciencia Alexander Marko sobre el mismo tema (Instituto de Paleontología, RAS): “En una computadora, todas las señales que son intercambiadas por elementos de circuitos lógicos tienen la misma naturaleza - eléctrica, y estas señales solo pueden ser recibidas por uno de dos valores - 0 o 1. La transmisión de información en el cerebro no se basa en un código binario, sino en un ternario. Si la señal de excitación se correlaciona con uno y su ausencia con cero, entonces la señal inhibitoria se puede comparar con menos uno. Pero, de hecho, el cerebro usa varias docenas de tipos de señales químicas, es lo mismo que si se usaran docenas de corrientes eléctricas diferentes en una computadora … Y los ceros y unos podrían tener docenas de, digamos, colores diferentes.
La diferencia más importante es que la conductancia de cada sinapsis en particular … puede variar según las circunstancias. Esta propiedad se llama plasticidad sináptica. Hay una diferencia más radical entre el cerebro y una computadora electrónica. En una computadora, la cantidad principal de memoria no se almacena en los circuitos electrónicos lógicos del procesador, sino por separado, en dispositivos de almacenamiento especiales. No hay áreas en el cerebro que estén específicamente designadas para el almacenamiento de recuerdos a largo plazo. Toda la memoria se registra en la misma estructura de conexiones sinápticas interneuronales, que es al mismo tiempo un dispositivo informático grandioso, un análogo de un procesador.
