Цена большого мозга

Цена большого мозга

Если подумать о том, что человек способен выжить во враждебных условиях открытого космоса, где присутствует смертельное излучение, но нет атмосферы, становится ясно, что мы обладаем значительным адаптивным потенциалом. Когда наши далекие предки-гоминиды только появились на планете (4–5 млн лет назад), в окружающей среде происходили стремительные перемены, поэтому для того, чтобы справиться со сложными ситуациями, требовалась немалая гибкость мозга. Наш мозг способен находить решения, позволяющие преодолеть физические ограничения наших тел; мы научились жить под водой, летать по небу, выходить в открытый космос и даже прыгать по поверхности другой планеты, не имеющей пригодной для жизни атмосферы. Однако вычислительная мощность, необходимая для решения сложных задач, дорого нам обходится.

Мозг современного взрослого человека составляет всего лишь ¹/₅₀ от полной массы тела, но потребляет до ¹/₅ всей его энергии. Эксплуатационные затраты на мозг в пересчете на единицу массы в восемь-десять раз выше, чем затраты на мышцы; и примерно ³/₄ всей этой энергии тратится на работу специализированных клеток мозга, которые обеспечивают связи в сложнейших сетях, генерируя наши мысли и определяя поведение. Речь идет о нейронах, которые мы опишем подробнее в следующей главе. Отдельный нейрон, посылающий сигнал, потребляет столько же энергии, сколько «съедает» клетка икроножной мышцы бегуна во время марафона. Конечно, в целом во время бега мы потребляем больше энергии, но мы же не можем бегать непрерывно — а мозг не выключается никогда. Причем, несмотря на метаболическую жадность мозга, он все равно превосходит любой персональный компьютер как по сложности доступных вычислений, так и по их эффективности. Может, мы и построили вычислительную машину, способную обыграть любого чемпиона по шахматам, но нам пока далеко до разработки компьютера, который способен был бы распознать и выбрать любую из шахматных фигурок с такой же легкостью, с какой это делает обычный трехлетний ребенок. В некоторых умениях, которые представляются нам естественными, задействованы обманчиво сложные вычисления и механизмы, устройство которых на данный момент ставит наших инженеров в тупик.

Каждый вид животных на планете вырастил себе эффективно использующий энергию мозг, пригодный для решения задач в той конкретной нише окружающей среды, которую занимает данное животное. Мы, люди, развили у себя особенно крупный (по отношению к размерам нашего тела) мозг, но у нас далеко не самый крупный мозг на планете. За этим лучше обратиться к слонам. Собственно, у нас даже не самое большое отношение размеров мозга к размерам тела. У рыбы-слона (и вправду похожей на морского слоника) это отношение много больше, чем у человека. Тем не менее, несмотря на недавнее уменьшение в размерах, человеческий мозг по-прежнему в пять-семь раз крупнее, чем можно было бы ожидать для млекопитающего наших габаритов. Но почему у человека такой большой мозг? В конце концов, он не только метаболически дорог в эксплуатации, но и представляет собой значительный риск для здоровья женщины. Достаточно прогуляться по любому викторианскому кладбищу и посмотреть на количество матерей, умерших при родах в результате кровотечения или инфекции, чтобы понять, что деторождение может быть весьма опасным делом. У младенца с большим мозгом и голова большая, потому родить его сложнее. Надо сказать, что эта проблема приобрела особенно острый характер в ходе эволюции нашего вида в тот момент, когда мы начали передвигаться на двух ногах. Когда мы перешли к прямохождению и стали высоко держать головы, опасность деторождения увеличилась, но, как ни странно, эта самая опасность, возможно, привела к значительным изменениям в нашем отношении друг к другу: мы стали намного заботливее. Не исключено, что она внесла свою лепту в начало одомашнивания человека как вида.

Детеныши большинства млекопитающих встают на ноги и начинают бегать вскоре после рождения, но человеческие дети требуют постоянной заботы и внимания взрослых в течение по крайней мере пары первых лет. Мозг новорожденного тоже еще должен значительно вырасти. При рождении наш мозг вдвое больше, чем мозг шимпанзе, если учесть габариты матери, но при этом размер мозга по-прежнему составляет всего 25–30 % от размеров мозга взрослого человека; большая часть этой разницы компенсируется в течение первого года жизни. Большой растущий мозг и незрелость новорожденного дали некоторым антропологам основание утверждать, что человек рождается слишком рано. По оценкам, вместо стандартных девяти месяцев человеческий зародыш должен был бы провести в утробе матери от восемнадцати до двадцати одного месяца, чтобы родиться на той же стадии зрелости мозга и поведения, что новорожденный шимпанзе. Почему человек покидает чрево так рано?

Мы не можем изучить мозг наших древних предков непосредственно, поскольку мягкие ткани мозга в земле быстро разрушаются; с другой стороны, кости черепа окаменевают, и можно оценить, какого размера мозг они когда-то вмещали. Один из первых наших предков в эволюционной ветви гоминидов появился на планете около 4 млн лет назад. Australopitecus, или «южная человекообразная обезьяна», сильно отличался от всех остальных видов человекообразных обезьян, поскольку способен был ходить прямо, на двух ногах. Мы знаем это благодаря костной структуре их окаменевших скелетов и анализу отпечатков, оставленных этими существами в мягкой глине. Самые знаменитые окаменевшие останки австралопитека получили ласковое имя Люси в честь песни «Битлз» «Люси в небе с алмазами», которую передавали по радио в тот момент, когда кости были обнаружены в Эфиопии в 1974 г. В момент смерти Люси была молодой женщиной, но ростом с современного трех- или четырехлетнего ребенка, а мозг имела как у современного новорожденного. У нее были длинные руки и загнутые пальцы, так что она, вероятно, как раз переходила от жизни на деревьях к жизни на земле. Одной из причин того, что Люси спустилась с деревьев, было изменение климата, из-за которого в Африке стало меньше джунглей и больше травянистых саванн. В саванне вы более уязвимы для хищников, да и двигаться по плоской земле легче и быстрее на двух ногах, чем на четырех, как это делают остальные приматы.

Большинству из нас кажется, что ходить на двух ногах естественно, но на самом деле это очень сложный процесс. Если хотите убедиться в этом, поговорите с любым инженером, который пробовал построить ходячего робота. В фантастических книгах и фильмах мы часто встречаем двуногих роботов, но в реальности такой способ передвижения чрезвычайно сложен и требует хитрого программирования, а также очень ровной поверхности. Дело в том, что две ноги — это всего две точки соприкосновения с землей, а это очень нестабильное положение. Попробуйте поставить рядом два карандаша, уперев их друг в друга, и вы получите некоторое представление о том, насколько это сложно. Даже большие ступни не слишком облегчают задачу. Добавьте к этому проблему координации переноса центра тяжести, необходимого, чтобы поднять одну ногу и шагнуть, а затем перенести вес обратно на нее. И так каждый раз. Неудивительно, что ходьба рассматривается как форма контролируемого непрерывного падения вперед.

Ходьба и бег — два варианта приспособления к меняющейся среде плоских травянистых равнин, но они тоже имеют свою цену. Во-первых, даже подвижный первый гоминид никак не мог обогнать саблезубого тигра или медведя; он мог только взять хищника умом, перехитрить зверя, который намного крупнее, сильнее и быстрее него. Гоминидам пришлось развить у себя мозг, не только способный координировать прямохождение, но и достаточно стратегически мыслящий, чтобы избежать опасности. Во-вторых, когда наши предки-женщины начали ходить прямо, их анатомия изменилась. Для эффективного передвижения на двух ногах расстояние между бедрами должно находиться в определенных пределах; в противном случае мы ковыляли бы как утки, а это не лучший способ догонять добычу или убегать от хищника. Так что наши предки испытывали адаптивное давление, не позволявшее их бедрам стать слишком широкими, — а это, в свою очередь, означало, что тазовая полость, то есть пространство между бедрами, не могло увеличиваться. Тазовая полость определяет размеры родового канала — а значит, и размеры головы младенца, которого может родить мать.

До 2 млн лет назад относительный размер мозга наших предков-гоминидов был приблизительно таким же, как сегодня у высших приматов. Однако в ходе эволюции произошло нечто, изменившее направление развития мозга, и он существенно увеличился. Размер мозга у человека стал в 3–4 раза больше, чем был у предков-приматов. Голова начала увеличиваться в размерах, чтобы вместить увеличивающийся мозг, и это заставило матерей-гоминидов рожать детенышей прежде, чем их головы становились слишком крупными. Однако для наших ближайших родичей среди животных — шимпанзе — это не проблема. Если говорить о движении, то шимпанзе в естественной обстановке не ходят вертикально, и потому у них не сформировался узкий таз. Их родовые каналы достаточно велики, чтобы относительно легко рожать маленьких шимпанзе; именно поэтому, кстати говоря, шимпанзе, пытаясь идти вертикально, переваливаются с ноги на ногу. Они обычно рожают самостоятельно, меньше чем за 30 минут, тогда как у человека роды занимают значительно больше времени, и чаще всего роженице требуется посторонняя помощь.

Проблема рождения узкобедрыми матерями младенцев с большим мозгом известна как «акушерская дилемма»; до недавнего времени именно ею объясняли тот факт, что человеческие дети рождаются намного раньше, чем детеныши других приматов. Однако антрополог Холли Дансворт из Университета Род-Айленда считает, что у раннего рождения человеческих детей есть еще одна причина: если бы их вынашивали дольше, матерям пришлось бы голодать. Беременность чрезвычайно требовательна к матери в отношении энергии, необходимой для поддержки как ее самой, так и быстро растущего зародыша. У приматов и других млекопитающих существует жесткое соотношение между размером новорожденного по отношению к размеру матери; именно это соотношение указывает на то, что срок беременности у вида соответствует тому моменту, когда энергетические требования зародыша начинают превышать объем, который мать может предоставить ему без вреда для себя. Чем крупнее зародыш, тем больше энергии он требует. Дансворт утверждает, что размер тазовой полости — не единственная проблема. По ее мнению, раннее рождение ребенка объясняется тем, что только так можно прокормить младенца и не уморить при этом голодом мать.

Неоспоримо одно: роды у людей проходят нелегко. Одна из самых загадочных гипотез относительно эволюции человека и его растущего мозга состоит в том, что трудности и опасности деторождения, возможно, привели к изобретению родовспоможения и в конечном итоге внесли вклад в постепенное одомашнивание человека. Женщина при родах нуждается в помощи, а это значит, что появление повивальных бабок как категории, возможно, способствовало общественному развитию нашего вида. Ни у одного другого вида нет помощи роженице со стороны других особей, и не исключено, что эта уникальная особенность, появившаяся в нашей истории довольно рано, подтолкнула наш вид к более серьезным способам просоциального взаимодействия. Другие приматы рожают относительно быстро и совершенно самостоятельно в зарослях деревьев или кустов. Конечно, человеческие женщины тоже способны родить в одиночестве, некоторые так и делают, но это не норма, особенно для первородящих матерей, у которых, как правило, родовой акт продолжается дольше и бывает более болезненным. Помощь при родах — часть нашего одомашнивания. Присутствие остальных членов группы рядом с роженицей помогало, вероятно, защитить ее и малыша от хищников и снизить напряженность ситуации — ведь ободрение иногда не менее важно, чем физическая помощь в родах.

Вполне возможно, что родовспоможение стало именно тем первым вариантом поведения, который способствовал возникновению подходящих условий для проявлений сочувствия, альтруизма, доверия и других социальных взаимодействий, которым суждено было стать поведенческой базой нашего культурного одомашнивания. Даже если помощь роженице-матери ограничивалась всего лишь присутствием и иногда попыткой запутать, отвлечь или отогнать случайного хищника, такие варианты поведения вполне могли стать фундаментом для взаимно обязывающих отношений с другими членами группы. Более того, стресс и облегчение, связанные с потенциально опасным процессом деторождения, могли породить эмоции, способствующие появлению мотиваций, формирующих поведение. Те, кто нуждался в помощи, и те, кто ее оказывал, могли передать соответствующие качества своим потомкам, повышая таким образом вероятность того, что кооперативное поведение станет для вида социальной нормой.

Так же точно, как домашняя собака, столкнувшись с проблемой, ищет помощи, наши ранние предки начали обращаться за подмогой друг к другу. Роль деторождения как совместного эмоционального переживания в эволюции социального поведения может показаться весьма спорной, но для всякого, кто в первый раз присутствует при рождении ребенка, впечатление оказывается неожиданно сильным и удивительно эмоциональным; нередко человек не может совладать с собой. Такая реакция позволяет предположить, что это событие запускает поведенческие механизмы, лежащие глубоко в истории нашего вида и связанные с обычаем помогать другим.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.