Считается, что это утверждение стало популярным благодаря книге Дейла Карнеги "Как завоевывать друзей и оказывать влияние на людей". В предисловии к изданию 1936 года была такая фраза: "Профессор Уильям Джеймс из Гарварда говорил, что средний человек развивает только 10% своих скрытых умственных способностей". На деле профессор Джеймс говорил лишь о том, что мы не раскрываем свой потенциал. И сама цифра никак не была обоснована.

Вероятно, свой вклад в миф "о 10%" внесли и ранние исследования мозга. Нейрохирург Уайлдер Пенфилд в те же годы обнаружил участки коры мозга, которые загадочно "молчали" при стимуляции электричеством. Они не показывали никакой активности. Это было истолковано как свидетельство того, что часть мозга не выполняет никакой конкретной задачи. А изучение структуры мозговой ткани показало, что нервные клетки занимают небольшой процент от общего объема. Большинство клеток не участвуют в передаче нервных импульсов.

Постепенно ученым стало понятно, что "лишние" клетки на самом деле играют роль клея (их название — "глия" — и означает "клей"), который поддерживает работу нейронов и защищает их. Другими словами, ученые ошибались, когда судили о работе мозга лишь по электрической активности нейронов. А вот методы компьютерной томографии позволяют понять, что мозг здорового человека не "отдыхает" никогда (даже во время сна). С помощью современных технологий можно увидеть, как по органу перемещается кровь, пока человек двигается или находится в покое. Это говорит о том, что все части мозга принимают участие в нашей жизнедеятельности.

Кроме того, повышенная активность (если иметь в виду именно передачу электрических сигналов) мозга — не самая здоровая ситуация. Например, эпилептические припадки как раз и возникают из-за избыточных электрических разрядов в группе клеток мозга. Ученые из Гарвардской медицинской школы провели исследование, которое показало, что чрезмерная активность мозговых нейронов может даже ускорить старение. Например, дефицит белка REST, который подавляет возбуждение нейронов, связан с повышенным возбуждением нейронов и со сниженной продолжительностью жизни.

Ряд ученых считают, что можно стимулировать активность мозга напрямую, чтобы улучшить результаты нашей деятельности. Например, есть данные о том, что стимуляция постоянным током улучшает освоение моторных навыков у пожилых людей, а также может способствовать лучшему запоминанию информации. Но это касается только направленного воздействия слабым током на определенные зоны в те моменты, когда они задействованы.

Что в сухом остатке?

Информация о том, что мы задействуем мозг лишь на 5–10%, ничем не подтверждается, а, наоборот, опровергается исследованиями. Повышенная активность мозга сама по себе не делает нас более интеллектуально развитыми.

В крупнейшем исследовании, посвященном эволюции размера мозга млекопитающих за последние 150 миллионов лет, ученые сравнили массу мозга 1400 живых и вымерших видов, а также составили графики изменения размеров мозга и тела. Авторы опровергли долгое время считавшееся общепринятым положение о том, что уровень интеллекта животных зависит от отношения размера мозга к размеру тела, а также определили два поворотных момента в эволюции мозга млекопитающих. Статья опубликована в журнале Science Advances.

Долгое время ученые считали относительный размер мозга отражением когнитивных способностей и на основе этого показателя строили основные теории эволюции жизни.

Исследователи из семи стран — биологи, эволюционные статистики и антропологи — сравнили в новом исследовании, как у млекопитающих менялся размер мозга по отношению к размеру тела на протяжении длительного периода эволюции. При этом вместо данных о массе мозга авторы использовали данные об эндокраниальном объеме черепов, полученные на основе анализа 107 окаменелостей, среди которых — черепа древних китов и самый старый из когда-либо найденных черепов обезьяны.

Авторы выяснили, что виды с самыми большими относительными размерами мозга — люди, дельфины и слоны — шли к этому разными эволюционными путями. Так, слоны со временем увеличивались в размерах, а мозг у них рос даже быстрее, чем тело. Дельфины, наоборот, становились все мельче, уменьшался и их мозг.

У человекообразных обезьян эволюция шла по пути наращивания разнообразия с общей тенденцией к увеличению размера мозга и тела. Интересно то, что ранние гоминины, представляющие человеческую линию, показали относительное уменьшение размера тела и увеличение размера мозга по сравнению с человекообразными обезьянами.

Исследователи отмечают, что выявленные ими сложные и неоднозначные паттерны совместной эволюции мозга и тела требуют переоценки глубоко укоренившейся парадигмы, согласно которой соотношение размеров мозга и тела используют как меру интеллекта любого вида.

"У многих млекопитающих с большим мозгом, таких как слоны, дельфины и человекообразные обезьяны, также наблюдается большой размер тела. Но так бывает не всегда. У калифорнийского морского льва, например, относительно небольшой размер мозга контрастирует с их выдающимся интеллектом", — приводятся в пресс-релизе австралийского Университета Флиндерса слова первого автора статьи Джерун Смаерс (Jeroen Smaers), биолога-эволюциониста из Университета Стоуни-Брук в Нью-Йорке.

Принимая во внимание историю эволюции, текущее исследование показывает, что калифорнийский морской лев достиг низкого соотношения между мозгом и телом из-за жесткого естественного отбора по размеру тела в нише полуводных видов. Другими словами, низкий относительный размер мозга у него связан с увеличением тела, а не с уменьшением мозга.

"Мы опровергли давнюю догму о том, что относительный размер мозга связан с интеллектом, — говорит руководитель исследования Камран Сафи (Kamran Safi), научный сотрудник Института поведения животных Макса Планка в Германии. — Иногда относительно большой мозг может быть результатом постепенного уменьшения размера тела в соответствии с новой средой обитания или способом передвижения — другими словами, это не имеет ничего общего с интеллектом".

Исследование также показало, что большинство изменений в размере мозга млекопитающих произошло после двух катастрофических событий в истории Земли: массового вымирания 66 миллионов лет назад и изменения климата 23-33 миллиона лет назад.

После массового вымирания в конце мелового периода исследователи отмечают резкий сдвиг в масштабировании мозга и тела у грызунов, летучих мышей и хищников, которые устремились в пустые ниши, оставленные вымершими динозаврами. Похолодание в позднем палеогене привело к глубоким изменениям в других группах млекопитающих: эволюционные сдвиги в размерах мозга и тела претерпели тюлени, медведи, киты и приматы.

Источник: РИАНовости

Австралийские ученые провели МРТ-картирование мозга кальмара Sepioteuthis lessoniana и выяснили, что он по сложности сопоставим с мозгом собаки. Результаты исследования опубликованы в журнале iScience.

Современные головоногие, в число которых входят осьминоги, каракатицы и кальмары, имеют очень сложный мозг. Ученые из Университета Квинсленда впервые провели детальное магнитно-резонансное исследование мозга кальмара и создали атлас его нейронных связей.

Были подтверждены 99 процентов из 282 основных цепей, которые уже были идентифицированы ранее. Кроме того, исследователи выявили 145 ранее неизвестных цепей. Свыше 60 процентов всех нейронных связей кальмара участвуют в зрительной и моторной функциях. По сложности своей структуры мозг кальмара оказался близок к мозгу собаки.

"Современные головоногие моллюски — группа, включающая осьминогов, каракатиц и кальмаров, имеют чрезвычайно сложный мозг, приближающийся по количеству нейронов к мозгу собаки и превосходящий мозг мышей и крыс, — приводятся в пресс-релизе университета слова первого автора статьи доктора Вен-Сунг Чанга (Wen-Sung Chung) из Института мозга Квинсленда. — Например, у некоторых головоногих более 500 миллионов нейронов по сравнению с 200 миллионами у крысы или 20 тысячами у обычных моллюсков".

Это объясняет примеры сложного поведения головоногих моллюсков, включающие способность мгновенно изменять свою окраску в целях маскировки, распознавать шаблоны и общаться между собой, используя разнообразные сигналы.

"Мы видим, что многие нейронные схемы предназначены для маскировки и визуального общения, что дает кальмарам уникальную способность уклоняться от хищников, успешно охотиться и взаимодействовать друг с другом посредством динамичного изменения цвета", — говорит Чанг.

Обнаруженное сходство центральной нервной системы головоногих с позвоночными, по мнению авторов, подтверждает гипотезу конвергентной эволюции, согласно которой организмы в разных группах независимо друг от друга развивают сходные черты.

"Сходство с хорошо изученной нервной системой позвоночных позволяет нам делать прогнозы функционирования нервной системе головоногих на уровне поведения, — отмечает ученый. — Например, в этом исследовании мы выявили несколько новых сетей нейронов, отвечающих за поведение с визуальным контролем, такое как локомоция и маскировка с учетом тени — когда кальмары принимают разную окраску в верхней и нижней частях тела, чтобы лучше смешаться с фоном".

На следующем этапе исследования ученые планируют выяснить, почему разные виды головоногих в процессе эволюции развили разные подразделения мозга.

"Мы надеемся, что результаты помогут нам понять, почему эти удивительные существа демонстрируют такое разное поведение и примеры сложного взаимодействия", — говорит Чанг.

Источник: РИА Новости

"Отныне 13 августа каждого года будет отмечаться Международный день левшей, знаменующий борьбу за свободу и достоинство левшей всего мира" — так гласит "Билль о левшах", который был принят в 1976 году. Левшей среди нас немного, от трех до десяти процентов (среди взрослых их меньше), однако они всегда были очень интересны исследователям. Все представления о левшах сводятся прежде всего к леворукости. Тем не менее существуют такие понятия, как "левоногость", "левоглазость" и "левоухость".

Кроме того, ученые находят большое количество признаков левшества. Например, правая и левая половины носа различны по остроте обоняния. Большая чувствительность левой стороны носа к запахам установлена у 71% взрослых, правой — у 13%. Правда, потеря чувствительности случается при искривлениях носовой перегородки, однако большая острота обоняния на левой половине носа бывает и при прямой перегородке.

Международная группа ученых из России, Китая и Германии обнаружила, что отличия в строении коры больших полушарий мозга человека и шимпанзе значительнее, чем это считалось раньше, сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу Сколтеха. Результаты исследования опубликованы в журнале "Nature Neuroscience".

"Несмотря на кажущееся сильное сходство анатомии мозга человека и приматов, микроархитектура коры больших полушарий мозга человека претерпела очень значительные изменения в процессе эволюции" - говорится в пресс-релизе.

Ученые исследовали кору больших полушарий - область мозга, которая получила наибольшее развитие в ходе эволюции. Каждый из шести слоев коры характеризуется особой функциональной ролью в обработке информации, распределением клеток разного типа и организацией связей между ними, различной работой генов. На мышах, которых интенсивно используют в лабораторных исследованиях, показано, что работа более 5000 генов различается в разных слоях коры мозга. Но для человека систематического анализа работы генов в разных частях коры больших полушарий ранее не проводилось.

Ученые анализировали активность генов в разных слоях префронтальной области коры больших полушарий человека, шимпанзе и макаки. В результате они выявили 2320 генов - новых маркеров слоев коры головного мозга, уникальных для человека, а 367 "общих" с шимпанзе генов стали работать совсем в другом слое коры. У шимпанзе, по сравнению с макакой, подобных отличий в работе генов было обнаружено всего 133.

Причем с момента эволюционного разделения линии макак и шимпанзе прошло намного больше времени, чем с момента разделения шимпанзе и человека, а различия при этом меньше - значит, префронтальная кора существенно изменилась уже в ходе эволюции человека.

По словам ученых, результаты исследования дают новые данные об особенностях микроархитектуры и работе генов в тканях человеческого мозга, а также дают большие возможности для разработки новых способов регуляции когнитивных функций человека при нормальном старении и развитии патологий головного мозга.

Биологи нашли в гиппокампе, центре памяти в мозге, особую зону, которая является своеобразным датчиком температуры, следящим за тем, чтобы мозг не перегрелся и не возник эпилептический припадок, говорится в статье, опубликованной в журнале Neuron.

"Мыши, у которых регион CA2 был отключен, вели себя нормально, но при этом периодически испытывали симптомы, похожие на эпилепсию. Нормальные волны активности нейронов исчезли и были заменены на эпилептоподобные разряды электричества из-за того, что скорость работы других частей гиппокампа никто не контролировал", — объясняет Томас Макхью (Thomas McHugh) из института RIKEN в Саитаме (Япония).

Гиппокамп состоит из нескольких слоев пирамидальных нейронов. Нервные клетки в этих областях собирают и обрабатывают информацию, поступающую из других отделов мозга. Считается, что гиппокамп участвует во всех процессах, связанных с сохранением долговременных воспоминаний, однако все его функции пока не известны.

В прошлом году Махью и его команда обнаружили, что информация хранится в гиппокампе в относительно разрозненном виде. Для ее "чтения" нужны так называемые тета-волны — медленные импульсы мозговой активности, помогающие клеткам гиппокампа вспоминать, в каком порядке нужно воспроизводить воспоминания.

Если тета-волны подавить, то воспоминания будут случайным образом перемешаны. Источником этих волн был регион СА3, один из участков гиппокампа, участвующих в первичной обработке информации. Его открытие заставило ученых выяснить, нет ли в мозге других "генераторов волн".

Для их поиска ученые вывели две особые породы мышей, у которые разные части гиппокампа и других отделов мозга можно было отключать при помощи импульсов синего света или молекул нейротоксина TeTx.

Как показали эксперименты, ближайший сосед CA3, регион CA2, оказался "термодатчиком" и системой безопасности мозга, защищающей гиппокамп от перегрева и чрезмерно высокой активности.

Отключение этого участка мозга у мышей привело к любопытным и почти непредсказуемым последствиям. После блокировки СА2 грызуны в целом вели себя нормально, но в некоторых случаях, когда смотрели на определенные фрагменты клетки или совершали определенные действия, их гиппокамп, образно выражаясь, взрывался мощнейшими вспышками активности, похожими на импульсы, возникающие во время приступов эпилепсии.

Дальнейшие эксперименты с мышами показали, что регион СА2 вырабатывает особые волны, которые заставляют нервные клетки в других частях гиппокампа подавлять активность при превышении некого предела. Это защищает их и от формирования эпилептических очагов, и от перегрева. Длительное отсутствие подобной защиты приводит к ухудшению памяти и потере способности быстро учиться.

Нарушения в работе внутреннего термометра мозга, как считают ученые, могут играть роль в развитии различных нарушений памяти и некоторых форм эпилепсии. Они планируют выяснить, как именно возникают эти нарушения, в ходе более длительных и масштабных опытов на мышах.

Источник: РИА Новости

Палеонтологи обнаружили в Швейцарии гигантскую щетинохвостку, жившую 240 млн лет назад. Она стала первым известным ископаемым насекомым, у которого сохранилась нервная система.

Мозг Gigamachilis triassicusОписание находки, подготовленное итальянскими и немецкими специалистами, опубликовано в журнале Scientific Reports.

В отличие от раковин и скелетов, нервная ткань очень нежна и потому крайне редко сохраняется в ископаемом состоянии. До сих пор ученым удалось найти ее следы лишь у некоторых морских членистоногих, вроде кембрийской Lyrarapax и Fuxianhuia. Авторы статьи показали, что иногда нервная система может сохраняться и на отпечатках наземных членистоногих.

Находка была сделана в триасовых отложениях горы Сан-Джорджо (Швейцария). В руки ученых попало 8-сантиметровое существо, относящееся к щетинохвосткам, примитивным первичнобескрылым насекомым. В наши дни с щетинохвостками можно столкнуться даже в собственной ванной и в других сырых уголках дома.

Триасовая щетинохвостка получила название Gigamachilis triassicus. После смерти она упала в мелководную лагуну и подверглась быстрой фосфатизации. Поэтому на ее отпечатке видна как мускулатура, так и детали строения головного мозга - протоцеребрум и оптические доли, а также часть брюшной нервной цепочки с четырьмя ганглиями.

По строению нервной системы G. triassicus не отличается от современных представителей того же семейства Machilidae, что свидетельствует о консервативности анатомии шетинохвосток. Интересно, что в этих же слоях найдена и щетинохвостка меньшего размера Dasyleptus, известная еще из пермского периода. Ей удалось пережить пермо-триасовое вымирание.

Кстати, судя по строению груди, щетинохвостка G. triassicus была неплохим прыгуном.

Источник: infox.ru

Биологи выяснили, что укрупнение мозга у приматов связано с переходом на высокопитательную фруктовую диету. Именно это позволило нашим предкам стать более сообразительными и социально активными.

К такому выводу пришли американские специалисты из Университета Нью-Йорка, чья статья опубликована в журнале Nature Ecology & Evolution.

До сих пор считалось, что укрупнение мозга у обезьян произошло благодаря их сложному социальному поведению. Однако ученые выяснили – главную роль здесь сыграла любовь к фруктам. Животные, питающиеся листьями, тратят всю свою энергию на их переваривание, тогда как фруктовая диета обеспечила обезьян сахарами, необходимыми для работы крупного мозга.

В ходе исследования ученые проанализировали образ жизни более 140 видов приматов. Выяснилось, что доля фруктов в рационе – это единственный фактор, достоверно коррелирующий с относительным размером мозга: чем больше ест фруктов тот или иной вид, тем крупнее у него мозг и наоборот. Социальность же (например, размер группы) здесь роли не играет.

Как отмечают исследователи, листья есть повсюду, а вот чтобы найти фрукты, надо развивать пространственную ориентацию. Возможно, именно это на первых порах подстегивало укрупнение мозга приматов – так, в ходе эволюции у них быстро увеличивался мозжечок, хотя этот отдел мозга никак не связан с социальными навыками.

Получается, сложное социальное поведение не было движущей силой эволюции мозга наших предков, оно явилось лишь вторичным следствием их перехода на фруктовую диету. Напомним, недавно физиологи показали, что развитое цветовое зрение человека и прочих приматов связано с необходимостью искать фрукты в кронах деревьев.

Источник: infox.ru

Ученые из Института биоорганической химии им. академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова (ИБХ) РАН и Института проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова обнаружили у миноги, — самого древнего из ныне живущих позвоночных, — гомеобоксный ген Anf/Hesx1. Результаты исследования подтверждают гипотезу о том, что появление этого гена у позвоночных создало условия для возникновения конечного мозга. Статья опубликована в журнале Scientific Reports.

МиногаКонечный мозг — самый передний отдел головного мозга, характерный только для позвоночных, в том числе и для человека. Именно из этого отдела развиваются такие важнейшие структуры, как большие полушария мозга. Появление в ходе эволюции у позвоночных конечного мозга ученые называют ароморфозом, то есть крупным эволюционным изменением, которое приводит к общему повышению уровня организации организма.

В новом исследовании ученые использовали специальные подходы, основанные на высокоточном выделении РНК из клеток зачатка конечного мозга эмбриона миноги. В результате им удалось клонировать Anf/Hesx1 у трех видов этих животных. Параллельно с помощью специальных экспериментов исследователи показали, что у миноги этот ген регулирует раннее развитие конечного мозга, то есть выполняет ту же самую функцию, что и у других позвоночных, что говорит об универсальности механизма раннего развития конечного мозга.

«Это открытие очень важно для подтверждения нашей ранее выдвинутой гипотезы. Мы считаем, что ключевым событием в создании условий для возникновения у позвоночных, в том числе и у нас с вами, конечного мозга было появление у их предков гена Anf/Hesx1», — сказал Андрей Зарайский, руководитель лаборатории молекулярных основ эмбриогенеза ИБХ РАН и один из авторов работы.

Источник: infox.ru

Ученые выяснили, что неумение обезьян разговаривать связано исключительно с особенностями их мозга. Если бы у обезьян имелись соответствующие умственные способности, то они легко могли бы издавать членораздельные звуки.

Рентгеновский снимок макакиК такому выводу пришли биологи из Австрии и США, чья статья опубликована в журнале Science Advances.

Вопрос о происхождении речи уж не первое столетие занимает ученых. До сих пор считалось, что ее появление у человека связано с уникальными особенностями его голосового аппарата. Главным доводом в пользу этой теории служил тот факт, что гортань, язык и губы обезьян якобы не предназначены для членораздельного произношения звуков.

Тем не менее, все данные о неумении обезьян говорить строились исключительно на результатах вскрытия мертвых животных. Авторы статьи решили исправить этот пробел, наблюдая за тем, как макаки кричат и корчат рожи в реальной жизни. Все движения их голосового аппарата записывались с помощью рентгеновских видеокамер, а затем были проанализированы с помощью специальной программы.

Компьютерная симуляция показала, что макаки потенциально способны произносить весь репертуар гласных звуков. Во всяком случае, губы и язык у макак могут совершать такие же движения, как и у нас с вами. Как известно, именно этот фактор играет ключевую роль при произнесении звуков: например, гласные в словах «мэр» и «мор» требуют одних и тех же движений гортани, но разного положения языка и губ.

По словам ученых, голосовой аппарат позволяет обезьянам говорить не только отдельным слогами, но и целыми предложениями. То, что они этого не делают, связано исключительно с особенностями их мозга. Следовательно, возникновение речи человека было вызвано изменениями в строении мозговых извилин наших предков, а вовсе не языка или гортани, как считалось ранее.

На примере шимпанзе, ближайших родичей человека, подобные исследования не проводились, но авторы статьи уверены - если даже такие примитивные приматы, как макаки, потенциально способны к речи, то это же справедливо и для человекообразных обезьян.

Источник: infox.ru

Впервые в истории науки в Великобритании палеонтологи обнаружили окаменелые ткани мозга динозавра, принадлежавшие, вероятно, игуанодону или другому утконосому ящеру, жившему на территории Европы в меловом периоде, говорится в статье, опубликованной в журнале Геологического общества Лондона.

Окаменевший мозг динозавра"Мы думаем, что этот динозавр погиб в окрестностях или внутри небольшого водоема, и его голова оказалась погребена в иле и песке на дне. Так как вода в этом пруде содержала в себе крайне мало кислорода и была очень кислой, мягкие ткани мозга были "замаринованы" и смогли окаменеть еще до того, как все тело динозавра было погребено под осадочными породами", — рассказывает Дэвид Норман (David Norman) из Кембриджского университета (Великобритания).

Сосуды внутри мозга динозавраНорман и его коллеги совершили эту уникальную находку благодаря палеонтологам-любителям, которые проводили раскопки в окрестностях городка Бексхилл на юге графства Сассекс, у берегов Ла-Манша, в 2004 году. Один из них, Джейми Хискокс (Jamie Hiscocks), обнаружил там любопытную окаменелость, напоминавшую по форме мяч для игры в регби.

Через некоторое время этот "мяч" попал в руки Нормана и его коллег по университету, которые поняли, что Хискоксу удалось найти настоящую палеонтологическую драгоценность – окаменевшие останки мозга утконосого динозавра, жившего на территории будущих Британских островов примерно 133 миллиона лет назад, в начале Мелового периода.

В то время Европа распалась на набор из множества островов, отделенных друг от друга небольшими и мелководными проливами. Британия в то время представляла собой достаточно крупный остров, на котором господствовал засушливый климат и связанные с ним степи и полупустыни. Источников пресной воды, по всей видимости, тогда было мало, и многие водоемы в особо жаркие периоды пересыхали, превращаясь в очень соленые и бескислородные лужи.

ИгуанодонВ одной из таких луж, как выяснили Норман и его коллеги после изучения окаменелости из Сассекса, погиб игуанодон – крупный утконосый динозавр – или один из его ближайших родичей, живших в Британии в начале мелового периода. Необычный химический состав "кислотной лужи", куда попали его останки, сохранил для нас внутреннее устройство его мозга.

Просветив данный "мяч для регби" при помощи сканирующего электронного микроскопа, британские ученые смогли увидеть кровеносные сосуды внутри мозга, его внутренние и внешние оболочки, намеки на различные слои коры, а также некоторые отделы мозга.

Их изучение показало, что мозг динозавров не был примитивно устроенным и  что даже у относительно простых травоядных "ящеров ужаса" он был больше похож на мозг птиц и крокодилов, чем на мозг ящериц. Это проявлялось в том, что большую часть его объема занимала нервная ткань, а не сосуды, на чью долю обычно приходится свыше половины мозга у ящериц, а также то, что мозг динозавров занимал всю их черепную коробку.

"Так как мы не можем рассмотреть полушария, мы не можем определить, насколько большим был мозг игуанодона. Возможно, что динозавры на самом деле обладали более солидным мозгом, чем мы привыкли считать, но одной окаменелости для совершения такого вывода явно недостаточно. Что самое главное – она показывает, что ткани мозга могут превращаться в камень при правильных условиях, и эта находка, как я надеюсь, будет лишь первой из множества подобных окаменелостей", — заключает Норман.

Источник: РИА Новости

Тысячи генов человека меняются год от года, от поколения к поколению. Например, наш мозг стал меньше по объему, но более эффективным. А глаза кое-у кого из разумных приобрели голубой цвет. Да, голубые глаза – примета недавнего времени. Как говорят нам данные генетического анализа, первый голубоглазый человек появился от 6 000 до 10 000 лет назад где-то в регионе Черного моря. По какой-то причине этот фенотип стал очень популярным, примерно на 5% повышая шансы на размножение, и сегодня на планете живет уже полмиллиарда голубоглазых людей.

Другим ярким примером эволюции является появление гемоглобина S (HgbS). Эта генетическая мутация делает людей невосприимчивыми к малярии, но одновременно чревата другой болезнью – серповидно-клеточной анемией. Дело в том, что в ряде тропических регионов малярия является убийцей людей номер один. Поэтому рано или поздно должна была появиться мутация, защищающая от этой страшной болезни. И она действительно появилась, увеличив устойчивость эритроцитов к малярийным паразитам. К сожалению, эта же мутация вызывает серповидно-клеточную анемию – болезнь, проявляющуюся при недостатке кислорода или высоких аэробных нагрузках. Хорошая новость заключается в том, что устойчивость к малярии придают и многие другие гены, кроме того, сегодня мы наблюдаем появление новых мутаций, повышающих устойчивость к таким страшным болезням, как проказа и туберкулез.

Еще одно эволюционное приобретение – генетическая толерантность к молочному сахару – лактозе. Первобытный человек питался молоком только в раннем детстве, и фермент лактаза, расщепляющий молочный сахар, переставал вырабатываться у него уже в возрасте нескольких лет. Со временем некоторые группы населения начали использовать в пищу молочные продукты, и в этих популяциях выработка лактазы начала растягиваться на все больший срок, в конце концов сохраняясь и у взрослых, и даже престарелых особей. Как и следовало ожидать, эта черта чаще проявляется в тех регионах, где молочное животноводство возникло давно, а молоко успело стать важной частью рациона питания. Толерантность к молоку, как предполагается, появилась в период от 3 000 до 8 000 лет назад, но в настоящее время встречается у почти 95% жителей Северной Европы.

Наши зубы тоже меняются. Все больше и больше людей обходятся без зубов мудрости, которые появляются позже обычного или не появляются вовсе. По мнению антропологов, зубы мудрости были полезны во времена, когда люди не готовили пищу, а питались грубым и жестким кормом, приводившим к быстрому износу коренных зубов. Именно на замену сношенным молярам и предназначались зубы мудрости. Сегодня уже 35% людей не обладают зубами мудрости. Гены, участвующие в этом процессе, пока неизвестны, так что полной уверенности в понимании механизма этой утраты у исследователей нет.

Так как же мы будем выглядеть через тысячелетия? Может быть – так, как на картинке к этой статье. А может быть, совсем по-другому. Даже если мы проигнорируем новые технологии и различные направления давления отбора, эволюция обязательно изменит наших потомков с помощью все тех же мутаций. 10 000 лет назад ни у кого не было голубых глаз. Кто может угадать, что эволюция приготовит в следующие 10 000 лет?

Источник: PaleoNews

Физиологи на примере незрячих людей показали, что мозг является куда более гибкой структурой, чем считалось ранее. Оказалось, что участки коры, предназначенные для анализа зрительных сигналов, в случае отсутствия таковых переключаются на решение других задач.

Об этом говорится в статье американских специалистов из университета Джона Хопкинса, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Как известно, кора больших полушарий мозга разделена на зоны, отвечающие за выполнение определенных функций, связанных со слухом, зрением, аналитическим мышлением и так далее. Считалось, что эти функции достаточно жестко закреплены за конкретным участком мозга - поэтому, например, у слепых людей зрительная кора фактически простаивает без дела.

Авторы статьи показали, что это не так - при необходимости мозг может изменять функцию той или иной зоны и использовать ее «вычислительные мощности» для решения не свойственных ей задач. Об этом свидетельствует опыт, проведенный со слепыми от рождения людьми. В ходе него слепые решали математические уравнения, а их мозговую активность считывал сканнер. В качестве контроля использовались люди с нормальным зрением.

Выяснилось, что у слепых, как и у зрячих, в процессе счета активируется кора в районе внутритеменной борозды - эта структура отвечает за математические навыки. Но к удивлению ученых, в дополнение к ней у слепых при счете включались также участки первичной зрительной коры - у обычных людей ничего подобного не происходило.

С возрастанием сложности задачи внутритеменная борозда работала сильнее и у зрячих, и у слепых. То же самое происходило у слепых и со зрительной корой - чем более сложные вычисления надо было произвести, тем сильнее она активировалась. Это значит, что зрительная кора слепых реально участвует в подсчетах, а не «загорается» в силу каких-то побочных причин.

Следовательно, ввиду отсутствия зрительных стимулов нервные клетки, отвечающие за их анализ, у незрячих людей подключаются к нейронным сетям, связанным с математикой и, возможно, выполнением каких-то иных задач. Это говорит об огромной пластичности человеческого мозга. «Если мы можем заставить зрительную кору решать задачки, то в принципе мы можем заставить какую угодно часть мозга делать что угодно», -- пояснила Марина Бедни, соавтор статьи.

Истчоник: infox.ru

Нейрофизиологи обнаружили, что собаки хорошо понимают значение некоторых слов и различают интонации, с которыми они были сказаны, используя те же половины мозга для обработки речи, что и человек, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

"Когда наш мозг обрабатывает речь окружающих, его полушария делят между собой работу – левая половинка мозга распознает значения слов, а правая – их интонацию, а затем мозг объединяет эти данные. Мы обнаружили, что собаки делают то же самое, используя похожие механизмы  в мозге",  — заявил Аттила Андикс (Attila Andics) из Будапештского университета (Венгрия).

Андикс и его коллеги подтвердили расхожее представление о том, что "собака все понимает, но ответить не может", наблюдая за работой мозга нескольких домашних питомцев при помощи функциональной магнитно-резонансной томографии в момент их общения с хозяевами.

Как рассказывает ученый, они приучили собак лежать неподвижно внутри сканера и слушать речь их владельца, который последовательно произносил осмысленные слова с "хвалительной" или нейтральной интонацией, или же зачитывал различного рода абракадабру и бессмысленные выражения, используя такие же тона речи.

Этот эксперимент раскрыл неожиданную вещь – оказалось, что левая половина мозга собак "включалась" только тогда, когда их хозяева произносили настоящие слова, что означает, что животные умеют отличать настоящую речь от бессмысленных слов и выражений. В свою очередь, правая половина их мозга реагировала на эмоциональную окраску, что говорит о том, что собаки различают интонации произносимых слов, а не просто реагируют на громкость голоса и жестикуляцию.

Что самое интересное, эти эмоции обрабатывались в правом полушарии и передавались дальше, в центр удовольствия, только в том случае, если псы слышали те слова, которые обозначали похвалу, и которые были при этом произнесены с "хвалительной" интонацией. Это значит, по мнению Андикса и других авторов статьи, что животные умеют интерпретировать слова и отделять интонацию от их значения, что приближает их к человеку и действительно позволяет говорить, что они умеют в некотором смысле понимать человеческую речь.

По словам исследователей, данное открытие интересно не только само по себе, но и тем, что оно позволяет нам использовать собак для изучения того, как могла возникнуть человеческая речь в далеком прошлом, когда наши предки только учились членораздельно говорить.

Источник: РИА Новости

Питер Хор (Peter Hore), химик и биофизик из Оксфордского университета (Великобритания), Илья Соловьев из Университета Южной Дании (и российского Физико-технического института им. Иоффе РАН) совместно с коллегами-учеными, исследовал гипотезу о способности птиц «видеть» магнитное поле Земли. Предположительно, эта способность связана с магнито- и светочувствительным белком криптохромом, присутствующим в сетчатке глаз птиц. Он реагирует на синий и ультрафиолетовый цвета. Оказалось, что быстрые химические реакции с участием криптохрома, проходящие в мозгу птиц и вступающие во взаимодействие с магнитным полем, обеспечивают их магнитной картой, необходимой для ориентации в пространстве. Исследование было опубликовано в журнале New Journal of Physics, кратко о деталях работы сообщает пресс-релиз IOP Publishing.

Известно, что фоточувствительный криптохром — это птичий компас, а химические реакции с его участием — механизм, который заставляет этот компас исправно работать.

Камнем преткновения для ученых стал вопрос, способно ли крайне слабое магнитное поле нашей планеты вовремя и достаточно продолжительно «отвечать» тому самому механизму, который представляет собой сверхбыстрые реакции пар радикалов — магниточувствительных частиц с неспаренными электронами, происходящие в мозгу птиц, и своевременно предоставить им необходимую компасную информацию.

Дело в том, что магнитное поле призвано воздействовать на спин электронов (то есть на момент импульса, определяющий ориентацию их движения) в ходе бирадикальных реакций у птиц, и переключать криптохром в сигнальное (или неактивное) состояние, тем самым подсказывая птицам, правильный они держат путь или нет.

Чтобы ответить на поставленный вопрос, команда Хора смоделировала компьютерную модель, которая проиллюстрировала влияние магнитного взаимодействия на радикалы: каким образом и как быстро поле сдвигает спин электронов и меняет состояние радикалов.

В ходе эксперимента ученые пришли к выводу, что даже такое слабое магнитное воздействие, как у Земли, способно вовремя переключать криптохром в нужное для магниточувствительной ориентации состояние, и достаточно долго поддерживать связь с реакциями, тем самым позволяя глазному компасу считывать направление силовых линий Земли и ориентироваться по ним. 

Ученые утверждают, что дальнейшее изучение механизмов птичьего компаса, выраженного во взаимодействии криптохрома и земного магнитного поля, могут помочь созданию низкобюджетных и нетоксичных для окружающей среды электронных устройств.

Источник: Научная Россия

В тестах на пространственное мышление, где надо совмещать объемные фигуры, мужчины стабильно превосходят женщин. Российские ученые вместе с британскими коллегами показали, что такие результаты скорее объясняются условиями, в которых мальчики и девочки находились в утробе матери, а не воспитанием. Статья по материалам исследований опубликована в недавнем номере журнала Intelligence.

Сейчас гипотеза гендерных различий интеллекта постепенно уходит в прошлое, а ученые все чаще говорят об одинаковых когнитивных способностях полов. Последние отличия остались только в двух аспектах: в тестах на вербальные способности результаты чуть лучше у женщин, а на пространственные - у мужчин. Особенно часто их выявляет тест на "умственное вращение" (mental rotation test). В нем испытуемым показывают наборы из трех фигур и просят выбрать в каждой тройке два варианта, которые совмещаются друг с другом в пространстве. Иногда эти задания нужно делать на скорость, иногда за временем никто не следит, но результаты почти всегда одни и те же: мужчины справляются с вращением объемных фигур чуть лучше, чем женщины.

Разные группы ученых провели несколько исследований с близнецами на "умственное вращение", и результаты всегда были одинаковыми: близнецы мужского пола в среднем справлялись с заданиями лучше. Кроме того, ученые заметили одну особенность: девочки, у которых есть братья-близнецы, набирали в тесте заметно больше баллов, чем девочки с сестрами-близняшками. Братья как будто "подтягивали" сестер до результатов мальчиков. В результатах нового исследования на сиблингах (так называют родных братьев и сестер не близнецов) такого эффекта не наблюдалось. "Это может свидетельствовать о том, что необычные результаты близнецов определяются пренатальной передачей гормонов", - говорится в исследовании.

Путешественники от природы

Авторы работы исследовали детей из России и Англии. Родные братья и сестры, которые, в отличие от близнецов, не развивались вместе в утробе матери, а значит, любые заметные отличия между результатами девочек с сестрами и девочек с братьями, должны объясняться только разницей в воспитании. Всего тест на "умственное вращение" прошло почти 2 тысячи человек, и параллельно они заполняли анкету с вопросами про их воспитание и детские игры.

В результате ученые показали стандартный эффект: мужчины опять справлялись с заданиями на пространственное вращение в среднем чуть лучше женщин. Однако, в отличие от случаев с близнецами, теперь девочки с братьями никак не отличались от девочек с сестрами. Статистический анализ также не выявил никакого заметного влияния воспитания на результаты тестов. Просто мужчины чуть лучше женщин совмещали фигуры в пространстве, что, по мнению авторов, объясняется не воспитанием и средой, а только природной предрасположенностью.

Механизм ее активации, по словам ученых, еще не до конца понятен, но многие исследователи связывают хорошие пространственные способности мужчин с повышенным уровнем тестотерона в крови матери, беременной мальчиком. То есть мужчинам как бы эволюционно "предначертано" хорошо ориентироваться в пространстве, чтобы не заблудиться на охоте или в дальних путешествиях.

Статья ученых из Томского Государственного университета, Института Психологии РАН и их британских коллег опубликована в журнале Intelligence.

Распечатанные на 3D-принтере "зародыши" помогли ученым выяснить, что извилины в коре нашего мозга появляются не благодаря генетической программе роста мозга, а в результате работы очень простых физических процессов, связанных с появлением областей нестабильности в мозге, говорится в статье, опубликованной в журналеNature Physics.

"Мы выяснили, что мы можем создать структуру, похожую на кладки коры мозга, используя очень простой физический принцип, получая в итоге примерно то, что можно увидеть в мозге зародыша. Эта простейшая эволюционная "инновация", в самых разных ее формах, позволяет упаковать большую по площади кору в небольшой объем. Ученые называют этот феномен "гирификацией", — заявил Лакшминараянан Махадеван (Lakshminarayanan Mahadevan) из Гарвардского университета (США).

Махадеван и его команда уже несколько лет ищут простые математические закономерности и объяснения в том, как устроены сложнейшие и важнейшие органы тела у человека, животных и даже различные части стебля и корней растений.

Модель человеческого мозгаК примеру, в 2011 году они выяснили, что кишечник всех животных уложен в утробу в соответствии с достаточно простой математической формулой, у которой есть всего два параметра – ширина и высота того участка, где растет кишечник в зародыше. В 2012 году они раскрыли оригинальный и при этом простой физический механизм, объясняющий то, как усики огурцов могут обвиваться и прикрепляться к плетям в теплицах.

В своей новой работе группа Махадевана проверяла одну из самых противоречивых теорий в биологии, которая появилась в конце 70 годов прошлого века — теорию о том, что складки на коре мозга возникают не в результате их направленного роста, обусловленного "программой" ДНК, а благодаря исключительно физиологическим процессам.

Наблюдая за ростом мозга зародышей человека и разных видов животных, ученые давно заметили, что с определенного этапа развития скорость деления клеток коры становится заметно выше, чем у клеток белого вещества мозга. Этот процесс, как предположили Махадеван и его коллеги, может приводить к формированию борозд и извилин в результате появления очагов физической нестабильности в нервной ткани.

Авторы статьи проверили эту идею, "распечатав" на 3D-принтере полноценную копию мозга человеческого зародыша на шестом месяце развития. В это время, как рассказывают авторы статьи, мозг человека достигает почти нормальных для новорожденного размеров, но еще не обладает извилинами и находится в полностью гладком состоянии.

Этот муляж мозга ученые покрыли тонким слоем особого геля, который быстро разбухает, если впитывает в себя растворитель. Погружая модель мозга в эту жидкость, ученые таким образом пытались имитировать процесс ускоренного роста клеток коры и замедления роста белого вещества.

Буквально в первые же минуты после погружения мозга в раствор, Махадеван и его коллеги с удивлением стали замечать, что структура поверхности муляжа начала покрываться складками, фактически идентичными тем, которые есть на коре мозга новорожденного. Их форма, размеры и положение зависели всего от двух параметров – размеров мозга и того, как хорошо гель впитывал растворитель.

"Мозг каждого человека, немного, но отличается от других, но все крупные складки присутствуют у большинства здоровых людей. Наше исследование показывает, что если рост мозга чем-то нарушен, или если его форма искажена, то тогда не все эти складки сформируются, что может вызывать целый ряд болезней и проблем", — заключает Цзунь Ян Чун (Jun Young Chung), коллега Махадевана.

Источник: РИА Новости

Нейробиологи идентифицировали область мозга, которая может отвечать за уникальные человеческие способности, включая речь. Идея о том, что накопленная абстрактная информация ответственна за многие уникальные способности человеческого мозга, обсуждалась на протяжении нескольких последних десятилетий, но полного исследования на эту тему не было. Исследование, опубликованное в журнале Nature, сравнивает активность мозга человека и макаки во время прослушивание простых звуков, предоставляет необходимые доказательства этой идеи.

Мозг человека«Это дает нам разгадку того, что особенного в нашем сознании, — сказал психолог Гари Маркус (Gary Marcus) в Нью-Йоркском Университете. — Нет ничего более важного, чем понимание того, как стали тем, кем являемся».

Команда исследователей под руководством Станислава Деана (Stanislas Dehaene) изучила изменение структуры активации мозга обезьян и взрослых людей в ходе прослушивания ими простой последовательности тонов, например, начало знаменитой Пятой симфонии Бетховена: да-да-да-даах. За изменениями в мозге следили с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фмрт). Методика улавливает изменения в потоке крови в мозге, которые коррелируются с мозговой активностью разных отделов.

И у обезьяны, и у человека в ходе эксперимента активировались части мозга, связанные с цифрами, когда испытуемые замечали изменение количества тонов; также оба вида реагировали на повторение рисунка в конкретных областях мозга; но только человеческий мозг отреагировал на изменения в количестве и последовательности звуков в виде интенсивной активации в дополнительной области мозга, называемой нижней лобной извилиной. «И люди, и обезьяны замечают закономерность, но только человек при этом фиксирует ее и переводит на следующий уровень анализа», — сказал Маркус.

Нижняя лобная извилина — это часть коры, которая значительно больше в организме человека по сравнению с обезьянами. Кроме того, нижняя лобная извилина в организме человека содержится в зоне Брока, которая также отвечает за язык. Возможно, это обстоятельство объясняет уникальность человека как вида, хотя и не отвечает на вопрос — почему именно мы и почему только у нас.

Источник: Научная Россия

Группа биологов под руководством Ларен Гонсалес (Lauren A. Gonzales) из университета Дьюка (США) исследовала череп викториапитека – обезьяны, жившей примерно 15 млн лет назад, и пришла к выводу, что эта обезьяна имела хотя и относительно небольшой, но при этом весьма «извилистый» и сложный мозг. Это говорит о том, что нет прямой корреляции между размером мозга и его развитостью. Об исследовании сообщает официальный сайт университета, а его результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

Мозг викториапитека Единственный полный череп викториопитека был найден в 1997 году на острове Мабоко, расположенном на озере Виктория (Кения). Эта древняя обезьяна, по представлениям ученых, имела относительно небольшой — размером примерно 50-80 см и весом около 5-7 кг. Судя по находкам, внешне она напоминала современную мартышку.

Для того, чтобы исследовать строение мозга этой обезьяны, группа Ларен Гонсалес сделала объемную модель черепа викториопитека, а также рентгеновский снимок с высоким разрешением. Как показало исследование, объем мозга обезьяны составлял всего 36 см³, что в два раза меньше, чем у современных обезьян сходных размеров. По словам ученых, обычно мозг небольших обезьян по форме напоминает апельсин — но в случае викториопитека речь скорее идет о крупной сливе, как по форме, так и по размеру. Тем не менее, мозг древней обезьяны, хотя и был крошечным, имел, вероятно, большое количество морщин и складок, что говорит о том, что эта обезьяна могла иметь довольно сложный мозг.

Таким образом, по словам Ларены Гонсалес, их исследование показало, что, возможно, мозг обезьян стал более сложным до того, как размеры мозга стали больше. Иными словами, сложность мозга не всегда зависит от объема. Ученым известен и другой пример несоответствия размеров мозга его сложности у древних предков человека. Речь о так называемых «хоббитах» — людях с острова Флорес (Homo Floresiensis) — которые, несмотря на свой небольшой рост, всего около метра, и относительно небольшой объем мозга, умели изготовлять орудия труда.

Источник: Научная Россия