Мозг. Такой ли он особенный? - Сюзана Херкулано-Хузел

Ответ очевиден: дело в том, что человек принадлежит к отряду приматов и как таковой располагает большим числом нейронов по отношению к массе тела, чем животные, к отряду приматов не относящиеся. На рис. 9.12 показано отношение между числом мозговых нейронов и массой тела, переведенное в относительную энергетическую стоимость мозга (при использовании среднего показателя 6 килокалорий на миллиард нейронов в сутки) в сравнении с потреблением энергии целым организмом (по правилу Клейбера)^[210]. При сходной массе тела, которое стоит у грызунов столько же, сколько и у приматов, мозг приматов более дорог в сравнении с мозгом неприматов просто потому, что в мозге приматов больше нейронов.

Рис. 9.12. Тотальное суточное потребление энергии головным мозгом (в килокалориях), которое, как предсказано, варьирует между видами по закону простой линейной функции в зависимости от общего числа нейронов в мозге (при средней энергетической стоимости в 6 килокалорий на миллиард нейронов в сутки), у приматов изменяется по другому закону в зависимости от суточного потребления энергии организмом (тоже в килокалориях) (треугольники), с показателем степени +1,0, то есть линейно, а у неприматов (квадраты, светлые и темные кружки) по закону степенной функции с показателем +0,6

Внутри отряда приматов абсолютная метаболическая цена человеческого мозга больше, чем у остальных видов, потому что у человека больше всех нейронов. Мы обнаружили, что у приматов абсолютная энергетическая стоимость мозга возрастает линейно вместе с энергетической стоимостью всего тела (как степенная функция с экспонентой, равной 1,0), а у остальных млекопитающих нелинейно (согласно степенной функции с показателем +0,6; см. рис. 9.12). Вследствие этого относительная метаболическая стоимость мозга, хотя она и варьирует в некоторых небольших пределах, практически не меняется у разных видов приматов, но прогрессивно уменьшается с ростом массы тела у животных, не принадлежащих к отряду приматов (рис. 9.13). Мало того, выяснилось, что относительная энергетическая стоимость головного мозга у человека не самая высокая: пальма первенства здесь принадлежит крошечной беличьей обезьянке – саймири, у которой корковые нейроны, в связи с их особенно большим числом, потребляют 31,2 % всей энергии, расходуемой целым организмом, при том что у человека массой 70 кг и при общем потреблении энергии в 1700 ккал этот показатель не превышает 30 %.

Рис. 9.13. Относительное суточное потребление энергии, выраженное в процентах от суточного потребления энергии всего организма (в килокалориях), снижается по мере увеличения массы тела у животных, не относящихся к отряду приматов (квадраты, светлые и темные кружки), но варьирует бессистемно среди приматов (треугольники) – самый высокий показатель не у человека, а у саймири

Становится ясно, что метаболизм мозга неоднозначно соотносится с метаболизмом целого организма: любое соотношение может быть случайным и зависеть от скорости, с какой размер мозга изменяется как функция от числа его нейронов, которое, как уже было показано, варьирует от одного вида млекопитающих к другому. Приматы, мозг которых развивался согласно правилам нейронного шкалирования, имеют большее число нейронов относительно массы тела, соответственно, их мозг имеет большую относительную энергетическую стоимость, чем мозг других млекопитающих, например грызунов, у которых при такой же массе тела или размере мозга число нейронов меньше.

Снова повторю, оказывается, существует простое объяснение кажущейся исключительности человеческого головного мозга. Он относительно дорог при сравнении с потреблением энергии целым организмом, потому что у него мозг примата, и как таковой этот мозг содержит больше нейронов на единицу массы тела, чем мозг животных, не принадлежащих к этому отряду. На самом деле, человеческий мозг потребляет столько энергии, сколько можно ожидать для данного числа нейронов, и ровно столько, сколько можно было бы ожидать от небольшой человекообразной обезьяны со сходной массой тела. Ничего особенного в человеческом мозге, повторим еще раз, нет, если не считать удивительно большого числа нейронов.