ГЛАВА 15. Продолжается ли в наши дни эволюция мозга?

ГЛАВА 15. Продолжается ли в наши дни эволюция мозга?

Новые технологии в транспорте, медицине, электронике и вооружении за последние сто лет вызвали невероятные изменения в нашей жизни и привычках. Забота об общественном здоровье, санитария и всеобщая вакцинация привели к увеличению продолжительности жизни на десятилетия. Перелеты на самолетах и новые способы коммуникации сделали мир более тесным. Телекоммуникации и Интернет обеспечили невероятное количество доступной информации каждому человеку практически повсеместно. Массовые развлечения с их постоянной стимуляцией стали важной частью повседневной жизни. Меняется ли все еще человеческий мозг для того, чтобы соответствовать ситуации?

Со временем мозг может меняться в двух направлениях. Во-первых, на него может воздействовать окружающая среда, приводя к быстрым изменениям, иногда даже в пределах одного поколения. Во-вторых, существует биологическая эволюция, согласно законам которой требуется минимум одно поколение для появления изменений.

Быстрые изменения могут быть вызваны прямым биологическим влиянием новой окружающей среды. Например, дети, росшие в доиндустриальной Англии, сталкивались с такими проблемами, как многочисленные заболевания, недостаток питательных веществ и тяжелые условия труда в поле. После индустриальной революции эти сложности были заменены сложными условиями работы на фабриках, жизнью в городе и загрязнением окружающей среды. Условия жизни менялись снова и снова во времена Эдуардов, Второй мировой и холодной войны. Теперь дети из развитых стран растут, посещая стандартизированные школы, лучше питаются, участвуют в массовых развлечениях, у них есть компьютеры, мобильные телефоны и современные технологии.

Знаете ли вы? Врожденное или приобретенное?

Что определяет интеллект: генетический фактор или наше окружение? Простой ответ — и то, и то, но обсудим вопрос подробнее. Гены не оказали бы никакого влияния без надлежащего окружения, и наоборот. Оба фактора должны взаимодействовать в процессе развития ребенка. И встает интересный вопрос: как именно они взаимодействуют?

Во многом наши гены устанавливают верхний предел развития. Например, рост. Представим себе двух детей с одним и тем же набором генов (например, однояйцевых близнецов). Одного из них (назовем его Том) в детстве кормили плохо, и он недополучил необходимого количества белков и вырос несколько ниже, чем его брат Майк, который превосходно питался. С другой стороны, если потребности Майка в питательных веществах были удовлетворены, никакие дополнительные порции рыбы и курицы не сделают его выше, поскольку он достиг своего генетического предела. Вместо этого он просто растолстеет. Другой ребенок, Джефф, родители которого передали ему гены с большим потенциалом, но также не могли обеспечить ему нормальное питание, может вырасти такого же роста, как и Майк. Эмигранты, приехавшие из бедных стран в более богатые, часто сталкиваются с тем, что их дети заметно перерастают родителей. Точно так же экономический прогресс в стране может привести к увеличению среднего роста популяции.

Сэм столкнулся с этим эффектом в собственной семье. Его рост - шесть футов один дюйм, что на несколько дюймов выше, чем рост любого человека из поколения его родителей, выросших в дореволюционном Китае. Рост его брата Эда — шесть футов шесть дюймов, он возвышается над всеми ними. О таком росте даже не слышали поколением раньше. Рожденные в Америке, братья являют собой пример влияния развитой страны на рост ее жителей.

Интеллект развивается сходным образом, если не считать, что влияние на него окружающей среды сложнее и хуже изучено. Основные питательные вещества требуются для любого типа роста, однако развитие мозга, вероятно, определяется еще и другими факторами, например - социальным опытом и интеллектуальной стимуляцией. По тому же принципу, если окружение отвечает определенному стандарту качества (хоть и не определенному точно), никакое количество дополнительных питательных веществ и стимулов не повысит уровень интеллекта ребенка выше установленного генетически предела.

Некоторые из этих изменений могут лежать в основ, эффекта Флинна - феномена, замеченного новозеландским политологом Джеймсом Р. Флинном, который про анализировал результаты выполнения стандартизированного теста на IQ и их изменение со временем в 20 странах мира.

Он обнаружил, что в каждой стране средний показатель со временем стабильно увеличивался, в среднем — на три единицы в десятилетие. В некоторых странах, например в Дании и Израиле, показатели увеличивались даже быстрее — в среднем около 20 пунктов за 30 лет (чуть больше, чем одно поколение). Например, результат устного теста на IQ среднего 12-летнего датского подростка в 1982 году превосходил результат 14-летнего участника эксперимента поколения его родителей в 1952-м.

Изменения в уровне интеллекта со временем отражают то, что тесты на IQ измеряют не просто естественные врожденные способности, но и эффект влияния окружающей среды, в которой растет человек. Хорошее питание и здоровье может привести к лучшему развитию мозга, а более активное стимулирование окружающей обстановки также способствует лучшему функционированию мозговых структур. Поскольку мы являемся социальными животными, эти факторы только усиливаются в процессе социальных взаимодействий с другими людьми, также хорошо развитыми, что приводит к позитивному обратному эффекту и влияет на более высокий результат выполнения теста. Благодаря полноценному питанию и стимулирующей окружающей среде, вполне возможно, что в среднем мозг человека в наше время стал более сложно устроен, чем сто лет назад.

Однако есть данные, что этот эффект начал пропадать. В Дании, стране с наивысшими показателями в недавнем прошлом, в последние годы средний уровень IQ перестал расти. Возможно, эффект окружающей среды может ограничивать развитие мозга, но только тогда, когда источников недостаточно (см. «Знаете ли вы? Врожденное или приобретенное?). Иначе говоря, как только количество бедных людей или людей, ограниченных в факторах развития, уменьшается, средний уровень IQ увеличивается. Это предположение подтверждается недавним исследованием испанских детей, чей показатель интеллекта увеличился через 13-летний период. Больше всего повысился показатель детей с наименьшим уровнем IQ, тогда как среди детей, набравших результат выше среднего, изменений практически не было. Подтверждение этой идеи можно увидеть в американских исследованиях, доказавших, что в самых бедных слоях общества достижения детей напрямую связаны с ресурсами школы, но у более богатых учеников достижения больше зависят от наследственности и домашнего окружения.

Однако все эти изменения не означают, что наш мозг продолжает развиваться. Наоборот, поскольку эффект Флинна четко прослеживается уже через несколько десятилетий, это не может быть настоящей эволюцией. Эволюция обычно предполагает изменения в генах, которые передаются потомкам и поэтому требуют минимум одного круга репродукции и отбора. Затем появляются наследственные изменения, и поэтому человек, родившийся с улучшенными генами, позднее превзойдет своими показателями людей, выросших в тех же условиях.

Важно понимать, что естественный отбор работает, отталкиваясь от практических результатов. Не имеет значения, умеет ли животное искать пищу благодаря встроенной в его мозг уже при рождении автоматической программе поиска пропитания или же оно хорошо обучается этому на своем детском опыте. В любом случае, если это животное сможет находить достаточное количество пищи, оно выживет и с большей вероятностью сможет оставить потомство. Поэтому в результате естественного отбора мозг животного помогал ему выживать в окружающей обстановке. Разные животные могли добиться успеха, взаимодействуя или будучи способными выживать в различных ситуациях. Поэтому спор «Врожденное или приобретенное?» некорректен. Отбор способствует продвижению генов, которые особенно удачно приспосабливаются к окружающей обстановке.

Когда люди спрашивают, развивается ли все еще мозг человека, они часто имеют в виду вот что: «Правда ли, что генетические механизмы, определяющие размер мозга или его структуру, меняются?» На этот вопрос непросто ответить, поскольку, возможно, только через несколько поколений станут заметны какие-нибудь изменения на эволюционном уровне.

Знаете ли вы? Макиавеллиевский интеллект: психическая гонка вооружений?

Приматы — животные социальные. И подлые. Это правда как для обезьян, так и для людей. Мы живем группами, соревнуемся друг с другом за еду и партнеров и все время создаем и разрушаем альянсы. Рассуждения, лежащие в основе этих взаимоотношений, могут быть весьма запутанными, начиная с «ты мне нравишься, я нравлюсь тебе» до «ты притворяешься, что я тебе нравлюсь, когда мы находимся рядом с ней» и даже «вы с ней можете взять мой банан, пока я не смотрю». Как в джунглях. Некоторые люди полагают, что постоянное социальное соревнование является главным фактором развития мозга приматов. На протяжении истории видов социальные взаимоотношения многих поколений приводили к отбору индивидуумов, обладающих большей психической силой. В результате возникала психическая гонка вооружений, при которой увеличение размера мозга некоторых особей оказывало влияние на других животных этого вида. У людей около 76% массы мозга отводится на кору, и это больше, чем у любого другого вида. На втором месте шимпанзе с 72%, на третьем — гориллы (68%). Дельфины, несмотря на большой абсолютный размер мозга, находятся позади с 60%. В нашем случае дополнительный объем коры головного мозга бывает полезен в очень многих ситуациях, например, при изучении языков или создании инструментов.

Увеличенный размер головного мозга способен открыть новые ниши в окружающей среде, в которых вид сможет процветать. Так, ареал обитания шимпанзе и горилл ограничен отдельными районами Африки, а люди смогли выбраться через узкий проход, ведущий из Африки в другие районы нашей планеты, и затем приспособиться к самым разнообразным условиям существования.

Человеческую эволюцию с помощью естественного отбора сложно наблюдать на протяжении одной человеческой жизни, но ее можно увидеть на примере животных с коротким жизненным циклом. В таком случае один наблюдатель может проследить за большим количеством сменяющихся поколений животных. Например, на Галапагосских островах, где количество пищи и погодные условия сильно меняются от сезона к сезону, выжили вьюрки с различными формами клюва, зависящими от типа и местоположения пищи. Вьюрки достигают половой зрелости и дают потомство в течение нескольких лет. Через несколько поколений вид клюва может измениться — стать длиннее и уже или толще и короче в зависимости от того, как удобнее добывать пищу. Эти изменения можно проследить в течение одного десятилетия.

Чтобы естественный отбор работал, у индивидуумов с определенной характеристикой должно появляться на свет больше потомства, чем у тех, у кого ее нет. Отбор, основанный на изменениях в функционировании мозга, скорее всего, будет очень постепенным. Возможно, пройдут тысячи лет, прежде чем станут заметны какие-либо изменения в интеллекте. Работающий заметно быстрее эффект Флинна — гораздо лучший выбор для улучшения нашего вида, — по крайней мере он дает значительно более быстрый результат.

Если эволюционные изменения все-таки происходят, то это постепенный долгий процесс, протекающий на протяжении всей истории нашего вида. Есть данные о сравнительно недавней эволюции некоторых генов, отвечающих за развитие мозга («недавний» в понятиях эволюции означает в течение последних 10 тысяч лет). Два гена, связанные с развитием мозга — микроцефалии и ASPM, — изучались у отдельных людей во всем мире. Эти гены обнаружили потому, что они вели к серьезным дефектам размера головного мозга и повреждению или отсутствию некоторых мозговых структур. Люди с поврежденным микроцефалином или ASPM выглядят физически нормальными, если не считать того, что мозг у них совсем крошечный, в результате чего развивается тяжелая умственная неполноценность. Дефект показывает, что протеины, закодированные микроцефалином и ASPM, необходимы для нормального развития. Это заставляет предположить, что функциональность этих протеинов может также варьироваться в пределах одной популяции и таким образом вести к разнице в размере головного мозга у отдельных людей.

Исследуя ДНК более тысячи человек, ученые выяснили, что конкретные формы микроцефалина и ASPM передаются по наследству гораздо чаще, чем это можно было предположить, и, следовательно, естественный отбор работает. Основываясь на известной частоте изменения остального генома, они вычислили, что новые усовершенствованные гены впервые появились в человеческой популяции между 6 тысячами и 37 тысячами лет назад. Более точно время выяснить невозможно, так как изучить ДНК того времени нереально. Поскольку временной период одного поколения обычно составляет 15—20 лет, эти изменения представляют собой кумулятивный результат от сотен до тысяч поколений отбора.

Неизвестно точно, что эти усовершенствованные гены делают для людей. До сих пор не найдено связи между вариантами генов и размером мозга у нормальных людей, учитывая, что размер мозга определяется множеством других факторов. Возможно, эти гены дают какие-то иные преимущества, скажем, меньшую вероятность появления дефекта мозга. Они могут даже быть связаны с развитием других органов в организме. Подобно эффекту Флинна дефекты этих генов могут являться формой депривации. В любом случае механизмы, запускающие процесс увеличения размера мозга, еще должны быть изучены. Что бы ни делали эти гены, они лишь часть эволюционного генетического процесса, в котором изменение мозга занимает тысячи лет. Так что можете перевести дыхание.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.