Филогенетическое дерево человека разумного построено еще только в общих чертах. Основные этапы эволюции человека охарактеризованы в таблице:
| Антропоиды | Гоминиды | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Дриопитек | Австралопитековые (австралопитек) | Человек умелый | Древнейшие люди (питекантроп, синантроп) | Древние люди (неандерталец) | Новые люди (кроманьонец, человек) |
| Возраст, лет | |||||
| 18 млн | 5 млн | 2-3 млн | 2 млн — 200 тыс | 250-35 тыс | 50-40 тыс |
| Внешний вид | |||||
| Небольшие животные с округлым черепом, бинокулярным зрением, хорошо развитым головным мозгом; могут находиться в вертикальном положении | Масса до 50 кг, рост до 150 см, руки свободны, прямохождение | Фаланги пальцев сплющены, первый палец стопы не отведен в сторону | Рост около 160 см, массивный костяк, положение тела полусогнутое | Рост 155-165 см, коренастые люди, ходили несколько согнувшись | Рост около 180 см, физический тип современного человека |
| Объем мозга, см 3 | |||||
| — | 550-650 | 750 | 700-1200 | До 1400 | Около 1400 |
| Череп | |||||
| Череп близок по строению к черепу человекообразных обезьян | Массивные челюсти, небольшие резцы и клыки | Зубы человеческого типа | Кости черепа массивные, лоб покатый, надбровные валики выражены | Скошенные лоб и затылок, большой надглазничный валик, подбородочный выступ развит слабо | Мозговой череп преобладает над лицевым, сплошной надглазничный валик отсутствует, подбородочный выступ хорошо развит |
| Орудия труда | |||||
| Манипуляция с окружающими предметами | Систематическое использование естественных предметов | Изготовление примитивных орудий труда | Изготовление хорошо выделанных каменных орудий труда | Изготовление разнообразных каменных орудий труда | Изготовление сложных орудий труда и механизмов |
| Образ жизни | |||||
| Стадный образ жизни | Стадный образ жизни, охота, собирательство | Кооперирование во время охоты и групповая защита | Общественный образ жизни, поддержание огня, примитивная речь | Коллективная деятельность, забота о ближних, развитая речь | Настоящая речь, абстрактное мышление, развитие сельского и промышленного хозяйства, техники, науки, искусства |
По современным данным палеонтологии, предшественниками человека являются древние примитивные насекомоядные млекопитающие, давшие начало парапитекам.
Парапитеки появились около 35 млн лет назад. Это были древесные обезьяны, от которых произошли современные гиббоны, орангутаны и дриопитеки.
Дриопитеки возникли около 18 млн лет назад. Это были полудревесные, полуназемные обезьяны, которые дали начало современным гориллам, шимпанзе и австралопитекам.
Австралопитеки появились около 5 млн лет назад в безлесных степях Африки. Это были высокоразвитые обезьяны, которые передвигались на двух задних конечностях в полувыпрямленном положении. Их рост составлял 120-150 см, масса тела — 20-50 кг, объем мозга — около 600 см 3 . Освободившимися передними конечностями они могли брать палки, камни, другие предметы и использовать их для охоты и защиты от врагов. Изготовление орудий труда австралопитеками не установлено. Жили группами, употребляли как растительную, так и животную пищу. Австралопитеки, возможно, дали начало Человеку умелому. Этот вопрос остается дискуссионным.
Человек умелый сформировался 2-3 млн лет назад. Морфологически он мало отличался от австралопитеков, но именно на этой стадии произошло превращение обезьяны в человека, поскольку Человек умелый изготовил первые примитивные орудий труда. С этого момента изменились условия существования предков человека, в результате чего преимущества в выживании получили особи с признаками, способствующими прямохождению, способности к трудовой деятельности, совершенствованию верхних конечностей и познавательной активности мозга. Человека умелого считают предком архантропов.
Древнейшие люди (архантропы)
К ним относят, в частности, питекантропа и синантропа, принадлежащих в одному виду — Человек прямоходящий . Останки питекантропа были обнаружены в 1891 г. на острове Ява; останки синантропа — в 1927 г. в пещере близ Пекина. Питекантропы и синантропы были более схожи с австралопитеками, чем с современными людьми. Они имели рост до 160 см, объем мозга — 700-1200 см 3 . Они жили 2 млн — 200 тыс. лет назад, преимущественно в пещерах и вели стадный образ жизни. Изготавливаемые ими орудия труда были более разнообразны и совершенны, чем у Человека умелого. Считают, что у них были зачатки речи. Они пользовались огнем, что делало пищу легче усвояемой, защищало от хищников и холода, способствовало расширению ареала.
Древние люди (палеоантропы)
К ним относят неандертальцев . Впервые их останки найдены в долине р. Неандерталь в Германии в 1856 г. Неандертальцы были широко расселены в Европе, Африке и Азии в ледниковую эпоху 250-35 тыс. лет назад. Объем их мозга достигал 1400 см 3 . У них еще сохранились надбровные валики, относительно низкий лоб, массивная нижняя челюсть с зачатком подбородочного выступа. Они жили в пещерах группами по 50-100 человек, умели добывать и поддерживать огонь, питались растительной и животной пищей, изготавливали разнообразные каменные, костяные и деревянные орудия труда (ножи, скребки, рубила, палки и т.п.). У них существовало разделение труда: мужчины охотились, изготавливали орудия труда, женщины обрабатывали туши животных, собирали съедобные растения.
Современные люди (неоантропы)
Неандертальцев сменили люди современного физического типа — кроманьонцы — первые представители вида Человек разумный. Они появились около 50-40 тыс. лет назад. Некоторое время палеоантропы и неоантропы существовали совместно, но затем неандертальцы были вытеснены кроманьонцами. Кроманьонцы обладали всеми физическими особенностями ныне живущих людей: высокий рост (до 180 см), большой объем головного мозга (около 1400 см 3), высокий лоб, сглаженные надбровные валики, развитый подбородочный выступ. Последний указывает на развитую членораздельную речь. Кроманьонцы строили жилища, делали одежду из шкур, сшитых костяными иглами, изготавливали изделия из рога, кости, кремня и украшали их резьбой. Кроманьонцы научились шлифовать, сверлить, знали гончарное дело. Они жили родовыми общинами, приручали животных, занимались земледелием. У них появились зачатки религии и культуры.
Эволюция от нашего ближайшего предка не-человека до современного человека прошла через большое количество переходов. Некоторые из этих переходов точно подтверждены научным сообществом, в то время как другие окутаны темнотой недопонимания. Ниже представлены десять видов, которые добавили больше всего качеств в родословную человека, некоторые добавления кажутся довольно простыми, начиная от ходьбы на двух ногах и пережевывания пищи по-другому до овладения огнём и главенства над всеми другими видами животных на Земле.
10. Сахелантроп (Sahelanthropus tchadensis)
Жил 6-7 миллионов лет назад
Начало отделения линии человека от приматов фактически начинается с отделения от шимпанзе, наших ближайших не-гоминини родственников. Это ответвление произошло около 5,4 миллионов лет назад, и многие ученые считают, что сахелантроп является звеном именно этого переходного периода. Искаженный череп был найден в пустыне Джураб (Djurab) в Чаде, в 2001 году и его возраст по оценкам учёных составил примерно 6-7 миллионов лет. Исходя из того как череп прикреплялся к скелету был сделан вывод, что сахелантроп был двуногим, и возможно это было знаком того, что они оставили деревья и начали ходить в вертикальном положении. Споры начались, когда принимая во внимание размеры черепной коробки, учёные определили, что объём мозга сахелантропов составлял лишь около 350 кубических сантиметров по сравнению с шимпанзе, мозг которых обладает объёмом в 390 кубических сантиметров. Кроме того, ученые утверждают, что череп был настолько фрагментирован и искажён, что он не мог принадлежать к гоминини (этот вид ближе к людям, чем к шимпанзе), но, возможно, именно от сахелантропов пошли шимпанзе или гориллы (раскол произошёл порядка 6,4 миллионов лет назад).
9. Кениантропы (Kenyanthropus platyops)
Жили 3,5 миллионов лет назад 
Останки кениантропов, найденные в 1999 году на озере Туркана (Turkana) в Кении, изменили представление палеоантропологов о родовом дереве человека. Учёные определили, что возраст черепа составлял 3,5 миллиона лет и объём мозга кениантропа равнялся 400 кубических сантиметров, что чуть больше чем мозг шимпанзе, но в три раза меньше объёма мозга современного человека (он равен 1200 кубическим сантиметрам). Одно из самых значительных изменений крылось в названии этого вида. «Platyops» означает плосколицый, небольшое морфологическое изменение, указывающее на изменение в движении челюсти. Это означает, что кениантропы заняли другую экологическую нишу. Размер больших коренных зубов указывал на то, что этот вид пережёвывал пищу, а в совокупности с тем, что их челюсти работали по-другому, это означало, что кениантропы адаптировались к тем изменениям в окружающей среде, с которыми они сталкивались. Однако по поводу этот вида опять-таки возникли споры, так как некоторые учёные утверждали, что кениантропы не должны были быть выделены в отдельный вид, и что на самом деле они относятся к австралопитекам.
8. Австралопитек афарский (Australopithecus afarensis)
Жил 3,0-3,9 миллионов лет назад 
В 1974 году в деревне Хадар (Hadar), в Эфиопии, исследователи обнаружили около 40 процентов скелета, который впоследствии стал известен как «Люси». Люси была невероятной находкой, потому что в её скелете было очень много костей для изучения, в то время как обычно учёные находили только череп и фрагменты костей. Исследование скелета показало, что Люси весила примерно 29 килограмм, а её рост был равен 113 сантиметрам, а также то, что она была прямоходящей. Учёные определили это исходя из того, что кости её таза напоминают кости таза современного человека, и строение голеней/бёдер говорило о способности к прямохождению. Выше талии Люси выглядела и вела себя как обезьяна, обладая 440 кубическими сантиметрами мозга и длинными руками, но от талии вниз она была человеком. Это говорило о том, что дневное время Люси проводила на земле, а ночью забиралась спать на деревья.
Ещё одной находкой была Селам (Selam) или «Дитя Люси» - череп и фрагменты скелета трёхлетней девочки, возраст которых достигал 3,3 миллионов лет. Череп вмещал мозг объёмом 330 кубических сантиметров, что говорило о том, что общий объём взрослого представителя этого вида составлял 440 кубических сантиметров. Одним из самых больших различий между людьми и другими млекопитающими является наш невероятно большой размер мозга по отношению к размеру нашего тела. Когда рождается человеческий ребёнок он полностью зависит от матери, единственное на что он способен это сосать и хвататься. Для того, чтобы мозг человека полностью сформировался, требуется порядка 25 лет, в то время как мозг шимпанзе полностью формируется уже к трём годам. Это может быть связано с тем, что из-за появления прямохождения появилась необходимость в изучении и адаптации к новой информации, а также к новому образу жизни, который появился вместе с этой способностью.
Ещё одним интересным различием между шимпанзе и человеком является наличие у шимпанзе полулунной борозды. Она отделяет затылочную долю (отвечающую за зрение) от остальной части мозга. У современных людей этой борозды нет, в то же время у людей большой неокортекс головного мозга больше чем затылочная доля. Как оказалось, мозг Селам двигался в этом же направлении. Когда был сделан гипсовый слепок черепа, учёные обнаружили, что полулунная борозда в мозге Селами отодвигалась назад, уменьшая её затылочную долю и расширяя кору головного мозга. Это говорит о том, что Селам, возможно, обладала бы более развитыми навыками рассуждения, а также большим контролем двигательных функций.
7. Парантроп Бойса (Paranthropus boisei)
Жил 1,4- 2,3 миллионов лет назад 
Род парантропов обладал довольно небольшой черепной коробкой и объём мозга составлял примерно 500-550 кубических сантиметров, или 44 процента от объёма мозга современного человека. Они были двуногими и примерно такого же размера, как и австралопитеки, но эти ребята отличались от австралопитеков своим лицом и ртом. У них были очень большие лица со значительным сужением черепа над линией бровей. У парантропа Бойса, также известного как «Щелкунчик», зубы были в четыре раза больше зубов современного человека с непомерно толстым слоем эмали, который был в разы больше чем слой эмали на зубах всех остальных гоминидов, из когда-либо найденных. Такие зубы позволяли парантропу Бойса питаться твёрдыми и жёсткими видами пищи, такими как орехи, семена и клубнеплоды. Исследователи полагают, что способность употреблять в пищу клубни помогала парантропу Бойса удовлетворять потребность более развитого мозга в калориях.
6. Человек умелый (Homo habilis)
Жил 1,6-2,5 миллионов лет назад 
Первый представитель нашего вида, Homo habilis, был первым из наших предков, кто использовал камни в качестве орудий труда, что и послужило основанием для его названия «Человеком умелым». Они начали разбивать трубчатые кости животных, чтобы добраться до костного мозга, чтобы разнообразить свою диету, состоявшую из разнообразных видов мяса. Их большие пальцы были шире, чем раньше, что придало им ловкости присущей современным людям, и возможно, помогло овладеть мастерством изготовления каменных орудий. Рост представителей этого вида варьировал от 91 до 120 сантиметров, их нос был больше похож на нос современного человека, чем на рыло, а более высокий лоб отличал их от скошенных лбов австралопитеков и парантропов, которые существовали до них. Объём их мозга составлял примерно 510 кубических сантиметров, или 43 процента объёма мозга современного человека, причём из-за увеличения лобной доли головного мозга у них стала более развитой область, отвечающая за рациональное мышление и решение задач.
Возможно, Человек умелый настолько преуспел из-за изменений климата, которые происходили быстрыми темпами. Всего за тысячу лет большие озёра пересыхали и становились пустынями, а затем опять становились озёрами. Считается, что именно это ускорило развитие мозга, потому что для того, чтобы выжить, гоминидам нужно было адаптироваться к этим изменениям.
5. Человек работающий (Homo ergaster)
Жил 1,5-1,8 миллионов лет назад 
Человек работающий обладал значительно увеличившимся объёмом мозга, 850 кубическими сантиметрами, что составляет 71 процент объёма мозга современного человека. Возможно именно они были первыми, кто использовал огонь. У этого вида было множество каменных орудий, которые были более сложными и становились всё более уникальными. У этого вида были более маленькие плоские лица, а их зубы и челюсти также стали намного меньше, чем были у их предшественников. Самцы и самки не так сильно отличались друг от друга телосложением, как в предыдущих видах, у них был менее выражен половой диморфизм, чего не наблюдалось у всех остальных видов, существовавших до них. Существуют также свидетельства ранней формы языкового общения и общения посредством символов.
4. Человек прямоходящий (Homo erectus)
Жил 0,4- 1,8 миллионов лет назад 
В 1984 году в районе озера Туркана в Кении, Ричард Лики (Richard Leakey) наткнулся на скелет, принадлежавший 8-11 летнему мальчику. Возраст скелета составлял 1,6 миллионов лет. Рост мальчика составлял 162 сантиметра, у него были широкие бёдра и длинные, тонкие руки. Он относился к виду человека прямоходящего, которого характеризируют умением изготовлять орудия труда, разводить огонь и проживать в небольших группах. Жизнь в группе является важным проявлением из-за того, что она включает в себя ранние задатки социального общения. Существует спорное доказательство того, что между приготовлением пищи на огне, а также разведением его и жизнью в группах просматривается прямая связь. Человек прямоходящий жил исключительно на земле, поэтому он нуждался в постоянном поддержании огня для того, чтобы отгонять хищников. С необходимостью в защите от хищников пришла необходимость надеяться друг на друга. Поэтому те, кто мог хорошо защищать других, получали преимущества. Некоторые утверждают, что именно поэтому за человеческими младенцами могут легко ухаживать многочисленные воспитатели, так как наши предки по очереди выращивали молодняк, живя в племени. Этот процесс также привил умение различать «хороших» людей и «плохих». Одним из наиболее убедительных доказательств жизни в группе стал мужской череп человека прямоходящего, у которого от старости выпали зубы. Так как он не мог жевать свою пищу самостоятельно, исследователи предположили, что его кормили другие или, возможно, другие разжевывали пищу для него. Это показывает заботу о других и является переходом мышления от заботы лишь о самосохранении, к заботе о благосостоянии всей группы.
Объём мозга Турканского мальчика составлял 900 кубических сантиметров, что больше объёма мозга шимпанзе в два раза и что составляет 75 процентов от объёма мозга современного человека. Существуют также доказательства, подтверждающие то, что у Турканского мальчика был полностью развит Центр Брока, присутствующий у современных людей, который отвечает за память, исполнительные функции и моторную организацию речи. У человека прямоходящего был резкий скачок объема мозга и возможности, которые возможно появились в результате этого скачка, включали в себя увеличение интеллекта и, возможно, использование речи. Проблема обладания большим объёмом мозга заключается в том, что на поддержание его работы требуется много энергии, к счастью, человек прямоходящий нашёл выход из положения. Бегать на двух ногах гораздо эффективнее, чем бегать на четырёх. Кроме того, помимо этой возможности у них было меньше волос на теле, чем у их предшественников, что позволяло им потеть. Два этих преимущества помогали прямоходящему человеку эффективно охотиться на добычу, передвигавшуюся на четырёх лапах. В ходе погони животное, которое не могло потеть, быстро выдыхалось, а прямоходящий человек, организм которого охлаждался посредством пота, был более выносливым. Это значительно увеличило способность человека прямоходящего охотиться, что обеспечивало его мясом, содержавшим жиры и белки для удовлетворения потребности в калориях, необходимых для нормальной работы его мозга.
3. Гейдельбергский человек (Homo heidelbergensis)
Жил 0,2- 0,6 миллиона лет назад 
Религия — это та черта, которой люди располагали в течение всей своей цивилизации, однако цивилизация образовалась лишь 10 000 лет назад. Существуют доказательства, указывающие на то, что гейдельбергские люди вместе хоронили своих умерших в ходе своего рода церемонии. На севере Испании, в глубокой пещере под названием «Яма Костей» (Pit of Bones) было найдено много останков скелетов, и это указывает на то, что гейдельбергские люди бросали умерших людей в яму в ходе какого-то ритуала. Учёные также нашли розовый кварцевый ручной топор, который был захоронен вместе с умершими, что указывает на веру людей в жизнь после смерти, а также на совершение подношений богам.
Существуют доказательства, указывающие на то, что объём мозга гейдельбергских людей составлял 1100-1400 кубических сантиметров, что больше объёма мозга современного человека. Учёные считают, что гейдельбергский человек был способен планировать, обладал навыками символического поведения и был первым из всех видов, который строил основательные убежища. Некоторые учёные полагают, что именно от этого кочующего вида произошли как неандертальцы, так и современные люди. Примерно 300 000 - 400 000 лет назад Гейдельбергский человек перекочевал из Африки в ту область, где сейчас находится современная Европа. Перекочевавшие предки стали неандертальцами, а те, кто остался в Африке стали людьми разумными.
2. Неандерталец (Homo neanderthalensis)
Жил 30- 300 тысяч лет назад 
Если и был какой-либо вид гоминидов, который был способен запугать современного человека, то этим видом был неандерталец. Объём мозга представителей этого вида был немного больше, чем объём мозга человека разумного, у них были более коренастые тела и их диета, в основном, состояла из мяса. Центр Брока в их мозгу был полностью человеческим, что является доказательством того, что они могли разговаривать. Теменная и височная доли их мозга были меньше, что является свидетельством того, что у них были менее развиты способности рационально мыслить, запоминать события и их навыки обращения с различными предметами были меньше развиты, чем у человека разумного.
У неандертальцев были только несколько простых инструментов, таких как тяжелые копья или ножи, чтобы убивать добычу. Это означало, что они должны были близко приближаться к добыче для того, чтобы убить её, в результате чего их продолжительность жизни была недолгой и многие из найденных скелетов были с переломами и трещинами костей. Их диета практически полностью состояла их тяжёлого мяса, и учёные не обнаружили практически никаких свидетельств о потреблении ими каких-либо овощей. Во всех местах, где были найдены останки неандертальцев, диета была одинаковой, что свидетельствовало о низкой приспособляемости к своей среде обитания. Возможной причиной вымирания этого вида являются изменения климата, которые происходили на территории современной Европы около 30 000 лет назад. Кроме того, учитывая их плохую способность к адаптации, люди разумные могли вытеснить неандертальцев в те области, где природные условия были особо сложными для жизни.
1. Человек разумный (Homo sapiens)
Живёт с 200 тысяч лет назад до настоящего момента 
Наконец-то мы достигли вершины эволюции человека, характеризующейся высокой способностью к адаптации, изготовлением сложных инструментов, и освоением огня. Сложно оглядываться назад и думать, что по некоторым признакам мы едва не вымерли. Около 140000 лет назад Африка пережила мега-засуху, которая сделала большинство тропических районов непригодными для жизни. Это вынудило человека разумного перекочевать к побережьям Африки и по некоторым данным, популяция человека разумного сократилась до 600 индивидуумов, способных к размножению. Именно тут и пригодилась самая великая и ценная способность человека - способность к адаптации. Человек разумный начал добывать пропитание в море, кушать ягоды, охотиться на лугах и жить неподалёку от пещер. Технология начала развиваться, и у человека появились разнообразные инструменты, закаленные в огне и предназначенные для выполнения конкретных функций. Люди начали заботиться о своём внешнем виде, как указывают на то найденные ракушки с отверстиями для ожерелий, а также начали разрисовывать свои тела.
Разумные люди начали перекочёвывать в Европу, где они и могли повстречать неандертальцев. У человека разумного было много преимуществ, так как более худощавым телам представителей этого вида, требовалось меньше калорий для выживания, чем неандертальцам. Кроме того, люди разработали кинетическое оружие, что позволило им более безопасно и эффективно охотится. Адаптация расширила их экологическую нишу, а наличие культуры позволило человеку разумному передавать полезные навыки из поколения в поколение.
Мозг человека – поразительный орган, способный на удивительные подвиги памяти. Он необыкновенно быстро приспосабливается к изменениям, но восприимчив к повреждениям. Насколько велики его объёмы?
Хотя человеческий мозг по своей структуре и подобен мозгу других млекопитающих, размер относительно размера тела делает его особенным. Если судить по этому показателю, то у человека гораздо больше мозгов – если можно так выразиться, – чем у кого-либо из млекопитающих.
Размеры мозга: факты
– Если говорить о весе, то, в среднем, у взрослого человека он составляет от 1300 до 1400 граммов. Средняя длина человеческого мозга – 15 сантиметров.
– Мозг новорожденного ребенка весит примерно от 350 до 400 граммов.
– У мужчины мозг, как правило, больше, чем у женщины. С учётом соотношения его массы с общей массой тела, мозг среднего мужчины больше на 100 граммов.
– У женщин лобная и лимбическая доли – области, связанные с решением проблем и эмоциональной регуляцией – обычно крупнее, чем у мужчин.
– У мужчин же больший размер имеют теменная доля (связанная с восприятием пространства) и миндалевидное тело (оно отвечает за социальное и сексуальное поведение).
– Нейроны – структурные единицы нервной системы. Они передают и хранят информацию, что позволяет различным отделам мозга взаимодействовать друг с другом, а также обеспечивает связь мозга с различными частями тела. Исследователи подсчитали, что человеческий мозг состоит из 100 миллиардов нейронов.
Имеет ли значение размер?
У кого-то больше, у кого-то меньше. Вам было бы интересно узнать, что размер мозга связан с характеристиками вроде нетрудоспособности или интеллекта. Исследователи обнаружили, что в некоторых случаях размер мозга может быть обусловлен определенными заболеваниями или условиями развития. Например, дети, страдающие аутизмом, как правило, имеют больший мозг (да и рост их мозга происходит непропорционально), чем остальные. Гиппокамп – область мозга, тесно связанная с памятью – у пожилых взрослых, страдающих болезнью Альцгеймера, меньше.
А вот как насчет интеллекта? Ответ на этот вопрос во многом зависит от того, кому именно Вы его задаёте. Согласно результатам одного масштабного исследования, проведённого Майклом МакДэниелом из Университета Содружества (Ричмонд, Виргиния), больший мозг связан с более высоким уровнем интеллекта. Однако не все исследователи обязательно согласятся с такими выводами.
Вообще, подобные исследования поднимают важные вопросы. Как именно нужно определять и измерять уровень интеллекта? Должны ли мы принимать во внимание соотношение с размерами тела, устанавливая такую связь? Какие именно отделы головного мозга мы должны исследовать?
При рассмотрении индивидуальных различий важно также отметить, что на самом деле разница в размерах относительно невелика. Существенно повлиять на результаты могут совсем другие факторы – плотность нейронов, какие-либо структурные различия мозга. Также ключевую роль могут сыграть социальные и культурные факторы.
Эта глава посвящена человеческому разуму и для начала обратим внимание, что из большого многообразия животных, только у одной ветви человекообразных обезьян 6,5 млн. лет начал увеличиваться мозг, в котором позднее развились центры речи и разума, сделавшие из обезьяны современного человека. Это очень важный момент, т.к. животные и птицы тоже имеют мозг, который позволяет им запоминать, что полезно, а что опасно для жизни, находить места своих стоянок, обучать навыкам жизни своих детенышей, запоминать своего хозяина-человека и выполнять его требования. При этом сегодняшняя наука считает, что животные это проделывают неосознанно, а только опираясь на выработавшиеся у них в течение жизни рефлексы.
Но почему нынешние обезьяны так и остались на уровне их предшественников, и у них не появился разум? Опять же вспомним Закон прогрессивного развития, который определяет, что ВСЕМУ СВОЕ ВРЕМЯ! Рождение разума, как рождение ребенка, наступило точно в назначенное время, когда преобразование энергии Большого Взрыва достигло очередного этапа, который в Таблице 3 соответствует 6,64 млн. до н.э.
Именно тогда энергия Вселенной перешла на следующий более высокий уровень, и наступил момент для важных из-менений в строении мозга, которые затронули только самую развитую в то время ветвь животных, которыми были человекообразные обезьяны, а мозг остальных живых существ так и остался на прежнем уровне развития. Процесс зарождения разума проходил во Вселенной только один раз, т.к. ВСЕМУ СВОЁ ВРЕМЯ! Такова жизнь, которая постоянно идет по заданной программе и только в сторону прогрессивного развития. В этой программе не предусмотрен возврат назад, а те, кто пожелает это сделать, будут очень жестоко возвращены программой в заданное русло. Именно поэтому зарождение разума во Вселенной произошло только один раз 6,5 млн. лет назад, в том числе и на других планетах!!! И не зря говорят, что в реку невозможно войти дважды, т.к. первая вода уже утекла и все дальнейшие преобразования энергии во Вселенной пошли дальше по зало-женной программе!
Первобытный человек, благодаря появившемуся разуму, постепенно получил способность анализировать ситуацию и выбирать из множества вариантов, то, которое он считает наиболее правильным. Кроме того разум позволил находить человеку новые решения и именно это свойство позволило людям совершать открытия и продвигаться по пути прогресса.
Что же такое разум, и каков механизм его действия? К сожалению, современная наука, досконально изучившая техническими средствами структуру мозга человека и остальных животных, так и не дала до настоящего времени ответ на этот вопрос. При этом ученые поняли, как передаются сигналы от органов чувств в мозг и как поступает обратный ответ, но вот как происходит процесс принятия решения, этого сказать пока еще никто не может.
Именно поэтому многие предлагают сопоставить мозг человека с ЭВМ, и надо заметить, это сходство потрясающее, т.к. осознанно, или нет, но создавая компьютер, ученые точно повторили схему человеческого мозга, который как раз в то время изучалась учеными.
В Приложении 3 приведена из Википедии краткая хро-нология создания ЭВМ от первых громоздких и медленных ламповых машин до современных смартфонов, процессоры которых во много раз опережают возможности персональных ЭВМ десятилетней давности.
Главная идея при создании электронной вычислительной машины состояла в использовании электрических реле, имеющих два фиксированных состояния (открыто и закрыто), что позволило записывать числа в машине в двоичном коде, который используют для записи цифр с помощью последовательного чередования 0 и 1. Каждое число и буква могут быть зашифрованы в виде цепочки последовательно меняющихся нулей и единичек, из которых составляются тексты, закладывающиеся в память компьютера. Как будет показано ниже, главная клетка мозга – нейрон, где сохраняется память, также может занимать только два состояния "открыто или закрыто".
Таблица 5
| Период | События на Земле |
| 1 | 2 |
| 1 965 | Научно-техническая революция в освоении космоса в 1957 и переход в 1964 г. ЭВМ к интегральным схемам |
| 1 991 | В 1989 наступила эра Интернета |
| 2 003 | Бурное развитие персональных ЭВМ |
| 2 010 | Революция в микроэлектронике iPad (Apple). |
| 2 013 | Ускоренно развиваются 3 D и нано технологии |
Как видно из Таблицы 5 с каждой технической революцией происходил скачек в развитии вычислительных машин и позднее вместо реле стали использовать лампы, затем полупроводники, микросхемы, и, наконец, микропроцессоры, которые всего лишь за 50 лет существенно снизили габариты машин и их стоимость, а быстродействие при этом выросло в миллионы раз.
К настоящему времени создано множество устройств, предназначенных для хранения данных, и память бывает энергонезависимая, которая не стирается при снятии электропитания (жесткий диск, Flash, оптические диски), и энергонезависимая, которая используется для обеспечения работы процессора, и стирающаяся после снятии электропитания (оперативная и кэш-память). Также и в мозгу человека есть долговременная память и кратковременная, которая стирается через какое-то время.
Бит – минимальная единица информации, записываемая в одной ячейки памяти и принимающая значения 0 и 1. Байт - равен восьми битам. В мозгу человека память хранится в клетках - нейронах и один нейрон сохраняет минимальную порцию информации, аналогичную байту.
Килобайт, Мегабайт, Гигабайт, Терабайт и т.д. увеличи-ваю последовательно размер памяти в 1000 раз.
Чтобы понять, сколько памяти необходимо компьютеру для запоминания информации, произведем простой расчет. Для того чтобы увидеть изображение на экране монитора необходимо сначала зафиксировать его в памяти камеры, путем раскладывания света на красные, синие и зеленые оттенки, а затем преобразования их в матрице камеры в электрические сигналы. Скорость записи изображения в современных кинокамерах составляет до 50 Мбит в секунду, и для высококачественного фильма, длительностью 100 минут, потребуется память в размере до 37 Гигабайт. Запомните эту цифру, т.к. она понадобится, когда пойдет речь о принципе работы человеческого мозга. Именно поэтому по мере развития компьютерной техники всегда возникал вопрос об увеличении памяти и скорости обработки информации.
Процессор – это важнейший элемент ЭВМ, в который поступает внешняя информация и затем отправляется в память компьютера. Аналогичный элемент есть и в человеческом мозгу. Называется он гиппокамп, но его работа намного сложнее и именно в нем нужно искать пути, ведущие к разуму. Но об этом мы поговорим немного позднее.
А сейчас речь пойдет о главной тайне человечества – РАЗУМЕ и принципах его работы.
Мозг представляет собой сложнейшую систему, обрабатывающую огромное количество входящей информации через органы чувств (глаза, уши, нос, язык и кожу) и принимающую решение, что делать с этой информацией.
В мозгу большую часть занимают два больших полушария, покрытые корой из серого вещества толщиной 1-5 миллиметров, где располагаются около 10 млрд. нервных клеток нейронов, которые являются хранилищем долговременной памяти. Распространено мнение, что правое полушарие определяет предмет, а левое определяет, для чего его можно использовать.
Существует два вида памяти – первичная, хранящая временную информацию, которую человек очень быстро забывает и вторичная, сохраняющая информацию на длительное время, в том числе и на всю жизнь. В ходе исследования мозга ученые обнаружили, что человеческий мозг работает по следующей схеме.
Все сигналы, которые поступают в человеческий организм через глаза, уши, нос, язык и кожу трансформируются в находящихся в них клетках-рецепторах в электрические сигналы, которые по нервам поступают в участок мозга гиппокамп, расположенный в глубине височных долей мозга. Предполагается, что основная функция гиппокампа - это кодирование информации для сохранения в других отделах мозга. Эта часть мозга соединена со многими другими зонами мозга, где хранятся запомненные человеком прошлые события и полученные знания. Новые технологии сканирования мозга наглядно показали, что информация в этих зонах рассортирована как в папках компьютера строго по назначению, (опасность, еда, жилье, боль, удовольствие и т.д.), и новая информация поступает, после анализа в гиппокампе, точно в свою зону.
Фактически память хранится в соответствующих зонах мозга, и чем больше этих центров, тем выше уровень развития разума. Если путь от входящей в организм информации до сформированного ответного сигнала очень короток, то это соответствует рефлексу, а чем больше накоплено знаний, тем сложнее процесс принятия решений, т.к. каждая зона принимает участие в дальнейшем пути поступившей информации. Именно поэтому говорят, что у животных рефлексы, а у человека разум. Следовательно, память это не какое-то отдельное место в нашем мозгу, а целая сеть связанных между собой зон.
Поступивший внешний сигнал будет циркулировать по замкнутым нейронным цепям гиппокампа, пока принимается решение в течение нескольких секунд или минут, куда отправить поступившую информацию - на хранение в длительную память, задержать на некоторое время в первичной памяти, или сразу передать сигнал соответствующим органам тела (побежать, засмеяться, что-то взять и т.д.).
Рассмотрим более подробно, как формируются и передаются сигналы в мозг на примере глаза. У человекообразных и большинства других обезьян, сусликов, многих рыб и птиц цветовое зрение хорошо развито. Цветовым зрением обладают многие насекомые, в том числе мухи и пчелы. К млекопитающим, у которых цветовое зрение слабо развито или отсутствует, относятся мыши, крысы, кролики, кошки и собаки.
Изображение, вошедшее в глаз, фокусируется в кристаллике и в перевернутом состоянии отображается на сетчатке в задней части глаза, где сосредоточено более 125 млн. нервных клеток. Среди них большую часть составляют палочки, помогающие человеку различать предметы в сумерках, и три типа колбочек, которые отвечают за восприятие красного, синего и зеленого оттенка. Прямо как в матрице камеры.
Любое изображение поступает в глаз в виде фотонов света, энергия которых, попадая на нервные клетки-рецепторы, расположенные на сетчатке глаза, вызывает химическую реакцию, в результате которой появляется электрический ток ионов. Этот процесс происходит в каждой из 125 млн. палочек и колбочек, и увиденное изображение, преобразованное в электрические сигналы, идет по аксонам, сплетенным в толстый зрительный нерв, к среднему мозгу и далее к гиппокампу, где происходит анализ поступившей информации.
Решение о сохранении полученной информации в памяти в большинстве случаев осуществляется автоматически в гиппокампе, в котором сплетены связи от 10 миллиардов нейронов, находящихся в коре мозга. Если в памяти вашего мозга уже хранится связанная с новым событием информация, то новая информация, как важная для человека, автоматически надолго отпечатается в вашем мозгу. Опросив все зоны, где находится ранее запомненная информация, гиппокамп принимает решение, куда отправить полученное через глаз изображение.
В этой связи очень важно научиться заставлять свой мозг запоминать информацию при обучении, т.к. при первом прочтении эта информация воспринимается, как неизвестная и откладывается в краткосрочную память. Но если материал по-вторять, то он уже будет восприниматься, как ранее запомненный и отложится в долгосрочную память. Повторенье-мать ученья.
В 1955 году Рональд Майерс, аспирант из Чикагского университета, занимался обучением кошки, различать различные изображения, показываемые на экране, и за несколько тысяч повторений кошка стала надежного различать несколько фигур. Кошки обучаются медленно; например, голубям потребовалось в этой ситуации всего лишь несколько сотен повторений. Этот опыт показал, что долгосрочная память есть и у животных и формируется она, как и у человека, методом повторения, но вот наличие в человеческом мозгу зон, где знания, рассортированы по категориям, и подключение к процессу выработки решения гиппокампа, существенно ускоряет образовательный процесс.
Однако если бы наш мозг фиксировал всё, что попадает в него через органы чувств, то процесс запоминания прекратился бы на первых секундах жизни человека. Вспомните, что при просмотре одного фильма в глаз человека попадает информация об увиденных изображениях, которые требуют 37 Гигабайт памяти, а каждый байт несет информацию, которую способен запомнить один нейрон. Даже с учетом последней информации о том, что в мозгу человека собрано около 87 млрд. клеток, этого хватило бы только на 2 фильма, а в процессе формирования памяти участвует гораздо меньше нейронов. Правда книга занимает только 2 мегабайта и человеческой памяти хватит на 5000 книг. Вывод напрашивается сам собой, что в памяти остается только та информация, которая скорей всего потом пригодится человеку. Память камеры может запомнить все листья на дереве, каждый волосок на голове, а человеку это не важно, и в памяти остаются только общие контуры объектов, что позволяет резко сократить количество нейронов, задействованных при запоминании. Человеческий мозг не может, как компьютер, уве-личить размер своей памяти, т.к. процесс роста мозга в ходе эволюции занимал миллионы лет, и чтобы справиться с постоянно увеличивающимся потоком информации мозгу приходится стирать данные в памяти, которые долго не используются. Освободившиеся нейроны при этом могут вновь участвовать в процессе запоминания.
Исследования показали, что начиная с шестидесяти лет, наш мозг ссыхается на 5-10% каждые десять лет и в этом возрасте гиппокамп и лобная (мыслительная) часть коры головного мозга работают менее активно. Старческое слабоумие поражает каждого двадцатого с шестидесяти пяти лет, с 80 - каждого пятого, а с 90 - даже каждого третьего. Также ученые выяснили, что на память плохо действуют такие факторы, как волнения, недостаток сна, алкоголь, высокое давление и перегрузка информацией. Когда у вас не остается времени на размышления и раздумья, мозг стремительно теряет глюкозу, которая является "топливом" для процессов, происходящих в головном мозге. А после резкого снижения уровня глюкозы восстановление до нормы проходит длительно с большими трудностями. Именно поэтому человек и животные, обладающие мозгом, нуждаются во сне, чтобы восстановить потраченные за день питательные вещества, участвующие в процессе формирования памяти.
Другой угрозой для работы мозга является Стресс, кото-рый в экстремальной ситуации на короткое время заряжает наш мозг дополнительной энергией, которую берет из хранящейся в тканях глюкозы, чтобы выделить адреналин для улучшения циркуляции крови. Однако постоянный стресс приведет к разрушению мозга и нейроны гиппокампа умирают навсегда. Наверное, многие испытывали тяжелейшее состояние, разбитость и неспособность сконцентрироваться после бессонной ночи, когда у вас во дворе орала автомобильная сигнализация. Это особенно опасно для людей, которым необходимо утром садиться за руль, идти к операционному столу и т.д.
Очень интересен вопрос, касающийся возможности пе-редачи умственных способностей по наследству. И здесь определенно можно сказать, что знания накопленные человеком за его жизнь, по наследству не передаются и память ребенка, ро-дившегося у гения и у бездельника, абсолютно чистая, и кем станет этот человек, зависит только от знаний, полученных им в процессе обучения. Поэтому все поколения людей каждый раз заново проходят полный цикл накопления знаний, но в нарастающем объеме, с учетом развития жизни.
Другое дело, что люди обладают разными способностями к запоминанию, и здесь сказывается генетическая наследст-венность, развивающаяся по законам Менделя, которые устанавливают доминирующее влияние генов одного из родителей. Как уже было сказано, память состоит из множества зон в мозгу человека, и чем больше человек загружает свой мозг знаниями, тем больше у него становится таких зон, и я считаю, что это приводит к генетическим изменениям. Конечно, образ жизни дикаря не требует создания в мозгу огромного количества зон, какие есть у творчески мыслящего человека и их генетическая наследственность в части умственных способностей совершенно разная. Но при этом если дети умного человека не пожелают напрягаться при обучении, то их мозг с потенциально высокими возможностями будет бездействовать. И если в следующем по-колении, у их детей тоже не проявится интерес к знаниям, то постепенно генетические умственные преимущества этой ветви людей будут потеряны. Таким образом, конечно, есть разница в наследственных способностях людей максимально развивающих из поколения в поколение свой мозг и у населения, ограни-чивающегося естественными потребностями на уровне "хлеба и зрелищ". И дело не в принадлежности к какой либо расе, или нации, что пытались доказать в фашистской Германии, а в регу-лярном многовековом развитии мозга в процессе обучения. Ко-нечно, политический и социальный фактор накладывают существенный отпечаток на уровень умственных способностей населения, и политика лидера страны во многом определяет уровень образованности населения его страны.
Таким образом, разум человека это процесс выработки в мозгу решений, который в отличие от животных сопровождается анализом поступившей информации в гиппокампе, связанном с большим количеством зон, где сохранены знания, рассортиро-ванные по их назначению.
Технические открытия в электронике, скоро позволят создать оборудование, которое выявит процесс формирования решений в мозгу человека и будет открыта тайна разума.
Вспомним Таблицу 3 и посмотрим, как появление новых способностей у человека в течение 6,5 миллионов было связано с изменением размера мозга и его строения.
Таблица 6
| 6,64 млн. до н.э. | 6,5 млн. до н.э. выделяется линия к человеку |
| 3,32 млн. до н.э. | 4-3,5 млн. до н.э. сформировался Австралопитек
Объём головного мозга 530 см³ |
| 1,66 млн. до н.э. | 1,6 млн. до н.э. Человек прямоходящий освоил огонь
Объём головного мозга 700-850 см³ |
| 828 063 до н.э. | 800 тыс. до н.э. появился Человек гейдельбергский
Объём головного мозга 1100 см³ |
| 413 023 до н.э. | 400 тыс. до н.э. 2 этап Человека гейдельбергского
Объём головного мозга 1200 см³ |
| 205 504 до н.э. | 200 000 лет до н.э. появляются неандертальцы
Объём головного мозга 1400 см³ |
| 101 744 до н.э. | 100 тыс. лет назад расцвет неандертальцев
Объём головного мозга 1500 см³ |
| 49 864 до н.э. | 50 000 лет назад революция в каменных орудиях
Объём головного мозга 1600 см³ |
| 23 924 до н.э. | 24 000 до н.э. кроманьонцы вытеснили неандертальцев Объём головного мозга 1550 см³ |
| 10 954 до н.э. | Неолитическая революция
Объём головного мозга 1450 см³ |
| Объём мозга современного человека 1400 см³ |
Особенно обратим внимание на период с 23 924 до н.э. до 10 954 до н.э., когда кроманьонцы полностью вытеснили с Земли неандертальцев, и с этого периода началось уменьшение размера мозга 2 . Это говорит о том, что в это время обозначилось резкое изменение разума людей, и умственные способности стали прогрессировать не за счет размеров мозга, а за счет изменения внутренней структуры и появления зон, где стали откладываться новые быстро развивающиеся знания. Произошел переход "количества в качество", как при развитии ЭВМ. Именно такой аналогичный переход в изменении структуры мозга, должен произойти в ближайшие годы, когда под воздействием постоянно увеличивающегося потока знаний, доставляемых человеку быстро развивающимися информационными технологиями, произойдет массовое изменение разума человечества. Как это будет происходить, попытаюсь показать в заключительной ГЛАВЕ VIII , а в дополнении к Главе III приведу несколько интересных мыслей, высказанных о мозге Академиком Натальей Петровной Бехтеревой (7.7.1924-22.6.2008) .
Средние размеры человеческого мозга 20×20×15 см. У новорожденного он весит примерно 350 г. При хорошем развитии масса мозга молодой женщины составляет от 1200 до 1300 г, молодого мужчины – от 1300 до 1400 г. При этом данный орган состоит примерно из ста миллиардов нейронов, а также клеток, поддерживающих их работу.
В возрасте от двадцати до шестидесяти лет мы теряем примерно 1–3 г мозговой ткани ежегодно. После шестидесяти лет потери увеличиваются до 3–4 г. Чем старше мы становимся, тем быстрее теряем клетки мозга.
Масса мозга человека
Головной мозг, encephalon, располагается в полости черепной коробки и отделяется от внутренней поверхности черепа системой мозговых оболочек. Форма мозга и его линейные размеры соответствуют форме черепа. Головной мозг человека в среднем имеет следующие размеры: длина мозга (в переднезаднем сечении) - 160-175 мм; ширина (в поперечном сечении) - 135-145 мм; вертикальный размер (по высоте) - 105-125 мм.
Средняя масса головного мозга
Средняя масса мозга человека достигает 1300 г, с индивидуальными отклонениями в пределах нормы от 900 до 2000 г. Одаренность, умственные и творческие способности человека никак не связаны с размерами и массой мозга. Плотность головного мозга равна 1,038-1,041. Эти цифры позволяют вычислить массу мозга, исходя из объемов черепа.
Масса головного мозга имеет возрастные, половые и индивидуальные особенности. Масса головного мозга человека составляет 2,5% массы тела, в то время как масса головного мозга младенца - 10% массы тела (в среднем 450 г). От 28 до 50 лет масса и размеры головного мозга достигают максимальных значений и остаются постоянными для каждого человека. После 50 лет масса мозга постепенно уменьшается, примерно на 30 г каждые 10 лет. Масса мозга мужчин в среднем на 100-150 г больше, чем у женщин. Среднее значения массы мозга мужчин - 1380 г; женщин - 1240г.
Минимальная и максимальная масса мозга
Следует отметить минимальные и максимальные значения массы мозга человека, которые не отражаются на умственных способностях. Минимальная масса мозга, которая не отражалась на социальном поведении человека - 900 г. Самый маленький мозг был ннайден у 46-летнего мужчины, он имел массу 680 г, и это не сказывалось на его социальном и психологическом статусах.
В 19 веке особый интерес представлял вопрос о минимальной массе мозга при различных формах патологии, когда больной еще может вести социальную жизнь. Исследования К. Фохта (1873) показали, что при объеме мозга 296-622 м3 люди, страдающие микроцефалией (болезнь, при которой у пациента наблюдается малый объем мозга), могли произносить слова и вести упрощенную социальную жизнь. В большинстве случаев это были пастухи и собиратели дров. Общее развитие микроцефалов соответствовало развитию 3-6 - летних детей, это может говорить о существовании порога массы мозга. Если мозг человека имеет массу меньше 750-800 г, то вероятнее всего полноценная жизнь в социуме становится невозможной.
Большая масса мозга - это следствие патологических процессов. Многочисленные исследования показывают, что максимальная масса мозга не превышает 2850 г. Вероятнее всего, граница максимальной массы здорового головного мозга человека около 2200-2300 г. Наблюдение самого тяжелого здорового мога было выполнено в XIX веке. Мозг массой 2222 г был описан Рудольфи и принадлежал неизвестному обывателю.