17 септември 2019
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Как е поумнял човешкият вид - заради кръвния поток към главата

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 03 април 2017 в 12:4348910
Снимка: Roger Seymour/South Australian Museum

От десетилетия антрополозите се интересуват как се е развила човешката интелигентност.

Основните линии на проучвания се основават на археологически открития, засягащи употребата на огъня, инструментите и т.н.

Но защо да не погледнем към доказателствата от изкопаемите черепи - мястото, където се помещава мозъка, се пита Роджър Сиймър (Roger S. Seymour), професор по психология към Университета в Аделаида. 

В статия за списание Сonversation Сиймър отбелязва, че размерът на човешкия мозък се е увеличил три и половина пъти от времето на Австралопитека преди 3 милиона години. Възприето е, че интелигентността е свързана с размера на мозъка и причината е, че броят на нервните клетки в мозъка на бозайниците изглежда е директно свързан с размера на мозъка. 

Изследването на Сиймър, публикувано в Royal Society Open Science, се фокусира върху нивото на кръвния поток към мозъка, което е тясно свързано с нивото на метаболизма, защото кръвта снабдява с жизнено необходимия кислород. Ако кръвният поток към мозъка спре, смъртта настъпва за секунди.

 

Обикновено на всяка секунда около 7 милилитра кръв навлиза в мозъка. Забележителното е, че това ниво се променя малко, независимо дали човек е буден, заспал или решава математически проблеми. Кръвният поток към познавателната част от мозъка, или крайния мозък, идва чрез две вътрешни сънни артерии, една от дясно и една от ляво. Размерът на тези артерии е свързан с нивото на кръвния поток през тях. 

Също както водопроводчик би инсталирал по-голяма тръба за преминаване на по-голям воден поток в по-голяма сграда, по същия начин кръвоносната система на човека непрекъснато се нагажда към размера на мозъчните тела, за да е с подходящи размери спрямо потока на кръвта вътре в тях. 

Ако можем да измерим големите артерии, които снабдяват орган като мозъка, ще успеем да изчислим средното ниво на потока на кръвта с известна точност. Този принцип се знае от векове и красотата му се състои в неговата простота, отбелязва Сиймър. 

Реконструкция на черепа на Kenyanthropus platyops от педи 3,2-3,5 милиона години; Снимка: © Bone Clones

Реконструкция на черепа на "Луси" от преди 3,2 милиона години; Снимка: © Bone Clones

Моментът, в който Сиймър възкликва "Еврика!", е, когато установява, че размерът на артерията може да се установи чрез размера на дупката на костта, през която минава. Това означава, че нивото на кръвния поток към мозъка може да бъде измерено чрез размера на каротидните канали в изкопаемите черепи от еволюцията на човека.

Реалните измервания в проучването на Сиймър се осъществяват благодарение на студентката му Ваня Бошочич (Vanya Bosiocic), която обикаля музеи в Австралия и Южна Африка, като получава достъп до безценни черепи на хомини, за да извърши измервания. 

Резултатите показват, че размерът на каротидните канали се е увеличил много по-бързо от очакваното от размера на мозъка при 12 вида наши предшественици за период от 3 милиона години. Докато размерът на мозъка е нараснал 3,5 пъти, то нивото на кръвния поток учудващо се е увеличило шесторно - от около 1,2 мл/сек до 7 мл/сек. 

Това показва, че човешкият мозък е бил шест пъти по-гладен за кислород, вероятно защото познавателната способност е била по-голяма и по-енергийно интензивна. 

Тъй като количеството нервни клетки (невроните) в мозъка на предшествениците ни очевидно се оказват колкото се очаква за по-голям мозък на примат, откритието на Сиймър се отнася за това, че веществото в главния мозък е по-активно, вероятно защото има повече връзки между невроните.

Всяка връзка, наречена синапсис, пренася електрически импулси от една клетка към друга, обикновено като освобождава химическо вещество от една клетка, която стимулира или възпрепятства производството на импулси към друга клетка. Цикълът на преминаване на веществата между импулсите отнема малко количество енергия. Но предвид на това, че мозъкът съдържа 80 милиарда нервни клетки и всяка от тях има хиляди синапсиса с други клетки, разходът на енергия се увеличава.

Реконструкция на черепа Taung - череп на Australopithecus africanus fossil на 2,4 милиона години, открит в Таунг, Южна Африка; Снимка: © Bone Clones

Реконструкция на “Mrs. Ples” - череп на Australopithecus africanus на 2,7 милиона години, открит в Стеркфонтейн, Южна Африка; Снимка: © Bone Clones

Човешкото тяло разпределя 20-25% от общия метаболичен обмен в мозъка, в сравнение с 8-10% при други примати и едва 3-5% при други бозайници. Затова мозъкът се разглежда като гладен за енергия суперкомпютър. Колкото по-голяма е мощността на един компютър, толкова повече електричество трябва, за да работи, и са необходими и по-големи електрически кабели. 

Същото важи и за мозъка. Колкото е по-голяма познавателната функция, толкова е по-високо нивото на метаболизма, има по-големи потоци кръв и по-големи артерии.

Еволюция на потока на кръвта в мозъците на човешките предшественици.

Източник: Royal Society Open Science/Roger Seymour, Vanya Bosiocic, Edward Snelling/Skull illustrations by Vivi Hu., CC BY

Еволюцията на човешкия мозък е уникална сред животните, коментират Сиймър и Бошочич. В своето разследване те разглеждат размерите на каротидните артерии на 34 вида примати, които представляват еволюция към по-големи маймуни и хомини.

Сред тези представители на еволюцията при приматите, и размерът на тялото и размерът на мозъка са се увеличили, но размерът на тялото е имал по-бързо нарастване. Потокът на кръвта към мозъка на приматите се е увеличил грубо в пропорция с размера на мозъка.

Само при хомините се наблюдава, че потокът на кръвта се е увеличил по-бързо от този на мозъка, което показва, че мозъкът не само е развил своя размер, но и употребата му. И именно това показва, че нашите предшественици са ставали вссе по-умни. 


Препоръчани материали

Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Защо не можем да се стоплим?
13 септември 2019 в 10:27
Виц на деня: 13 септември
13 септември 2019 в 00:00
Виц на деня: 13 септември
Виц на деня: 13 септември
13 септември 2019 в 00:003546
Защо не можем да се стоплим?
Защо не можем да се стоплим?
13 септември 2019 в 10:272682
Виц на деня: 13 септември
Виц на деня: 13 септември
13 септември 2019 в 00:00
Защо не можем да се стоплим?
Защо не можем да се стоплим?
13 септември 2019 в 10:27
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.