Эволюция человека. Книга 3. Кости, гены и культура - Елена Наймарк

Что касается неандертальцев, то они рождались примерно с таким же по размеру мозгом, как и сапиенсы. В первые 3–4 года жизни динамика роста мозга у обоих видов была практически одинаковой. У взрослых неандертальцев мозг был в среднем крупнее, чем у современных людей, причем это различие формировалось за счет более быстрого роста мозга у неандертальцев в “позднем детстве”, примерно от 4 до 7 лет (рис. 9.5).

Рис. 9.5. Масса мозга неандертальцев (большие черные ромбы) и архаичных сапиенсов из Херто (живших около 160 тыс. лет назад; серые треугольники) на фоне данных по современным людям (черные кружки – мужчины, белые треугольнички – женщины) и шимпанзе (крестики). Средняя масса мозга взрослых неандертальцев (для обоих полов вместе) и стандартное отклонение показаны крестом. По рисунку из Leigh, 2012.

У архаичных сапиенсов из Херто (Эфиопия) динамика возрастных изменений объема мозга, по-видимому, ничем не отличалась от таковой у современных людей. Вероятно, такая динамика характеризует наш вид с давних пор. Ли предположил, что в связи с замедлением роста мозга в позднем детстве сапиенсы могли получить какие-то преимущества по сравнению с неандертальцами. Например, растянутое детство позволяло родителям-сапиенсам не выкладываться полностью ради выращивания одного ребенка, а тратить ресурсы постепенно, что помогало легче пережить этот во всех смыслах изматывающий период. Кроме того, это, возможно, позволяло благополучно выращивать нескольких детей одновременно.

По-видимому, скорость роста мозга на разных этапах постнатального развития в ходе эволюции рода Homo менялась очень неравномерно. Сначала увеличился размер головы у новорожденных (насколько можно судить по строению таза эректусов) и резко ускорился рост мозга в первый год после рождения. На следующем этапе (у поздних Homo) “ранний” рост мозга остался примерно таким же, как у эректусов, зато усилился “поздний”. Может быть, именно это второе изменение сыграло ключевую роль в увеличении когнитивного потенциала людей и в конечном счете обеспечило старт ускоряющейся культурной эволюции? Ведь самая сложная и важная культурная информация, накопление которой в итоге сделало людей хозяевами планеты, передается юным особям все-таки не в первый год их жизни, и даже не во второй или третий, а позже. Продление периода постнатального роста мозга, которое предположительно было связано с более длительным периодом обучения, могло развиться как адаптация к жизни в обществе с неуклонно возрастающим объемом необходимой для выживания культурной информации.

Еще одна загадка человеческого мозга, помимо огромного размера, – это огромный размах изменчивости по этому самому размеру. Казалось бы, сильный отбор в пользу мозговитых особей должен был обеспечить всех людей одинаково большим мозгом. Факты, однако, говорят об обратном. И у Homo sapiens, и у всех вымерших видов людей этот признак чрезвычайно изменчив. Два современных человека могут различаться по объему мозга вдвое, оставаясь при этом вроде бы в пределах нормы по основным способностям, для которых предположительно нужен большой мозг. Положительная корреляция между объемом мозга и интеллектом у современных людей существует. Она статистически значима, но слаба. Умники с маленьким и глупцы с крупным мозгом – вовсе не редкость, хотя чаще бывает наоборот. Впрочем, в эволюционном масштабе времени у наших предков корреляция между какими-то полезными способностями (какими именно – отдельный вопрос) и размером мозга наверняка была достаточно устойчивой – иначе мозг ни за что не стал бы так упорно увеличиваться в объеме два миллиона лет подряд (книга 1, глава 2, раздел “Мозг начинает расти. Зачем?”).

Причин сохранения изменчивости вообще (и изменчивости по размеру мозга в частности) теоретически может быть несколько[33].

Одна из идей заключается в том, что групповой образ жизни наших предков, их высокоразвитая кооперация и упор на согласованные коллективные действия могли привести к ситуации, когда для благополучия и высокой конкурентоспособности всей группы достаточно было, чтобы в ней состояло совсем немного – скажем, два или три – умных индивидов (Gavrilets, 2015). Легко представить, что такие умники, сумев доказать коллективу свою разумность и заслужив общее уважение, принимают за всех правильные решения, а остальные им следуют, получая благодаря этому возможность сэкономить на собственных мозгах и обучении.

Иметь слишком много умников и всезнаек в одной группе, может быть, даже и ни к чему – еще начнут, чего доброго, бесконечно спорить друг с другом. В таком случае отбор мог бы поддержать аллели, которые обеспечивают усиленное развитие мозга не наверняка, а лишь с какой-то вероятностью. Ведь гены в общем случае влияют на количественные признаки вероятностным образом, то есть определяют не точное значение признака, а лишь распределение вероятностей его большего или меньшего развития.

Чтобы разобраться в причинах изменчивости, для начала нужно понять ее природу. Один из ключевых вопросов можно сформулировать так: отличается ли большой человеческий мозг от маленького чем-то еще, кроме размера? Например, пропорциями частей?

В 2018 году нейробиологи из США, Великобритании и Канады попытались ответить на этот вопрос, изучив детальные трехмерные изображения мозга 2904 человек в возрасте от 5 до 25 лет, полученные при помощи структурной магнитно-резонансной томографии (Reardon et al., 2018). Для сравнительного анализа пропорций использовались сложные статистические методы. На поверхность неокортекса накладывалась координатная сетка, включающая около 80 тысяч опорных точек. По расстояниям между этими точками, отнесенным к общей площади неокортекса, можно с большой точностью оценивать и сравнивать относительные размеры областей коры у разных индивидов. При анализе данных были сделаны необходимые поправки на пол и возраст, так что эти факторы не влияли на результат.

В итоге для каждого фрагмента неокортекса удалось рассчитать, как связан его относительный размер с абсолютным размером коры. Выяснилось, что индивидуальная изменчивость по размеру мозга сопряжена со вполне определенными, статистически значимыми и воспроизводящимися в разных выборках изменениями пропорций участков коры. Одни участки имеют одинаковый относительный размер у людей с большим и маленьким мозгом. Другие отличаются более крупным относительным размером у людей с большим мозгом, то есть “растут с опережением”. Третьи, наоборот, у мозговитых особей имеют меньший относительный размер, чем у людей с небольшим мозгом (“растут с отставанием”).

Области положительного масштабирования (те, что относительно крупнее в большом мозге) расположены в основном в префронтальной, височно-теменной и медиальной теменной коре. Области отрицательного масштабирования приурочены к лимбическим, первичным зрительным и первичным сенсомоторным отделам коры.