Лекции о мозге, часть 1. Эволюция головного мозга человека. Функции мозга на каждом этапе его развития

Приветствие
Приветствую всё сообщество Хабра. Меня зовут Александр Морозов. Я практикующий врач, работал терапевтом, в настоящее время специализируюсь в лучевой диагностике (работая в на КТ и МРТ), подрабатываю в лучевой диагностике.

Я веду блог Коллекционер Будущего, в рамках которого через разные активности рассказываю о различных прогрессивных биоинженерных, медицинских и других прорывных технологиях. Постепенно буду вас знакомить со своими проектами.

В цикле видео лекций я расскажу о головном мозге человека от его эволюционного развития до возможностей, которые нам обещают подарить нейрокомпьютерные интерфейсы в ближайшее десятилетие, от макростроения частей коры, до микростроения нейронов и передающих сигналы нейротрансмиттеров.

Не зная истории эволюционного развития мозга, сложно будет понять замыслы исследователей, которые будут улучшать работу главного органа нашей нервной системы. Потому встречайте первую лекцию: «Эволюция головного мозга»!


Расшифровка
Приветствую всех. Я Александр и я объясняю сложные, но интересные вещи простыми словами.

А сейчас мы как раз-таки будем обсуждать самый необычный и сложный объект, который знает человечество. Поговорим о головном мозге. Что это такое, как оно работает, как его уже удаётся усовершенствовать и «чинить». И, самое интересное, какие методы улучшения нашего мозга предлагают известные компании, исследователи, гении, миллиардеры, плейбои, филантропы.

Чтобы разобраться с тем, как наш мозг работает сейчас, надо немного заглянуть назад. Лет этак на 600 миллионов.

Самое крутое, что тогда можно было увидеть, это губки. Водные многоклеточные животные. Без нервов. Без нервов нельзя двигаться или думать, обрабатывать всевозможную информацию. Они просто существовали и ждали смерти.

Но затем прошло каких-то 20 миллионов лет и появились они… медузы! Появилась первая нервная система – просто сеть нервов. Теперь, когда медуза ударится о камень, об этом будет знать всё тело. Нервная сеть медуз позволила им собирать важную информацию об окружающем мире – где объекты, где хищники, где пища – и словно через большую социальную сеть информация поступала во все части тела. Уже есть качественная жизнь, а не бесцельное бултыхание.

Ещё через 30 миллионов лет появились более крутые существа. Плоские черви. Плоский червь выяснил, что можно было бы сделать намного больше, если бы кто-то в нервной системе отвечал за всё. Появился этакий крестный отец нервной системы. Он расположен в голове плоского червя и заправляет всей нервной системой тела, чтобы она передавала новую информацию напрямую ему. Поэтому вместо того, чтобы организовать себя в форму сети, нервная система плоского червя сгрудилась в виде центрального канала нервов, которые посылали информацию туда и обратно между боссом и всем остальным. Головные нервные узлы плоского червя и заправляют всем остальным.

Идею босса в нервной системе быстро подхватили прочие организмы, и вскоре на Земле появились тысячи видов с мозгами.

Шло время, и животные получали сложные и новые тела, поэтому мозги становились всё более занятными. И 265 миллионов лет назад уже появились существа, на нервной системе которых базируется наш головной мозг. Более того их нервная система нередко управляет нашими действиями (но об этом позже). Лягушки. А точнее земноводные. Их мозг уже был способен к этакому автоматическому анализу действий.

Мозг прекрасно согласовывал импульсы, поступающие с органов чувств с действиями, которые необходимо предпринять. Он полностью отвечал за необходимые живому организму непростые функции – дыхание, сердцебиение, пищеварение, выделение и прочее.

Немногим позже прибыли млекопитающие. Для царства животных жизнь уже была сложной. Да, их сердца должны были биться, а лёгкие дышать, но млекопитающие хотели большего, чем просто выживать – они обзавелись сложными чувствами, такими как любовь, гнев и страх.

Поэтому у млекопитающих появилось второй босс, который начал работать в паре с мозгом рептилий и позаботился обо всех этих новых потребностях. Так 225 миллионов лет назад появилась первая в мире лимбическая система, ответственная за чувства.

На протяжении следующих 100 миллионов лет жизнь млекопитающих становилась всё более сложной и насыщенной, и в один прекрасный день, 80 млн лет назад, появилась ранняя версия неокортекса (нового отдела мозга, который мы знаем, как кора). Вместе с появлением приматов, а затем больших обезьян и первых гоминид начинает появляться стратегическое мышление.

Идеи нового отдела оказались очень полезными, появились орудия труда, стратегии охоты и кооперации с другими гоминидами.

В течение следующих нескольких миллионов лет неокортекс становился старше и мудрее, и его идеи постоянно улучшались. Он понял, как избавиться от наготы. Он понял, как управлять огнём. Он научился делать копья.

Но самым крутым его трюком было мышление. Он превратил голову каждого человека в маленький мир-в-себе, сделав людей первыми животными, которые могут осмысливать сложные мысли, рассуждать и приходить к решениям, строить долгосрочные планы.

И тогда, где-то 100 000 лет назад, случился прорыв. Люди начали говорить. Человеческий мозг развился до точки, когда начал понимать, что набор звуков, например «палка», не был палкой сам по себе, а его можно было использовать как символ палки – под этим звуком стала подразумеваться палка.

Очень скоро появились слова для всевозможных вещей, и к 50 000 году до нашей эры люди уже общались на полноценном, сложном языке.

Неокортекс превратил людей в магов. Мало того, что он сделал человеческую голову чудесным внутренним океаном комплексных мыслей, его последний прорыв нашёл способ воплощать эти мысли в звуки и посылать их вибрировать по воздуху в головы других людей, которые могли расшифровать эти звуки и впитать облечённые в них идеи в собственный океан мыслей. Неокортекс человека размышлял о вещах долгое время – и теперь, наконец, ему было с кем их обсудить.

Можно сказать, что собралась вечеринка неокортексов. Неокортексы начали делиться друг с другом всем, чем только можно: рассказами из прошлого, сформированными мнениями, планами на будущее.

Но самым полезным было делиться с соплеменниками всем, что сам узнал. Если один человек понял методом проб и ошибок, что ягоды определённого вида превращают жизнь на 48 часов в кошмар, он мог уже при помощи языка рассказать о своём трудном уроке жизни остальной части своего племени. Члены племени могут использовать язык, чтобы передать этот урок своим детям, а их дети – своим детям. Вместо того чтобы разные люди повторяли одну и ту же ошибку из раза в раз, один из них может сказать «не ешьте этих ягод», и с тех пор его мудрость будет пронзать пространство и время, защищая всех от неприятных моментов.

То же самое произойдёт, когда один человек придумает какой-нибудь новый хитрый трюк. Например, один необычайно умный охотник, любитель понаблюдать за ежегодными схемами миграции стад диких животных, может поделиться разработанной им системой, Распространение знаний сделает охотничий сезон более эффективным и даст членам племени больше времени для работы над своим оружием, что позволит одному гениальному охотнику через несколько поколений найти способ создания более лёгких и прочных копий, которые можно бросать более точно.

Язык позволяет лучшим прозрениям самых умных людей передаваться через поколения, накапливаясь в маленькое собрание знаний племени, состоящее из лучших идей их предков. Теперь каждое новое поколение получит эти знания в качестве отправной точки для жизни, и она приведёт их к ещё более крутым открытиям, основанным на знаниях предков. Мудрость племени будет расти и шириться.

Каждое поколение может узнать гораздо больше нового, когда все говорят друг с другом, сравнивают заметки и комбинируют свои индивидуальные знания. И каждое поколение может успешно передавать высокий процент своих знаний следующему поколению, поэтому знания лучше сохраняются со временем.

Разделённое знание становится похожим на великое, коллективное сотрудничество между поколениями. Благодаря языку инновация с копьём пройдёт через сотни изменений за десятки тысяч лет и станет луком и стрелой.

Язык даёт группе людей коллективный разум, намного превышающий индивидуальный человеческий интеллект и позволяет каждому человеку извлекать выгоду из коллективного разума, как если бы он сам всё это придумал.

Можно подумать, что мы отклонились от темы мозга, но эти аспекты формирования и функций языка нам понадобятся, чтобы понять замыслы исследователей, которые хотят прокачать наш мозг.

5-6 тысяч лет назад произошёл ещё один гигантский прорыв – письмо. И если язык позволяет людям посылать мысли из одного мозга в другой, письменность позволяет им помещать мысли на физические объекты. Далее печатный станок сделал знания более доступными. Не будем уже заострять внимание на том, что Гуттенберг не изобретал такой станок, а просто слегка модифицировал изобретение китайцев, сделанное пару столетий до него.

Но всё равно, это был прорыв! Теперь уже не надо вручную переписывать книги! Хотя эта работа по преставлению металлических букв на плитке, намазыванию их чернилами и нажатию этой плиткой на лист бумаги, с выходной способностью 25 страниц в час сейчас кажется кхм… отстоем.

Ну да ладно. В течение следующих столетий технология печати быстро улучшалась, и число страниц, которые машина могла напечатать за час, к началу XIX века – уже 2400. Неплохо.

Впрочем, и это не сравнится с нашим временем. Хотя, по правде, бумага вообще выходит из моды. Дальше больше. Мысли одного человека могли уже достичь миллионов человек. Началась эпоха массовой коммуникации. И в XX-XXI веке научные открытия сыпятся, как из рога изобилия. Так вот. Всё это позволило появиться всем чудесам техники, которые мы знаем. В наше время люди изобретают вещи, которые показались бы абсурдной научной фантастикой людям позапрошлого поколения. Но хватит истории, пора перейти к чему-то по-настоящему интересному!

Далее нас ждут знания о строении и функционировании головного мозга, о методах его изучения, о существующих нейрокомпьютерных интерфейсах, и о будущих возможностях технического развития нашего мозга.

За помощь в оформлении статьи отдельная благодарность arielf

Оставить комментарий