Људска интелигенција: Није битно колики вам је мозак, него како је повезан

Људски мозак је већи од мозга наших рођака примата, али докази који потичу од изумрлих људских предака сугерише да није све у величини.

Да би разумели људску интелигенцију, научници сада морају да зачепркају дубље.

Артур Кит је био један од оних озлоглашених истраживача за које се испоставило да су грешили у многим стварима које су тврдили.

Истакнути анатом и антрополог са почетка 20. века био је поборник научног расизма и противник мешања раса.

Макар делимично због његових расистичких ставова, био је убеђен да су људи потекли из Европе, а не из Африке, као што је данас универзално прихваћено.

И био је снажни поборник Пилтдаунског човека, озлоглашене подвале са лажним фосилима.

Кит је такође описао идеју која је постала позната као церебрални Рубикон.

Истакавши да људи имају већи мозак од других примата, он је тврдио да је људска интелигенција постала могућа тек кад је наш мозак достигао одређени праг у величини.

За Хомо, род ком припадамо, мислио је да је минимална запремина око 600-750 кубних центиметара.

За нашу врсту, Хомо сапиенс, било је то 900 кубних центиметара.

Мање од тога, гласио је аргумент, и мозак не би имао довољно рачунарске снаге да подржи људско резоновање.

У сваком случају је истина да Хомос сапиенс, као врста, има већи мозак.

Али шта то тачно значи све је мање јасно након тога.

Докази палеоантропологије сугеришу да неке врсте, као што су „хобити" Хомо флоресиенсис и Хомо наледи, испољавају сложено понашање упркос томе што имају релативно мали мозак.

Ти извештаји су предмети жестоких спорења.

Међутим, такође има све више доказа из генетике и неуронауке да величина мозга никако није кључни и дефинитивни фактор интелигенције.

Уместо тога, промене у дијаграму повезаности мозга, облика неуреона, па чак и када и где се одређени гени активирају, једнако су важни ако не и важнији.

Као што смо могли да претпоставимо, није све у величини.

Памет малих мозгова

Свакако је истина да је људски мозак необично велик.

То остаје тако чак и ако упоредите величину мозга са величином нашег тела.

„Људи су примате са убедљиво највећим мозгом", каже неуронаучник Мартин Ван Ден Ховел са Слободног универзитета у Амстердаму, у Холандији.

Такође је истина да ако погледате последњих шест милиона година људске еволуције, постоји тренд ка повећању величине мозга.

Рани хоминини као Сахелантропус и Аустралопитекус имају релативно мали мозак, али прве Хомо врсте имају већи, а од појаве Хомо сапиенса мозак је још већи.

Међутим, ако мало проучите детаље, видећете да прича није тако једноставна.

Две врсте се истичу по необично малом мозгу: Хомо флоресиенсис, познат и као „хобит" из стварног живота, и Хомо наледи.

Оба су открића из 21. века.

Х. флоресиенсис је први пут описан 2004. године.

Били су високи само метар и живели су на острву Флорес у Индонезији у последњих неколико стотина хиљада година.

Изумрли су пре најмање 50.000 година.

Први примерак је имао мозак запремине само 380 кубних центиметара или можда 426 кубних центиметара, што је било на нивоу шимпанза.

Постоје чврсти докази да су Х. флоресиенсис правили и користили камене алате, баш као и већина других из рода Хомо.

Ране студије су такође изнеле доказе о спаљивању, што сугерише да су хобити имали контролу над ватром.

Међутим, касније поновљене анализе показале су да су све ватре биле паљене скорије него пре 41.000 година - сугеришући да су их палили савремени људи а не хобити.

Ипак, сами камени алати довољни су доказ да су се хобити понашали на начине на које шимпанзе нису могле.

Деценију касније, истраживачи у Јужној Африци описали су Хомо наледи.

Њихови остаци су пронађени дубоко у пећинском систему Rising Star, које могу да досегну само искусни спелеолози.

Као и хобити, Х. наледи су имали мали мозак- али су такође живели скорије, пре између 200.000 и 300.000 година.

Главни истраживач Ли Бергер и његове колеге описали су трагове чађи на таваницама пећина, које тумаче као доказе да су Х. наледи имали контролу над ватром.

Верује се да су можда палили бакље да би им било лакше да се крећу по мраку у дубоким пећинама.

Године 2021, Бергеров тим је описао лобању детета Х. наледи, која је изгледала као да је била постављена на скаламерију сличну полици у изузетно неприступачној комори.

Ово су протумачили као тенденциозну сахрану.

У јулу су објавили додатак тврдећи да је неколико скелета било положено у под пећине, додавши доказе о погребним обичајима.

Ова најновија студија изазвала је пометњу међу палеоантрополозима, делом зато што је Бергер објавио своје резултате пре него што је рад прошао кроз уобичајени научни процес потврде колега - међу њима у популарном Нетфликсовом документарцу под називом „Непознато: Пећина костију".

Кад су други истраживачи урадили експертски преглед студије, неки су били изузетно критични, рекавши да студија „не испуњава стандарде нашег поља" и да „постоји значајна количина недостајућих информација".

Обрасци повезаности који се могу наћи код људи али не и код шимпанза често се везују за већи ризик од шизофреније

Расправа око понашања и способности Х. флориенсис и Х. наледи, заједно са њиховим импликацијама по улогу величине мозга, највероватније ће се наставити још годинама.

У међувремену, други сет истраживача позабавио се еволуцијом људског мозга на другачији начин: уместо да истражују фосилне остатке костију, они су проучавали сам мозак.

Анатомија ума

Прва ствар коју треба истаћи је да, иако у просеку људи имају велики мозак, његова величина ипак варира.

„Има пацијената са мањим мозгом", каже неуробиолошкиња Дебра Силвер са Универзитета Дјук у Дураму, у Северној Каролини.

Људи са микроцефалијом - кад им је глава абнормално мала - често имају интелектуалне сметње и друге симптоме.

Ипак, каже Силвер, „они су и даље људи."

Има и случајева када људима недостају крупни комади мозга а исказују релативно мало недостатака.

Људски мозак у бројевима

Са око 1,5 килограма, људски мозак је око два до три пута мањи од слоновског.

И до шест путање је мањи од мозга неких китова и делфина.

Људски мозак садржи 86 милијарди неурона и 85 милијарди не-неуронских ћелија.

Али упркос томе што на њега одлази око 2 одсто телесне масе код просечне одрасле особе, људски мозак сагорева око 20 одсто калорија које трошимо.

Очигледно се ту дешава још нешто.

Једна могућност је дијаграм повезаности мозга илити „конектом".

Људски мозак садржи око 86 милијарди специјализованих ћелија званих неурони, који се повезују међу собом и шаљу сигнале тамо и назад.

Многи неуронаучници сумњају да су промене образаца везе важније за развој људске когниције него било шта тако грубо као што је запремина мозга.

„Чак и мале промене у конективности, нарочито у конективности дугог домета, заиста доводи до озбиљних когнитивних и бихевиоралних промена", каже неуронаучник Ненад Шестан са Универзитета Јејл у Њу Хејвену, у Конектикату.

Неки делови људског мозга поготово примају информације из многих других регија.

То им омогућава да интегришу разне информације и доносе одлуке у складу с њима.

Префронтални кортекс, на најпредњем делу мозга, једна је таква регија.

Шестан је зове „извршним директором мозга".

„Мало више ових интерактивних струјних кола истински је корисно по људске когнитивне способности", слаже се Ван Ден Хувел.

У студији објављеној у мају, његов тим показао је да мозак човека и шимпанзе дели многе обрасце у конективности, али да људи имају јачу конективност између регија које учествују у језику.

Ове интегрисане области мозга такође се везују са психијатријске поремећаје.

На пример, Ван Ден Хувелов тим је 2019. године показао да се обрасци повезаности који се могу наћи код људи али не и код шимпанза често везују за већи ризик од шизофреније.

Ово сугерише да су људи направили еволутивну трампу: већу интелигенцију у замену за већи ризик од лошег менталног здравља.

Докази попут овог сугеришу да је „конектом" важан.

Али шта је са самим неуронима: да ли су људски неурони другачији од неурона шимпанзе?

Погледајте видео: Од сломљеног срца стварно може да се умре

Измењене ћелије

„Постоји дуги историјат људи који траже конкретне јединствене неуроне у људском мозгу", каже Ван Ден Хувел.

Један од првих покушаја био је Константина Фор Економоа, аустријског неуролога активног почетком 20. века.

Он је идентификовао вретенасте неуроне у људској кичменој мождини: они се понекад називају „Фон Економови неурони".

Испрва се мислило да су они јединствени за људе, каже Фон Ден Хувел, „али су касније нашли Фон Економове неуроне у другим мозговима".

Скорије, 2022. године, Шестан и његове колеге су проучавали ћелије у делу мозга познатом као дорсолатерални префронтални кортекс код људи, шимпанзи и мајмуна.

Могли су да пронађу само један тип ћелија који је био јединствен за људе.

То није био неурон, већ микроглијална ћелија: део имуног система мозга.

Ћелије су споља изгледале нормално, али су активирале јединствени сет гена.

Шестан не жели да преувеличава важност ових открића.

„Не мислим да је ово кључно", каже он.

„Неме разлога за веровање да би нам микроглија дала когнитивне способности."

Неуроне јединствене за људе можда је тешко наћи, али је очигледно да се постотак различитих типова ћелија променио током наше еволуције.

Силвер каже да су Фон Економови неурони чешћи код људи и великих човеколиких мајмуна, за разлику од других примата.

Они су „могли да помогну у преузимању нових задатака", сугерише она.

Ако имамо кортикалне неуроне који праве допамин, они би могли бити „систем награђивања само за размишљање'

Разумевање модификованих неурона у људском мозгу захтева разумевање како се ћелије развијају и расту.

То не можемо да проучавамо у живим ембрионима из очигледних разлога, али истраживачи могу да проучавају неуроне узгојене у лабораторији.

Последњих година су такође узгојили „органоиде" : гроздове ћелија које опонашају структуру и понашање делова мозга у развоју.

Ово поље је произвело праву мећаву открића, од којих већина није схваћена до краја, каже Барбара Тројтлајн развојна неуробиолошкиња на ЕТХ-у у Цириху, у Швајцарској.

Међутим, један образац се очигледно истиче.

„Људима треба више времена да направе неуроне и да неурони заправо сазру", каже она.

„Код шимпанзи неурони сазревају брже него код људи."

Тројтлајн условно повезује ово споро сазревање неруона са релативно дужим временским периодом потребним људским бебама да се развију у поређењу са шимпанзама.

Међутим, она такође каже да не можемо још да успоставимо снажне везе између њених студија развоја неурона - који никад не опонашају ништа после другог триместера трудноће - и понашања одраслих људи.

Постоји још један фактор који треба узети у обзир - људски геном и његов утицај на наш мозак.

Експресивни гени

Познато је да људи и шимпанзе деле 99 одсто нашег ДНК.

„Али поента је у томе да се ми не разликујемо само 1 одсто од шимпанзи", каже Шестан.

Разлика је очигледно драстичнија од тога.

Генетичари су открили делове генома који су јединствени за људе, а чини се да многи од њих имају улогу у мозгу.

На пример, студија из 2019. године бавила се деловима ДНК специфичним за људе и открила да многи од њих имају утицаја на ћелије за које се зна да учестују у ширењу мозга.

Слично томе, ген по имену СРГАП2Ц јединствен је за род Хомо.

У студији из 2019. године, истраживачи су открили овај хоминински ген код мишева и установили да он мења њихов „конектом", стварајући додатне везе између одређених нивоа кортекса.

„Он мења неуронску активност и морфологију неурона на нивоу струјног кола", каже Силвер.

Током дугог периода људске еволуције, многи гени су се променили.

У фебруару је Фон Ден Хувелов тим објавио временски распоред 13.5 милиона мутација јединствених за људе у последњих пет милиона година - који је сезао све до времена пре настанка Хомо гране еволутивног стабла.

Пронашли су два налета мутација јединствених за људе.

Први се десио пре око 1,9 милиона година, негде у време кад се развила врста Хомо еректус.

Други је био пре између 62.000 и 1.500 година.

Мутације повезане са когницијом често су биле релативно младе, каже Ван Ден Хувел.

Не ради се о самој секвенци ДНК: као што показује Шестанова студија микроглија, суштина је и у томе који гени су активирани у свакој ћелији.

Промене у „експресији гена" могу ћелијама да дају фундаментално другачији облике и понашање, упркос томе што имају исти геном.

Сложеност је овде вртоглава.

Студија експресије гена из 2021. године показала је да неки гени који су важни у мозгу могу да направе по 100 протеина, у зависности од тога на који начин су изражени.

Један ген изражен код људи у развоју али не и код шимпанзи контролише читаву мрежу других гена, за које се верује да учествују у развоју људског мозга.

Неке промене у експресији гена су интригантне.

У студији из 2017. године, Шестанов тим је упоредио експресију гена у мозговима људи, шимпанзи и мајмуна.

Они су открили да су неки неурони у једној регији људског мозга исказивали гене активне у прављењу допамина, мождане хемикалије која учествују од осећањима награђивања.

Еквивалентне ћелије код шимпанзи и мајмуна нису садржале ове гене.

„Узгојили смо те неуроне", каже Шестан.

„Они могу да праве допамин 'у епрувети'."

„Ако би то важило у правом мозгу, то значи да би ми људи могли да производимо допамин интерно у кортексу", каже Сестан.

Он има интригантну спекулацију шта би то могло да значи.

Људи могу да осете задовољство само од размишљања и решавања проблема, што би заиста могло да буде јединствено за њих.

Ако имамо кортикалне неуроне који праве допамин, они би могли бити „систем награђивања само за размишљање".

Он истиче, међутим, да је за сада ово само спекулација.

Далеко смо стигли од простог упоређивања величине мозга различитих примата.

Научници сада прате промене у секвенци генома, промене у изражавању гена, промене и у облику и понашању ћелија и промене у дијаграму повезаности у мозгу.

Оно што нам недостаје је „разумевање како сви ти елементи, као међуигра, постају систем и како овај систем обликује наше понашање", каже Ван Ден Хувел.

Тројтлајн и њене колеге направиле су велики искорак у овом правцу 2019. године, објавивши „атлас" сваке ћелије у људском мозгу у раном стадијуму развоја.

Године 2023, тим од 500 истраживача из читаве Европе најавио је завршавање Пројекта људски мозак, десетогодишњег пројекта који се бави сложеном структуром и функцијом мозга.

Огроман текући пројекат назван Атлас људских ћелија жели да се надовеже на увиде стечене до сада.

Његови чланови желе да мапирају сваки тип ћелија у људском телу: њихов положај, облик, експресију гена и много тога још.

„Има јако много ћелијских врста у мозгу", каже Тројтлајн.

Изазов ће бити тумачење тог огромног сета података.

Иако ће тај пројекат потрајати читаве деценије, већ је могуће извући неке закључке о величини мозга.

„Мислим да је она само један од многих фактора", каже Силвер.

Погледајте видео: Најстарији пећински цртеж животиње настао у Индонезији

Пратите нас на Фејсбуку,Твитеру и Вајберу. Ако имате предлог теме за нас, јавите се на [email protected]