Люди не використовують таку кількість мозкової сили, як ми любимо думати

Тварини мали енергоємний мозок задовго до нас

ДУРХАМ, Н.К. - Роками вчені припускали, що люди приділяють своєму мозку більшу частку щоденних калорій, ніж інші тварини. Хоча мозок людини становить лише 2 відсотки ваги тіла, він споживає більше 25 відсотків нашого базового енергетичного бюджету.

Але дослідження, опубліковане 31 жовтня у Journal of Human Evolution, порівнюючи відносні витрати мозку 22 видів, виявило, що коли мова заходить про потужність мозку, люди не такі виняткові, як ми любимо думати.

"У нас немає надзвичайно дорогого мозку", - сказав автор дослідження Даг Боєр, доцент еволюційної антропології з Університету Дьюка. "Це кидає виклик головній догмі в дослідженнях еволюції людини".

Бойєр та його аспірантка Аріанна Гаррінгтон вирішили подивитися, як люди складаються з точки зору засвоєння енергії мозку.

Оскільки енергія надходить до мозку через кровоносні судини, які доставляють форму цукру, яка називається глюкозою, дослідники виміряли площу поперечного перерізу кісткових каналів, що охоплюють черепно-мозкові артерії.

Поєднавши ці вимірювання з раніше опублікованими оцінками споживання глюкози мозку та обсягу внутрішнього черепа як показника розміру мозку, вони дослідили сім видів, включаючи мишей, щурів, білок, кроликів, мавп та людей. Дослідникам вдалося показати, що більші канали закривають артерії, які доставляють більше крові, а отже і глюкози, до мозку.

Потім, використовуючи статистичну методику, яка називається множинна регресія, вони розрахували споживання глюкози в мозку для додаткових 15 видів, для яких витрати мозку були невідомі, включаючи лемурів, мавп та дерев-носіїв, родичів приматів з Південно-Східної Азії.

Як і слід було очікувати, дослідники виявили, що люди виділяють пропорційно більше енергії на свій мозок, ніж гризуни, мавпи Старого Світу та великі мавпи, такі як орангутаги та шимпанзе.

Щодо швидкості метаболізму в спокої - загальна кількість калорій, яку тварина спалює щодня, лише щоб продовжувати дихати, перетравлювати та залишатися теплим - людський мозок вимагає вдвічі більше калорій, ніж мозок шимпанзе, і принаймні від трьох до п’яти разів більше калорій, ніж мозок білок, мишей та кроликів.

Але й у інших тварин голодні мізки теж.

Що стосується відносної вартості мозку, то, здається, є невелика різниця між людиною та хвостатою деревцею, наприклад.

Навіть кільцехвостий лемур та крихітна пігмеєва мармозетка, найменша у світі мавпа, приділяють стільки енергії свого тіла своєму мозку, скільки ми робимо.

"Це не повинно бути надто несподіванкою", - сказав Боєр. "Вартість метаболізму такої структури, як мозок, головним чином залежить від того, наскільки вона велика, і багато тварин мають більші співвідношення маси мозку до тіла, ніж люди".

Результати дозволяють припустити, що здатність вирощувати порівняно дорожчий мозок розвинулася не на зорі людини, а мільйонами років тому, коли наші предки приматів та їхні найближчі родичі відділилися від гілки сімейного дерева ссавців, що включає гризунів та кроликів, - сказав Гаррінгтон.

Попередні дослідження підраховували кількість енергії, необхідної для підживлення мозку, на основі кількості нейронів. Але оскільки метод сучасного дослідження для оцінки споживання енергії спирається на вимірювання кісток, а не м’яких тканин, таких як нейрони, то тепер можна оцінити потребу мозку в енергії мозку від скам'янілих решток тварин, які також вимерли, включаючи ранніх предків людини.

"Все, що вам знадобиться для вимірювання, - це неушкоджений череп і частина шийних хребців", - сказав Гаррінгтон.

Дані не можуть показати, чи енергійно дорогий мозок еволюціонував спочатку, а потім схилив деякі групи тварин до більших розумових сил як побічний продукт, чи ж існування когнітивних проблем сприяло особам, які приділяли більше енергії мозку, стверджують дослідники.

Це дослідження було підтримано Національним науковим фондом (SBE-1028505, BCS 1440742, 1552848, DBI-1701714) та грантом Фонду Лікі.