Основной канал эволюции приматов -усложнение организации мозга

В формировании адаптации не только древесных, но и наземных обе­зьян ведущая роль принадлежит дестабилизирующему отбору, интегри­рованным результатом которого является развитие мозга. Системная кор­реляция ряда признаков в процессе естественного отбора создает канали-зованность эволюции ("Ортогенез без всякой мистики" — В.П.Эфроимсон, 1995). Основной канал эволюции с сопутствующими корреляциями стано­вится главным объектом отбора. Такими главными каналами в эволюции человека стали прогрессирующее увеличение мозга и "коры руки", анато­мическая база членораздельной речи и все возрастающая социализация. Тенденция к опережающей эволюции головного мозга характерна не толь­ко для приматов, но и для всех млекопитающих. Эволюция нервной систе­мы прошла три основных этапа:

1. централизации (увеличения узлов скопления нервных клеток);

2. цефализации (образования головного мозга);

3. кортиколизации — возникновения и усовершенствования коры боль­ших полушарий головного мозга.

Кора является органом образования условных рефлексов — наиболее совершенного механизма поведенческой адаптации животных. Условный рефлекс осуществляет опережающее отражение действительности, когда на основе приобретенного опыта животные могут прогнозировать пред­стоящие события. Кора также орган когнитивного образного отражения действительности. Первые зачатки коры — одиночные клетки — появля­ются у амфибий. Многослойная истинная кора и начало ее дифференци-ровки на специальные зоны — у рептилий. У сумчатых млекопитающих вычленяются моторные и сенсорные отделы коры. У высших млекопита­ющих добавляются ассоциативные отделы, которые затем увеличивают свою площадь (так, в лобных долях кошки ассоциативная кора составляет 3.1 %, у собаки — 8.7 %, у приматов — 12-14.5 %, у человека — 20% по­верхности коры). Ассоциативные отделы коры больших полушарий моз­га животных формируются в теменной области (на стыке соматосенсор-

5. Морфо-физиологическая эволюция человека ___________91

ной, зрительной и слуховой коры) и в лобной области, обеспечивающей оценку временных и причинно-следственных связей. Ассоциативные отде­лы отличаются соотношением мономодальных и полимодальных нейро­нов. Мономодальные нейроны воспринимают информацию от одного из рецептивных полей (мышечного, кожного, зрительного, слухового, обо­нятельного или других). Полимодальные (ассоциативные или полифунк­циональные) нейроны имеют множество синаптических контактов и боль­шую протяженность их дендритных разветвлений, реагируют на инфор­мацию от разных рецептивных полей, таким образом, обеспечивая целостную оценку пространства и происходящих событий. На этом осно­вана рассудочная деятельность животных: оценка причинно-следственных связей, элементарных эмпирических законов окружающей среды, форми­рование адекватного поведения в новой внезапно возникшей ситуации. Уровень рассудочной деятельности — показатель интеллекта, как высшей стадии развития психики животных. Общая эволюционная тенденция со­стоит в вытеснении древних и старых кортикальных образований, возник­ших у рептилий и низших млекопитающих, более поздно возникшей "но­вой корой".

Основная функциональная единица нервной системы — нейрон — имеет следующее строение: тело имеет размер от 5 до 100 мкм, неветвя­щийся отросток аксон — от 0.1 мм до 1 м, ветвящиеся отростки — дендри-ты — не более 100 мк. Контакты нейронов называются синапсами. Тело нейрона синтезирует биологически активные вещества, комбинирует и интегрирует сигналы, вырабатывает собственные электрические импуль­сы. Информация кодируется порядком следования нервных импульсов, ко­торые могут быть специфичны даже для отдельной клетки. Крупные моз­говые нейроны имеют от 4 до 20 000 синапсов. Количество мельчайших, так называемых шипиковых синапсов (размером 1-2 мкм х 3-4 мкм) пока­зывает прямую корреляцию со степенью усложнения поведения. Нейрон обладает рядом специфических существенных свойств. Его ДНК актив­нее, чем в любой другой клетке организма. В обычной соматической клет­ке дерепрессировано 1-3% генома, в нейроне считывается 15-35% инфор­мации. Мозг человека содержит 30 000 РНК и соответственно 30 000 био­химических продуктов (пептидов, белков, регуляторных липидов и других), что в 5-6 раз больше, чем в любом другом органе. В онтогенезе происхо­дит непрерывная активация нейрона, проявляющаяся в активизации все новых локусов ДНК.

Нейроны окружены клетками нейроглии, выполняющими разные фун­кции (опорную, трофическую, формирования миелиновых оболочек аксо­нов, обеспечения гемато-энцефалического барьера). Глиальные клетки участвуют в формировании биоэлектрической активности мозга, что ука­зывает на их важную, хотя пока не до конца понятную роль в функцио­нировании мозга. Масса глиальной ткани составляет до 40 % общей мас­сы мозга.

Человеческий мозг — самая сложная структура во Вселенной. Коли­чество нейронов составляет 100 миллиардов, что сопоставимо с числом звезд в галактике. Количество синапсов порядка 10¹⁴ степени (сто трил-

лионов). Вместе с тем, как строение нейронов, так и механизм элементар­ных физиологических реакций у животных и человека не имеют принци­пиальных различий. И для животных, и для человека важнейшим свой­ством мозга является его пластичность, способность к постоянной само­организации, обеспечивающей контроль за поведением организма в постоянно меняющихся условиях.

Об эволюции мозга вымерших гоминид судят по форме эндокранов — естественно или искусственно полученных слепков мозговой полости че­репа, сохраняющих отпечатки формы поверхности, оболочек, извилин, кровеносных сосудов. Естественно, этот метод дает приблизительное пред­ставление о морфологии и функциях мозга.