Nije bitno koliki vam je mozak, nego kako je povezan
Ljudski mozak sadrži oko 86 milijardi specijalizovanih ćelija zvanih neuroni, koji se povezuju među sobom i šalju signale tamo i nazad. Mnogi neuronaučnici sumnjaju da su promjene obrazaca veze važnije za razvoj ljudske kognicije nego bilo šta tako grubo kao što je zapremina mozga
Ljudski mozak je veći od mozga naših rođaka primata, ali dokazi koji potiču od izumrlih ljudskih predaka sugeriše da nije sve u veličini.
Da bi razumeli ljudsku inteligenciju, naučnici sada moraju da začeprkaju dublje.
Artur Kit je bio jedan od onih ozloglašenih istraživača za koje se ispostavilo da su grešili u mnogim stvarima koje su tvrdili.
Istaknuti anatom i antropolog sa početka 20. veka bio je pobornik naučnog rasizma i protivnik mešanja rasa.
Makar delimično zbog njegovih rasističkih stavova, bio je ubeđen da su ljudi potekli iz Evrope, a ne iz Afrike, kao što je danas univerzalno prihvaćeno.
I bio je snažni pobornik Piltdaunskog čoveka, ozloglašene podvale sa lažnim fosilima.
Kit je takođe opisao ideju koja je postala poznata kao cerebralni Rubikon.
Istakavši da ljudi imaju veći mozak od drugih primata, on je tvrdio da je ljudska inteligencija postala moguća tek kad je naš mozak dostigao određeni prag u veličini.
Za Homo, rod kom pripadamo, mislio je da je minimalna zapremina oko 600-750 kubnih centimetara.
Za našu vrstu, Homo sapiens, bilo je to 900 kubnih centimetara.
Manje od toga, glasio je argument, i mozak ne bi imao dovoljno računarske snage da podrži ljudsko rezonovanje.
U svakom slučaju je istina da Homos sapiens, kao vrsta, ima veći mozak.
Ali šta to tačno znači sve je manje jasno nakon toga.
Dokazi paleoantropologije sugerišu da neke vrste, kao što su „hobiti" Homo floresiensis i Homo naledi, ispoljavaju složeno ponašanje uprkos tome što imaju relativno mali mozak.
Ti izveštaji su predmeti žestokih sporenja.
Međutim, takođe ima sve više dokaza iz genetike i neuronauke da veličina mozga nikako nije ključni i definitivni faktor inteligencije.
Umesto toga, promene u dijagramu povezanosti mozga, oblika neureona, pa čak i kada i gde se određeni geni aktiviraju, jednako su važni ako ne i važniji.
Kao što smo mogli da pretpostavimo, nije sve u veličini.
Pamet malih mozgova
Svakako je istina da je ljudski mozak neobično velik.
To ostaje tako čak i ako uporedite veličinu mozga sa veličinom našeg tela.
„Ljudi su primate sa ubedljivo najvećim mozgom", kaže neuronaučnik Martin Van Den Hovel sa Slobodnog univerziteta u Amsterdamu, u Holandiji.
Takođe je istina da ako pogledate poslednjih šest miliona godina ljudske evolucije, postoji trend ka povećanju veličine mozga.
Rani hominini kao Sahelantropus i Australopitekus imaju relativno mali mozak, ali prve Homo vrste imaju veći, a od pojave Homo sapiensa mozak je još veći.
Međutim, ako malo proučite detalje, videćete da priča nije tako jednostavna.
Dve vrste se ističu po neobično malom mozgu: Homo floresiensis, poznat i kao „hobit" iz stvarnog života, i Homo naledi.
Oba su otkrića iz 21. veka.
H. floresiensis je prvi put opisan 2004. godine.
Bili su visoki samo metar i živeli su na ostrvu Flores u Indoneziji u poslednjih nekoliko stotina hiljada godina.
Izumrli su pre najmanje 50.000 godina.
Prvi primerak je imao mozak zapremine samo 380 kubnih centimetara ili možda 426 kubnih centimetara, što je bilo na nivou šimpanza.
Postoje čvrsti dokazi da su H. floresiensis pravili i koristili kamene alate, baš kao i većina drugih iz roda Homo.
Rane studije su takođe iznele dokaze o spaljivanju, što sugeriše da su hobiti imali kontrolu nad vatrom.
Međutim, kasnije ponovljene analize pokazale su da su sve vatre bile paljene skorije nego pre 41.000 godina - sugerišući da su ih palili savremeni ljudi a ne hobiti.
Ipak, sami kameni alati dovoljni su dokaz da su se hobiti ponašali na načine na koje šimpanze nisu mogle.
Deceniju kasnije, istraživači u Južnoj Africi opisali su Homo naledi.
Njihovi ostaci su pronađeni duboko u pećinskom sistemu Rising Star, koje mogu da dosegnu samo iskusni speleolozi.
Kao i hobiti, H. naledi su imali mali mozak- ali su takođe živeli skorije, pre između 200.000 i 300.000 godina.
Glavni istraživač Li Berger i njegove kolege opisali su tragove čađi na tavanicama pećina, koje tumače kao dokaze da su H. naledi imali kontrolu nad vatrom.
Veruje se da su možda palili baklje da bi im bilo lakše da se kreću po mraku u dubokim pećinama.
Godine 2021, Bergerov tim je opisao lobanju deteta H. naledi, koja je izgledala kao da je bila postavljena na skalameriju sličnu polici u izuzetno nepristupačnoj komori.
Ovo su protumačili kao tendencioznu sahranu.
U julu su objavili dodatak tvrdeći da je nekoliko skeleta bilo položeno u pod pećine, dodavši dokaze o pogrebnim običajima.
Ova najnovija studija izazvala je pometnju među paleoantropolozima, delom zato što je Berger objavio svoje rezultate pre nego što je rad prošao kroz uobičajeni naučni proces potvrde kolega - među njima u popularnom Netfliksovom dokumentarcu pod nazivom „Nepoznato: Pećina kostiju".
Kad su drugi istraživači uradili ekspertski pregled studije, neki su bili izuzetno kritični, rekavši da studija „ne ispunjava standarde našeg polja" i da „postoji značajna količina nedostajućih informacija".
Obrasci povezanosti koji se mogu naći kod ljudi ali ne i kod šimpanza često se vezuju za veći rizik od šizofrenije
Rasprava oko ponašanja i sposobnosti H. floriensis i H. naledi, zajedno sa njihovim implikacijama po ulogu veličine mozga, najverovatnije će se nastaviti još godinama.
U međuvremenu, drugi set istraživača pozabavio se evolucijom ljudskog mozga na drugačiji način: umesto da istražuju fosilne ostatke kostiju, oni su proučavali sam mozak.
Anatomija uma
Prva stvar koju treba istaći je da, iako u proseku ljudi imaju veliki mozak, njegova veličina ipak varira.
„Ima pacijenata sa manjim mozgom", kaže neurobiološkinja Debra Silver sa Univerziteta Djuk u Duramu, u Severnoj Karolini.
Ljudi sa mikrocefalijom - kad im je glava abnormalno mala - često imaju intelektualne smetnje i druge simptome.
Ipak, kaže Silver, „oni su i dalje ljudi."
Ima i slučajeva kada ljudima nedostaju krupni komadi mozga a iskazuju relativno malo nedostataka.
Ljudski mozak u brojevima
Sa oko 1,5 kilograma, ljudski mozak je oko dva do tri puta manji od slonovskog.
I do šest putanje je manji od mozga nekih kitova i delfina.
Ljudski mozak sadrži 86 milijardi neurona i 85 milijardi ne-neuronskih ćelija.
Ali uprkos tome što na njega odlazi oko 2 odsto telesne mase kod prosečne odrasle osobe, ljudski mozak sagoreva oko 20 odsto kalorija koje trošimo.
Očigledno se tu dešava još nešto.
Jedna mogućnost je dijagram povezanosti mozga iliti „konektom".
Ljudski mozak sadrži oko 86 milijardi specijalizovanih ćelija zvanih neuroni, koji se povezuju među sobom i šalju signale tamo i nazad.
Mnogi neuronaučnici sumnjaju da su promene obrazaca veze važnije za razvoj ljudske kognicije nego bilo šta tako grubo kao što je zapremina mozga.
„Čak i male promene u konektivnosti, naročito u konektivnosti dugog dometa, zaista dovodi do ozbiljnih kognitivnih i bihevioralnih promena", kaže neuronaučnik Nenad Šestan sa Univerziteta Jejl u Nju Hejvenu, u Konektikatu.
Neki delovi ljudskog mozga pogotovo primaju informacije iz mnogih drugih regija.
To im omogućava da integrišu razne informacije i donose odluke u skladu s njima.
Prefrontalni korteks, na najprednjem delu mozga, jedna je takva regija.
Šestan je zove „izvršnim direktorom mozga".
„Malo više ovih interaktivnih strujnih kola istinski je korisno po ljudske kognitivne sposobnosti", slaže se Van Den Huvel.
U studiji objavljenoj u maju, njegov tim pokazao je da mozak čoveka i šimpanze deli mnoge obrasce u konektivnosti, ali da ljudi imaju jaču konektivnost između regija koje učestvuju u jeziku.
Ove integrisane oblasti mozga takođe se vezuju sa psihijatrijske poremećaje.
Na primer, Van Den Huvelov tim je 2019. godine pokazao da se obrasci povezanosti koji se mogu naći kod ljudi ali ne i kod šimpanza često vezuju za veći rizik od šizofrenije.
Ovo sugeriše da su ljudi napravili evolutivnu trampu: veću inteligenciju u zamenu za veći rizik od lošeg mentalnog zdravlja.
Dokazi poput ovog sugerišu da je „konektom" važan.
Ali šta je sa samim neuronima: da li su ljudski neuroni drugačiji od neurona šimpanze?
Pogledajte video: Od slomljenog srca stvarno može da se umre
Izmenjene ćelije
„Postoji dugi istorijat ljudi koji traže konkretne jedinstvene neurone u ljudskom mozgu", kaže Van Den Huvel.
Jedan od prvih pokušaja bio je Konstantina For Ekonomoa, austrijskog neurologa aktivnog početkom 20. veka.
On je identifikovao vretenaste neurone u ljudskoj kičmenoj moždini: oni se ponekad nazivaju „Fon Ekonomovi neuroni".
Isprva se mislilo da su oni jedinstveni za ljude, kaže Fon Den Huvel, „ali su kasnije našli Fon Ekonomove neurone u drugim mozgovima".
Skorije, 2022. godine, Šestan i njegove kolege su proučavali ćelije u delu mozga poznatom kao dorsolateralni prefrontalni korteks kod ljudi, šimpanzi i majmuna.
Mogli su da pronađu samo jedan tip ćelija koji je bio jedinstven za ljude.
To nije bio neuron, već mikroglijalna ćelija: deo imunog sistema mozga.
Ćelije su spolja izgledale normalno, ali su aktivirale jedinstveni set gena.
Šestan ne želi da preuveličava važnost ovih otkrića.
„Ne mislim da je ovo ključno", kaže on.
„Neme razloga za verovanje da bi nam mikroglija dala kognitivne sposobnosti."
Neurone jedinstvene za ljude možda je teško naći, ali je očigledno da se postotak različitih tipova ćelija promenio tokom naše evolucije.
Silver kaže da su Fon Ekonomovi neuroni češći kod ljudi i velikih čovekolikih majmuna, za razliku od drugih primata.
Oni su „mogli da pomognu u preuzimanju novih zadataka", sugeriše ona.
Ako imamo kortikalne neurone koji prave dopamin, oni bi mogli biti „sistem nagrađivanja samo za razmišljanje'
Razumevanje modifikovanih neurona u ljudskom mozgu zahteva razumevanje kako se ćelije razvijaju i rastu.
To ne možemo da proučavamo u živim embrionima iz očiglednih razloga, ali istraživači mogu da proučavaju neurone uzgojene u laboratoriji.
Poslednjih godina su takođe uzgojili „organoide" : grozdove ćelija koje oponašaju strukturu i ponašanje delova mozga u razvoju.
Ovo polje je proizvelo pravu mećavu otkrića, od kojih većina nije shvaćena do kraja, kaže Barbara Trojtlajn razvojna neurobiološkinja na ETH-u u Cirihu, u Švajcarskoj.
Međutim, jedan obrazac se očigledno ističe.
„Ljudima treba više vremena da naprave neurone i da neuroni zapravo sazru", kaže ona.
„Kod šimpanzi neuroni sazrevaju brže nego kod ljudi."
- Kako zbog „iluzije znanja“ postajemo previše samouvereni
- Lažna nauka: Kako veštačka inteligencija sa Jutjuba decu uči o piramidama koje proizvode struju
Trojtlajn uslovno povezuje ovo sporo sazrevanje neruona sa relativno dužim vremenskim periodom potrebnim ljudskim bebama da se razviju u poređenju sa šimpanzama.
Međutim, ona takođe kaže da ne možemo još da uspostavimo snažne veze između njenih studija razvoja neurona - koji nikad ne oponašaju ništa posle drugog trimestera trudnoće - i ponašanja odraslih ljudi.
Postoji još jedan faktor koji treba uzeti u obzir - ljudski genom i njegov uticaj na naš mozak.
Ekspresivni geni
Poznato je da ljudi i šimpanze dele 99 odsto našeg DNK.
„Ali poenta je u tome da se mi ne razlikujemo samo 1 odsto od šimpanzi", kaže Šestan.
Razlika je očigledno drastičnija od toga.
Genetičari su otkrili delove genoma koji su jedinstveni za ljude, a čini se da mnogi od njih imaju ulogu u mozgu.
Na primer, studija iz 2019. godine bavila se delovima DNK specifičnim za ljude i otkrila da mnogi od njih imaju uticaja na ćelije za koje se zna da učestuju u širenju mozga.
Slično tome, gen po imenu SRGAP2C jedinstven je za rod Homo.
U studiji iz 2019. godine, istraživači su otkrili ovaj homininski gen kod miševa i ustanovili da on menja njihov „konektom", stvarajući dodatne veze između određenih nivoa korteksa.
„On menja neuronsku aktivnost i morfologiju neurona na nivou strujnog kola", kaže Silver.
Tokom dugog perioda ljudske evolucije, mnogi geni su se promenili.
U februaru je Fon Den Huvelov tim objavio vremenski raspored 13.5 miliona mutacija jedinstvenih za ljude u poslednjih pet miliona godina - koji je sezao sve do vremena pre nastanka Homo grane evolutivnog stabla.
Pronašli su dva naleta mutacija jedinstvenih za ljude.
Prvi se desio pre oko 1,9 miliona godina, negde u vreme kad se razvila vrsta Homo erektus.
Drugi je bio pre između 62.000 i 1.500 godina.
Mutacije povezane sa kognicijom često su bile relativno mlade, kaže Van Den Huvel.
Ne radi se o samoj sekvenci DNK: kao što pokazuje Šestanova studija mikroglija, suština je i u tome koji geni su aktivirani u svakoj ćeliji.
Promene u „ekspresiji gena" mogu ćelijama da daju fundamentalno drugačiji oblike i ponašanje, uprkos tome što imaju isti genom.
Složenost je ovde vrtoglava.
Studija ekspresije gena iz 2021. godine pokazala je da neki geni koji su važni u mozgu mogu da naprave po 100 proteina, u zavisnosti od toga na koji način su izraženi.
Jedan gen izražen kod ljudi u razvoju ali ne i kod šimpanzi kontroliše čitavu mrežu drugih gena, za koje se veruje da učestvuju u razvoju ljudskog mozga.
Neke promene u ekspresiji gena su intrigantne.
U studiji iz 2017. godine, Šestanov tim je uporedio ekspresiju gena u mozgovima ljudi, šimpanzi i majmuna.
Oni su otkrili da su neki neuroni u jednoj regiji ljudskog mozga iskazivali gene aktivne u pravljenju dopamina, moždane hemikalije koja učestvuju od osećanjima nagrađivanja.
Ekvivalentne ćelije kod šimpanzi i majmuna nisu sadržale ove gene.
„Uzgojili smo te neurone", kaže Šestan.
„Oni mogu da prave dopamin 'u epruveti'."
„Ako bi to važilo u pravom mozgu, to znači da bi mi ljudi mogli da proizvodimo dopamin interno u korteksu", kaže Sestan.
On ima intrigantnu spekulaciju šta bi to moglo da znači.
Ljudi mogu da osete zadovoljstvo samo od razmišljanja i rešavanja problema, što bi zaista moglo da bude jedinstveno za njih.
Ako imamo kortikalne neurone koji prave dopamin, oni bi mogli biti „sistem nagrađivanja samo za razmišljanje".
On ističe, međutim, da je za sada ovo samo spekulacija.
Daleko smo stigli od prostog upoređivanja veličine mozga različitih primata.
Naučnici sada prate promene u sekvenci genoma, promene u izražavanju gena, promene i u obliku i ponašanju ćelija i promene u dijagramu povezanosti u mozgu.
Ono što nam nedostaje je „razumevanje kako svi ti elementi, kao međuigra, postaju sistem i kako ovaj sistem oblikuje naše ponašanje", kaže Van Den Huvel.
Trojtlajn i njene kolege napravile su veliki iskorak u ovom pravcu 2019. godine, objavivši „atlas" svake ćelije u ljudskom mozgu u ranom stadijumu razvoja.
Godine 2023, tim od 500 istraživača iz čitave Evrope najavio je završavanje Projekta ljudski mozak, desetogodišnjeg projekta koji se bavi složenom strukturom i funkcijom mozga.
Ogroman tekući projekat nazvan Atlas ljudskih ćelija želi da se nadoveže na uvide stečene do sada.
Njegovi članovi žele da mapiraju svaki tip ćelija u ljudskom telu: njihov položaj, oblik, ekspresiju gena i mnogo toga još.
„Ima jako mnogo ćelijskih vrsta u mozgu", kaže Trojtlajn.
Izazov će biti tumačenje tog ogromnog seta podataka.
Iako će taj projekat potrajati čitave decenije, već je moguće izvući neke zaključke o veličini mozga.
„Mislim da je ona samo jedan od mnogih faktora", kaže Silver.
Pogledajte video: Najstariji pećinski crtež životinje nastao u Indoneziji
Pratite nas na Fejsbuku,Tviteru i Vajberu. Ako imate predlog teme za nas, javite se na bbcnasrpskom@bbc.co.uk
( BBC Serbian Svi članovi )