Сообщение о цветочных растениях. Цветы - доклад сообщение
14 марта 1879 года родился Альберт Эйнштейн. Как часто бывает с великими людьми, многие факты, касающиеся их жизни, обросли легендами. Одна из главных загадок и тем для споров, связанных с немецким физиком, касается его мозга. Был ли он большего размера, чем у простых смертных? Что было не так с его нейронами? А с полушариями? «Футурист» рассказывает о том, что научная общественность думает о мозге Эйнштейна.
Причина исследований
После смерти Эйнштейна в 1955 году, патологоанатом Томас Харви (которого несколько лет спустя лишили медицинской лицензии) решил сохранить мозг ученого для науки, в то время как тело его было кремировано. Повозив орган некоторое время по стране, Харви разрезал мозг на 240 кусочков и разослал всем заинтересованным. Сын Эйнштейна Ганс, как ни странно, дал согласие, и ученые начали многочисленные исследования. В 80-х и 90-х годах было проведено сразу несколько опытов и измерений, результатом которых стали заявления о большем количестве нейронов в мозге физика, чем у обычного человека, а также сообщения о выдающемся размере и ширине его мозга.
Мозолистое тело и связь между нейронами
Более подробное и актуальное исследование было проведено в 2013 году. Ученые под предводительством Дин Фальк углубились в вопрос, касающийся двух полушарий мозга: левого - ответственного, за логику, и правого - так называемого “творческого” полушария. Они предположили, что гениальность Эйнштейна была следствием отличных связей между обоими полушариями.
Сплетение нервных волокон, отвечающее за связь полушарий, называют мозолистым телом . Такой пучок нейронов был найден не только у людей, но и у некоторых животных. Мозолистое тело позволяет левой части мозга ”разговаривать” с правой, и наоборот.
Исследование ученых Государственного университета Флориды называется “Мозолистое тело мозга Альберта Эйнштейна : ключ к его высокому интеллекту”. Им удалось создать технологию, позволяющую подробно изучить мозолистое тело. В итоге были обнаружены различия в толщине на разных участках сплетения нейронов “мостика” мозга, и местами мозолистое тело по количеству нейронов значительно превосходило мозг добровольцев, пришедших в лабораторию для сравнения.
Эйнштейн был не только гениальным физиком, но и талантливым скрипачом. И это не случайность: музыкальные занятия задействуют все полушария мозга и улучшают связи между ними. Похожая история и с велосипедом, на котором Эйнштейн перемещался практически ежедневно. Существует прочная связь между аэробным движением (например, когда мы крутим педали велосипеда), охватывающим все полушария мозга, и творческими порывами. Вот почему идеи так часто посещали гения во время физических упражнений.
На основе изучения частей мозга Эйнштейна, Фальк и ее коллегам удалось выявить наглядные особенности, характерные для человека с высоким интеллектом: сложность узоров и необычайно глубокие борозды, особенно в префронтальной и зрительной корах, а также теменных долях. Считается, что префронтальная кора отвечает за абстрактное и критическое мышление. Кстати, по сравнению со среднестатистическим человеком, у Эйнштейна обнаружилась и увеличенная соматосенсорная кора : она получает и обрабатывает входящую сенсорную информацию.
Опровержения
Однако годом позже ученый из Университета Пейс в Нью-Йорке Теренс Хайнс попытался развеять все мифы об особенностях мозга Эйнштейна. В рамках собственного эксперимента он проанализировал три гистологических исследования тканей мозга знаменитого физика и не обнаружил заметных отличий от мозга обычного испытуемого.
“Это не должно быть большим сюрпризом”, - сказал Хайнс. - “Мозг - чрезвычайно сложная структура, и наивно предполагать, что анализ лишь нескольких небольших частей мозга (речь о 240 кусочках - прим.редакции) может выявить какие-либо данные, связанные с особенностями этого конкретного человека”.
Хайнс также высказал сомнения касательно большого размера мозга Эйнштейна. В первую очередь он разгромил оригинальное исследование патологоанатома Томаса Харви . Наибольшие претензии у Хайнса вызвала контрольная группа, с которой сравнивали мозг Эйнштейна: это были люди 47-80 лет (сам Эйнштейн умер в 76). И, конечно, за годы хранения в холодильных установках, орган ЦНС физика мог значительно деформироваться.
Не выявили исследования Хайнса и какого-либо статистически значимого превышения количества нейронов в мозге Эйнштейна. Правда, ткань самого органа была несколько тоньше, чем обычно, что может говорить о более плотном прилегании нейронов друг к другу и, соответственно, более эффективных связях между ними. Но это, опять же, только предположение.
“Вообще, я скептически отношусь к тому, что размер мозга может как-то влиять на его нейробиологию, особенно учитывая, что мы так до конца и не определились, что же такое гениальность”, - подвел итог Хайнс.
Внешность - не главное
В прошлом году на сайте Quora, где на вопросы простых пользователей отвечают эксперты, появился любопытный комментарий от доктора нейропсихологии Джойс Шенкайн .
“Нужно учитывать, что мозг каждого человека демонстрирует абсолютно разные возможности в зависимости от того, голодны ли мы, возбуждены, спокойны, достаточно ли спим, принимаем лекарства… Чтобы предсказать способности и поведение, нужно гораздо больше, чем просто посмотреть на мозг. Один его вид не даст нам практически ничего”.
Любопытный пример, подтверждающий слова Шенкайн, - доктор Джеймс Фэллон . Он всю жизнь посвятил изучению мозга психопатов и, в частности, его внешнему виду. В итоге при помощи МРТ доктор узнал, что его собственный мозг выглядит точно так же, как мозг его пациентов, классических психопатов. При этом, очевидно, что сам доктор был абсолютно нормальным.
Что можно сказать в итоге? Сам Эйнштейн, скорее всего, все-таки не хотел, чтобы его мозг стал предметом столь тщательного изучения и даже некоторой истерии. Вряд ли он увидел бы смысл в этих дорогостоящих исследованиях, и, возможно, даже сказал бы что-нибудь вроде фразы, авторство которой ошибочно приписывается ему самому: “Не все, что может быть подсчитанным, считается; не все, что считается, может быть подсчитано”.
В течение нескольких часов после смерти Альберта Эйнштейна в 1955 году, головной мозг великого ученого был удален хирургическим путем из черепа и помещен в формалин. Вскрытие и события, окружающие его были окутаны завесой секретности и противоречивых сведений.
Мозг извлёк патологоанатом Томас Харви в больнице Принстон, Нью-Джерси, где Эйнштейн жил в последние годы своей жизни. Патологоанатом заявил, что семья Эйнштейна дала ему разрешение держать мозг у себя на неопределенный срок.
Тайна была почти забыта, когда в 1978 году журналист по имени Стивен Леви выследили Томаса Харви в Вичита, штат Канзас. Леви был полон решимости, чтобы получить ответы на некоторые вопросы.
Может быть его удивительный интеллект коррелирует с особенностями анатомии мозга? Ответ не был очевиден. Внешне, мозг Эйнштейна оказался весьма средним по размеру и структуре.
Более детальный анализ показал, что мозг действительно отличался некоторыми признаками от всех остальных. Одним из первых ученых, исследовавших мозг Эйнштейна, была нейробиолог Мэриан Даймонд из университета Беркли.
Даймонд обнаружила, что образец мозга имел гораздо больше глиальных клеток, чем обычно. Глиальные клетки, непосредственно не участвуют в передаче сигналов мозга, а обеспечивают нейроны питательной поддержкой и обслуживанием. Клетки мозга Эйнштейна, кажется, были «сыты».
Другие исследования показали, что мозговая кора головного мозга имела высокую плотность нейронов. Это открытие привело исследователей к предположению, что «увеличение плотности нейронов может быть выгодно для снижения времени проводимости между нейронами», тем самым увеличивается эффективность работы мозга. Другими словами, если нейроны плотно упакованы, они предположительно несут информацию эффективно и с исключительной скоростью.
Дальнейший анализ показал, что мозг Эйнштейна имел необычно большую теменную долю, область, ответственную за познания и создание ментальных образов. Увеличенная теменная доля, кажется, согласуется с собственной гипотезой Эйнштейна о том, как он построил свою теорию относительности. Его мысленные эксперименты включали представления о том, как объекты будут перемещаться со скоростью света. Визуализация дала ему понимание проблемы.
Эйнштейн предусмотрел как объект будет отображаться, если он путешествует вместе с лучом, с той же скоростью. Возможно, его увеличенная теменная доля помогла ему интегрировать ментальные образы в абстракции.
Обладает ли Большой Мозг высоким интеллектом?
Мозг Эйнштейна иллюстрирует некоторые вопросы, которые решают неврологи. Они касаются отношений структуры мозга и функций. Среди самых основных вопросов — является ли большой мозг признаком высокого интеллекта. Данные из исследования эволюции человека наводит на мысль, что больший мозг чрезвычайно помогает в адаптации к враждебной среде. За последние три миллиона лет, средний человеческий мозг увеличился в размерах в три раза, из скромного 500-граммовой мозга австралопитеков к надежному 1500 грамм мозга хомо сапиенс. Это сравнение между двумя различными видами современных людей и их эволюционных предков. Если же мы рассмотрим эффекты размеров мозга в пределах хомо сапиенс, то отклонение от человека к человеку не так четко выражено. Мозг Эйнштейна был не особенно велик. Это говорит нам, что, если существует положительная корреляция между размером мозга и интеллектом, то она может быть только приблизительной.
Человек с IQ в 200 баллов: Альберт Эйнштейн
В более чем 50 исследованиях, начиная с 1906 года, размер головы, длина, периметр и объем, дают слабо прогнозируемые более высокие показатели IQ, с корреляцией 1 г = 0,20. Многие ранние исследования, лишенные технологий изображений мозга, могли давать только приблизительный размер мозга путем измерения размера головы. С изобретением технологий изображений мозга, таких как КТ и МРТ сканирования, стало возможным собирать точные данные по объему мозга и сравнивать эти измерения с IQ. Более точные корреляции между размером мозга и IQ немного различаются, но дают в среднем через исследования г = .38-много выше, чем корреляции между размером головы и IQ. Корреляции действуют с одинаковой силой у самцов и самок.
Изменения в размере мозга на протяжении жизни помогают объяснить, как различные формы интеллекта меняются с возрастом. Напомним, что мозг, как правило, теряет жидкости, когда мы становимся старше. Как правило, люди теряют часть своей способности адаптироваться к новым проблемам, которая является сущностью интеллекта жидкости. С другой стороны, кристаллизация интеллекта в целом продолжает подниматься в течении всей жизни. Общий объем мозга положительно коррелируется с интеллектом жидкости, но не с кристаллизованным интеллектом. Размер мозга несколько уменьшается, кода мы стареем, это может внести свой вклад в снижение интеллекта жидкости, которая является общей в среднем возрасте и последующие годы. Кристаллизованный интеллект вовсе не зависит от спада в общей численности головного мозга, это объясняет, почему он остается стабильным на протяжении жизни.
На строго структурном уровне, соответствие между размером мозга и интеллектом не является чем-то удивительным. Большие мозги есть почти прямая пропорция большого числа нейронов. Нейроны означают большую вычислительную мощность в службе адаптации и выживания. Интеллектуальный мозг любых видов каким-то образом создаёт модель среды, чувственного мира, к которому животное может адаптироваться.
У рептилий, мозг строит этот внутренний мир, прежде всего, через чувство зрения и связанные с ним нейроны.
Более развитые мозги млекопитающих, как правило, поддерживают сенсорное строительство мира через слух, видение и обоняние. У приматов, высокая острота зрения приобретает особое значение в представлении внешнего мира. В то время как более крупные мозги подразумевают большую способность адаптации к окружающей среде, мы не должны игнорировать возможность причинного влияния в обратном направлении, из среды к анатомии. Конечно, всё дело в эволюционном масштабе времени, но даже на уровне индивидуального развития, вполне возможно, что интеллектуально требовательные события приводят к большему объему мозга.
Всегда нас интересует самое-самое. Кто всех румяней и белее, и сильнее, умнее. Поэтому хорошо объясним интерес ученых к исследованиям мозга великих, талантливых людей. Может быть, в мозге гения удастся найти признаки и причины гениальности. Многие знают, что после смерти Ленина в 1924 году его мозг (несмотря на протесты близких) был предоставлен для исследований ученым, руководил которыми немецкий нейрофизиолог Оскар Фохт.
Для полноценной работы над мозгом Ленина в Москве был создан Институт мозга, где мне посчастливилось побывать несколько лет назад и разговаривать с его директором, академиком РАМН Олегом Сергеевичем Адриановым.
Конечно, мне показали мозг Ленина. Несколько поверхностных впечатлений. Удивило в первую очередь, что мозга как такового не существует - он весь нарезан на тончайшие пластинки и таким образом складирован в многочисленных коробках. Поразил и цвет - розовый, напоминающий свежую ветчину (уж извините за такое сравнение...). Что же касается научной стороны дела, то, по словам Адрианова, у Ленина хорошо развиты лобные части, которые составляют двадцать пять и более процентов от величины поверхности всего мозга. При средних показателях - 23 процента. Развитие лобной области свидетельствует о способности к обобщению и прогнозированию событий в будущем.
Рассказал Олег Сергеевич и об изучении мозга других знаменитых людей. Так например, у Маяковского очень хорошо развиты речевые центры мозга, у академика Павлова - так же, как и у Ленина, у академика Ландау мозг сумел практически полностью восстановиться после трагической автомобильной аварии.
Мозг наш обладает десятками миллиардов нервных клеток, но он также образован сотнями миллиардов так называемых глиальных клеток, роль которых пока еще мало изучена, но она, несомненно, существенна. Эти клетки имеют значение не только для поддержания опорной функции такой полужидкой системы, какой является мозг (как и арбуз, он содержит 95 процентов влаги), но и, по-видимому, являются источником каких-то влияний на нервные клетки, на нервную систему в целом. Неслучайно, на взгляд ученых, что так называемый глиальный индекс высок у гениальных людей - у Андрея Дмитриевича Сахарова и Альберта Эйнштейна, например.
К стыду своему, не знал, что с мозгом Эйнштейна связана практически детективная история. Патологоанатом Томас Харвей после смерти ученого в 1955 году удалил его мозг и пропал с ним вместе. Растворился. В середине семидесятых репортер газеты New Jersey Monthly Стивен Леви нашел Харвея и выяснил, что мозг Эйнштейна по-прежнему у него. После этого ученые постепенно начали работать с мозгом и обнаружили много любопытного.
Недавно журнал "New Scientist " опубликовал очень любопытное интервью с Сандрой Вительсон, которая на протяжении последних шести лет занимается изучением мозга Эйнштейна.
Приведу в несколько сокращенном виде его текст.
New Scientist: Как вы начали изучать мозг Эйнштейна?
Сандра Вильсон: В 1995 году Томас Харвей связался со мной и предложил сотрудничать в изучении мозга Эйнштейна. Он был разрезан на 200 частей и хранился в двух стеклянных колбах. Также у Харвея была фотографии, которые он сделал при извлечении мозга после смерти Эйнштейна.
NS: Было много разговоров относительно того, что семья Эйнштейна недовольна тем, что Харвей без разрешения распоряжается мозгом Эйнштейна...
СВ: Да, семья никому не давала разрешения извлекать, хранить, изучать мозг. На мой взгляд, действительно несколько необычно, что мозг не хранится в Принстоне, где умер Эйнштейн. Необычно и то, что сам Харвей не ученый, а просто патологоанатом. Может быть, поэтому он и начал сотрудничество со мной - в моем распоряжении огромная коллекция образцов мозга самых различных людей.
NS: С чего вы начали вашу работу над мозгом Эйнштейна?
СВ: Сначала мы провели взвешивание, измерение объема, выяснили размеры различных регионов мозга. Ведь, как это ни парадоксально, никто никогда еще не делал таких простых измерений. Уже тогда стало ясно, что мозг Эйнштейна вполне обычный, правда, велика так называемая Sylvian fissure - борозда, разделяющая височную и теменную доли.
NS: Она необычна или уникальна?
СВ: Уникальна, в том смысле, что мы никогда не встречали нечего похожего у других людей. У Эйнштейна борозда настолько велика, что это привело к изменению размеров и месторасположения других участков мозга. Для сравнения - это подобно тому, если бы у человека брови располагались не над глазами, а под ними.
NS: Как могут эти особенности мозга объяснить его способности?
СВ: Большой участок мозга Эйнштейна является тем самым участком, который "ответственен" за визуализацию данных, трехмерное восприятие, математическую интуицию. Так что можно сказать, что мозг Эйнштейна вполне соответствует уникальным способностям Эйнштейна.
NS: Борозда, о которой вы упомянули, присутствует у детей с самого рождения. Можно ли, исследовав мозг ребенка, сказать что-нибудь о его математических способностях?
СВ: Если мы увидим похожие черты в ребенке, то безусловно можем сказать о его поразительных способностях в будущем. Проблема, однако, заключается в том, что у многих людей, талантливых в математике, нет таких черт, как у Эйнштейна. Может быть, в этих случаях играют решающую роль другие факторы. Пока нам неясно, насколько анатомия мозга может определять способности человека, насколько она может "конкурировать" с влиянием среды развития этого индивидуума.
NS: А с чьими образцами мозга вы сравнивали мозг Эйнштейна?
СВ: Мы имели образцы мозга от 150 человек, которые умерли от самых различных болезней, но не связанных с мозгом. Изучались их математические, визуальные способности. Причем изучались, пока они были живы. Всего тестирование каждого смертельно больного человека продолжалось около тридцати часов. Работаем мы с мозгом вполне здоровых людей, анализируя, как различные участки мозга реагируют на различные внешние раздражения.
Прерву на этом интервью журнала New Scientistс с Сандрой Вительсон и попробую рассказать еще о нескольких работах по изучению мозга Эйнштейна и проблемах, с ними связанных.
Первая научная работа , посвященная изучению мозга Эйнштейна, была опубликована в 1985 году в журнале "Экспериментальная нейрология". Четыре ее автора - Мариан Даймонд, Амолд Сшейбель, Грин Мерфи и уже известный Томас Харвей - выяснили количество нейронов и глиальных клеток в четырех областях мозга Эйнштейна.
Но существуют и проблемы... Например, ученые использовали для сравнения образцы мозга людей, которые в среднем на 12 лет моложе Эйнштейна в день его смерти. К тому же были исследованы слишком маленькие участки, чтобы делать такие общие выводы.
Вторая научная работа была опубликована в 1996 году. Согласно ей, мозг Эйнштейна весит один килограмм двести тридцать граммов, что меньше, чем средний вес мозга человека в этом возрасте - один килограмм четыреста грамм.
В этой же работе был сделан вывод, что в коре головного мозга Эйнштейна плотность нейронов намного больше средних значений. То есть в одном объеме "упаковано" большее количество нейронов.
И наконец, последняя статья в журнале "The Lancet" в июне 1999 года. В ней мозг Эйнштейна сравнивался с образцами мозга людей, средний возраст которых был пятьдесят семь лет.
Были выделены участки мозга ученого, имеющие большие размеры и отвечающие за способности к математике. А также выяснилось, что мозг Эйнштейна на 15 процентов шире, чем в среднем.
Надо вам признаться, что до сих пор в биологии, на мой взгляд, самая интересная, самая перспективная и самая неизученная область - это исследование мозга. Несмотря на многочисленные работы и эксперименты, мы до сих пор имеем дело с "черным ящиком". Мы самыми различными путями воздействуем на мозг и видим его реакцию. То есть при решении математической задачки активируется такая-то область мозга, такие-то ритмы. Но почему это происходит - остается для нас загадкой.
Поэтому и непонятно, как работает мозг и почему те или иные анатомические способности в одном случае могут привести к гениальности, а в другом - совсем нет.
Ясно пока одно - как написал когда-то Станислав Лец: "Наверное, это очень трудно выдумать все из головы, - мило спросила она меня. Трудно, - ответил я, - но думаю, что из ноги было бы еще трудней".
