Современные обезьяны обогнали австралопитеков по скорости притока крови к мозгу

Кровоснабжение мозга орангутанов, горилл и шимпанзе в два раза интенсивнее, чем оно было у австралопитеков, хотя размер мозга у этих обезьян практически одинаков, сообщается в Proceedings of the Royal Society B. Поскольку интенсивность притока крови к головному мозгу хорошо коррелирует с числом связей между нервными клетками в нем, а оно, в свою очередь, с интеллектом, можно предположить, что умственные способности современных человекообразных превышают те, что были у представителей рода Australopithecus.

Головной мозг отвечает за умственную деятельность, поэтому логично предположить наличие некой связи его строения с интеллектом. Есть, например, гипотезы о том, что значение имеет абсолютный размер: чем мозг больше, тем более он производителен. В определенных границах это верно, но, например, синий кит не умнее человека, хотя мозг у него крупнее — все потому, что роль играет и соотношение массы мозга и массы тела. Параметр этот описывается коэффициентом энцефализации, и существует множество вариантов сходных коэффициентов и способов их вычисления.

Три года назад исследователи из Университета Аделаиды (Австралия) и Витватерсрандского университета (Южная Африка) во главе с Роджером Сеймуром (Roger Seymour) обнаружили еще один анатомический параметр, по которому можно примерно оценить уровень когнитивных способностей вида. Это размер отверстия в височной кости, через которое проходит внутренняя сонная артерия (отверстие парное, есть правое и левое). По нему с высокой точностью можно определить диаметр соответствующего сосуда и скорость тока крови через него. А поскольку внутренние сонные артерии — главный источник крови для областей мозга, которые играют ключевую роль в мышлении, то вместе с увеличением просвета этих сосудов растет и энергоснабжение клеток, обеспечивающих когнитивную деятельность, и расширяются их возможности.

В новой работе те же ученые оценили скорости кровотока через обе внутренние сонные артерии не только у представителей родов Homo (H. habilis, H. naledi, H. rudolfensis, H. georgicus, H. erectus, H. heidelbergensis, H. neanderthalensis, H. floresiensis, ранних H. sapiens), Ardipithecus (A. ramidus) и Australopithecus (A. africanus, A. afarensis, A. boisei), но и шести видов у современных человекообразных обезьян, которые входят в роды шимпанзе (Pan), орангутан (Pongo) и горилла (Gorilla). Австралопитеки и ныне живущие гоминиды (кроме человека) — разные ветви человекообразных. Велика вероятность, что в ходе эволюции на них действовали неодинаковые факторы, которые требовали работы различных частей мозга. Соответственно, кровоснабжение одних и тех же участков этого органа могло различаться.

Исследователи измерили просвет наружных отверстий сонных каналов (через них выходят внутренние сонные артерии) черепов всех рассмотренных видов и сравнили их с учетом размера каждого человекообразного и различий в пропорциях. На основании этих данных они определили, как менялась интенсивность притока крови к мозгу у разных австралопитеков, людей и прочих обезьян.

Оказалось, что у современных человекообразных скорость кровотока через внутренние сонные артерии примерно в два раза больше, чем у представителей рода Australopithecus, хотя объем мозга (а также размеры тела, если говорить о шимпанзе) такой же или меньше. Если учесть, что большая часть энергозатрат в нервной системе приходится на передачу сигналов по белому веществу (отросткам нейронов для обеспечения связи между клетками), можно предположить, что у австралопитеков было значительно меньше межнейронных связей, чем у горилл, шимпанзе и орангутанов. Если учесть, что именно число контактов между нервными клетками, а не количество этих клеток, определяет умственные способности, получается, что интеллект австралопитеков был ниже, чем у современных человекообразных обезьян.

Энергопотребление головного мозга от ардипитека к человеку разумному выросло в 9,3 раза, а объем самого органа увеличился всего в 4,7 раза. У современных приматов, согласно данным предыдущего исследования тех же авторов, эти два параметра меняются с одинаковой скоростью. Это означает, что корректно определить их у древних представителей рода Homo и австралопитеков на основе данных о ныне живущих обезьянах не получится. Также авторы отмечают, что для предков человека интенсивность обмена веществ в мозге — более точный показатель интеллекта, чем объем мозга или коэффициент энцефализации.

Не очень ясно, почему у молодых в эволюционном плане H. naledi и H. floresiensis приток крови к мозгу был менее интенсивным, чем у гораздо более древних австралопитеков. Достоверных данных об интеллекте этих древних людей нет, но не исключено, что он был достаточно хорошо развит. Если это так, то соотношение энергозатрат мозга и его способностей, которое антропологи определили сейчас, не универсально.

Интенсивность обмена веществ в мозге уже зарекомендовала себя хорошим показателем умственной деятельности. Например, по ней можно определять, насколько глубока кома человека и сможет ли он из нее выйти.

Светлана Ястребова