Разница между мозгами человека, муравья, улитки и осьминога

Уже 600 миллионов лет назад почти все многоклеточные пришли к одному и тому же выводу: хочешь быть на острие эволюции — качай мозги. Некоторые от этой затеи сразу отказались. Так на свет появились губки, медузы, коралловые полипы, плоские черви и тысячи видов других примитивных существ. А вот остальные решили интенсивно наращивать нервную ткань. Но делали это очень уж по-разному.

Лучше всего это получилось у людей. Вместилище человеческого разума, вне всяких сомнений, — вершина земного мозгостроения. Пять отделов распределили между собой десятки тысяч разных функций: контроль химического состава крови, управление каждым мускулом, анализ информации ото всех органов чувств, формирования эмоций и рефлексов. А полушария большого мозга поддерживают безумно сложные задачи: мечты о будущем, абстрактное мышление и страдания по кексику, который съели, пока ты был на работе.

Но у такого мозга есть один существенный недостаток: он невероятно прожорлив. 1300 грамм нервных клеток потребляют 20-25% всех калорий организма. Причём энергию биокомпьютеру подавай исключительно в формате глюкозы, перерабатывать жиры в сахара самостоятельно он не умеет! Поэтому нервная масса высасывает из крови 50-60% всех сахаров, которые в неё попадают. Большинство животных такую вундервафлю себе позволить просто не в состоянии. Да она и мало кому нужна, если честно. Даже люди далеко не всегда пользуются ей на всю катушку.

Но не только люди могут похвастать крутыми мозгами. Птицы умудрились развить высокую производительность при низком глюкозопотреблении. Головной мозг птицы немного похож на наш и тоже состоит из продолговатого мозга, мозжечка, среднего и промежуточного мозга, а также двух полушарий мозга большого. Но вместо неокортекса, коры больших полушарий, у них есть лишь тоненькая плёночка без сложных структур. Интеллект в ней не спрячешь.

Но им и не надо. Потомки динозавров решили задачу, с которой не справились млекопитающие. Они уменьшили свои нейроны и скомпоновали их в сверхплотные ядра. Плотность клеток в этих ядрах в 1,5-2 раза выше, чем у млекопитающих. А где больше нейронов, там больше связей между ними и сложнее нейросети. Так что птицам не пришлось выращивать надстройку в виде громоздкой коры больших полушарий, высшие нервные функции оказались спрятаны внутри самого мозга. Бонусы от такого подхода ощутимы: при равных размерах мозг птицы потребляет в 2-2,5 раза меньше глюкозы, но всё ещё поддерживает более сложное и разнообразное поведение!

Странно осознавать, что мощные и сложные конструкции, описанные выше, произошли от простенького нервного плевочка ланцетника — прародителя всех современных позвоночных. Вместо спинного мозга у него — полая нервная трубка. Вместо головного — пузырёк на конце этой самой трубки. Этой малости оказалось достаточно, чтобы плавать туда-сюда, менять поведение в зависимости от времени суток, прятаться в песок от врагов и фильтровать планктон.

Несмотря на примитивность, конструкция оказалась настолько удачной, что на её основе нервную систему построили все позвоночные! Рыбы, земноводные, рептилии, птицы, млекопитающие — у всех вы найдете три основных органа нервной системы: головной мозг, спиной мозг, нервные окончания. Разница лишь в замудрённости их устройства.

А вот мозги беспозвоночных развивались совсем по-другому. У членистоногих нет нервной трубки или её аналогов. Зато есть ганглии — особые нервные пучки. В голове эти узлы срастаются в сплошную нервную кашу со сложной структурой, которую без литра медицинского спирта не объяснить.

Если кратко: нервная система насекомых состоит из ганглиев, объединенных в две цепочки. А на переднем конце 3 пары ганглиев срастаются в мозг. Передние ганглии управляют глазами, средние — ротовыми придатками и антеннами. А задние собирает информацию с туловища и передаёт её вперёд.

У более-менее продвинутых членистоногих передний отдел оброс грибовидными телами. Это особо плотные образования из слоёв нейронов. Эти штуковины — центры объединения информации. Именно здесь возникают ассоциации между вкусом и цветом, запахом и температурой. А на основе этой информации выстраиваются рефлексы, иногда довольно сложные. У муравьёв, например, мозг целиком зарос нервными грибами. Так появился простенький аналог коры головного мозга. Но даже этого оказалось достаточно, чтобы насекомые устраивали карантины, войны и узнавали себя в зеркале!

Но самым странным строением нервной системы обладают моллюски. Издалека она похожа на нервную систему насекомых. Да, вместо двух цепочек у них сразу четыре. Зато мозг формируется точно так же — за счёт срастания нескольких ганглиев. Но есть нюанс: центральный ганглий отдал управление органами на аутсорс. Пока мозги всех остальных существ стараются собрать все управляющие рычажки воедино, нервная система моллюсков разбросала задачи по туловищу.

Педальные нервные узлы управляют ногой. Плевральные контролируют мантию, а париетальные — жабры и прочие органы, которые мантия прикрывает. Для внутренних органов тоже есть свои ганглии, учёные называют их висцеральными. Получается, что для каждого органа у моллюска есть собственный микро-мозг!

И знаете что? Фигня полная получилась. Эта система работает, когда ты ползающая по дну улиточка. Но продвинутым моллюскам, типа кальмаров, каракатиц и осьминогов, решительно не хватало координации и скорости принятия решений. Ганглии слишком долго сообщают информацию друг другу.

Поэтому они пришли к той же формуле, что и другие более-менее разумные существа — объединили микромозги, разбросанные по частям тела, к мозгу большому и срастили их вместе. Получилось неплохо, осьминоги даже получили в награду высокий интеллект. Но без побочных эффектов не обошлось. Теперь их мозг — не аккуратный комок нервов, а мыслящий бублик, в центре которого по пищеводу проносится пища.

Если вы внимательно прочитали эту статью, то уже заметили, что все маленькие истории объединены общим сюжетом, имя которому — цефализация. Каждое живое существо, вступающее в гонку интеллектов, неизбежно формирует большой и сложный мозг, обязательно располагающийся на переднем конце тела, поближе к глазам, обонятельным и вкусовым рецепторам. Любая попытка избежать правило заканчивается плачевно. Моллюскам ещё повезло: большинство животных без цефализации вымерли.

И раз это правило настолько железобетонно, то, может быть, и у жителей других планет нервная система устроена также?

Автор: Ярослав Ильин

Редактор: Елизавета Исаева

Источник: vk.com

Комментарии: