О чем свидетельствует увеличение размера мозга человека
Эволюция мозга продолжается?
Дело в том, что процесс антропогенеза исследовался антропологами и палеонтологами главным образом на краниологическом материале, причем в качестве критериев изменчивости брали обычно небольшое число нтаиболее заметных признаков, прежде всего – развитие надглазничного рельефа, подбородочного выступа, объем мозговой коробки. Понятно, что эволюционные изменения двух первых признаков должны иметь определенные ограничения: вместо выпуклых надбровных дуг не образуются углубления, подбородок не может удлиняться беспередельно, так как уродливые формы элиминируются стабилизирующим отбором.
Вспомним теперь, что рассмотренные признаки при изучении процесса антропогенеза на краниологическом материале в большинстве случаев служили критериями прогресса существ, принадлежащих к роду Homo, и тогда станет понятна позиция исследователей, говоривших о затухании эволюции в пределах современного вида. Однако, все далеко не так просто. […]
Предположение о достижении таксоном Homo sapiens предельного объема мозга, достаточного для поддержания функциональной стабильности вида в настоящем и обозримом будущем, в общем, в значительной мере умозрительно, несмотря на его логичный и правдоподобный характер. Конечно, сущесмтвуют краниологические данные, свидетельствующие о практическом отсутствии динамики емкости черепа на протяжении верхнего палеолита или даже о некотором уменьшении этого показателя, но поскольку за исходные формы приходится брать матуризированные, крупноголовые верхнепалеолитические варианты, надежные выводы сделать очень трудно. […]
Необходимо прежде всего напомнить исследование эндокранов, проведенное В.И. Кочетковой (Кочеткова, 1973), показавшее наличие некоторых архаичных структур в мозгу кроманьонцев, что дает серьезные основания сомневатьcя в стабильности мозга Homo sapiens в период от начала верхнего палеолита до наших дней. Имеются также весьма интересные данные, основанные на значительном числе наблюдений, позволяющие сделать вывод о существенных прогрессивных сдвигах средних показателей объема мозга у современного человека не только в течение ряда веков, но и в течение последних десятилетий. Так, известный отечественный специалист в области морфологии мозга С.В.Савельев приводит в своей работе факты, находящиеся в явном противоречии с гипотезой остановки эволюции объема мозга: согласно выводу японских биологов К.Такахаси и И.Судзуки «за последние 60-70 лет успешного экономического развития средний вес мозга японцев увеличился на 30 г. у мужчин и 15 г. у женщин» (Савельев, 1995). При этом велика вероятность, что речь идет о всеобщей тенденции, что видно по аналогичным данным, полученным для африканских популяций за тот же период, а также для поляков. Из этих данных С.В. Савельев делает чрезвычайно важный, почти сенсационный вывод: «Следовательно, биологическая эволюция человека не только не остановилась, но и несколько ускорилась. Примерно за 100 лет масса головного мозга увеличилась в среднем на 42 г.» (стр. 20). Как известно, этот общий показатель не отражает прямо и непосредственно уровень интеллектуальных способностей человека: он может быть одинаков у людей разного уровня одаренности, а выдающиеся личности характеризуются как большим, так и малым объемом черепной коробки и массой мозга. Наглядный пример дает сравнение размеров мозга двух известных писателей – И.С.Тургенева (2012 г.) и А.Франса (1017 г.). […]
К сожалению, история не сохранила точных данных о размерах мозга Леонардо-да-Винчи и М.В. Ломоносова, но если бы эти размеры сильно выходили за рамки обыкновенных, мы узнали бы об этом по портретам и воспоминаниям современников. Максималньые величины объемов мозга у современных людей, превышающие 2000 куб.см, часто бывают связанными с патологией, что наводит на мысль о каком-то естественном пределе этого показателя в эволюционном отношении.
Зубов А.А., Палеоантропологическая родословная человечества, М., Институт этнологии и антропологии им. Н.Н.Миклухо-Маклая, 2004 г., с. 28-34.
Медицинские интернет-конференции
Языки
Варианты изменчивости массы головного мозга у взрослых людей
Гладилин Ю.А. (1), Фомкина О.А. (1), Николенко В.Н. (2)
Резюме
Цель исследования: выявить возрастную и половую изменчивость массы головного мозга, ее вариабельность и крайние варианты у взрослых жителей г. Саратова. Материал и методы. Материалом исследования послужили препараты головного мозга от 191 трупа взрослых людей 21-90 лет. Весь материал был распределен в 4 возрастные группы: первый период зрелого возраста включал 43 препарата головного мозга (26 мужских, 17 женских); второй период зрелого возраста – 82 препарата (66 мужских, 16 женских); период пожилого возраста – 34 препарата (16 мужских, 18 женских); период старческого возраста – 32 препарата (16 мужских и 16 женских). Головной мозг отделяли от спинного мозга на границе с продолговатым мозгом и взвешивался на аналитических весах с точностью до 1,0 г. Результаты. Средняя масса головного мозга взрослых жителей г. Саратова без учета пола и возраста составила 1323,69±19,81 г. У мужчин она равна 1371,05±20,39 г, у женщин на 135 г (10,9%) меньше – 1236,05±32,51 г (р М+σ) составили 25 человек: 2 женщины в возрасте 21 и 50 лет и 23 мужчины в возрасте от 23 до 70 лет. У женщин диапазон варьирования массы головного мозга составил от 1315,0 г (женщина 51 года) до 1560,0 г (женщина 21 года). У мужчин диапазон варьирования массы головного мозга составил от 1470,0 до 1600,0 г. Наименьшую массу мозга имели 2 мужчины 30 и 64 лет, наиболее тяжелый мозг имели также 2 мужчины 27 и 37 лет.
Группа с крайне большой массой головного мозга (>М+2σ) включает 1 мужчину 59 лет, мозг которого весил 1670,0 г.
Обсуждение
Исследования с целью изучения массы головного мозга предпринимались неоднократно. Так, А.А. Юргутис (1957) [1] изучал вариабельность массы мозга в молодом, среднем и пожилом возрастах и обнаружил, что у взрослых людей она колеблется от 1020 г до 1776 г. Минимальная и максимальная масса мозга, по нашим данным, получилась несколько ниже – 960 г и 1670 г. Масса головного мозга во всех возрастах у женщин меньше, чем у мужчин, а после 50 лет происходит уменьшение массы мозга у обоих полов, что согласуется с данными того же автора.
На основании изучения 205 препаратов мозга И.Н. Боголеповой (1982) установлено, что средняя его масса составляет 1404 г [3]. Вариабельность массы была значительной: в 73% она составила 1300 – 1600 г; в 12% наблюдений колебания массы были значительными – от 1600 до 2000 г; с такой же частотой масса варьировала от 1000 до 1300 г; в 2,5% случаев мозг весил менее 1000 г и в 0,5% случаев была зафиксирована масса более 2000 г. По нашим данным, средняя масса головного мозга у жителей г. Саратова несколько ниже и равна 1323,69 г. Это, вероятно, связано с различиями в величине крайних вариант, особенно группы с крайне большой массой головного мозга, которая на нашем материале включала препараты головного мозга с массой больше 1600 г, а на материале автора – более 2000 г.
По данным Г.Г. Автандилова (2002), в возрасте 20–29 лет масса головного мозга у мужчин составляет 1389 г, у женщин – 1242 г; в 30-39 лет – 1387 г и 1271 г; в 40-49 лет – 1360 и 1240 г; в 50-59 лет – 1338 и 1253; в 60-69 лет – 1306 и 1209, и, наконец, в возрасте старше 70 лет – 1266 г и 1150 г [5]. В каждой возрастной группе автор четко прослеживает половые различия, что совпадает с результатами нашей работы.
Согласно данным ВОЗ, масса головного мозга «условного человека» составляет в среднем 1400 г у мужчин и 1200 г – у женщин. По данным Большой медицинской энциклопедии масса мозга равна 1375 г у мужчин и 1275 г – у женщин. Средняя масса головного мозга мужчины, жителя города Саратова, меньше на 28,95 г, а средняя масса головного мозга женщины больше на 36,05 г по сравнению с данными, представленными ВОЗ. В то же время, средняя масса мозга саратовского мужчины совпадает с его величиной, приведенной в Большой медицинской энциклопедии, а у саратовской женщины она на 36,05 г меньше.
Заключение
Таким образом, масса головного мозга жителей г. Саратова, характеризуется возрастной и половой изменчивостью, которая заключается в достоверно более тяжелом мозге мужчин и в уменьшении массы мозга начиная с 35 лет. Описанные случаи большой массы головного мозга в пожилом возрасте, и, наоборот, малой и крайне малой массы мозга в 1-м и 2-м периодах зрелого возраста, мы полагаем, связаны с индивидуальной изменчивостью формы и объема черепа субъектов.
Конфликт интересов. Не заявляется.
Литература
Таблицы
Таблица 1. Варианты изменчивости массы головного мозга и их частота встречаемости у взрослых жителей г. Саратова
Основы развития мозга
За последние несколько десятилетий были достигнуты значительные успехи в нашем понимании основных этапов и механизмов развития мозга млекопитающих. Исследования, касающиеся нейробиологии развития мозга, охватывают уровни организации мозга от макроанатомических, до клеточных и молекулярных. Эти знания обеспечивают картину развития мозга как продукта сложной серии динамических и адаптивных процессов, работающих в условиях ограниченного, генетически организованного, но постоянно меняющегося контекста.
Развитие мозга продолжается в течение длительного периода времени. Мозг увеличивается в четыре раза в дошкольный период, достигая примерно 90% взрослого объема в возрасте до 6 лет. Но структурные изменения в основных отделениях серого и белого вещества ( материи ) продолжаются в детском и подростковом возрасте, и эти изменения в структуре параллельных изменений и функциональной организации, отражаются на поведении детей и подростков. В раннем послеродовом периоде уровень связности нейронов во всем развивающемся мозге намного превышает уровень взаимодействия нейронов у взрослых (Innocenti, Price 2005 ). Эта интнсивная связь постепенно слабеет в своей выраженности вследсвие конкурентных процессов, на которые влияет опыт организма человека. Ранние процессы, зависящие от опыта, лежат в основе пластичности и способности к адаптации, что является отличительной чертой раннего развития мозга.
Дифференциация всех линий эмбриональных стволовых клеток связана с комплексными каскадами молекулярной сигнализации. В начале гаструляции клетки слоя эпибласта, которые будут дифференцироваться в клетки нейронных предшественников, расположены вдоль рострально-каудальной срединной линии двухслойного эмбриона. Дифференциация этих клеток в клетки нейронных предшественников является результатом комплексной молекулярной сигнализации, которая включает в себя несколько продуктов гена (т.е. белков), которые продуцируются несколькими различными популяциями эмбриональных клеток. Напомним, что в начале гаструляции клетки эпибласта начинают мигрировать в определенном направлении, а затем проходят через примитивную полоску. Поскольку подмножество клеток, которые мигрируют вдоль рострально-каудальной срединной линии эмбриона, приближается к открытию, они проходят другую структуру, называемую примитивным узлом, которая расположена на ростральном конце примитивной полосы. Примитивный узел является молекулярным сигнальным центром. Клетки примитивного узла посылают молекулярный сигнал на подмножество клеток, которые мигрируют вдоль рострально-каудальной средней линии эмбриона, и этот сигнал, в свою очередь, вызывает экспрессию генов в мигрирующих клетках. Экспрессия гена в мигрирующей клетке продуцирует белок, который секретируется в пространство между мигрирующими клетками и клетками, которые остаются в области средней линии верхнего слоя эпибласта. Секретируемый белок связывается с рецепторами на поверхности клеток в верхнем слое эмбриона и побуждает клетки эпибласта дифференцироваться в клетки нейронных предшественников.
Зрелый неокортекс разделен на четко определенные структурно и функционально различные «области», которые дифференцируются по их клеточной организации и структурам нейронной связи.
Гидроцефалия головного мозга на МРТ
Магнитно-резонансная томография (МРТ) – самый информативный и безопасный метод визуальной диагностики, позволяющий:
диагностировать гидроцефалию головного мозга (водянку);
оценить степень выраженности нарушений;
предположить источник проблемы и выбрать тактику лечения.
Введение контраста: по врачебным показаниям.
Подготовка к обследованию: нет.
Подготовка заключения: в течение часа или можно получить по почте.
Ограничения: вес свыше 250 кг
Стоимость: 4 500 рублей
В клинике СОЮЗ исследование выполняется на современном аппарате экспертного класса, поддерживающем продвинутые режимы сканирования. Благодаря этому, изображения полостей (желудочков) мозга и субарахноидального пространства получаются отчетливыми даже в тех случаях, когда визуализация затруднена (например, у больных с краниопластикой) или если в момент выполнения снимка пациент случайно слегка пошевелился.
Кроме того, на нашем томографе можно проводить исследование головного мозга при подозрении на гидроцефалию больным с весом до 250 кг. Для сравнения: высокопольные томографы предыдущего поколения, установленные в большинстве столичных медицинских центров, рассчитаны на пациентов весом не более 150 кг.
Мы также принимаем на обследование людей с кардиостимуляторами при условии, что имплантированное устройство поддерживает возможность настройки в специальный режим на время проведения МРТ.
Гидроцефалия головного мозга у взрослых: понятие, причины, симптомы, важность своевременной диагностики
В головном мозге постоянно присутствует спинномозговая жидкость – ликвор. Она заполняет желудочки мозга и соединяющие их протоки, субарахноидальное пространство. Ликвор выполняет защитную функцию, нивелируя механические воздействия на полушария, гипофиз и прочие связанные с мозгом структуры, а также являясь иммунобиологическим «барьером», препятствующим поступлению в ткани головного мозга токсинов, микроорганизмов, вирусов.
Кроме того, омывающая головной мозг жидкость, постоянно циркулирующая по его полостям, участвует в обменных процессах, поддерживая электролитный и кислотно-щелочной баланс.
Однако если по каким-либо причинам количество жидкости увеличивается, у человека развивается гидроцефалия. При этом полости головного мозга расширяются, что отчетливо видно на МРТ.
МРТ-картинка гидроцефалии в норме
МРТ-картина гидроцефалии – расширения желудочков мозга из-за скопления жидкости
Гидроцефалия у взрослых людей может быть следствием:
Проявления гидроцефалии у взрослых на МРТ
Если у грудных детей прогрессирующая гидроцефалия вызывает быстрое увеличение размеров головы, то для взрослых людей, у которых кости черепа полностью сформировались и прочно «спаяны» между собой, такой симптом не характерен. Гидроцефалия у взрослых может проявляться:
распирающими головными болями, наиболее выраженными по утрам, часто сопровождающимися тошнотой и рвотой;
скачками артериального давления, недержанием мочи, шаткостью походки, апатией, сонливостью, пеленой перед глазами;
на поздних стадиях – психическими нарушениями вплоть до полной утраты интеллекта и навыков самообслуживания, параличами, потерей сознания, летальным исходом при отсутствии правильного лечения.
Вышеперечисленные и иные симптомы вызваны сдавливанием функциональных зон головного мозга, гипофиза, эпифиза, мозжечка, черепно-мозговых нервов, что вызывает нарушение их нормальной работы. Кроме того, пациента могут беспокоить проявления основного заболевания, приведшего к развитию гидроцефалии.
Важно помнить, что симптомы гидроцефалии проявляются не сразу, а с помощью МР-томографии ее признаки можно выявить на ранних, бессимптомных стадиях. Это позволяет врачу взять ситуацию под контроль и начать своевременное лечение, направленное на предупреждение прогрессирования водянки и ее осложнений.
Следует также добавить, что умеренная компенсаторная гидроцефалия у пожилых людей может ничем себя не проявлять. При медленном прогрессировании процесса такие пациенты не нуждаются ни в операции, ни в специфическом медикаментозном лечении.
МРТ-признаки гидроцефалии
О наличии заболевания может свидетельствовать обнаружение на снимках:
симптома Маусса (расширенные передние рога и тело боковых желудочков),
увеличения расстояния между внутренними костными пластинками (межжелудочковый индекс больше 0,5);
признаков отечности тканей вокруг полостей (перивентрикулярный отек);
ухудшения МР-сигнала в субарахноидальном пространстве и полости заднего желудочка;
повышенной интенсивности сигнала в режиме Т2 и других аномалий.
МРТ-признаки гидроцефалии: желтые стрелки – перивентрикулярный отек, красные – расширенные полости
В клинике СОЮЗ работают опытные рентгенологи, способные определить признаки гидроцефалии на снимках МРТ на самых ранних стадиях процесса, то есть тогда, когда принятие необходимых мер позволяет избежать тяжелых последствий, а в ряде случаев – добиться полного излечения.
Кто направляет на исследование гидроцефалии
На правление на магнитно-резонансную томографию выдает невролог, нейрохирург, эндокринолог, окулист, онколог или врач любой иной специальности, если у него есть основания считать, что имеющиеся у пациента заболевания головного мозга, обменные нарушения и другие проблемы могут сопровождаться гидроцефалией.
Особенности процедуры
Исследование безболезненно, безвредно, имеет минимум противопоказаний, не требует специальной подготовки и вследствие полного отсутствия лучевой нагрузки может проводиться столько раз, сколько это необходимо для постановки точного диагноза и контроля лечения.
Само обследование занимает от 30 минут до 1 часа (при сканировании с контрастом), еще через 1-2 часа вы получите заключение и диск с записью изображений. Результаты также можно записать на пленку или на флэшку.
О чем свидетельствует увеличение размера мозга человека
Для отражения динамики массы головного мозга использовались данные литературы. Описано, что масса головного мозга имеет тенденцию к увеличению до периода среднего возраста, а затем постепенно уменьшается.
В «биологических таблицах»- Tabulae biologicae (1941) приводятся данные по вариабельности веса мозга с возрастом. Следует отметить, что относительный вес мозга у мужчин и женщин в онтогенезе практически не отличается. Однако в динамике массы мозга в онтогенезе существует ряд особенностей в зависимости от пола.
По нашим данным таким показателям массы головного мозга в разных возрастных группах наиболее соответствует кривая динамики удельного веса брахицефалов в аналогичных группах. При изучении данной кривой обнаруживается соответствие колебаний удельного веса брахицефалов и динамики массы головного мозга в онтогенезе.
У мужчин динамика массы головного мозга и относительных размеров черепа характеризуется сглаженным ростом до периода 30-40 лет (1383 г). После чего масса мозга постепенно снижается до среднего значения в возрасте 50-60 лет 1341 г. Доля брахицефалов среди мужчин увеличивается до 70% в третьей возрастной группе (30-40 лет), затем постепенно снижается к шестидесяти годам до значения 42%.
Доля долихоцефалов среди женщин с 16-ти до 60-ти лет находится в пределах 1-6%, за исключением возрастной группы 30-40 лет, когда ее значение достигает 15%. Именно в этом периоде резко падает значение удельного веса брахицефалов с 82% (20-30 лет) до 54%.
Динамические кривые удельного веса брахицефалов и мезоцефалов у мужчин имеют схожее соотношение. В возрастной группе 16-20 лет доля мезоцефалов составляет 43%, затем она резко уменьшается до 23% в группе 20-30 лет, в этот возрастной период доля брахицефалов составляет 62%. В возрастных группах 20-30 лет, 30-40 лет и 40-50 лет удельный вес мезоцефалов в среднем 22,6%. В последней возрастной группе 50-60 лет наблюдается рост данного показателя до 58%. Это изменение соответствует уменьшению доли брахицефалов с 67% в группе 40-50лет до 42% в последней возрастной группе. Удельный вес долихоцефалов среди мужчин во всех возрастных группах в среднем имеет значение в пределах 11% и изменяется в соответствии с динамикой мезоцефалов.
Соответствие изменений массы головного мозга и брахицефалов в онтогенезе возможно объясняется в преобладании данного индекса относительных размеров черепа в большинстве возрастных групп. Это может свидетельствовать о том, что изменение размеров мозгового черепа в онтогенезе идет в сторону брахицефализации. Этот факт позволяет предположить, что в процессе своего онтогенетического развития головной мозг человека увеличивается в значительной степени за счет структур теменно-височной области.