Mozak: Veličina je, ipak, bitna

599923_565499140132078_693890922_n

S jedne strane, čini se da Homo sapiens nije bio miljenik prirode: nemamo ornamente koji krase ptice i neke druge životinjske vrste; ne rađamo se s oružjem za borbu protiv konkurenata i neprijatelja, kakvim je opremljen jelen, slon ili nosorog; nismo najveći, najbrži, najjači… S druge strane, pošlo nam je za rukom da „zagospodarimo“ svetom prirode.

U čemu je tajna uspeha ljudske vrste?

U nauci postoje dva kompetitivna odgovora na ovo pitanje. Dok se jedna teorija fokusira na čovekovu inteligenciju, druga ključnu ulogu pripisuje specifičnom tipu društvenosti, karakterističnom za našu vrstu. Zajedničko obema hipotezama je da polaze od veličine ljudskog mozga.

Da li je čovekov mozak zaista veliki?

Među sisarima ima životinjskih vrsta s većim mozgom od našeg: neke vrste kitova imaju pet puta veći mozak od čovekovog; mozak slona je četiri puta veći od ljudskog. Moglo bi se reći da je tako nešto krajnje logično; veliko telo zahteva veliki mozak koji će njime upravljati.

Poređenje relativne veličine mozga, uzimajući u obzir njegovu proporciju u odnosu na telo, nije mnogo informativnije. Nadmašuje nas skromni mišji lemur: mozak lemura čini tri odsto njegove telesne mase; mozak čoveka – dva procenta.

Rešenje za problem koji je neuroanatomima decenijama zadavao glavobolju stiglo je tek 1973, kada je američki psiholog i paleoneurolog Hari Džerison (Harry Jerison) publikovao svoj rad „Evolution of the Brain and Intelligence„. Polazeći od koncepta alometrije, koji kaže da rast celine (organizma) ne mora da vuče za sobom podjednak, proporcionalan rast svih njenih delova (organa), Džerison je razvio koeficijent encefalizacije i pomoću njega uspeo matematički da dokaže nešto što su neuroanatomi uočili odavno – da postoji veza između veličine tela, mozga i složenosti ponašanja.

Koeficijent encefalizacije (koeficijent rasta mozga) je količnik aktuelne zapremine mozga i očekivane veličine mozga odrasle jedinke date vrste. Očekivana zapremina je zapravo prosečna zapremina mozga za datu vrstu, ponderisana prosečnom zapreminom tela; kod sisara, ona se slučajno savršeno poklapa s prosečnom mačkom.

Prosečan sisar ima koeficijent encefalizacije (EQ) od 1.0. Kako se krećemo ka krupnijim životinjama, rast mozga prati uvećanje tela, mada ne po identičnoj stopi; stopa neuralnog rasta doseže otprilike 2/3 stope uvećanja tela. EQ čoveka, na primer, iznosi 7.3, što znači da prosečan pripadnik ljudske vrste ima 7.3 puta veći mozak od očekivanog za sisara njegove veličine. Poređenja radi, EQ laboratorijskog pacova iznosi 0.4, što će reći da njegov mozak ne dostiže ni polovinu očekivane vrednosti za sisara te veličine; kod šimpanze, našeg najbližeg rođaka, EQ iznosi 2.48; EQ delfina pak iznosi 6.0.

Zašto je čovekov mozak disproporcionalno veliki?

Treba imati u vidu da EQ govori o vezi između veličine mozga i složenosti ponašanja, a ne o inteligenciji kao takvoj. Mera opreza je neophodna. Mali psi, na primer, čivava i pekinezer, imaju veoma visok koeficijent encefalizacije. Drugim rečima, njihov mozak je daleko veći od očekivanog za životinju njihovog gabarita. Reč je, naime, o vrstama pasa čiji mali rast je rezultat namernog, veštačkog odabira. Kako se takav program odabira manje odražava na mozak, čivava i pekinezer zadržali su mozak prosečnog psa.

Sličan problem s koeficijentom encefalizacije srećemo i kod ljudi patuljastog rasta. Genske mutacije odgovorne za abnormalno nizak rast nemaju posledice na razvoj i veličinu mozga, tako da osobe atipično niskog rasta imaju mozak prosečne zapremine. Ako bi se koncept EQ sledio bez ograde, trebalo bi očekivati da osobe patuljastog rasta budu hiperinteligentne, što nije slučaj.

Kako god se primenila i interpretirala Džerisonova formula (doživela je revizije i dorade od 1973. do danas), zaključak je nedvosmislen: Čovek ima disproporcionalno veliki mozak u odnosu na svoju telesnu građu. Zašto?

Pitanje se na prvi pogled može učiniti trivijalnim. Činjenica je, međutim, da je mozak primata znatno uvećan u poređenju s mozgom drugih sisara, a čovekov mozak znatno uvećan u poređenju s mozgom ostalih primata. Takav trend ima svoju cenu. Najpre, mozak je izrazito „skup“ organ: Čini tek dva odsto telesne mase, a troši oko 22 odsto ukupne energije kojom organizam raspolaže (čak 70 odsto glukoze konzumira mozak). Drugo, veliki mozak zahteva veliku lobanju, što u ljudskoj vrsti porođaj sam po sebi čini rizičnim. Priroda je to delimično rešila time što se rađamo pre vremena, a mozak nam se značajno razvija i postnatalno. Kako je dovršetak neuralnog razvoja ostavljen za period posle rođenja, ljudska beba rađa se kao najbespomoćnija u svetu sisara, što pak zahteva produženu postnatalnu negu i implicira specifičnu socijalnu organizaciju.

Ako nam je evolucija nametnula organ čije održavanje zahteva tako veliki metabolički trošak, mora da na drugoj strani postoje i ogromne dobiti. Drugim rečima, uvećanje mozga i „cena“ koju sa sobom nosi može se opravdati jedino prednošću koju ljudska vrsta time stiče u pogledu preživljavanja i reprodukcije. To nas vraća na pitanje s početka teksta: U čemu je tajna uspeha ljudske vrste?

Inteligencija kao faktor uspeha

Jedan od tradicionalnih i dugo opšteprihvaćenih odgovora na gornje pitanje glasio je da čovek svoju visoku prilagođenost uslovima sredine i sposobnost da njome ovlada duguje većoj inteligenciji u odnosu na primate s kojima ima zajedničkog pretka. Drugim rečima, zahvaljujući uvećanom mozgu, čovek ima sposobnost apstraktnog mišljenja, bolje barata alatima, preciznije uviđa odnos između sredstva i cilja; sve zajedno, to mu daje mogućnost da se bolje prilagodi uslovima okruženja nego potencijalni predator ili plen.

Zaista, ukoliko se mozak čoveka poredi s mozgom drugih sisara, a potom i s mozgom drugih primata, primećuje se da je njegovo uvećanje najizraženije na nivou korteksa – evoluciono najmlađeg dela mozga, odgovornog za više kognitivne funkcije. Povećana zapremina, što je možda i važnije u kontekstu preživljavanja i inteligencije, praćena je i povećanjem funkcionalne složenosti.

Tipičan korteks sisara jasno je podeljen na regije specijalizovane za kretanje, somatosenzaciju, sluh i vid. Uopšteno govoreći, i humani korteks zadržao je takvu šemu: frontalni (čeoni) režanj zadužen je za inicijaciju i kontrolu pokreta; parijetalni (temeni) korteks prima i obrađuje informacije koje dobija prevashodno s kože (dodir, pritisak, temperatura itd.); temporalni (slepoočni) je nadležan za auditorne informacije; okcipitalni (potiljačni) hendluje vizuelne informacije. Međutim, dok su kod sisara ove oblasti relativno homogene, kod primata su se razvile subspecijalizovane podoblasti: mozak veverice, na primer, ima četiri distinktivne vizuelne oblasti; kada je o čovekovom mozgu reč, tačan broj se ne zna, ali se zasigurno može govoriti o barem tridesetak.

Ideja da uspeh čoveka kao vrste počiva na inteligenciji deo je šireg teorijskog okvira, poznatog kao ekološka hipoteza o evoluciji inteligencije. Analiza fosilnih ostataka pruža joj izvesnu potporu. Naime, istorija evolucije naše vrste, fundirana na pronađenim fosilnim ostacima predaka, pokazuje da uvećanje mozga i usložnjavanje ponašanja datira od stupanja Homo erectusa na scenu. Uspravan hod, uz mutacije odgovorne za percepciju boje i dubine, omogućio je našem pretku radikalnu promenu načina života. Ruke su postale slobodne za konstrukciju i upotrebu alata, dok je odličan vid, uključujući noćni, stvorio uslove da bolje uočava jestivo od nejestivog, uspešnije izbegne noćne predatore, vidi i kreće se dalje… To pak zahteva veće kognitivne kapacitete: uviđanje da voće nije zrelo tokom cele godine, pamćenje mesta na kojima se može doći do jestivog korenja i plodova i lokacija na kojima se prikupljena hrana čuva.

Pobrojane distinktivne odlike čoveka, kojima se mogu dodati i upotreba jezika i sociokulturna organizacija, bez sumnje nas kao vrstu čine drugačijima u odnosu na najbliže rođake među primatima – šimpanze. Nema dileme da se radi o karakteristikama mozga. Međutim, veza između veličine mozga i inteligencije nema empirijsku potvrdu.

U 20. veku razvijeni su testovi inteligencije koji omogućuju da se opšta kognitivna sposobnost izrazi jednim brojem – kao koeficijent inteligencije (IQ). Istovremeno, savremene tehnike neurooslikovanja omogućile su neuronaučnicima da precizno mere veličinu mozga. I dok testovi inteligencije pokazuju da postoje značajne individualne razlike u IQ, a magnetna rezonanca (MRI) da se pripadnici ljudske vrste razlikuju i po zapremini/velični mozga, korelacija među njima praktično ne postoji. Osim toga, sam pojam inteligencije nije precizno definisan, a IQ po svemu sudeći nije imun na kulturne razlike i promene. Na primer, ukoliko bi današnji adolescenti radili testove inteligencije primenjivane pre pola veka, pokazali bi za, u proseku, 25 poena bolji skor u odnosu na svoje nekadašnje vršnjake. Reč je o fenomenu poznatom kao Flinov efekat, koji svakako nije praćen povećanjem zapremine mozga.

Društvenost kao faktor uspeha

Šta su najupadljivije razlike između naših rođaka, primata, i nas?

Mada uspravan stav i proređena maljavost spadaju u najlakše uočljive, a ekstenzivna upotreba jezika i kultura u odlike koje nas drastično izdvajaju u odnosu na ostatak životinjskog sveta, uspeh Homo sapensa u ovladavanju planetom mogao bi se objasniti našom sposobnošću da stupamo u komplikovane, ali fleksibilne i dugoročne interpersonalne odnose.

Od načina na koji donosimo potomke na svet i brinemo o njima, preko obrazovanja, do industrijske podele rada – ispoljavamo kooperativnost bez premca, formirajući i oslanjajući se na veće i raznovrsnije mreže odnosa od bilo koje druge životinjske vrste. Život u velikim grupama donosi niz prednosti, pri čemu se najočiglednija sastoji u mogućnostima za bolju zaštitu od predatora. S druge strane, takva organizacija nameće veliki kognitivni teret. Naime, velika grupa podrazumeva takmičenje među njenim članovima za resurse za preživljavanje i partnere za reprodukciju, što pak rađa potrebu da se pojedinac zaštiti od nasilnika i prevaranata.

Prethodni pasus je sažetak argumentacije koju je, 1992, u članku objavljenom u časopisu Journal of Human Evolution, izneo britanski primatolog i evolucioni antropolog Robin Danbar (Robin Dunbar), predstavljajući svoju teoriju o društvenom mozgu (rad u celini dostupan je ovde).

Ukratko, mada je lepo biti pametan, evolucija velikog mozga ne može se objasniti hipotezom o inteligenciji kao uslovu za uspeh u preživaljavanju i reprodukciji. Naime, veliki mozak je izuzetno skupa mašina, pri čemu brojne životinjske vrste uspešno preživljavaju s malo mozga, pa čak i bez njega. Stoga, fenomen encefalizacije daleko se bolje da objasniti potrebom čoveka da rešava kognitivne probleme koji proističu iz specifične društvene organizacije karakteristične za ljudsku vrstu.

Danbar nije prvi naučnik koji je sugerisao da se evolucija inteligencije može objasniti društvenom dinamikom. Prvi je, međutim, teoriju obogatio jednostavnom aritmetikom: veća grupa – veći mozak.

Preciznije, Danbarova teorija predviđa da će kod vrsta čiji pripadnici žive u većim grupama neokorteks biti veći u odnosu na ukupnu zapreminu mozga, nego kod vrsta čiji pripadnici žive u manjim zajednicama. Nalik, Džerisonovom koeficijentu encefalizacije, Danbar je razvio koeficijent neokorteksa koji, teorijski, mora biti veći kod vrsta sklonih složenijoj društvenoj organizaciji.

U inicijalnom radu iz 1992. godine, Danbar iznosi dokaze koji potkrepljuju njegovu hipotezu. Tamarinski majmuni, na primer, žive u zajednicama koje tipično broje pet članova; njihov koeficijent neokorteksa iznosi 2.3. Makake majmuni žive u skupinama od po 40 jedinki; kod njih, koeficijent neokorteksa iznosi 3.8.

Danbarov broj

Kao primatolog, Danbar je svoju hipotezu bazirao na preciznim podacima koje je posedovao za čak 38 ne-humanih vrsta primata. Izvan naučnih krugova, međutim, poznatim će ga učiniti Danbarov broj. On iznosi 150 i označava optimalan broj pojedinaca s kojima pripadnik ljudske vrste može da stupi u stabilne odnose.

Treba imati u vidu da se Danbarov broj odnosi na stabilne odnose, a ne na broj pojedinaca s kojima tokom života stupimo u neki manje ili više trajan ili intenzivan odnos. U osnovi, reč je o optimalnoj mreži, u smislu da svaki njen član može da zna sve druge članove ponaosob.

Cifra nije arbitrarna. S jedne strane, proizilazi iz matematike zasnovane na studijama zajednica nehumanih primata. S druge, na cifru od 150 upućuje i koeficijent neokorteksa za ljudsku vrstu. Osim toga, antropološke studije preostalih plemena koja žive lovačko-sakupljačkim načinom života, svedoče da klanovi uglavnom broje po 150 članova. U savremenoj vojnoj psihologiji, brojka od 150 označava optimalan broj članova autonomne, operativne vojne formacije…

Za hipotezu o društvenom mozgu, pre svega zahvaljujući savremenim tehnikama neurooslikavanja, danas postoji daleko ozbiljnija potpora (pdf; pdf). Sam Danbar objavio je, 2010, rezultate studije koju je sproveo sa svojim saradnicima, u kojoj su izneti dokazi o linearnom odnosu između veličine društvene grupe kojoj pojedinac pripada i zapremine neuralnog tkiva u delu frontalnog korteksa poznatom kao orbitofrontalni korteks (nalazi se tačno iza očnih duplji), koji se smatra sedištem viših kognitivnih funkcija (sažetak).

„Teorija uma“

120822124708-largeOsim što su dokazali da predviđanje izneto za vrstu važi i na individualnom nivou, Danbar i saradnici pokazali su ovom studijom još jednu bitnu stvar: Normalno razvijeno tkivo čeonog režnja nije samo po sebi dovoljno. Dostizanje optimalnog obima društvene umreženosti, pokazali su psihološki testovi socijalnih veština kojima su podvrgnuti svi subjekti u istraživanju, zavisi od jednog drugog, dodatnog uslova: Pojedinac mora posedovati sposobnost koju kognitivni psiholozi nazivaju teorija uma.

Kada se za nekoga kaže da ima razvijenu teoriju uma, time se praktično sugeriše da dati pojedinac shvata kako drugi ljudi, baš kao i on sam, imaju kognitivna ili mentalna stanja – znanje, uverenja, emocije, nade… Još bitnije, teorija uma podrazumeva da pojedinac razume da mentalna stanja drugih ljudi ne moraju biti identična njegovim. Drugim rečima, mora biti u stanju da na svet gleda tuđim očima. Kako većina teoretičara smatra da na teoriji uma počiva socijalna inteligencija, ali i empatija, dobijeni rezultat nije iznenađujuć.

Po svemu sudeći, ljudi nisu jedini primati koji vladaju teorijom uma (pdf), ali nema sumnje da je kod pripadnika naše vrste najrazvijenija; štaviše, istraživači se ne slažu u pogledu interpretacije rezultata posmatranja i eksperimenata s raznim vrstama majmuna, koji sugerišu da umeju da isplaniraju prevaru, ili  da se sakriju kako bi izbegli pretnju, ili da „prozru“ mogućnost da budu prevareni (pdf).

Advertisements

One comment

  1. Povratni ping: Свест о мозгу « Био-блог

Ostavite komentar

Popunite detalje ispod ili pritisnite na ikonicu da biste se prijavili:

WordPress.com logo

Komentarišet koristeći svoj WordPress.com nalog. Odjavite se / Promeni )

Slika na Tviteru

Komentarišet koristeći svoj Twitter nalog. Odjavite se / Promeni )

Fejsbukova fotografija

Komentarišet koristeći svoj Facebook nalog. Odjavite se / Promeni )

Google+ photo

Komentarišet koristeći svoj Google+ nalog. Odjavite se / Promeni )

Povezivanje sa %s

%d bloggers like this: