Otak manusia - prinsip kerjanya, kemampuan, batasan fisiologis dan tekanan mental - terus menjadi misteri besar bagi para peneliti. Terlepas dari semua keberhasilan dalam studinya, para ilmuwan belum dapat menjelaskan bagaimana kita berpikir, memahami mekanisme kesadaran dan kesadaran diri. Pengetahuan yang terkumpul tentang kerja otak, bagaimanapun, sudah cukup untuk menyangkal beberapa mitos umum tentangnya.
Orang yang cemburu lebih pintar dari kita?
Volume otak rata-rata orang modern adalah sekitar 1400 kubik sentimeter, yang merupakan nilai yang cukup besar untuk ukuran tubuh kita. Manusia telah menumbuhkan otak besar untuk dirinya sendiri dalam perjalanan evolusi - antropogenesis. $ POTONG $ Nenek moyang kita yang mirip kera, yang tidak memiliki cakar dan gigi besar, turun dari pohon dan pindah ke kehidupan di ruang terbuka, mulai mengembangkan otak. Meskipun perkembangan ini tidak segera berjalan dengan cepat - di Australopithecus volume otak (sekitar 500 sentimeter kubik) secara praktis tidak berubah selama enam juta tahun. Lonjakan kenaikannya terjadi dua setengah juta tahun lalu.
Pada Homo sapiens awal, otak telah tumbuh secara signifikan - pada Homo erectus (Homo erectus), volumenya dari 900 hingga 1200 sentimeter kubik (ini tercakup dalam jangkauan otak manusia modern). Neanderthal memiliki otak yang sangat besar - 1400-1740 sentimeter kubik, yang rata-rata lebih banyak dari otak kita. Homo sapiens awal di wilayah Eropa - Cro-Magnons - cukup hubungkan kita ke sabuk dengan otak mereka: 1600-1800 sentimeter kubik (meskipun Cro-Magnons tinggi - 180-190 sentimeter, dan antropolog menemukan hubungan langsung antara ukuran dan tinggi otak).
Otak dalam evolusi manusia tidak hanya meningkat, tetapi juga berubah dalam rasio bagian-bagian yang berbeda. Ahli paleoantropologi memeriksa otak fosil hominid dari cetakan tengkorak - endokran yang menunjukkan ukuran relatif dari lobus. Lobus frontal berkembang paling cepat, yang dikaitkan dengan pemikiran, kesadaran, penampilan ucapan (zona Broca). Perkembangan lobus parietal disertai dengan peningkatan kepekaan, sintesis informasi dari indera yang berbeda, dan keterampilan motorik halus jari. Lobus temporal mendukung perkembangan pendengaran, memberikan suara ucapan (zona Wernicke). Jadi, misalnya, pada erectus, otak membesar, lobus oksipital dan serebelum bertambah, tetapi lobus frontal tetap rendah dan sempit. Dan pada Neanderthal, di otak mereka yang sangat besar, lobus frontal dan parietal relatif kurang berkembang (dibandingkan dengan oksipital). Di Cro-Magnons, otak menjadi jauh lebih tinggi (karena peningkatan lobus frontal dan parietal) dan memperoleh bentuk bola.
Jadi, otak nenek moyang kita tumbuh dan berkembang, tetapi, secara paradoks, sekitar 20 ribu tahun yang lalu, tren sebaliknya dimulai: otak mulai berkurang secara bertahap. Jadi manusia modern memiliki ukuran otak rata-rata yang lebih kecil daripada Neanderthal dan Cro-Magnons. Apa alasannya?
Video promosi:
Pendapat antropolog
Antropolog Stanislav Drobyshevsky (Associate Professor dari Departemen Antropologi, Fakultas Biologi, Universitas Negeri Moskow) menjawab: “Ada dua jawaban untuk pertanyaan ini: satu disukai oleh semua orang, yang lain benar. Yang pertama adalah bahwa ukuran otak tidak secara langsung berhubungan dengan kecerdasan, dan struktur Neanderthal dan Cro-Magnons lebih sederhana daripada kita, tetapi ketidaklengkapan teknis diimbangi dengan ukurannya yang besar, dan itu seharusnya tidak sepenuhnya. Faktanya, kita sama sekali tidak tahu apa-apa tentang struktur saraf otak orang kuno, jadi jawaban seperti itu adalah spekulasi lengkap, menghibur kesombongan orang modern. Jawaban kedua lebih nyata: orang kuno lebih pintar.
Mereka harus memecahkan banyak masalah bertahan hidup, dan berpikir sangat cepat, tidak seperti kita, kepada siapa semuanya disajikan di piring perak, dan bahkan mengunyah, dan tidak perlu terburu-buru ke mana pun. Orang-orang kuno adalah generalis - masing-masing menyimpan di kepalanya serangkaian informasi lengkap yang diperlukan untuk bertahan hidup dalam semua situasi, ditambah harus ada kemampuan untuk berpikir secara reaktif dalam situasi yang tidak terduga. Kami juga memiliki spesialisasi: setiap orang tahu sebagian kecil informasi mereka, dan jika sesuatu terjadi - "hubungi spesialis".
Pendapat ahli saraf
Sergei Savelyev, Kepala Laboratorium Pengembangan Sistem Saraf dari Institut Morfologi Manusia dari Akademi Ilmu Kedokteran Rusia: “Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa ada seleksi buatan dalam populasi manusia yang bertujuan untuk menurunkan variabilitas individu dan pemilihan yang ditargetkan dari mediokritas yang sangat tersosialisasi. Dan untuk menghancurkan individu yang terlalu pintar dan asosial. Komunitas seperti itu lebih mudah dikelola, terdiri dari orang-orang yang lebih dapat diprediksi, yang selalu bermanfaat. Setiap saat, masyarakat mengorbankan patogen ketenangan demi non-konflik dan stabilitas. Dulu mereka hanya dimakan, kemudian diusir dari masyarakat. Karena ini, dari sudut pandang saya, karena migrasi orang-orang buangan terpintar, dan pemukiman kembali umat manusia dimulai. Dan dalam keadaan menetap,Dalam kelompok konservatif dan lebih tersosialisasi, ada seleksi tersembunyi untuk mengkonsolidasikan beberapa sifat perilaku yang paling nyaman dan menguntungkan untuk memelihara komunitas. Seleksi perilaku menyebabkan penyusutan otak.
OTAK ORANG NEANDERTHAL BERBEDA DARI SATU FASE PENGEMBANGAN KAMI
Temuan anak-anak Neanderthal memberi kesempatan untuk melacak bagaimana otak besar mereka berkembang. Ilmuwan dari Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology di Leipzig, bersama dengan rekan Prancis mereka, telah merekonstruksi perkembangan otak komparatif Neanderthal dan Homo sapiens. Pertama, para ilmuwan melakukan computed tomography tengkorak dari 58 orang modern. Dan kemudian mereka melakukan hal yang sama, menempatkan tengkorak sembilan Neanderthal dari berbagai usia di tomograf.
Meskipun ukuran tengkorak Neanderthal tidak kurang dari kita, bentuknya sangat berbeda. Tetapi pada bayi yang baru lahir dari kedua spesies, kotak otak memiliki bentuk yang hampir sama - pada bayi Neanderthal, kotak otak sedikit lebih memanjang. Dan kemudian jalur pengembangannya berbeda. Pada orang modern, selama periode dari tidak adanya gigi hingga rangkaian gigi seri yang tidak lengkap, tidak hanya ukuran tetapi juga bentuk perubahan kotak otak - menjadi lebih bulat. Dan kemudian hanya bertambah besar, tetapi hampir tidak berubah bentuk. Ahli biologi telah memutuskan bahwa ini adalah proses kunci pembentukan otak yang tidak dimiliki oleh Neanderthal. Bentuk tengkorak bayi baru lahir, remaja, dan orang dewasa hampir sama. Perbedaan total berada dalam satu tahap kritis segera setelah lahir. Mungkin, para ilmuwan percaya,perubahan bentuk yang begitu nyata disertai dengan transformasi struktur internal otak dan perkembangan jaringan saraf, yang menciptakan kondisi untuk perkembangan kecerdasan. Para ilmuwan telah menerbitkan artikel tentang perkembangan otak spesies manusia yang berbeda di jurnal Current Biology.
MITOS 1. SEMAKIN BESAR OTAK, LEBIH CERDAS
Ukuran otak juga sedikit berbeda di antara manusia modern. Jadi, diketahui bahwa otak Ivan Turgenev memiliki berat 2012 gram, dan Anatole France hampir satu kilogram lebih sedikit - 1.017 gram. Tetapi ini tidak berarti sama sekali bahwa Turgenev dua kali lebih pintar dari Anatole Prancis. Selain itu, tercatat bahwa pemilik otak terberat - 2.900 gram - mengalami keterbelakangan mental.
Karena bagian terpenting dari otak adalah sel-sel saraf, atau neuron (mereka membentuk materi abu-abu), dapat diasumsikan bahwa semakin besar otak, semakin banyak neuron yang dikandungnya. Dan semakin banyak neuron, semakin baik kerjanya. Tetapi di otak tidak hanya ada neuron, tetapi juga sel glial (mereka melakukan fungsi pendukung, mengarahkan migrasi neuron, memasok nutrisi kepada mereka, dan menurut data terbaru, mereka juga berpartisipasi dalam proses informasi). Selain itu, sebagian massa otak dibentuk oleh materi putih, yang tersusun dari serat konduktif. Artinya, ada hubungan antara ukuran otak dan jumlah neuron, tetapi tidak secara langsung. Dan jelas tidak ada hubungan antara ukuran otak dan kecerdasan.
MITOS 2. SARAF SEL JANGAN DIKEMBALIKAN
Karena neuron tidak membelah, telah lama diyakini bahwa pembentukan sel saraf baru hanya terjadi selama perkembangan embrio. Para ilmuwan menemukan bahwa ini tidak terjadi beberapa tahun yang lalu. Ternyata di otak tikus dan tikus laboratorium dewasa ada zona tempat neuron baru lahir - neurogenesis. Sumbernya adalah sel induk jaringan saraf (neural stem cell). Belakangan diketahui bahwa manusia juga memiliki zona seperti itu. Penelitian telah menunjukkan bahwa neuron baru secara aktif mengembangkan kontak dengan sel lain dan terlibat dalam pembelajaran dan memori. Mari ulangi: pada hewan dewasa dan manusia.
Selanjutnya, para ilmuwan mulai mempelajari faktor eksternal apa yang dapat mempengaruhi kelahiran neuron. Dan ternyata neurogenesis ditingkatkan dengan pembelajaran intensif, dengan pengayaan kondisi lingkungan dan aktivitas fisik. Dan faktor paling kuat yang menghambat neurogenesis adalah stres. Nah, proses ini melambat seiring bertambahnya usia. Apa yang benar untuk hewan laboratorium, dalam hal ini, dapat sepenuhnya ditransfer ke manusia. Apalagi, pengamatan dan studi pada manusia mengkonfirmasi hal ini. Artinya, untuk meningkatkan pembentukan sel saraf baru, Anda perlu melatih otak, mempelajari keterampilan baru, menghafal lebih banyak informasi, mendiversifikasi hidup Anda dengan pengalaman baru, dan menjalani gaya hidup aktif secara fisik. Di usia tua, ini mengarah pada efek yang sama seperti di tahun-tahun muda. Tetapi stres untuk kelahiran neuron baru bersifat merusak.
Otak bisa dipompa di atas treadmill
Sebuah studi oleh tim ilmuwan internasional dan diterbitkan dalam jurnal PNAS menunjukkan bahwa latihan aerobik (latihan treadmill) di usia tua membangun hippocampus, area otak yang sangat penting untuk memori dan pembelajaran spasial. Volumenya ditentukan dalam pencitraan resonansi magnetik. Dipercaya bahwa seiring bertambahnya usia, hipokampus menyusut dengan kecepatan 1-2% per tahun. Para ahli percaya bahwa atrofi hipokampus ini secara langsung terkait dengan melemahnya memori terkait usia. Jadi, pada subjek lanjut usia yang melakukan treadmill selama setahun, volume hipokampus tidak hanya tidak menurun, bahkan meningkat, dan juga meningkatkan memori spasial dibandingkan dengan kelompok kontrol. Alasannya lagi-lagi dalam merangsang pembentukan neuron baru.
Stres merusak otak. -Pemulihan kehidupan yang menarik
Stres pada masa kanak-kanak sangat buruk bagi otak. Konsekuensinya mempengaruhi jiwa, perilaku, dan kemampuan intelektual orang dewasa. Tetapi ada cara untuk mengimbangi efek merusak dari stres dini. Seperti yang ditunjukkan ilmuwan Israel pada tikus laboratorium, Anda dapat membantu jika memperkaya habitat korban. Stres menghancurkan otak melalui hormon, termasuk kortikosteroid yang diproduksi di kelenjar adrenal, serta hormon hipofisis dan tiroid. Peningkatan level mereka menyebabkan perubahan pada dendrit - proses pendek neuron, mengurangi plastisitas sinaptik, terutama di hipokampus, memperlambat pembentukan sel saraf baru di girus dentate dari hipokampus, dan sebagainya. Gangguan seperti itu selama perkembangan otak tidak luput dari perhatian.
Para ahli dari Institute for the Study of Affective Neuroscience, University of Haifa, membagi tikus laboratorium menjadi tiga kelompok. Satu mengalami stres tiga hari pada usia muda, yang kedua ditempatkan di lingkungan yang diperkaya setelah stres, yang ketiga dibiarkan sebagai kontrol. Tikus, yang harus hidup di lingkungan yang diperkaya, dipindahkan ke kandang besar, di mana terdapat banyak objek menarik: kotak plastik, silinder, terowongan, platform, dan roda penggerak.
Pada pengujian, tikus dari kelompok stres menunjukkan ketakutan yang meningkat dan rasa ingin tahu yang menurun dan belajar lebih buruk.
Mereka mengalami penurunan motivasi untuk menjelajahi lingkungan baru, yang dapat dibandingkan dengan hilangnya minat hidup, yang sering terjadi pada seseorang dalam keadaan depresi. Tetapi berada di lingkungan yang diperkaya mengimbangi semua gangguan perilaku yang disebabkan stres.
Ilmuwan menyarankan bahwa memperkaya lingkungan melindungi otak dari stres karena beberapa alasan: merangsang produksi protein - faktor pertumbuhan saraf, mengaktifkan sistem neurotransmitter dan mendorong pembentukan sel saraf baru. Mereka mempublikasikan hasilnya di majalah PLoS ONE. Hasil ini paling terkait langsung dengan anak yatim piatu, yang masa kanak-kanaknya dihabiskan di panti asuhan. Hanya kehidupan yang menarik dan penuh peristiwa, yang akan coba diciptakan oleh orang tua angkat untuk mereka, akan membantu memuluskan pengalaman hidup yang sulit.
MITOS 3. OTAK MANUSIA BEKERJA PADA 10/6/5/2%
Ide ini sangat meluas hingga saat ini. Biasanya itu dikutip sebagai alasan bahwa otak memiliki potensi laten yang tidak kita gunakan. Tetapi metode penelitian modern tidak mendukung tesis ini. “Ini muncul dari fakta bahwa ketika kami belajar untuk mencatat aktivitas listrik neuron individu, ternyata sangat sedikit dari semua neuron pada titik pengukuran yang aktif pada waktu tertentu,” kata Olga Svarnik, kepala laboratorium neurofisiologi sistemik dan antarmuka saraf dari Pusat NBIK di Pusat Penelitian Rusia Kurchatovsky institut.
Ada sekitar 1012 neuron di otak (jumlahnya terus disaring), dan mereka sangat terspesialisasi: beberapa aktif secara elektrik saat berjalan, yang lain - saat memecahkan masalah matematika, yang lain - selama kencan cinta, dll. Sulit membayangkan apa yang akan terjadi jika mereka tiba-tiba memutuskan untuk menghasilkan uang pada saat bersamaan! “Sama seperti kita tidak dapat mewujudkan semua pengalaman kita pada saat yang sama, yaitu, kita tidak dapat secara bersamaan mengendarai mobil, lompat tali, membaca, dan sebagainya,” jelas Olga Svarnik, “begitu pula semua sel saraf kita tidak bisa dan tidak boleh aktif pada saat yang bersamaan. Tetapi ini tidak berarti bahwa kita tidak menggunakan otak seratus persen."
"Ini ditemukan oleh para psikolog yang menggunakan otak sendiri sebanyak dua persen," tegas Sergei Saveliev dalam sebuah wawancara dengan seorang reporter. - Otak hanya bisa digunakan sepenuhnya, tidak ada yang bisa dimatikan di dalamnya. Menurut hukum fisiologis, otak tidak dapat bekerja kurang dari setengahnya, karena bahkan ketika kita tidak berpikir, metabolisme yang konstan dalam neuron dipertahankan. Dan ketika seseorang mulai bekerja secara intensif dengan kepalanya, untuk memecahkan beberapa masalah, otak mulai mengkonsumsi energi hampir dua kali lebih banyak. Yang lainnya adalah fiksi. Dan tidak ada otak yang bisa dilatih untuk mengintensifkan pekerjaan mereka sepuluh kali lipat."
MITOS 4. SETIAP TINDAKAN MENANGGUNG BAGIAN OTAKNYA
Memang, di korteks belahan otak manusia, ahli saraf membedakan zona yang terkait dengan semua indera: penglihatan, pendengaran, penciuman, sentuhan, rasa, serta zona asosiatif tempat informasi diproses dan disintesis. Dan magnetic resonance imaging (MRI) merekam aktivitas area tertentu selama berbagai aktivitas. Tetapi peta otak tidak mutlak, dan ada bukti yang berkembang bahwa segala sesuatunya jauh lebih rumit. Misalnya, tidak hanya area Broca yang terkenal dan area Wernicke saja yang terlibat dalam proses bicara, tetapi juga bagian otak lainnya. Dan otak kecil, yang selalu dikaitkan dengan koordinasi gerakan, terlibat dalam berbagai aktivitas otak.
Dengan pertanyaan apakah ada spesialisasi di otak, “Detail Dunia” beralih ke Olga Svarnik: “Ada spesialisasi di otak pada tingkat neuron, dan ini cukup konstan,” jawab spesialis. - Tetapi lebih sulit untuk membedakan spesialisasi pada tingkat struktur, karena neuron yang sama sekali berbeda dapat terletak berdampingan. Kita dapat berbicara tentang akumulasi neuron, seperti kolom, kita dapat berbicara tentang segmen neuron yang diaktifkan pada saat yang sama, tetapi tidak mungkin untuk benar-benar memilih area luas yang biasa disorot. MRI mencerminkan aktivitas aliran darah, tetapi tidak mencerminkan kerja neuron individu. Mungkin, dari gambar yang diperoleh dengan MRI, kita dapat mengetahui di mana, kemungkinan besar, satu atau lebih spesialisasi neuron dapat ditemukan. Tapi tampaknya salah bagi saya untuk mengatakan bahwa beberapa zona bertanggung jawab atas sesuatu."
MITOS 5. OTAK ADALAH KOMPUTER
Menurut Olga Svarnik, membandingkan otak dengan komputer tidak lebih dari metafora: “Kita dapat berfantasi bahwa otak memiliki algoritma tertentu, bahwa seseorang telah mendengar informasi dan sedang melakukan sesuatu. Tetapi mengatakan bahwa otak kita bekerja dengan cara ini adalah salah. Tidak seperti komputer, tidak ada blok fungsional di otak. Misalnya, hipokampus dianggap sebagai struktur yang bertanggung jawab atas memori dan orientasi spasial. Tetapi neuron di hipokampus berperilaku berbeda, mereka memiliki spesialisasi yang berbeda, mereka tidak berfungsi secara keseluruhan."
Dan inilah yang dipikirkan oleh ahli biologi dan pemopuler ilmu pengetahuan Alexander Marko tentang masalah yang sama (Institute of Paleontology, RAS): “Di komputer, semua sinyal yang dipertukarkan oleh elemen sirkuit logis memiliki sifat yang sama - listrik, dan sinyal ini hanya dapat diterima oleh salah satu dari dua nilai - 0 atau 1. Transmisi informasi di otak tidak didasarkan pada kode biner, melainkan pada terner. Jika sinyal yang menarik berkorelasi dengan satu, dan ketidakhadirannya dengan nol, maka sinyal penghambatan dapat disamakan dengan minus satu. Tetapi kenyataannya, otak menggunakan beberapa lusin jenis sinyal kimiawi - seolah-olah lusinan arus listrik yang berbeda digunakan di komputer … Dan angka nol dan satu dapat memiliki lusinan, katakanlah, warna.
Perbedaan yang paling penting adalah bahwa konduktansi setiap sinapsis tertentu … dapat bervariasi tergantung pada keadaan. Properti ini disebut plastisitas sinaptik. Ada satu lagi perbedaan radikal antara otak dan komputer elektronik. Di komputer, jumlah utama memori disimpan bukan di sirkuit elektronik logis prosesor, tetapi secara terpisah, di perangkat penyimpanan khusus. Tidak ada area di otak yang secara khusus ditujukan untuk penyimpanan ingatan jangka panjang. Semua memori direkam dalam struktur yang sama dari koneksi sinaptik interneuronal, yang pada saat yang sama merupakan perangkat komputasi yang megah - analog dari prosesor."
