Головной мозг эволюция

Одновременно, по счастливому совпадению — впрочем, может быть, это было нечто большое, нежели совпадение— конструкторы новых электронных машин постепенно начали проникаться убеждением, что их машины чрезвычайно напоминают механизмы нашего головного мозга. Физиологи с удовлетворением наблюдали за тем, как конструируются, правда с большим трудом и огромными затратами, системы, которые путем эволюции возникли в живых существах миллионы лет назад. Этой комбинации интересов, так сказать процессу взаимного оплодотворения радиотехники и биологии, дали название кибернетика , воспользовавшись термином, который был предложен более ста лет назад французским физиком Андре Мари Ампером. После появления в 1949 г. книги Кибернетика , принадлежащей перу Норберта Винера, профессора математики Массачусетского технологического института, кибернетика привлекла к себе внимание широких кругов ученых и ей было посвящено несколько научных конференций. Через все дискуссии красной нитью проходило одно страстное стремление Нельзя ли как-нибудь с помощью физических методов проникнуть в тайну деятельности головного мозга [c.256]

Строение головного мозга легче понять, проанализировав его развитие у низших позвоночных и эмбриона человека. На рис. 17.23 представлено схематическое изображение головного мозга рыбы (его продольный разрез и вид сверху). Отчетливо видно, что мозг разделен на три основных отдела передний мозг, средний мозг и задний мозг. Эти же отделы прослеживаются у раннего зародыша человека. Однако в эволюции позвоночных наблюдается очень сильное увеличение размеров головного мозга по сравнению с размерами всего тела. Следует отметить, что такое увеличение обусловлено главным образом разрастанием переднего мозга. У млекопитающих передний мозг достигает наиболее крупных размеров и в отличие от прочих животных имеет извилины. Кроме того, его разрастание вверх, назад и в стороны привело к тому, что другие отделы мозга сверху уже не видны (рис. 17.24, Л). [c.306]

Соверщенно очевидно, что на культурную эволюцию оказывают влияние генетические признаки. Способность к обучению имеет важное значение для культурной эволюции, а эта способность, по крайней мере частично, обусловлена генетически. Кроме того, между генетической и культурной эволюцией существует, возможно, обратная связь. Такая обратная связь играет особенно большую роль в эволюции человека. Многие в настоящее время считают, что развитие различных видов активности, передаваемых культурным путем (например, использование орудий или язык), после того как оно стало возможным благодаря наличию определенной структуры головного мозга, обусловило давление отбора, способствовавшее дальнейшему развитию мозга, что в свою очередь создавало условия для новых успехов в области культурного развития. Прежде считалось, что все поведение человека целиком определяется культурой, без всякого участия генетических факторов. Теперь же, однако, представляется более вероятным, что мы наследуем не только способность к культурной эволюции, но и тенденцию или даже потребность в развитии определенных черт культуры, таких, как брак, танцы или язык. Во всех известных человеческих обществах наблюдаются эти черты, хотя их конкретные формы весьма разнообразны. [c.272]

В процессе эволюции головной мозг видоизменился так, как показано на рис. 3.13Б. Над задним мозгом развился мозжечок, в котором осуществляется сложная сенсомоторная координация, в результате чего задний мозг разделился на мост (часть мозжечка) и продолговатый мозг. В среднем мозге тектум изменился для более сложной переработки зрительной и слуховой информации. В переднем мозге произошло интенсивное развитие внешнего покрывающего слоя (плаща, называемого также корой), который вместе с несколькими связанными с ним внутренними структурами — базальными ганглиями — образовал полушария большого мозга. У птиц и млекопитающих такое развитие большого мозга связано с поступлением зрительной, слуховой и соматосенсорной входной информации, а также с усложнением ее переработки и осуществлением сложных движений. Дифференцировка промежуточного мозга способствует выполнению двух важных функций переключения информации на ее пути между полушариями и остальными отделами головного мозга и управления гипофизом, который в свою очередь управляет эндокринной системой организма. [c.73]

Нервная система, головной мозг, особенно высших животных и человека, — это наиболее изысканные создания процесса эволюции. Поэтому нейрохимия — самая слож [ая из биохимических дисциплин. Студенты, аспиранты и зрелые ученые, приступающие к изучению нейрохимии, должны быть уже вооружены основательными знаниями по общей биохимии. Только опираясь на эту базу, можно усвоить ряд качественно новых построений нейрохимии. Бесполезно также пытаться изучать нейрохимию, не имея представления об основах морфологии и физиологии нервной системы, а также о болезнях нервной системы, ибо при этом с особенной яркостью вырисовывается важность нейрохимии для решения практических задач медицины и для повышения эффективности умственного труда. Все это обусловливает целесообразность преподавания нейрохимии на старших курсах соответствующих факультетов биологических и медицинских ВУЗов и определяет особенности изложения нейрохимии в настоящем издании. [c.3]

В процессе эволюции у животных развились механизмы, позволяющие им противостоять изменениям температуры. У птиц и млекопитающих сформировались механизмы, регулирующие температуру их тела. У них имеется термостат , расположенный в головном мозге, в области гипоталамуса. Внутренняя температура поддерживается у большинства видов на уровне примерно 38 °С, с колебаниями в пределах нескольких градусов в обе стороны. Важную роль в терморегуляции играют также кожа, шерстный и перьевой покров. [c.241]

Дифференцировка промежуточного мозга способствует выполнению двух важных функций - переключения информации на ее пути между полушариями и остальными отделами головного мозга и управления гипофизом, железой, регулирующей эндокринную систему организма. На рисунке видно, что, несмотря на модификацию каждой из частей центральной нервной системы в процессе эволюции, остается отчетливо различимой исходная цепь структур, которая, кстати, обнаруживает поразительное сходство с соответствующей цепью структур у насекомых. [c.49]

Дополнительные сведения и гипотезы Эволюция развития головного мозга [c.159]

Нервная клетка стимулирует сокращение мышцы, подводя к ней возбуждающий сигнал от головного или спинного мозга. Поэтому нервная клетка необычайно вытянута ее тело, содержащее ядро, может находиться на расстоянии метра или более от места соединения с мышцей. В процессе эволюции у нервных клеток появился хорошо развитый цитоскелет, необходимый для поддержания столь необычной формы и эффективного транспорта веществ из одного конца клетки в другой. Однако ключевая специализация нервной клетки связана с ее плазматической мембраной, содержащей белки, которые образуют ионные насосы и каналы и вызывают передвижение ионов, эквивалентное электрическому току. Хотя такие насосы и каналы имеются в плазматической мембране всех клеток, только нервная клетка использует их таким образом, чтобы электрический импульс мог распространиться от одного конца клетки до другого за какую-то долю секунды и передать сигнал к действию. [c.49]

Модификации, которым в ходе эволюции подвергались периферические нервы и нейрогуморальные части нервной системы, были относительно умеренными по сравнению с теми изменениями, которые коснулись связей внутри самого головного мозга. Эволюция более сложных форм поведения у позвоночных в значительной степени связана с увеличением сложности ствола мозга и особенно конечного мозга. Некоторые из таких изменений были вызваны изменениями костной системы, мыщц или других тканей и органов (как при выходе водных форм на сущу или при переходе к прямохождению). Однако многие изменения, по-види-моМУ, были достаточно независимыми от строения тела или явились результатом усоверщенствования самого мозга. [c.71]

Сэр Вилфрид Ле Грос Кларк отмечает Я должен подчеркнуть, что обонятельная луковица, в которой оканчиваются обонятельные волокна, эволюционно представляет собой выдвинутую на периферию часть полушарий головного мозга, а прямая связь с ней обонятельных рецепторов является с точки зрения эволюции выражением того, что полушария головного мозга развивались у позвоночных прежде всего как орган обоняния . [c.122]

Беспозвоночные, за исключением речного рака, не имеют мие-линизированных волокон. Однако встречаются начальные стадии. миелинизации, когда аксоны покрываются несколькими слоями шванновской клетки — протомиелином. В ходе эволюции миелинизация волокон становится доминирующей. Важное преимущество, сопровождающее этот процесс, — достигаемая компактность всей системы. Такая экономия пространства гораздо в большей степени важна для головного мозга, чем для спинного мозга. [c.93]

Доказано, что генетический контроль за развитием нервной системы ограничен. Например, Левинталь показал, что у генетически идентичных дафний с одинаково развитой нервной системой число синаптических контактов, локализация участков этих контактов и тонкая структура дендритов различаются. У экспериментальных животных при выработке навыков поведения число и размер дендритных отростков может варьировать. Толщина коры головного мозга крысы зависит от количества сигналов, полученных из среды, окружающей животное (мы еще вернемся к этому). Но решающим доказательством гибкости генетической программы является наша способность обучаться, наша способность хранить в центральной нервной системе информацию, которая не могла быть заложена в хромосому, так как она не предполагалась в ходе эволюции. [c.333]

Крайне интересно то, что периферические части нервной системы принимают участие в такой обработке информации, которая делает эту информацию более удобной для головного мозга. Так, различные мелкие раздражения в системе нейронов усредняются, существуют рецепторные системы, дающие представление не только, например, о смещении того или иного органа, но и скорости этого смещения в органах зрения, происходит существенная переработка информации, причем различная у животных, стоящих на разных ступенях развития, и т. п. Необыкновенные возможности этой системы, состоящей более чем из 10 млрд. клеток, определяются способностью кодировать сложные группы сигналов, приходящих из внешнего мира, т. е. создавать коды кодов. Ведь именно стремление изучать мир и формулировать его законы в виде кратких записей и символических уравнений, именно оно и есть выражение общей тенденции эволюции к развитию систем, кодирующих коды и включающих множество разнообразных программ, необходимых для управления. Такие системы оказываются очень устойчивыми. Чудовищные потоки параметрических величин ураганы, наводнения, извержения и землетрясения — оказываются не в состоянии прекратить деятельность маленьких студнеобразных образований. Носители этих хрупких и непрочных масс органических веществ заявляют претензии на управление всей мощью низкоорганизованных сил, готовых их сокрушить, и в борьбе действительно завоевывают надежные позиции. [c.234]

Особенно важное значение в эволюции человека имело развитие прямохождения (бипе-дализм) и увеличение размеров головного мозга. [c.307]

Преимущества, предоставляемые бипеда-лизмом, сопровождались увеличением головного мозга, о чем свидетельствует расширение черепной коробки. Как показано в табл. 26.11, емкость черепа гоминид выросла с 450 примерно до 1400 см . Однако один лишь объем не дает полного представления о возможностях головного мозга, которые развивались в процессе эволюции человека. Сложная складчатость коры головного мозга увеличивала его поверхность, значительно повышая его функциональные возможности. Это расширение эффективности позволяло контролировать и координировать поведенческие виды активности, например изготовление орудий, охота и речь. [c.309]

Окислительные процессы в нервной ткани, как и в других тканях, связаны с ироцессамп фосфорплировагшя. По данным исследований Е. М. Кренса, эволюция позвоночных животных сопровождалась усилением в головном мозге связи между процессами окисления и фосфорилирования. [c.566]

До самого последнего времени при изучении эволюции гоминид на их размеры обращали сравнительно мало внимания. Итненсивно исследовался и широко дискутировался лишь вопрос о размерах головного мозга, причем давно уже утвердилось мнение, согласно которому энцефализация (увеличение головного мозга) сыграла в эволюции человека исключительную роль. Не менее важно, однако, отметить, что эволюция человека сопровождалась увеличением не только мозга, но и размеров тела. Если самые первые гоминиды были очень небольшими и весили зачастую менее 30 кг, то уже в среднем плейстоцене некоторые гоминиды имели крупные размеры и [c.153]

Важнейшее значение для эволюции гоминид помимо их африканской природы имело прямохождение. Прямохождение — рано появившийся, в той или иной степени присущий всем гоминидам признак, который наложил отпечаток на всю их анатомию. Если раньше считалось, что толчок к человеческой эволюции дало укрупнение головного мозга с соответствующим повышением умственных способностей, то теперь полагают, что решающую роль в этом сыграл тип передвижения. Ископаемые свидетельства этого обстоятельства заострили внимание палеоантропологов на вопросе, что делали ранние гоминиды на двух ногах [c.335]

Тенденция к увеличению размеров головного мозга и усложнению его коры достигает своей вершины у человека. В предшествующих главах мы уже говорили о том, что у млекопитающих некоторые зоны коры специалиаированы для выполнения определенных функций, связанных с обработкой сенсорной информации, посылкой двигательных команд и центральной интеграцией сложного поведения. Рис. 31.1 дает представление о дифференциации коры у человека. Специфические зоны, имеющиеся уже у низших млекопитающих, у приматов и человека более развиты и усложнены. Эволюция этих зон, безусловно, играла важную роль в становлении особенностей человека, однако наибольшего развития у него достигли другие области коры. Можно привести следующее сравнение общая площадь коры больших полушарий у кошки составляет около 100 см — около 7з площади страницы этой книги у человека же поверхность коры составляет примерно 2400 см , т. е. она в 8 раз больше одной страницы. При этом на долю специфических областей, о которых до сих пор шла речь, приходится лишь незначительная часть всей поверхности. Мы обратимся теперь к остальным зонам коры, включающим миллиарды нейронов и сотни миллиардов синапсов, и попытаемся разобраться в тех нейронных сетях и механизмах, которые действуют здесь и обусловливают уникальные особенности человека. [c.329]

Оценить, как в процессе эволюции возник головной мозг высших позвоночных, можно лищь достигнув глубокого понимания того, как устроен мозг низщих позвоночных. Один из вы- [c.71]

Классики нейроанатомии — Херрик и его современники — полагали, что эволюция головного мозга заключается в постепенном увеличении его сложности при переходе от низших позвоночных к высшим. Теперь мы знаем, что на самом деле ситуация оказывается более сложной. Например, известно, что мозжечок не просто вырастает из крошечного шишковидного образования у низших позвоночных до большой и сложной структуры у высших позвоночных, у некоторых рыб наблюдается столь заметное увеличение мозжечка, что он составляет до 90% всей массы мозга (см. гл. 22). Другой аналогичный пример со- [c.75]

Все эти факты предупреждают нас о том, как важно соблюдать осторожность, формулируя любые обобщения относительно особенностей эволюции головного мозга. Тем не менее фактом является тенденция к увеличению размера и сложности мозга по мере продвижения от низших позвоночных к высшим. На рис. 3.14 изображен головной мозг представителей каждого из классов позвоночных. Следует обратить внимание на то, что во всей этой последовательности основные отделы ствола мозга и черепномозговые нервы доступны идентификации. Наиболее же сильно меняются полушария большого мозга и мозжечок. Необычайное развитие этих структур проявляется в увеличении числа извилин, за счет чего достигается дальнейшее увеличение общей площади коры мозга. Данный процесс получил наибольшее развитие у человека (рис. 3.15). Эту весьма важную и интересную тему мы рассмотрим детальнее в главе 31. [c.76]

Как следует из сказанного в предыдущей главе, центральная нервная система формируется и совершенствуется при совершенствовании в ходе эволюции аппаратов управления перемещениями в пространстве. Глубокая связь деятельности центральной нервной системы с управлением перемещениями в пространстве была выявлена в трудах И. М. Сеченова [263], Н. А. Бершнтей-на [26], Л. В. Крушинского [159— 161]. Так, Сеченов в своей знаменитой книге Рефлексы головного мозга писал Все бесконечное разнообразие внешних проявлений мозговой деятельности сводится окончательно к одному Л ИШь явлению — мышечному движению [263, с. 71]. [c.222]

Отгрызание головы, однако, — занятие малоприятное. Паразиты не привыкли расходовать собственные силы, если можно заставить работать на себя кого-то другого. Мой любимый персонаж в книге Уилсона Сообщества насекомых — это Monomorium sants ha. У этого вида в процессе эволюции каста рабочих совершенно исчезла. Рабочие особи вида-хозяина выполняют все, что требуется их паразитам, вплоть до самой ужасной задачи. Повинуясь матке захватчиков-паразитов, они совершают акт убийства собственной матери. Узурпаторше даже не приходится пускать в ход свои челюсти. Она воздействует на нервную систему. Как она это делает, остается тайной. Быть может, она использует какой-то химический стимулятор, поскольку нервная система муравьев вообще очень чувствительна к подобным веществам. Если ее оружие действительно имеет химическую природу, то это самое коварное вещество из всех известных науке. Подумайте только, что оно делает Оно затопляет головной мозг рабочего муравья, подчиняет себе его мышцы, отвлекает его от прочно заложенных в него обязанностей и обращает его против собственной матери. Для муравьев матереубийство является результатом особого генетического умопомрачения, и вещество, способное толкнуть их на это, должно обладать мощнейшим действием. В мире расширенного фенотипа следует спрашивать не [c.194]

В процессе эволюции противодействие среде возрастало. Беспозвоночные и низшие позвоночные частично находятся во власти температурных колебаний, но у высших позвоночных имеются механизмы терморегуляции, позволяющие им поддерживать постоянную температуру тела. Деревья, у которых сокп движутся вверх до самых верхушек, и человек, у которого несмотря на вертикальное положение тела кровь направляется к головному мозгу, способны противодействовать гравитации. [c.358]

Головной мозг рептилий отличается прогрессивным развитием всех отделов мозга, что связано с их более активным образом жизни. По сравнению с мозгом земноводных у рептилий более развиты полушария и мозговой свод, обособлены теменные доли. На поверхности полушарий впервые в процессе эволюции появляется кора, образующая два островка на латеральной и медиальной сторонах каждого полушария. В связи с большим объемом движений увеличен размер мозжечка. Продолговатый мозг образует резкий изгиб, харакгерный для всех амниот. Теменной орган функционирует у некоторых рептилий, как глаз. Появляется впервые кора. Из головного мозга выходят все 12 пар нервов. [c.436]

Вопреки обычно высказываемым мнениям нам кажется возможным, что биоценотические факторы могли играть некоторую роль и в вымирании динозавров. Не исключенной представляется, в частности, возможность влияния на ход эволюции динозавров постепенного увеличения к концу мела многообразия и численности млекопитающих. По пути эволюционного прогресса млекопитающие шли, по-видимому, быстрее динозавров, они повышали свою активность, становились гомеотерм-ными, совершенствовались локомоция и аппарат питания, постепенно переходили к живорождению. Но особенно большую роль имело, по-видимому, совершенствование головного мозга и его больших полушарий, еще слабо развитых у мезозойских млекопитающих, но ставших у современных их представителей центром примитивной рассудочной деятельности. Все это позволяло млекопитающим успешно конкурировать — если не со взрослыми динозаврами, то с их молодью. Избира- [c.209]

Соматические входы, поступающие к спинному мозгу, направляются от него вперед ко всем трем частям головного мозга. Изменения мозга позвоночных в процессе эволюции от простых форм (Л) к сложным (Б) представлены на рис. 2.11. На рисунке видны две особенности основного строения мозга позвоночных. Первая связана с тектумом крышей среднего мозга. Входы тектума представлены волокнами зрительного нерва. Клетки тектума в свою очередь посредством прямых связей или связей с переключениями дают проекции в спинной мозг, обеспечивая управление мышцами. Эти волокна образуют текто-спинальный тракт. Показаны также сенсорные волокна, идущие от тела и входящие в спинной мозг через дорзальные корешки, а затем направляющиеся вверх через одно или несколько переключений к центрам среднего мозга. Тем самым подтверждается, что средний мозг является ключевым центром, где происходит интефация сенсорных входов и управление моторными входами. В обонятельную луковицу, как показано на схеме, поступают входы от рецепторов носа. Выходные волокна через переключения идут в конечный мозг и назад в гипоталамус. Предполагается, что в процессе эволюции позвоночных конечный мозг возник в тесной связи с обонятельной системой. У некоторых видов позвоночных обонятельная система настолько доминирует над конечным мозгом, что может рассматриваться как обонятельный мозг. [c.48]

Следует отметить своеобразие эволюции мозга птиц, развивающегося по пути усложнения подкорковых ядер, в особенности так называемого orpus striatum, а не формирования корковых структур. Эта структура достигает у птиц наивысшего совершенства и, по-видимому, принимает на себя множество тех функций, которые у млекопитающих выполняет кора головного мозга. По всей вероятности, именно это обстоятельство отражается на особенностях поведения птиц, которое также достаточно сложно, так что некоторые виды этих животных способны даже считать до 10. [c.49]

Главными направлениями эволюции лошадей были 1) размеры тела 2) длина хвоста 3) механика конечности 4) длина конечности 5) форма головы 6) величина головного мозга и степень его сложности 7) коренные зубы. Нижеследующее изложение основано главным образом на работах Симпсона (Simpson, 1951 1953) и Мак-Фаддена (Ma Fadden, 1985 1988), где можно найти дополнительные детали. [c.295]

Нервная система хордовых. Простейшим типом нервной системы у хордовых является нервная трубка, которая в процессе эволюции дифференцируется на головной и спинной мозг. Так, у низших хордовых животных центральная нервная система имеет вид трубки с полостью внутри (невроцель). Помимо этой мозговой трубки, имеется еще перифери- [c.435]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология