Развитие мозга шимпанзе: ключ к человеческому интеллекту

Несмотря на 98% общих генов с шимпанзе (Pan troglodytes), мозг человека (Homo sapiens) значительно больше, а вид в целом — намного интеллектуальнее. Международная команда исследователей выяснила, почему мозг человека так сильно увеличился по сравнению с ближайшими родственниками, и нашла ключи к уникальным особенностям человеческого интеллекта.

Метод исследования

Учёные с помощью трёхмерной магнитно-резонансной томографии (МРТ) отследили развитие тканей мозга у растущих шимпанзе в младенчестве и ювенильном периоде. Эти данные сравнили с развитием мозга человека и макак-резусов (Macaca mulatta).

Ключевые различия в развитии

• Общая картина: Развитие мозга у шимпанзе, как и у человека, но не у макак, характеризуется меньшей зрелостью при рождении и более длительным периодом роста до полового созревания.
• Критическое отличие: У человека в раннем младенчестве наблюдается резкое увеличение общего объёма мозга и пропорциональное динамическое изменение тканей, связанное со значительным ростом объёма белого вещества (БВ). У шимпанзе этого не происходит.

Результаты в цифрах

• Общий объём мозга в середине раннего младенчества (6 месяцев у шимпанзе, ~1 год у человека) составлял около 74% от взрослого значения у обоих видов. Однако у макак к этому возрасту (3 месяца) рост объёма уже достиг плато.
• Скорость роста общего объёма мозга шимпанзе в раннем младенчестве была вдвое ниже, чем у человека: +8.4% (с 6 месяцев до 1 года) против +16.4% (с 1 до 2 лет). У макак рост составил всего +1.6%.
• Соотношение серого (СВ) и белого вещества (БВ) в середине раннего младенчества было высоким у шимпанзе (3.51) и человека (3.29), но низким у макак (1.93). Однако к концу этой стадии у человека соотношение резко изменилось до 2.05, а у шимпанзе — лишь до 3.18.
• Рост тканей: У человека в раннем младенчестве объём БВ увеличился на 42.8%, а СВ — на 8.4%. У шимпанзе за аналогичный период БВ выросло на 17.2%, а СВ — на 5.2%. У макак рост БВ составил 9.4%, а СВ значимо не менялось.

Вывод

Динамическая реорганизация тканей мозга в раннем младенчестве, обусловленная в основном расширением белого вещества (усилением нейронной связности), вероятно, возникла в человеческой линии после её разделения с шимпанзе и способствовала увеличению объёма мозга у человека. Это также может объяснять, почему опыт первых лет жизни так сильно влияет на долгосрочное поведенческое и когнитивное развитие детей.

Исследование опубликовано в Proceedings of the Royal Society B 18 декабря 2012 года.