Розвиток мозку у процесі еволюції людини. Ми втрачаємо мозок: виживає найдурніший. ІІ. питання до колоквіуму та іспитів з генетики

Формування головного мозку у зародків всіх хребетних починається з появи на передньому кінці нервової трубки здуття - мозкових бульбашок. Спочатку їх утворюється три, та був п'ять. З переднього мозкового міхура надалі утворюється передній і проміжний мозок, із середнього - середній мозок, та якщо з заднього - мозок і довгастий мозок. Останній без різкого кордону перетворюється на спинний мозок

У нервовій трубці є порожнина - невроцель, яка в ході утворення п'яти мозкових пухирів формує розширення - мозкові шлуночки (у людини їх 4). У цих ділянках мозку розрізняють дно (основа) та дах (мантія). Дах розташовується над - а дно під шлуночками.

Речовина мозку неоднорідна - представлена сірою та білою речовиною. Сіре - це скупчення нейронів, а біле утворене відростками нейронів, покритими жироподібною речовиною (мієлінової оболонкою), яка надає речовині мозку білого кольору. Шар сірої речовини лежить на поверхні даху будь-якого відділу мозку називається корою.

Велику роль еволюції нервової системи грають органи почуттів. Саме концентрація органів чуття на передньому кінці тіла зумовила прогресивний розвиток головного відділу нервової трубки. Вважають, що передній мозковий міхур сформувався під впливом нюхового, середній – зорового, а задній – слухового рецепторів.

РИБИ

Передній мозок невеликий, не розділений на півкулі, має лише один шлуночок. Його дах не містить нервових елементів, а утворений епітелієм. Нейрони зосереджені на дні шлуночка в смугастих тілах і в нюхових частках, що відходять від переднього мозку. Фактично, передній мозок виконує функцію нюхового центру.

Середній мозок є вищим регуляторним та інтегративним центром. Він складається з двох зорових часток і є найбільшим відділом мозку. Такий тип мозку, де найвищим регуляторним центром є середній мозок, називається їхтіопсідпим.

Проміжний мозок складається з даху (таламуса) та дна (гіпоталамуса) З гіпоталамусом пов'язаний гіпофіз, а з таламусом – епіфіз.

Мозжечок у риб добре розвинений, оскільки їхні рухи відрізняються великою різноманітністю.

Продовгуватий мозок без різкої межі переходить у спинний мозок і в ньому зосереджений харчовий, судинно-руховий та дихальний центри.

Від мозку відходить 10 пар черепно-мозкових нервів, що характерно для нижчих хребетних

Амфібії

У амфібій є низка прогресивних змін у головному мозку, що пов'язано з переходом до наземного способу життя, де умови в порівнянні з водним середовищем більш різноманітні і характеризуються мінливістю діючих факторів.

Передній мозок у амфібії в порівнянні з рибами значно крупніше, в ньому з'явилося дві півкулі і два шлуночки. У даху переднього мозку з'явилися нервові волокна, що утворюють первинний мозковий звід. архіпаліум. Тіла нейронів розташовуються у глибині, оточуючи шлуночки, переважно у смугастих тілах. Все ще добре розвинені нюхові частки.

Вищим інтегративним центром залишається середній мозок (іхтіопсідний тип). Будова така ж, як у риб.

Мозжечок У зв'язку з примітивністю рухів амфібій має вигляд невеликої платівки.

Проміжний і довгастий мозок такі ж, як у риб. Від головного мозку відходять 10 пар черепно-мозкових нервів.

Еволюція людини – складний процес, що має безліч причин та проявів. Давно класичним стало поняття "гомінідної Гомініди в "класичному" сенсі - сімейство прямоходящих приматів, що включає людей та їх викопних попередників. тріади", що включає три комплекси ознак, що відрізняють людину від інших приматів. Один із них описує розвинений головний мозок. Різні аспекти поведінки стародавніх предків людини вивчаються цілим рядом наук, у тому числі етологія приматів, археологія, палеопсихологія, але матеріальною основою цієї поведінки є саме головний мозок, і саме його вивчення може дати основні відомості про рівень розвитку викопних гомінідів.

Австралопитеки, перші двоногі істоти, що жили від 7 до 1 мільйона років тому, мали мозок, що дуже мало відрізнявся від мозку сучасних людиноподібних мавп. Як обсяг мозку загалом, і будова деталей різняться в цих двох груп незначно.

За "ранніми" Homoв еволюційному ряду слідує поліморфний вигляд Homo erectus, Представники якого інакше називаються архантропами і існували приблизно з 1,5 мільйонів років до 400 тисяч років тому. Це були перші гомініди, у яких специфічно-мавп'ячі ознаки мозку остаточно були витіснені специфічно-гомінідними.

Наступна стадія еволюції предків людини часто позначається як Homo heidelbergensisАле, враховуючи явну неоднорідність цієї групи, можна умовно називати її представників пре-палеоантропами. Вони жили Землі 400-130 тисяч років тому. Поліморфізм пре-палеоантропів так само яскраво проявляється в будові мозку, як і в будові черепа.

Нащадки виду H. heidelbergensis – Homo neanderthalensisабо палеоантропи – жили від 130 до 40 тисяч років тому. Найкращим чином вивчені європейські та близькосхідні неандертальці, набагато гірше відомі африканські та азіатські палеоантропи, їх ендокрани практично не описані.

Близько 40 тисяч років тому з'являється і поширюється сучасний вид людини – Homo sapiens(інакше цю стадію еволюції називають неоантроп). Втім, у ранніх відомих представників нашого виду, що жили в епоху верхнього палеоліту, у будові мозку зберігалася ще велика кількість архаїчних рис.

Показовими є зміни об'єму мозку в процесі еволюції гомінідів. Варто відзначити два важливі феномени: по-перше, стрибок об'єму мозку у ранніх Homo" в порівнянні з австралопітеками, що стався близько 2,5 мільйонів років тому, з наступним різким прискоренням приросту маси мозку (у різних груп австралопітеків за час від 7 до 1 мільйона років тому розміри мозку майже не змінилися); по-друге, вже згадана зміна тенденції збільшення мозку на зменшення, що сталася наприкінці раннього верхнього палеоліту

Підсумовуючи основні підсумки, можна констатувати, що найбільш активно еволюціонуючою областю мозку гомінід була лобова, особливо її надочникова частина, на другому місці можна розмістити тім'яну частку, в якій інтенсивніше змінювалася надкрайова звивина, третє місце займає скронева частка, у змінах якої важливіша загальна форма - Співвідношення передньої та задньої висот і верхньої та нижньої довжин. Найменшою мірою прогресувала потилична частка мозку.

Мозок людини як головний відбивач об'єктивного світу, як живе дзеркало є складним органом, який пройшов тривалий шлях еволюції.

Люди мозок влаштований значно складніше, ніж в тварин і це маса теж більше. Так, якщо мозок мавпи досягає 400-500 грам, то у людини вага мозку (в середньому) - 1400 грам. Наскільки складні функції мозку в життєдіяльності організму, видно з того, що мозок, становлячи близько 2% ваги тіла, споживає понад 18% кисню, що надходить в організм. Чим вище рівень розвитку тварини, тим більшу частину ваги тіла складає мозок. Так, у кита він займає за вагою всього 1/20 000 частина тіла, у слона -1/400, у мавпи-1/100, а у людини-1/46.

Особливе значення у житті організму має кора великих півкуль мозку. У людини сну складається в середньому з 14 – 15 мільярдів нейронів. Найважливішу роль виконують лобові частки кори. Чим більш розвинена тварина, тим більшу частину кори займають лобові частки. Наприклад, лобові частки кішки займають 3%, людину – 29%.

Порівнюючи будову і функції мозку тварин і людини, ми можемо поставити питання в чому полягає особливість мозку людини? Справді, людина немає такого гострого зору, як в орла, не вміємо бігати так швидко, як гепард, не вміємо літати, як птахи. Але крила, пильні очі, швидкі ноги – це дар природи. Людині ж дано інше, набагато більше - розум, який заповнює все, недодане природою. Немає особливої пильності, але є бінокль, телескоп і мікроскоп, немає особливої жвавості – є поїзди, автомашини, мотоцикли та велосипеди, немає крил – є дельтаплани, літаки та космічні кораблі. Розум людини компенсує відсутність будь-яких природних пристроїв, що є в інших тварин.

Одним із найцікавіших показників нервової системи людини є її мінливість. Зокрема це характерно для головного мозку людини. (Савельєв З. У., 1998). Встановлено, що головний мозок відрізняється у чоловіків та жінок, у різних рас, етнічних груп і навіть усередині однієї сім'ї. Ці відмінності дуже стійкі. Вони зберігаються з покоління до покоління і можуть бути важливою характеристикою мінливості мозку людини як біологічного виду.

Так, вага мозку у новонароджених становить приблизно 350 г, у дорослих чоловіків він дорівнює в середньому 1400 г, а у жінок - близько 1250 г. Мозок досягає максимальної ваги між 18 та 30 роками. Питома вага мозку з судинами в людини дорівнює приблизно 1,03.

Дослідники зібрали колосальний матеріал і виявили, що кожна раса має «свій» середню вагу мозку європеоїдна – 1375 г, монголоїдна – 1332 г, негроїдна – 1244 г, австралоїдна – 1185 г. Існує стійка. Ось середні показники ваги мозку характерні для Європи чоловіки - 1375 г, жінки - 1245 г.

Маса мозку людини непостійна. Вона змінюється протягом усього життя. Відразу після народження головний мозок поступово зростає. У європейців початку XX століття він досягав максимальної маси до 20-річного віку. Між 20 та 50 роками маса мозку залишається постійною, а після 50 років починає поступово зменшуватися. Це зменшення становить приблизно 30 г на кожні наступні десять років життя. Між 50 і 85-90 роками може становити 100-200 р. Нині найбільша маса мозку більшість європейських народів і американців відзначається у 25 років. Цікаво, що у японців мозок досягає максимальної маси в період від 30 до 40 років.

Філогенез нервової системи.

Всі живі організми протягом життя зазнають багато образних впливів з боку зовнішнього середовища, на які відповідають зміною поведінки або фізіологічних функцій. Ця здатність реагувати на середовища впливу називається дратівливістю.

Подразливість має місце вже у найпростіших і виявляється у зміні у них процесів життєдіяльності чи поведінки у відповідь такі подразнення, як хімічні, температурні, світлові.

У багатоклітинних тварин з'являється спеціальна система клітин - нейрони, здатні у відповідь певні роздратування відповідати нервовим імпульсом, що вони передають іншим клітинам тіла. Сукупність нервових клітин формує нервову систему, складність структури та функції якої зростає з ускладненням організації тварин. Залежно від останнього у багатоклітинних тварин в еволюції склалося три основні типи нервової системи: сіткоподібна (дифузна), гангліозна (вузлова) і трубчаста.

Дифузна (мережна) нервовасистема характерна для найбільш примітивних тварин – кишковопорожнинних. У них нервова система складається з дифузно розташованих по всьому тілу нейронів, які своїми відростками контактують один з одним і з клітинами, що иннервируются, утворюючи подобу мережі. Такий тип організації нервової системи забезпечує високу взаємозамінність нейронів, і тим самим більшу надійність функціонування. Однак реакції у відповідь при такому типі організації нервової системи мають неточний, розпливчастий характер.

Вузловий (гангліозний) типє наступним ступенем у розвитку нервової системи. Він характерний для всіх черв'яків, голкошкірих, молюсків та членистоногих. Вони мають місце концентрація тіл нейронів як єдиних скупчень - вузлів (гангліїв). Причому, у плоских і круглих черв'яків такі вузли розташовуються лише на передньому кінці тіла, де зосереджені органи захоплення їжі та органи чуття. У кільчастих черв'яків і членистоногих, тіло яких поділяється на сегменти, крім головних вузлів, формується черевний ланцюжок

нервових вузлів, які регулюють роботу тканин та органів даного сегмента (кільчасті черв'яки) або групи сегментів (членистоногі). Однак, завжди найбільш розвиненим залишається головний вузол, що є координуючим та регулюючим центром по відношенню до інших ганглій. Цей тип нервової системи характеризується деякою організованістю: де збудження проходить строго певним шляхом, що дає виграш у швидкості і точності реакції. Але цей тип нервової системи дуже ранимий.

Хордовим тваринам властивий трубчастийтип нервової системи. У них в ембріональному періоді з ектодерми над хордою закладається нервова трубка, яка у ланцетника зберігається все життя і виконує функцію центрального відділу нервової системи, а у хребетних вона перетворюється на спинний та головний мозок. При цьому головний мозок розвивається з переднього відділу нервової трубки, а з решти її частини - спинний мозок.

Головний мозок у хребетних складається з п'яти відділів: переднього, проміжного середнього, довгастого мозку та мозочка.

Еволюція головного мозку у хребетних

У нервовій трубці є порожнина - невроцель, яка під час утворення п'яти мозкових пухирів формує розширення - мозкові шлуночки (у людини їх 4). У цих ділянках мозку розрізняють дно (основа) та дах (мантія). Дах розташовується над - а дно під шлуночками.

РИБИ

Передній мозокневеликий, не розділений на півкулі, має лише один шлуночок. Його дах не містить нервових елементів, а утворений епітелієм. Нейрони зосереджені на дні шлуночка в смугастих тілах і в нюхових частках, що відходять від переднього мозку. Фактично, передній мозок виконує функцію нюхового центру.

Середній мозокє вищим регуляторним та інтегративним центром. Він складається з двох зорових часток і є найбільшим відділом мозку. Такий тип мозку, де найвищим регуляторним центром є середній мозок, називається іхтіопсідпим.

Проміжний мозокскладається з даху (таламуса) та дна (гіпоталамуса) З гіпоталамусом пов'язаний гіпофіз, а з таламусом – епіфіз.

Мозжечоку риб добре розвинений, оскільки їхні рухи відрізняються великою різноманітністю.

Продовгуватий мозокбез різкої межі переходить у спинний мозок і в ньому зосереджений харчовий, судинно-руховий та дихальний центри.

Від мозку відходить 10 пар черепно-мозкових нервів, що характерно для нижчих хребетних

Амфібії

Передній мозок у амфібії в порівнянні з рибами значно крупніше, в ньому з'явилося дві півкулі і два шлуночки. У даху переднього мозку з'явилися нервові волокна, що утворюють первинний мозковий звід. архіпаліум.Тіла нейронів розташовуються у глибині, оточуючи шлуночки, переважно у смугастих тілах. Все ще добре розвинені нюхові частки.

Вищим інтегративним центром залишається середній мозок (іхтіопсідний тип). Будова така ж, як у риб.

МозжечокУ зв'язку з примітивністю рухів амфібій має вигляд невеликої платівки.

Проміжний і довгастий мозоктакі ж, як у риб. Від
головного мозку відходять 10 пар черепно-мозкових нервів

Плазуни (рептилії)

Рептилії відносяться до вищих хребетних і характеризуються активнішим способом життя, що поєднується з прогресивним розвитком усіх відділів головного мозку.

Передній мозокє найбільшим відділом головного мозку. Попереду від нього відходять розвинені нюхові частки. Дах залишається тонким, але на медіальному і латеральному боці кожної півкулі з'являються острівці кори. Кора має примітивну будову і називається стародавньою. археокортекс.Роль вищого інтегративного центру виконують смугасті тіла переднього мозку. зауропсидний тип мозку. Смугасті тіла забезпечують аналіз інформації, що надходить, і вироблення реакцій у відповідь.

Проміжний, мозок,будучи пов'язаний з епіфізом і гіпофізом має ще й дорсальний придаток - тім'яний орган, який сприймає світлове подразнення.

Середній мозоквтрачає значення вищого інтегративного центру, знижується та його значення як зорового центру, у зв'язку з чим його розміри зменшуються.

Мозжечокрозвинений значно краще, ніж у амфібій.

Продовгуватий мозокутворює різкий вигин, характерний вищих хребетних, зокрема й у людини.

Від головного мозку відходить 12 пар черепно-мозкових нервів, що для всіх вищих хребетних, зокрема й у людини.

Птахи

Нервова система у зв'язку із загальним ускладненням організації, пристосованістю до польоту і проживання в різних середовищах, розвинена значно краще, ніж у плазунів.

Дню птахів характерне подальше збільшення загального обсягу головного мозку, особливо переднього.

Передній мозок уптахів – це вищий інтегративний центр. Його провідним відділом є смугасті тіла ( зауропсидний тип мозку ).

Дах залишається слабо розвиненим. У ній зберігаються лише медіальні острівці кори, які виконують функцію вищого нюхового центру. Вони відтісняються до перемички між півкулями і звуться гіпокампа. Нюхові частки розвинені слабо.

Проміжний мозокневеликих розмірів і пов'язаний з гіпофізом та епіфізом.

Середній мозокмає добре розвинені зорові частки, що з провідною роллю зору життя птахів.

Мозжечоквеликий, має середню частину з поперечними борознами та невеликі бічні вирости.

Довгий моттакий самий, як у рептилій. 12 пар черепно-мозкових нервів.

Ссавці

Передній мозок-Це найбільший відділ головного мозку. У різних видів його абсолютний та відносний розміри дуже варіюють. Головна особливість переднього мозку – значний розвиток кори півкуль, яка збирає всю сенсорну інформацію від органів чуття, виробляє вищий аналіз та синтез цієї інформації та стає апаратом тонкої умовно-рефлекторної діяльності, а у високоорганізованих ссавців – та психічної діяльності ( маммальний тип мозку).

У найбільш високоорганізованих ссавців кора має борозни та звивини, що значно збільшує її поверхню.

Для переднього мозку ссавців та людини характерна функціональна асиметрія. У людини вона виявляється у тому, що права півкуля відповідає за образне мислення, і ліве - за абстрактне. Крім того, у лівій півкулі знаходяться центри усного та писемного мовлення.

Проміжний мозокмістить близько 40 ядер. Спеціальні ядра таламуса переробляють зорові, тактильні, смакові та інтероцептивні сигнали, направляючи їх потім у відповідні зони кори великих півкуль.

У гіпоталамусі зосереджені вищі вегетативні центри, які керують роботою внутрішніх органів через нервові та гуморальні механізми

У середньому мозкуна зміну двоолмія приходить чотиригір'я. Його передні пагорби є зоровими, а задні пов'язані зі слуховими рефлексами. У центрі середнього мозку проходить ретикулярна.

формація, яка є джерелом висхідних впливів, активують кору великих півкуль. Хоча передні частки є зоровими, аналіз зорової інформації здійснюється в зорових зонах кори, а частку середнього мозку доводиться головним чином управління очною мускулатурою - зміна просвіту зіниці, руху очей, напруга акомодації. У задніх пагорбах розташовані центри, що регулюють рух вушних раковин, натяг барабанної перетинки, переміщення слухових кісточок. Середній мозок також бере участь у регуляції тонусу скелетної мускулатури.

Мозжечокмає розвинені бічні частки (півкулі), покриті корою, та черв'як. Мозок пов'язаний з усіма відділами нервової системи, що мають відношення до управління рухами - з переднім мозком, стовбуром мозку і вестибулярним апаратом. Він забезпечує координацію рухів.

Продовгуватий мозок.У ньому з обох боків відокремлюються пучки нервових волокон, що йдуть до мозочка, а на нижній поверхні - довгасті валики, що отримали назву пірамід.

Від основи мозку відходить 12 пар черепно-мозкових нервів.