Как череп приобрел шаровидную форму

Слева направо: череп человека, шимпанзе и гориллы. Обращают на себя внимание мощные надбровные дуги, покатый лоб и большие клыки у братьев наших меньших. Иллюстрация Physorg

Американский инженер и предприниматель Илон Маск предложил вводить в мозг людей платы с многочисленными электродами, с помощью которых можно будет регистрировать активность нейронов коры головного мозга. Проект получил говорящее название – «Нейролинк». Критики, однако, подчеркивают, что даже миллионы клеток – это ничтожно мало для коры, в слоях которой насчитывается до сотни миллиардов нейронов!

Недавно был создан вполне функциональный BCI, или мозг‑компьютерный интерфейс, с помощью которого после двух лет «тренировок» искусственной нейросети человек с перерывом спинного мозга на уровне шеи обрел подвижность. Экзоскелет, который надет на пациента, управлялся одной лишь силой мысли человека, у которого не работают ни руки, ни ноги. А в Университете Хьюстона биоинженеры создали «мягкий» нейроробот с тактильной сенсорикой, то есть ощущением прикосновения при взаимодействии со средой. В будущем создатели робота прогнозируют принципиально новые биопротезы, напрямую соединенные с периферическими нервами управления движениями. Статья ученых в журнале Science Advances называется «Растяжимые и эластичные синаптические транзисторы для неврологических софт‑систем».

С проблемой формирования человека напрямую связана и загадка происхождения человека, который, как считалось, развивался в связи с увеличением внутричерепного объема. Последнее же происходило из-за перехода на высококалорийную животную пищу, для потребления которой не нужны были мощные челюсти для пережевывания растительной органики. Это характерно для человекообразных обезьян. Среди последних явно выделяются самые умные из них – шимпанзе. Они активно используют первичные орудия – палки, веточки, щепки, а также охотятся на детенышей других обезьян.

Примерно 25 млн лет назад ветви предков шимпанзе и будущих людей разошлись на эволюционном древе. В результате в Африке появились «южные обезьяны», или австралопитеки. Самая известная из них получила имя собственное – Люси. Ее скелет и череп нашли в Эфиопии. До сих пор не совсем понятно, как случился переход от австралопитеков к разным видам человека – erectus (прямоходящий), habilis (умелый) и neanderthalensis (неандерталец).

И вот был найден человек денисовский, косточки которого обнаружили археологи в Денисовой пещере на Алтае, а затем в Тибете и на Зондских островах в Малаккском проливе. Выяснилось, что неандертальской ДНК в нашем геноме оказалось 2–4%. А вот денисовской – 5–6%. Недавно стало известно о девочке, мать которой была «денисовка», а отец – неандерталец. Журнал Science опубликовал данные сотрудников Вашингтонского университета в г. Сиэтле, которые выявили большие участки ДНК неандертальцев и денисовцев в 8‑й и 16‑й хромосомах современных меланезийцев. Этой ДНК нет у немеланезийцев, и теперь хотелось бы понять функцию этой древней ДНК.

После долгих споров было признано, что предки современного человека вышли из Африки – гипотеза Out of Africa. Предки людей волна за волной выходили с просторов Черного континента. Исход шел по левантийскому коридору, в пещерах которого люди оседали.

Так, почти полмиллиона лет назад оказалась заселенной пещера Касем (Qasem), что у Рош‑Айна, – «Голова источника» – в 12 км к востоку от Тель‑Авива. Сотрудники местного университета описали уникальную способность ее тогдашних обитателей сохранять в течение долгого времени жирный костный мозг в трубчатых костях задних конечностей оленей. Авторы статьи выдвигают гипотезу, что предки современного человека изначально жили в Леванте, а затем отправились в Марокко, где в горе Джебель Ирхуд (Jebel Irhoud) был найден череп возрастом «всего» 300 тыс. лет. Затем настал черед Азии. Ученые пишут, что отверстия в костях прикрывали кожным лоскутом, и это позволяло долго сохранять костный мозг в прохладе пещерных глубин.

Костный мозг в силу высокого содержания жиров и легкости их усвоения способствовал развитию мозга, потребляющего много энергии по сравнению со всем телом (2% от массы тела и до трети потребляемой глюкозы). Считается, что полмиллиона лет назад случилась и мутация в гене мышечного белка миозина (MyoH). После этого жевательные мышцы – самые мощные – утратили свою силу и массу. И наши предки после этого должны были либо погибнуть от голода, либо перейти на мясную пищу, то есть стать всеядными.

Коллеги авторов Science из Цюрихского университета опубликовали в журнале «Труды АН США» (PNAS), что изменения в мозге начались задолго до «облегчения» лицевого черепа, благодаря чему увеличился объем его свода. Мозг стал расти и приобрел нынешнюю глобулярную, или шаровидную, форму благодаря резкому увеличению объема «думающих» лобных долей.