Происхождение мозга
Шрифт:
§ 5. Энергетические расходы нервной системы
Сопоставив размеры мозга и размеры тела животных, легко установить закономерность, по которой увеличение размеров тела чётко коррелирует с увеличением размеров мозга (см. табл. 1; табл. 3). Однако мозг является только частью нервной системы и не может рассматриваться отдельно от спинного мозга и периферической нервной системы. Масса одного мозга очень условно отражает энергетические затраты организма. Баланс между затратами на работу и приобретёнными результатами составляет суть работы нервной системы и затрагивает краеугольные принципы организации мозга, которые определили эволюцию нервной системы и стратегий поведения.
Общий баланс энергетических затрат складывается из нескольких компонентов. Рассмотрим компоненты нервной системы, которые постоянно находятся в активном состоянии. К ним относятся все периферические отделы, поддерживающие тонус мускулатуры, контролирующие дыхание, пищеварение, кровообращение и т. д. Понятно, что отключение одной из таких систем приведёт к гибели организма. Нагрузка на эти системы постоянна, но не стабильна. Она меняется в зависимости от поведения. Если животное начинает питаться, то активность пищеварительной системы возрастает и расходы на содержание её нервного аппарата увеличиваются. Аналогично повышаются расходы на иннервацию и контроль за скелетной мускулатурой, если животное активно. Колебания этих энергозатрат относительно невелики, так как тонус мускулатуры или активность кишечника организм вынужден поддерживать и в состоянии покоя. Следовательно, работа периферических систем требует постоянных затрат, которые возрастают с повышением активности организма.
Совершенно иная ситуация складывается с энергетическими затратами головного мозга. Головной мозг всегда активен независимо от состояния организма. Это связано с фундаментальными свойствами
41
Таблица 3. Абсолютная (средняя) масса тела различных животных
Вид
Масса, кг
Крошечная бурозубка (S. minutissimus)
0,003
Малая бурозубка (S. minutus)
0,005
Колибри (С. latirostris)
0,0013
Мышь домовая (М. musculus)
0,021
Хомячок золотистый (О. nuttali)
0,023
Обыкновенный перепел (С. coturnix)
0,1
Ласка (М. nivalis)
0,13
Чибис (V. vanellus)
0,22
Неясыть обыкновенная (S. aluco)
0,5
Еж (E. europaeus)
1,2
Ондатра (О. zibethicus)
1,5
Карп (С. carpio)
2
Кролик (О. cuniculus)
2,5
Аист (С. ciconia)
4,5
Трёхпалый ленивец (B. tridactylus)
5
Девятиполосный броненосец (D. novermcinctus)
6
Сурок (М. bobac)
7
Коала (P. cinereus)
16
Человек (Н. sapiens)
75
Леопард (P. pardus)
80
Страус (S. camelus)
80
Орангутан (P. pygmaeus)
100
Лев (Р. leo)
250
Морская свинья (P. phocaena)
340
Тигр (P. tigris)
350