badania wykazały, że ołów zabija neurony (komórki nerwowe), w wyniku czego powstają mniejsze mózgi. Od dawna postawiono hipotezę, że takie zmiany w mózgu spowodowane narażeniem na ołów w dzieciństwie mogą stać za większą częstością słabej sprawności poznawczej i zachowań przestępczych. I chociaż trudno jest rozwikłać mylące skutki rasy, klasy i ekonomii, ostatnie badania Kim Dietrich, profesora ochrony środowiska na Uniwersytecie w Cincinnati, wykazały, że osoby, które ucierpiały z powodu największej ekspozycji na ołów jako dzieci, miały najmniejsze rozmiary mózgu-a także najwięcej aresztowań.
„ta wczesna ekspozycja na ołów była związana z mniejszymi objętościami korowej istoty szarej w obszarze przedczołowym”, mówi. „A fakt, że widzieliśmy zarówno zachowania przestępcze, jak i utratę objętości w tym krytycznym dla funkcji wykonawczych obszarze, jest prawdopodobnie czymś więcej niż tylko zbiegiem okoliczności.”
może tak być, jednak nowe badania naukowe dotyczące kilku gatunków zwierząt, w tym ludzi, kwestionują pogląd, że sam rozmiar mózgu jest miarą inteligencji. Naukowcy twierdzą raczej, że to podstawowa organizacja mózgu i aktywność molekularna w jego synapsach (połączenia komunikacyjne między neuronami, przez które przechodzą impulsy nerwowe) dyktują inteligencję.
Dwa lata temu Paul Manger, profesor nauk o Zdrowiu na Uniwersytecie Witwatersrand w Johannesburgu, RPA, wywołał niemałe poruszenie, gdy nazwał ukochanego delfina butlonosa, właściciela dużego, prawie ludzkiego mózgu, „głupszym niż złota rybka.”
„Jak się patrzy na Walenie, to mają wielkie mózgi, absolutnie” – mówi Manger. „Ale jeśli spojrzymy na rzeczywistą strukturę mózgu, nie jest ona zbyt złożona. A rozmiar mózgu ma znaczenie tylko wtedy, gdy reszta mózgu jest odpowiednio zorganizowana, aby ułatwić przetwarzanie informacji.”
twierdzi, że systemy w mózgu—jak neurony lub komórki nerwowe i synapsy są zorganizowane—są kluczem do określenia zdolności przetwarzania informacji. Manger spekuluje, że mózgi waleni są duże nie ze względu na inteligencję, ale z powodu obfitości tłuszczowych komórek glejowych (komórek bez nerwów służących jako tkanka podtrzymująca), które mogą być obecne w celu zapewnienia ciepła w zimnych wodach dla neuronów przetwarzających informacje we wnętrzu mózgu.
Mark Uhen, paleontolog kręgowców w Alabama Museum of Natural History, i Lori Marino, biolog, która bada ewolucję mózgu waleni i naczelnych w Yerkes National Primate Research Center Uniwersytetu Emory, nie zgadzają się. Marino twierdzi, że teorie Mangera pomijają lata dowodów behawioralnych, które pokazują, że delfiny są złożonymi myślicielami. Co więcej, jak mówi, ssaki mają niezwykłą strukturę mózgu z inną mapą funkcjonalną i dlatego nie mogą być porównywane z innymi gatunkami.
Marino uważa, że unikalna organizacja mózgu delfina może stanowić alternatywną drogę ewolucyjną do złożonej inteligencji—i że cząsteczki uwolnione w synapsach mogą zapewnić tę alternatywną ścieżkę.
badanie opublikowane niedawno w Nature Neuroscience przez Setha Granta, neurobiologa w Wellcome Trust Sanger Institute w Cambridge, wraz z Richardem Emesem, profesorem bioinformatyki w Keele University School Of Medicine w North Staffordshire, oba w Anglii, sugeruje, że wszystkie gatunki mają te same podstawowe białka, które działają w synapsach.
„Jeśli spojrzysz na nas i na ryby, mamy bardzo różne zdolności poznawcze” – mówi Emes. „Ale mamy mniej więcej taką samą liczbę tych białek synaptycznych. Jest to liczba interakcji i duplikacji genów tych białek, które zapewniają mózgowi budulec dla wyższego poziomu funkcji poznawczych.”
Emes, Grant i współpracownicy zgadzają się z Marino i Uhentem, że inteligencja i różnice między gatunkami wynikają z złożoności molekularnej na poziomie synaptycznym. „Podstawowy dogmat mówi, że właściwości obliczeniowe mózgu opierają się na liczbie neuronów i synaps”, mówi Grant. „Ale modyfikujemy to, mówiąc, że złożoność molekularna w tych synapsach jest również ważna.”
Grant i Emes zbadali, gdzie około 150 białek synaptycznych zostało uwolnionych w układach nerwowych drożdży, muszek owocowych i myszy. Odkryli, że zmienność wzorców produkcji i dystrybucji była powiązana z organizacją mózgu wyższego poziomu.
„białka, które można znaleźć w drożdżach, są rodzajem białek, które są znacznie bardziej prawdopodobne, aby znaleźć wyrażone w całym mózgu w jednolitych ilościach”, mówi Grant. „Położyli podwaliny pod tworzenie bardziej zróżnicowanych i różnych regionów mózgu przy użyciu różnych kombinacji i ekspresji innych, bardziej innowacyjnych białek.”Porównuje te białka molekularne do narzędzi, które pomagają budować wyspecjalizowane regiony mózgu. Dalej mówi, że różne interakcje, duplikacje lub delecje tych białek doprowadziły z czasem do ewolucyjnego rozwoju regionów takich jak kora przedczołowa u ludzi, która jest zaangażowana w wyższe funkcje wykonawcze, takie jak planowanie i zachowanie ukierunkowane na cele
Grant mówi, że to odkrycie oferuje naukowcom nowy sposób podejścia do badań ewolucji mózgu i inteligencji, a co ważniejsze, sugeruje, że patrząc na samą wielkość mózgu ma bardzo niewiele do zaoferowania w zrozumieniu zdolności poznawczych.
” Teraz jest jasne, że istnieją wspaniałe zdolności umysłowe u ptaków, nawet ze stosunkowo małymi mózgami, komórkami nerwowymi i połączeniami neuronowymi. Ale mają złożone synapsy molekularne”, mówi Grant. „Myślę, że w ciągu najbliższych 10-20 lat nasze perspektywy dotyczące zdolności umysłowych różnych gatunków zmienią się dość radykalnie.”
ale pomysł, że wielki mózg równa się wielki spryt, nie zniknie w najbliższym czasie. Chociaż Manger odrzuca rolę komórek glejowych w inteligencji, pośmiertne badania anatomiczne mózgu Alberta Einsteina wykazały, że mózg geniusza naukowego różnił się od mózgów innych martwych naukowców tylko większym stosunkiem komórek glejowych do neuronów. Ale badania nad organizacją mózgu Einsteina i konfiguracją cząsteczek synaptycznych nadal nie zostały zakończone.