اجداد ما چقدر باهوش بودند؟ آیا جریان خون در میزان هوش آن‌ها تاثیرگذار بوده است​

اجداد ما چقدر باهوش بودند؟ آیا جریان خون در میزان هوش آن‌ها تاثیرگذار بوده است

هوش انسان چگونه تحول پیدا کرد؟ انسان‌شناسان دهه‌ها ابزارهای به‌دست آمده در کاوش‌های باستان‌شناسی، چگونگی و روند استفاده از آتش، همچنین پیشرفت‌هایی از این دست، و نهایتا تجزیه و تحلیل تغییرات در اندازه‌ی مغز بر اساس جمجمه‌های فسیل شده را، مورد مطالعه قرار داده‌اند.

به گزارش THE CONVERSATION، دانشمندان در موسسه مطالعات تکاملی دانشگاه ویتواترزند (Witwatersrand) در آفریقای‌جنوبی ، راهی جدید برای برآورد هوش انسان‌های نخستین یافته‌اند.

با مطالعه جمجمه‌های فسیل شده، آن‌ها تعیین کردند که مغز انسان‌های باستانی چه مقدار خون – و چه مقدار انرژی – برای ادامه کار لازم داشته. و با تعیین میزان استفاده از انرژی، نتیجه‌گیری کردند که آن‌ها چقدر فکر می‌کردند.

آن‌ها دریافتند که میزان جریان خونی که به مغز می‌رسد، شواهد بهتری نسبت به اندازه مغز، در رابطه با توانایی فکر کردن انسان‌های اولیه ارائه می‌دهد.

مغز به عنوان یک ابر رایانه

محققان غالباً فرض می‌كنند كه با افزایش حجم مغز، میزان هوش در اجداد انسان (هومونیدها) افزایش می‌یابد.

این فرضیه‌ای غیر منطقی نیست، به عنوان مثال، در رابطه با افراد نخبه که در قید حیات هستند، شواهد نشان می‌دهد که تعداد سلول‌های عصبی موجود در مغز تقریباً متناسب با حجم مغز آن‌ها است. مطالعات دیگر در مورد پستانداران به طور کلی نشان می‌دهد که میزان متابولیسم (سوخت و ساز) مغز – و اینکه چه مقدار انرژی برای انجام فعالیت‌های خود نیاز دارند-  تقریباً متناسب با اندازه مغز آن‌ها است .

پردازش اطلاعات در مغز بر عهده سلول‌های عصبی و اتصالات بین آن‌ها (سیناپس‌ها) است. سیناپس‌ها همانند سوئیچ‌های ترانزیستور یک کامپیوتر، سایت‌های پردازش اطلاعات هستند.

مغز انسان حاوی بیش از 80 میلیارد سلول عصبی و حدود هزار میلیارد سیناپس است. اگرچه این تعداد تنها 2 درصد از حجم بدن را شامل می‌شوند، اما قابل توجه است که مغز حدود 20 درصد از انرژی یک فرد در حال استراحت را مصرف می‌کند.

حدود 70 درصد از این انرژی توسط سیناپس‌ها برای تولید نوروشیمیایی (یک مولکول آلی کوچک، یا پپتید است که در فعالیت‌های عصبی شرکت می‌کند) استفاده می‌شود، که اطلاعات را بین سلول‌های عصبی منتقل می‌کنند.

برای فهم میزان انرژی مورد استفاده در مغز اجدادمان، پژوهشگران بر میزان خون منتقل شده به مغز متمرکز شدند. به دلیل اینکه  خون اکسیژن اصلی مغز را تأمین می‌کند، ارتباط نزدیکی با مصرف انرژی سیناپسی دارد.

مغز انسان در هر ثانیه به حدود 10 میلی‌لیتر خون نیاز دارد. این میزان در زمان‌ فعالیت‌های مختلفی از قبیل، بیداری، خواب، ورزش، و یا در زمان حل مشکلات ریاضی تغییرات اندکی خواهد داشت.

از این نظر، ما می‌توانیم مغز را با یک ابر رایانه نسبتاً پرهزینه و انرژی مقایسه کنیم، که هرچه ظرفیت آن بیشتر باشد، قدرت بیشتری برای فعالیت نیاز دارد – و کابل‌های منبع تغذیه آن نیز بزرگتر هستند. در مورد مغز نیز دقیقا همین فرآیند وجود دارد؛ هر چه میزان ادراک و فهم بیشتر باشد، سرعت سوخت و ساز آن بیشتر است، در نتیجه جریان خون بیشتر می‌شود و شریان‌های تامین کننده خون نیز بزرگتر هستند.

اندازه‌گیری شریان از جمجمه

جریان خون به قسمت ادراک مغز، یعنی مخ (لوب پیشانی) از طریق دو شاهرگ داخلی وارد می‌شود. اندازه این شریان‌ها به میزان خونی که از طریق آن‌ها منتقل می‌شود، مربوط است.

درست همانطور که یک لوله‌کش لوله‌‌های آب بزرگتری را نصب می‌کند تا سرعت جریان در ساختمان‌های بزرگتر را بالا ببرد، سیستم گردش خون اندازه عروق خونی را تنظیم می‌کند تا با میزان جریان خون در آن‌ها مطابقت داشته باشد؛ میزان جریان خون به نوبه خود به میزان اکسیژن مورد نیاز یک اندام وابسته است.

در ابتدا ایجاد ارتباط بین سرعت جریان خون و اندازه عروق 50 نمونه از پستانداران، از طریق سونوگرافی و  تصویربرداری مغناطیسی تشدید‌ شونده (MRI) انجام شد، و در نتیجه سوراخ‌هایی که از طریق قاعده جمجمه، شاهرگ‌های داخلی انتقال خون را به سمت مغز هدایت می‌کنند، اندازه‌گیری کردند.

شریان‌هایی که خون را به مغز می‌رسانند از سوراخ‌های کوچک در قاعده جمجمه عبور می‌کنند. سوراخ‌های بزرگ‌تر به معنای شریان‌های بزرگتر و انتقال خون بیشتر برای تامین نیاز قدرت تجزیه و تحلیل مغز است. راجر سیمور 

در مرحله بعد، این سوراخ ها در جمجمه 96 میمون بزرگ مدرن از جمله شامپانزه‌ها، اورانگوتان‌ها، و گوریل‌ها اندازه‌گیری شدند. و در نهایت، این جمجه‌ها با 11 مورد از استرالوپیتکوس‌ها ( (Australopithecusکه تقریباً 3 میلیون سال پیش زندگی می‌کردند، مقایسه شدند.

مغز شامپانزه و اورانگوتان تقریباً 350 میلی لیتر حجم دارد، در حالی که حجم مغز گوریل و استرالوپیتکوس اندکی بیشتر از 500 میلی‌لیتر است. براساس شواهد احتمالا  استرالوپیتکوس باید حداقل به اندازه دیگران باهوش باشد.

درحالیکه، نتیجه مطالعه عکس آن بود، و مغز استرالوپیتکوس تنها دو سوم جریان خون، مغز یک شامپانچه یا اورانگوتان و فقط نیمی از جریان خون مغز یک گوریل را داشت.

انسان شناسان غالباً استرالوپیتکوس را از نظر هوش حد فاصل انسان‌ریخت‌ها و انسان‌ها طبقه‌بندی می‌کنند، اما براساس نتایج آزمایش اخیر، دانشمندان احتمال می‌دهند، که تاکنون نگرش اشتباهی داشته‌اند.

با گذشت زمان، مغز نیاکان ما نیاز به انرژی بیشتر و بیشتری داشت. راجر سیمور  

 

مسیر منحصر به فرد تکامل مغز انسان

 

در انسان و بسیاری از نخستی‌‌های دیگر، میزان گردش خون شاهرگ داخلی، به طور مستقیم متناسب با اندازه مغز است. این به این معنا است که اگر اندازه مغز دو برابر شود، سرعت جریان خون نیز دو برابر می‌شود.

اما این غیر قابل قبول است، چراکه سرعت سوخت و ساز بیشتر اندام‌ها، بسیار آهسته‌تر نسبت به سایز آن‌ها افزایش می‌یابد. در پستانداران، دو برابر شدن اندازه یک اندام، معمولاً میزان سوخت و ساز آن را تنها در حدود 1.7 افزایش می‌دهد.

این نشان می‌دهد که شدت سوخت و ساز مغز نخستی‌ها – میزان انرژی که هر گرم از مغز، در هر ثانیه مصرف می‌کند – با افزایش حجم مغز، سریع‌تر از حد انتظار افزایش یافته. در رابطه با هومونیدها، این رشد حتی سریع‌تر از سایر نخستی‌ها بوده.

در مدت زمان 4.4 میلیون سال فاصله بین آردیپیتکوس (Ardipithecus)، و هوموساپینس (Homo sapiens)، مغز تقریباً پنج برابر بزرگتر شده، اما سرعت جریان خون بیش از نه برابر بیشتر شده. این نشان می‌دهد که هر گرم از مغز تقریباً دو برابر سایر اندام‌ها انرژی مصرف می‌کند، که بدیهی است که به دلیل فعالیت سیناپسی بیشتر و پردازش اطلاعات است.

به نظر می‌رسد سرعت جریان خون به سمت مغز با گذشت زمان در تمام رده‌های اصلی پستانداران افزایش یافته است. اما در هومونیدها، سرعت رشد خیلی سریع‌تر از سایر گونه‌ها افزایش یافته است. این شتاب به موازات توسعه ابزارها، استفاده از آتش و بدون شک، گسترش ارتباطات در گروه‌های کوچک پیش رفته است.

close

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *