Как узнать размер мозга
Сколько весит мозг обычного человека?
Еще с древних времен многие ученые задумывались над тем, сколько весит взрослый человеческий мозг, и как его вес влияет на способности и умения. Архимед в свое время пытался вычислить массу данного органа, погружая голову в сосуд с водой, а после делал расчеты в зависимости от того, сколько жидкости вылилось. По некоторым данным известно, что вес мозга составляет около 2% от всего веса человека. В этой статье вы узнаете, зависит ли интеллект от веса мозга, а также, в чем отличие между мозгом мужчины и женщины.
Развитие мозга
В ходе некоторых исследований стало известно, что примерный вес мозга взрослого составляет 1-2 кг. У мужчин лучше развита двигательная активность, а у женщин — интуиция. Именно поэтому женщины способны быстрее выполнять задачи и обдумывать информацию.
Головной мозг является очень важным органом, он контролирует жизнедеятельность всего организма. Стандартные размеры этого органа составляют 20х20х15 см. Обычно вес мозга не превышает 1,5 кг, в редких случаях он достигает веса 2 кг. Своего наибольшего веса этот орган достигает к 27-28 годам, а затем ежегодно начинает терять 2-3 грамма.
Формирование мозга
Центральная нервная система начинает формироваться внутриутробно еще с 3 недели после оплодотворения. Мозг развивается в пренатальный период вместе с другими структурами. Вес мозга в момент рождения детей составляет всего 300-500 г. В первый год жизни младенца происходит активное развитие и рост этого органа. К концу первого года жизни масса мозга уже составляет около 1 кг.
В период с 2 до 5 лет масса мозга начинает увеличиваться за счёт того, что происходит развитие тех областей, которые отвечают за целенаправленное движение, память, мышление и усвоение информации. В период от 5 до 7 лет созревают поля в мозге, отвечающие за восприятие, память, мышление, а также процессы, связанные с развитием речи. Исходя из вышеперечисленного, можно понять, что развитие мозга состоит из нескольких этапов, а если нарушается работа одного, то и другие дают сбой.
Мозг животных и людей
Мозги разных представителей фауны могут иметь разный вес в зависимости от многих факторов. Так, например, вес мозга динозавра в среднем составлял около 1 кг. А вот вес мозга слона составляет примерно 4-5 кг. Одним из самых больших является мозг синего кита, он весит 9 кг.
Одними из самых общительных представителей животного мира являются собаки. Их мозг весит всего 100 граммов, но это не делает их глупыми, к тому же, собаки отлично поддаются дрессировке.
Интеллект и мозг
В ходе многих исследований ученые пришли к выводу, что от размера мозга не зависит уровень интеллекта. Была проведена огромная работа, благодаря которой установили, что самый большой человеческий мозг принадлежал психически больному человеку. А вот мозг гениев обычно не отличался размерами.
Строение структуры коры играет главную роль в умениях и способностях индивида, поэтому у талантливых людей сеть нейронов достаточно густо расположена. Если же происходит увеличение других структур, это ведет к умственным отклонениям.
Поддерживайте активность и высокую работоспособность мозга регулярными тренировками когнитивных функций. Для этого вы можете использовать тренажеры Викиум.
Как влияет объем мозга на способности человека
Сколько интересных фактов человечество знает про головной мозг, но в разы больше об этом органе центральной нервной системы не известно. Например, что такое память, где хранится запомненная информация, почему объем головного мозга видных интеллектуалов мог отличаться по весу в разы? Давайте займёмся антропометрией этого загадочного органа, форма которого напоминает вид ядра грецкого ореха.
Энергопотребление
Объем мозга любого современного человека превышает аналогичный показатель при сравнении с любым животным. Энергопотребление этого органа вызовет удивление у большинства людей, которые узнают, что около половины вырабатываемой в печени глюкозы потребляется головным мозгом. Цифра может составлять порядка 20 процентов энергии тела, а более наглядно 10-15 Вт при небольшой нагрузке.
Активная умственная деятельность требует до 25 Вт мощности, а у научных светил этот показатель порой 30 Вт достигает. При этом происходит генерирование намного большего количества электрических импульсов, чем производит вся вычислительная техника планеты. Масса головного мозга при этом намного порядков меньше.
Эволюция создала более эффективный механизм для обработки полученной информации, по сравнению с техническими решениями людей.
Антропометрия
Довольно точно определить объем мозга человека в наше время сложно. Медики в основном прибегают к эмпирическим формулам для подсчёта физических габаритов органа. Так берутся габаритные размеры черепной коробки в сантиметрах, перемножаются, добавляется пара коэффициентов и получается приблизительный результат. Причём линейный размер черепа мужчин и женщин высчитываются по отличающимся формулам.
Чем больше, тем лучше
Бытует мнение: чем больше мозги, тем умнее их обладатель, будь это человек или животное. Всё правильно. По уровню умственных способностей Млекопитающие намного превосходят червей и насекомых, а человекообразные обезьяны своих менее развитых сородичей. Ну это как посмотреть: птичкам, червям и обезьянам достаточно размера их мозга для выживания в привычной им среде, а человек среду обитания и образ жизни всё время подстраивает под себя. И в последнее столетие этот процесс опередил длительность жизни людей: за жизнь поколения мир изменяется настолько, что человеку необходимо беспрерывно учиться, чтобы обитать в нём, или уйти в джунгли.
Теперь об интересном.
Вывод: неважно сколько весит мозг человека или животного. Более важными здесь являются отношение массы органа к массе тела и количество связей между нейронами. Не зря ведь наука установила, что активный человек (читающий книги) использует около 5% интеллектуального потенциала. Плохо знакомому с умственной деятельностью хватает и 3%, и неважно, женщина это или мужчина.
Число нейронов также немногое говорит про вместимость черепной коробки: при равном их количестве у разных видов животных некоторые значительно отличаются интеллектуальными способностями, но лишь в решении предложенных человеком задач.
Корреляции
Многие думают, что современный человеческий мозг немного больше мозгов человекообразной обезьяны, но это не так. Интеллект человека действительно превосходит умственные способности любого животного, вторым «по уму» идёт дельфин, а не шимпанзе. Человеческий мозг может весить до 2% от массы тела, то есть он в 50 или чуть более раз легче, чем весь организм, у дельфинов показатель составляет около 80 раз, а у шимпанзе – порядка 120. Но и такой подсчёт не даёт высокой точности, ведь установлено, что у разных млекопитающих интеллект в немалой мере зависит от площади коры (неокортекса), увеличиваемой за счёт извилин.
Показатели массы
Не секрет, что женский и мужской центр нервной системы отличается по весу. Это было установлено в 1882 Френсисом Гаттоном и многократно подтверждено учёными из различных исследовательских институтов и центров всего земного шара.
Эта разница составляет 100-150 грамм в среднем.
Наконец-то мы пришли к самому интересному: сколько весит мозг человека, и каков его средний размер. Нормальным считается орган со следующими габаритами:
Это у взрослого человека. У стариков, детей и подростков эти цифры будут ниже, а также у тех, чей мозг поддаётся влиянию вредных для него факторов окружающей среды (алкоголь, наркотики).
Какова средняя масса
Усреднённым значением считается показатель в 1,38 кг для сильного пола и 1,24 кг у представительниц слабого пола. Индивидуальные корреляции могут составлять 900 – 2000 грамм. Высокоинтеллектуальные люди, профессионалы в какой-либо сфере деятельности и творческие личности не отличаются увеличенной массой мозгового вещества. Его плотность составляет 1,038-1,04.
У детей
Новорождённые и младенцы отличаются массой мозга, которая достигает 10% (нормой считается 350-450 грамм) от веса тела и заметно снижается в первые годы его жизни и развития. В два года, например, вес колеблется в районе 900 грамм, а в шесть – 1,2 кг. За последующие 10-16 лет мозг прибавляет в весе всего около 0,2 кг.
Большой и малый вес
Наиболее легким мозгом, который был зафиксирован, обладал 46-летний мужчина. Вес составлял всего 680 грамм, причем такой крохотный орган не оказывал никакого влияния на поведение и социальные навыки человека. Хотя ещё в 1873 году К. Фохт установил, что порог массы мозга находится в пределах 750-800 грамм. Кто имел орган легче, отличались наличием микроцефалии, упрощенным поведение, могли иметь упрощенную речь, их развитие не часто отличалось от умственных способностей детей 3-6 лет. Такие люди вели практически асоциальный образ жизни, пасли овец, собирали дрова, ягоды.
Масса самого большого мозга – 2850 граммов, при этом его владелец, как говорилось выше, был идиотом и шизофреником. В том же XIX веке был зафиксирован и самый большой мозг нормального человека. Он составлял 2222 грамма.
Расовые и национальные различия
На вес мозга влияет и гаплогруппа. Обладатели R1A, коими являются большинство или значительная часть россиян, украинцев, белорусов, поляков, сербов, брахманов Индии и менее весомый процент представителей иных народов, наделены самым массивным мозгом. У западных европейцев и азиатских народов он немногим меньше. Самым незначительным весом мозга отличаются афроамериканцы – он весит приблизительно на 100 грамм меньше, чем у белокожих американцев.
Размер мозга не всегда имеет значение, по крайней мере решающее. Мужчина не всегда умнее женщины, их нервные системы заточены для решения различных проблем. А вот среди различных народов замечено, что среди славян и их потомков, которые носят в себе Y-хромосому R1A, больше всего творцов и изобретателей, чем негроидное население не отличается.
Как узнать размер мозга
Ответ на вопрос 
captainl в треде об интервью Савельева. Ответ не поместился в комменты, поэтому я его вынес сюда.
Первоначальный реплика captainl :
Сразу помечу, я не невролог и не нейрохирург, просто врач по образованию. Поэтому углубленного рассмотрения темы от меня ждать не приходится. Однако базовые знания по вопросу имею.
Вес, это объем и плотность. Плотность известна довольно точно— мозг состоит из воды, в основном, но можно уточнить и получить объемное распределение плотности, теми же методами, что и размеры. Для определения, с точностью до долей мм, размеров мозга, вернее координат различных его структур, в медицине чаще всего применяют различные варианты (компьютерной) томографии, наверное слышали. Так как томограммы, это набор сечений, то восстановление по ним объемной конфигурации и, тем более, общего объема, задача очевидная.
Компьютерной томография называется неспроста 🙂 Там используют алгоритм восстановления изображения предмета по его проекциям с разных углов, в тонкости я не вникал. Впрочем, это как раз епархия captainl :-).Материалов разной степени популярности и дотошности в сети полно. Можно начать с краткой статьи в Википедии. Статья не очень, но там есть термины и персоналии. В английской Википедии изложение гораздо более подробное. Физические принципы, применяемые при томографии: рентген, ЯМР (ядерный (пара)магнитный резонанс и другие методы, как просвечивающие, так и эмиссионные. Например, позитронно-эмиссионный томограф. Общий принцип: введение изотопа с тропностью к тем или иным тканям с последующим измерением излучения набором щелевых детекторов. Потом восстанавливают картинку, аналогично рентгеновской компьютерной томографии.
Применяют и другие виды томографий, самые разнообразные варианты ультразвукового исследования, измерение (комплексного) электрического сопротивления (реография), рентгенографию с введением в кровеносные сосуды и/или желудочки мозга рентгеноконтрастного вещества. И многое, многое другое.
По томограммам делают 3-D модели мозга (не вообще, а конкретного) с помощью 3-D принтера. Статья была в сети, может быть на мембране? Или в «В мире науке»? А может где-то ещё, не помню точно.
Математические расчеты во время операции.
Криозонд (жидкий азот) введён.
Картинки из монографии «КАНДЕЛЬ Э. И. Функциональная и стереотаксическая нейрохирургия/ АМН СССР.—М.: Медицина, 1981,368 с, ил.»
Между прочим, во время стереотаксических операций наркоз не применяют. Пациент находится в полном сознании, хирурги с ним разговаривают. Мозг сам по себе не чувствует боли.
Теперь, думаю, понятно, что «приблизительно, с точностью до 1%» не в стат. исследованиях даже, а на конкретном живом и бодро разговаривающем мозге, верный этому мозгу кирдык. Ведь размеры нейронных структур, куда нужно попасть, составляют единицы милиметров.
Понятно, что сейчас в стереотаксисе огромный прогресс, что радует, конечно, но и некоторую задумчивость тоже вызывает.Ведь стереотаксическии операции можно проводит быстро, массово, в амбулаторных условиях, и «не дырявя череп», т.е. бескровно.Насчет последнего пункта. Это не страшилка из голливудского триллера. Я слышал, краем уха, что в 80-е где-то в Горьковской (Нижегородской) области делалась соответствующая разработка. Принцип довольно простой: ФАР (фазированная антенная решетка) из ультразвуковых излучателей (УЗИ). Т.е. одновременно прибор и диагностический (снятие томограммы, определение координат цели) и, н-да, лечебный — если сфокусировать УЗИ в одной точке, можно получить самый разный эффект, от стимуляции нейронных центров, до их уничтожения. Тогда вроде не особенно хорошо выходило, технологии были не ах. Сейчас девайс можно дома собрать. Главный компоненты — ФАР УЗИ, ПО управляющего компьютера, конечно. Ну и пустячок, методики :-).
СОДЕРЖАНИЕ
Размер мозга
| Имя | Размер мозга (см 3 ) |
|---|---|
| Homo habilis | 550–687 |
| Homo ergaster | 700–900 |
| человек прямоходящий | 600–1250 |
| Homo heidelbergensis | 1100–1400 |
| Homo neanderthalensis | 1200–1750 |
| Homo sapiens | 1400 |
| Homo floresiensis | 417 |
Биогеографические вариации
Попытки найти расовые или этнические различия в размере мозга обычно считаются псевдонаучными усилиями и традиционно связаны с научным расизмом и попытками продемонстрировать расовую интеллектуальную иерархию.
Большинство попыток продемонстрировать это опиралось на косвенные данные, которые оценивали размеры черепа, в отличие от прямых наблюдений за мозгом. Они считаются дискредитированными с научной точки зрения.
В крупномасштабном обзоре глобальных изменений черепов 1984 г. был сделан вывод, что различия в размерах черепа и головы не связаны с расой, а скорее связаны с сохранением тепла климатом, заявив: «Мы не находим поддержки использования размера мозга в таксономической оценке (кроме палеонтологические крайности с течением времени). Расовые таксономии, которые включают емкость черепа, форму головы или любую другую черту, на которую влияет климат, смешивают экотипические и филетические причины. Для плейстоценовых гоминидов мы сомневаемся, что объем черепной коробки является более « ценным » с таксономической точки зрения, чем любой другой другая черта «.
Однако Яки (2011) не обнаружил статистически значимых гендерных различий в соотношении серого вещества для большинства возрастов (сгруппированных по десятилетиям), за исключением 3-го и 6-го десятилетий жизни в выборке из 758 женщин и 702 мужчин в возрасте 20–69 лет. У среднего мужчины третьего десятилетия (в возрасте 20–29 лет) соотношение серого вещества было значительно выше, чем у средней женщины той же возрастной группы. Напротив, среди испытуемых шестого десятилетия у средней женщины соотношение серого вещества было значительно выше, хотя значимых различий среди тех, кто находился на 7-м десятилетии жизни, обнаружено не было.
Генетический вклад
Исследования взрослых близнецов показали высокие оценки наследуемости общего размера мозга во взрослом возрасте (от 66% до 97%). Эффект варьируется в зависимости от региона головного мозга, однако, с высокой наследуемостью объемов лобных долей (90-95%), умеренными оценками в гиппокампе (40-69%) и факторами окружающей среды, влияющими на несколько срединных областей мозга. Кроме того, объем бокового желудочка, по- видимому, в основном объясняется факторами окружающей среды, что позволяет предположить, что такие факторы также играют роль в окружающей мозговой ткани. Гены могут вызывать связь между структурой мозга и когнитивными функциями, или последние могут влиять на первые в течение жизни. Был идентифицирован или предложен ряд генов-кандидатов, но они ожидают репликации.
Интеллект
Исследования по измерению объема мозга, слуховых вызванных потенциалов P300 и интеллекта показывают диссоциацию, так что и объем мозга, и скорость P300 коррелируют с измеренными аспектами интеллекта, но не друг с другом. Фактические данные противоречат вопросу о том, предсказывает ли изменение размера мозга также интеллект между братьями и сестрами, поскольку некоторые исследования обнаруживают умеренную корреляцию, а другие не находят никакой. Недавний обзор Несбитта, Флинна и др. (2012) отмечают, что приблизительный размер мозга вряд ли может служить хорошим показателем IQ, например, размер мозга также различается у мужчин и женщин, но без хорошо задокументированных различий в IQ.
Открытие последних лет состоит в том, что структура мозга взрослого человека изменяется, когда усваивается новый когнитивный или двигательный навык, включая словарный запас. Структурная нейропластичность (увеличенный объем серого вещества ) была продемонстрирована у взрослых после трех месяцев обучения зрительно-моторным навыкам, поскольку качественные изменения (например, обучение новой задаче) кажутся более важными для изменения структуры мозга, чем продолжение тренировок. уже изученной задачи. Было показано, что такие изменения (например, пересмотр для медицинских осмотров) длятся не менее 3 месяцев без дальнейшей практики; другие примеры включают изучение новых звуков речи, музыкальные способности, навыки навигации и обучение чтению зеркально отраженных слов.
Другие животные
Хотя у людей самый высокий коэффициент энцефализации среди современных животных, для приматов это вполне нормально. Некоторые другие анатомические тенденции коррелируют на эволюционном пути человека с размером мозга: базикраниум становится более изогнутым с увеличением размера мозга по сравнению с базисной длиной мозга.
Емкость черепа
Однако больший объем черепа не всегда свидетельствует о более разумном организме, поскольку большие возможности требуются для управления большим телом или во многих случаях являются адаптивным признаком жизни в более холодной окружающей среде. Например, у современных Homo sapiens у северных популяций зрительная кора на 20% больше, чем у жителей южных широт, и это потенциально объясняет популяционные различия в размере человеческого мозга (и примерно черепном объеме). Неврологические функции определяются скорее организацией мозга, чем объемом. Индивидуальная изменчивость также важна при рассмотрении объема черепа, например, средний объем черепа у неандертальцев для женщин составлял 1300 см 3 и 1600 см 3 для мужчин. У неандертальцев глаза и тела были больше по сравнению с их ростом, поэтому непропорционально большая область их мозга была посвящена соматической и визуальной обработке, функциям, обычно не связанным с интеллектом. Когда эти области были скорректированы для соответствия анатомически современным человеческим пропорциям, было обнаружено, что у неандертальцев мозг был на 15-22% меньше, чем у AMH. Когда неандертальская версия гена NOVA1 вставляется в стволовые клетки, она создает нейроны с меньшим количеством синапсов, чем стволовые клетки, содержащие человеческую версию.
В попытке использовать емкость черепа в качестве объективного показателя размера мозга, в 1973 году Гарри Джерисон разработал коэффициент энцефализации (EQ). Он сравнивает размер мозга образца с ожидаемым размером мозга животных примерно с таким же весом. Таким образом, можно сделать более объективное суждение о емкости черепа отдельного животного. Холлоуэй собрал большую научную коллекцию эндокастов головного мозга и измерений емкости черепа.
Примеры черепной емкости
Каков размер нашего мозга?
Мозг человека – поразительный орган, способный на удивительные подвиги памяти. Он необыкновенно быстро приспосабливается к изменениям, но восприимчив к повреждениям. Насколько велики его объёмы?
Хотя человеческий мозг по своей структуре и подобен мозгу других млекопитающих, размер относительно размера тела делает его особенным. Если судить по этому показателю, то у человека гораздо больше мозгов – если можно так выразиться, – чем у кого-либо из млекопитающих.
Размеры мозга: факты
– Если говорить о весе, то, в среднем, у взрослого человека он составляет от 1300 до 1400 граммов. Средняя длина человеческого мозга – 15 сантиметров.
– Мозг новорожденного ребенка весит примерно от 350 до 400 граммов.
– У мужчины мозг, как правило, больше, чем у женщины. С учётом соотношения его массы с общей массой тела, мозг среднего мужчины больше на 100 граммов.
– У женщин лобная и лимбическая доли – области, связанные с решением проблем и эмоциональной регуляцией – обычно крупнее, чем у мужчин.
– У мужчин же больший размер имеют теменная доля (связанная с восприятием пространства) и миндалевидное тело (оно отвечает за социальное и сексуальное поведение).
– Нейроны – структурные единицы нервной системы. Они передают и хранят информацию, что позволяет различным отделам мозга взаимодействовать друг с другом, а также обеспечивает связь мозга с различными частями тела. Исследователи подсчитали, что человеческий мозг состоит из 100 миллиардов нейронов.
Имеет ли значение размер?
У кого-то больше, у кого-то меньше. Вам было бы интересно узнать, что размер мозга связан с характеристиками вроде нетрудоспособности или интеллекта. Исследователи обнаружили, что в некоторых случаях размер мозга может быть обусловлен определенными заболеваниями или условиями развития. Например, дети, страдающие аутизмом, как правило, имеют больший мозг (да и рост их мозга происходит непропорционально), чем остальные. Гиппокамп – область мозга, тесно связанная с памятью – у пожилых взрослых, страдающих болезнью Альцгеймера, меньше.
А вот как насчет интеллекта? Ответ на этот вопрос во многом зависит от того, кому именно Вы его задаёте. Согласно результатам одного масштабного исследования, проведённого Майклом МакДэниелом из Университета Содружества (Ричмонд, Виргиния), больший мозг связан с более высоким уровнем интеллекта. Однако не все исследователи обязательно согласятся с такими выводами.
Вообще, подобные исследования поднимают важные вопросы. Как именно нужно определять и измерять уровень интеллекта? Должны ли мы принимать во внимание соотношение с размерами тела, устанавливая такую связь? Какие именно отделы головного мозга мы должны исследовать?
При рассмотрении индивидуальных различий важно также отметить, что на самом деле разница в размерах относительно невелика. Существенно повлиять на результаты могут совсем другие факторы – плотность нейронов, какие-либо структурные различия мозга. Также ключевую роль могут сыграть социальные и культурные факторы.