какие животные обладают самым маленьким мозгом среди млекопитающих по отношению к общей массе тела

СОДЕРЖАНИЕ

Считается, что у животных чем больше размер мозга, тем больший вес мозга будет доступен для более сложных когнитивных задач. Однако крупным животным нужно больше нейронов, чтобы представлять собственное тело и управлять определенными мышцами; таким образом, относительный, а не абсолютный размер мозга позволяет ранжировать животных, который лучше соответствует наблюдаемой сложности поведения животных. Взаимосвязь между соотношением массы мозга и тела и сложностью поведения не идеальна, поскольку на интеллект влияют и другие факторы, такие как эволюция недавней коры головного мозга и различные степени складчатости мозга, которые увеличивают поверхность коры, что положительно у людей соотносится с интеллектом. Разумеется, отмеченным исключением из этого правила является отек мозга, который, хотя и приводит к большей площади поверхности, не влияет на интеллект страдающих от него.

Отношение к метаболизму

Связь между массой мозга и массой тела всех живых позвоночных следует двум полностью отдельным линейным функциям для хладнокровных и теплокровных животных. У холоднокровных позвоночных мозг намного меньше, чем у теплокровных позвоночных того же размера. Однако, если принять во внимание метаболизм головного мозга, взаимоотношения между мозгом и телом у теплокровных и хладнокровных позвоночных становятся похожими, и большинство из них использует от 2 до 8 процентов своего основного метаболизма для головного и спинного мозга.

Сравнения между группами

В эссе «Щедрость Блая» Стивен Джей Гулд отметил, что если посмотреть на позвоночных с очень низким коэффициентом энцефализации, их мозг будет немного менее массивным, чем их спинной мозг. Теоретически интеллект может коррелировать с абсолютным объемом головного мозга животного после вычитания веса спинного мозга из головного мозга. Эта формула бесполезна для беспозвоночных, потому что у них нет спинного мозга или, в некоторых случаях, центральной нервной системы.

Критика

У людей отношение массы мозга к массе тела может сильно варьироваться от человека к человеку; он был бы намного выше у человека с недостаточным весом, чем у человека с избыточным весом, и выше у младенцев, чем у взрослых. Та же проблема возникает при работе с морскими млекопитающими, у которых могут быть значительные жировые отложения. Поэтому некоторые исследователи предпочитают безжировую массу тела массе мозга в качестве лучшего предсказателя.

Источник

masterok

Мастерок.жж.рф

Хочу все знать

Мозг — это как океан на нашей планете. Уж сколько много мы знаем о человеческом теле, а мозг продолжает оставаться кладезем загадок, как и наш Мировой Океан.

Миф 1: В человеческом мозге сто миллиардов нейронов

Нейроны это фундаментальные строительные кирпичики любой нервной системы. Эти специфические клетки, древовидные отростки которых расходятся во все стороны и соприкасаются с такими же отростками соседних клеток, формируют огромную электрическую и химическую сеть, которая является нашим мозгом, и обрабатывают информацию о нашем окружении, управляют нашими действиями в соответствии с этим самым окружением, и даже контролируют наши неосознаваемые телесные функции.

Именно наши нейроны позволяют нашему мозгу совершать различные действия быстрее и эффективнее, чем любая из когда-либо созданных машин.
Учитывая какую незаменимую роль играют эти клетки, вы можете предположить, что у учёных есть пара идей относительно того, сколько же именно нейронов заключено у нас между ушей; и многие годы мы думали, что так оно и есть.

Пролистайте несколько учебников по нейробиологии, пару научных исследований и научных журналов, и вы обнаружите, что многие обозначают число нейронов в человеческом мозгу красивой круглой цифрой в сто миллиардов – и обычно делают это без подтверждающих ссылок.

Почему без ссылок? По мнению нейробиолога доктора Геркулано-Хаузел, так получилось потому, что никаких прямых оценок общего числа нейронов в человеческом мозге не делалось до 2009 года, когда она и её команда извлекли мозги четырёх недавно скончавшихся людей, принесли их в лабораторию и разжижили их с помощью техники, называемой «изотропная фракциализация».

Геркулано-Хаузел и её команда растворили каждый мозг в гомогенную эмульсию в виде «мозгового супа» (это её слова, не наши), взяли образцы из этого супа, подсчитали количество нейронов в каждом образце, и затем экстраполировали, чтобы получить общее число нейронов в каждом мозговом «тортике».

«Мы обнаружили, что средний человеческий мозг содержит приблизительно 86 миллиардов нейронов», говорит Геркулано-Хаузел в недавнем подкасте к журналу Nature. Затем она продолжает:

«Ни один мозг, который мы исследовали к настоящему моменту, не содержал ста миллиардов клеток. И хотя кажется, что это не особо большая разница, но 14 миллиардов нейронов это размер мозга к примеру бабуина, или почти половина нейронов мозга гориллы. Так что это на самом деле вполне приличная разница».

Миф 2: Чем больше мозг – тем он лучше

Среди млекопитающих например, приматы (вроде нас) и китообразные (вроде дельфинов) имеют более крупные мозги, чем скажем насекомоядные (вроде муравьеда), и обладают тем, что большинство может признать как пропорционально большие умственные способности. Основываясь на одном этом наблюдении, вы можете склониться к тому, чтобы считать размер мозга хорошим предиктором когнитивных возможностей.

Однако отношение «Больше – значит лучше» нарушается, как только вы начинаете сравнивать особей разных видов. Коровы, например, имеют более крупные мозги, чем практически любой вид обезьян, но если только они не очень (очень) хороши в скрывании этого, коровы практически однозначно имеют меньше умственных способностей, чем большинство (если не все) «менее мозговитых» приматов.

Сходным образом, мозг капибары (водная свинка, самый крупный грызун на Земле; прим. mixednews) может весить более семидесяти граммов, но её когнитивные способности бледнеют в сравнении со способностями обезьянки капуцина, мозг которой весит всего лишь пятьдесят граммов.

Разумеется, для целей нашей дискуссии, посвящённой человеческим мозгам, наиболее красноречивым доказательством того, что «больше не значит лучше», будет являться сравнение размеров нашего мозга и мозга крупнейших млекопитающих животных, таких например, как кит или слон.

На картинке выше, вы можете видеть сравнение человеческого мозга с гораздо более крупным мозгом слона. Средний человеческий мозг весит около 1200 граммов, а мозг слона – почти в четыре раза больше, но самый крупный мозг – у кашалота, и весит он 6800 граммов.

С мозгом, который весит в шесть раз больше человеческого, почему кашалоты до сих пор не подчинили себе человечество?

Миф 3: Мозг человека имеет наибольший размер по отношению к размерам тела

Этот миф пришёл к нам ещё из времён Аристотеля, который в 335 году до нашей эры написал: «Из всех животных, человек имеет самый большой мозг в сравнении с размером его тела».

В эту ловушку легко угодить, если вы попытаетесь объяснить разницу между размером мозга и интеллектом у, скажем, человека и кашалота. В наши дни, многие люди пользуются примерно тем же объяснением, что и Аристотель, чтобы убедить себя – связь между размером мозга и интеллектом заключается не в абсолютном весе или размере мозга, а скорее в соотношении веса мозга и веса тела.

Пристально изучите эту логическую цепочку, и вы обнаружите, что она даёт нам ещё одну неточную картину по сравнению с тем, что мы на самом деле наблюдаем в природе. Да, соотношение мозга к телу у человека огромно по сравнению скажем со слоном (около 1/40 против 1/560 соответственно); но оно примерно равно такому же соотношению у обычной мыши (тоже 1/40), и даже у меньше соотношения, которое вы можете встретить у некоторых маленьких птиц (1/12).

Чтобы преодолеть ограничения базового соотношения мозга к телу, учёные придумали более сложную систему оценки, известную как «фактор энцефализации» (EQ), который измеряет соотношение мозга и размера тела животного по сравнению с другими животными примерно сходного размера.

В этом случае, EQ не только принимает в расчёт тот факт, что размер мозга имеет тенденцию увеличиваться с увеличением размера тела, но и то, что размер мозга вовсе не обязательно изменяется пропорционально увеличению тела.

Когда учёные сравнили факторы энцефализации у различных животных, они обнаружили, что данный фактор у людей выше, чем у любого другого живого существа на нашей планете. Вот таблица, основанная на данных недавно опубликованного обзора внешних измерений когнитивных способностей, которая наглядно представляет фактор энцефализации человека в сравнении с некоторыми другими живыми существами.

Миф 4: Мозг большего размера содержит больше нейронов, чем маленький мозг

Но даже фактор энцефализации содержит в себе неотъемлемый изъян, по одной простой причине: больший мозг не обязательно содержит в себе больше нейронов, чем маленький – факт, который возвращает нас к мифу номер один и вопросу из какого числа нейронов всё-таки состоит человеческий мозг.

Учёные, разумеется, достаточно давно знают, что размер мозга животных может сильно отличаться у разных видов. Но до самого недавнего времени, тем не менее, большинство исследований предполагали, что плотность нейронов (в данном случае в тексте имеется в виду количество нейронов, отнесённое к общей массой мозга, а не физическая плотность нейронной ткани; прим. mixednews) является более или менее постоянной величиной среди разных классов животных. Однако данное убеждение не может находиться дальше от реальности.

Этот миф был ловко разоблачён доктором Геркулано-Хаузел и её командой, когда они использовали всё тот же метод мозгового супа что и для измерения числа нейронов в человеческом мозге, чтобы определить общее число нейронов у различных видов млекопитающих. Результаты их исследований, которые на данный момент уже опубликованы в серии отчётов, демонстрируют, что мозги разных млекопитающих следуют разным «правилам расчёта»:

Мозги приматов, как обнаружилось, увеличиваются в размере с той же скоростью, с какой растёт число нейронов в них; если вы сравните один грамм нейронной ткани крупного примата с одним граммом ткани меньшего примата, вы получите примерно одинаковое число нейронов.

Мозги грызунов, с другой стороны, как выяснилось, увеличиваются в размере быстрее, чем приобретают новые нейроны. В результате, более крупные грызуны имеют тенденцию располагать меньшим числом нейронов на грамм нейронной ткани, чем мелкие разновидности.

Мозги насекомоядных ведут себя как комбинация мозгов грызунов и приматов, с корой мозга, которая увеличивается в размерах быстрее, чем прирастает число нейронов (подобно грызунам), и мозжечком, соотношение скоростей роста у которого линейно (подобно приматам).

Конечный вывод из этого звучит так: среди грызунов, насекомоядных и приматов, мозг приматов построен на основании наиболее экономичного, максимально использующего доступное пространство принципа. Доктор Геркулано-Хаузел пишет:

«Десятикратное увеличение числа нейронов в мозге грызуна означает 35-кратное увеличение самого мозга; для сравнения, такое же десятикратное увеличение числа нейронов в мозге примата означает увеличение размера мозга всего лишь в одиннадцать раз.

Мозг гипотетического грызуна с 86 миллиардами нейронов (подобно человеческому мозгу), должен был бы весить чудовищные тридцать пять килограмм – что во много раз превосходит все известные параметры у любого из ныне живущих существ”.

Является ли мозг человека особенным?

Существует несколько выводов, которые можно сделать из развенчания мифа номер четыре. Во-первых, оно демонстрирует, что относительный размер мозга (даже с учётом влияния фактора энцефализации) не может быть использован в качестве надёжного мерила количества нейронов у различных классов животных.

Более того, это на самом деле приводит нас к выводу, что размер мозга, размер тела, и связь между ними, не являются достаточными индикаторами когнитивных способностей, и что подобные предположения следует скорее фокусировать на общем количестве нейронов, которым располагает данное существо.

А во-вторых, это открывает нам два достаточно контринтуитивных факта о человеческом мозге. Первый заключается в том, что наш мозг в некоторой степени вовсе не уникален. Он может содержать 86 миллиардов нейронов, но это как раз то число, которое вы и ожидаете найти (на основании правил расчёта для приматов) в мозге такого размера; если вы увеличите мозг шимпанзе до размеров мозга человека, вы обнаружите в нём точно такое же количество нейронов.

А второй заключается в подтверждении того факта, что кое-что в человеческом мозге действительно уникально. Доктор Геркулано-Хаузел объясняет:

«Во-первых, мозг человека увеличивается по тем же правилам, что и мозг приматов: более экономичный принцип по сравнению с грызунами позволяет упаковать в доступный объём гораздо больше нейронов, чем в мозг грызуна такого же размера, и возможно в мозг любого другого живого существа того же размера. И во-вторых, наше положение среди приматов как обладателей самого большого действующего мозга гарантирует, что, по крайней мере из числа приматов мы обладаем самым большим числом нейронов, которые вносят свой вклад в формирование сознания и поведения в целом».

То, каким образом наше беспрецедентное число нейронов в мозге сочетается с такими вещами, как наша генетика и общая структура мозга, которые и дают в результате наиболее продвинутые когнитивные способности на нашей планете, ещё предстоит найти.

Например – если мозг шимпанзе каким-либо образом можно было бы увеличить до размеров человеческого, увидели бы мы скачок его когнитивных способностей до уровня, соответствующего нашему?

Другой «пока ещё не изученный» вопрос – как сравнивать количество наших нейронов и «правила расчёта» с другими видами млекопитающих, и особенно с теми, кто обладает мозгом большего размера? На сегодняшний день не существует исследований точного числа нейронов ни у слонов, ни у китообразных.

Источник

Величина мозга прямо пропорциональна интеллекту животных

В мире животных масса мозга варьируется от 9 кг у кашалота до 0,00028 г у муравья. В большинстве случаев масса головного мозга пропорциональна размеру тела, однако из этого правила есть ряд исключений: так, мозг людей и дельфинов достаточно велик по сравнению с телом, а мозг китов и бегемотов относительно мал. Гипотеза о том, что размер мозга коррелирует с уровнем интеллекта, существовала давно, и биологи на протяжении многих лет пытаются ее доказать — например, было обнаружено, что чем крупнее мозг птицы, тем лучше она приспосабливается к окружающей среде.

Группа американских исследователей выясняла, действительно ли головастые животные обладают особым интеллектом, помогающим им решать сложные задачи. Результаты исследования были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Наиболее продуманным биологи считают поведение хищников — в частности, коллективная охота требует четкого распределения обязанностей внутри стаи.

Именно поэтому плотоядные животные стали идеальным объектом для исследования связи между размером мозга и способностью искать оптимальные решения проблем в различных ситуациях.

В эксперименте участвовали 140 особей 39 различных видов, среди которых были белые медведи, песцы, тигры, речные выдры, пятнистые гиены, панды, снежные барсы и росомахи. Каждый зверь должен был открыть замок-задвижку на металлической коробке, внутри которой лежала еда: бамбук — для панды, мясо — для тигров. На решение задачи у хищников было 30 минут. За это время 49 особей 23 видов (35% от всех участников эксперимента) успешно справились с заданием.

Одна из участниц эксперимента — пятнистая гиена — смотрит на закрытую клетку с едой

Наибольшего успеха достигли представители семейств медвежьих (участвовавшие в опыте медведи разных видов достали еду в 70% случаев), енотовых (в 54% случаев) и куньих (47% выполнения). Неудачнее всего выступили сурикаты и мангусты — они ни разу не смогли открыть задвижку.

В целом же — если не принимать во внимание уникальный случай медведей, которые обладают большим по отношению к телу мозгом, — крупные животные справились с заданием хуже, чем мелкие.

Исследователи решили исключить другие факторы, которые могли повлиять на успешность выполнения задания. Например, на способность открыть задвижку может влиять ловкость — качество, свойственное енотовидным и приматам, — однако доказательств этой теории получено не было.

Далее биологи предположили, что размеры конкретных областей мозга влияют на интеллект животных больше, чем общий объем мозга. Чтобы проверить это, ученые использовали виртуальные эндокранные слепки (слепки внутренней полости черепной коробки) 17 видов плотоядных для измерения объема четырех областей головного мозга, однако это ни к чему не привело — теория также была не доказана.

Еще одна гипотеза состояла в том, что

на интеллект животных может влиять сложность их социальной организации: так, гиены живут в кланах со строгой иерархией, а сурикаты объединяются в колонии.

Результаты работы, однако, показали, что «структура общества» животных никак не влияет на их интеллект. Проделав это масштабное исследование, ученые пришли к выводу: на способность животных решать сложные задачи действительно влияет общий объем головного мозга.

Одна из авторов исследования Кэй Хоулкамп (Университет штата Мичиган) поясняет: «Среди ученых, изучающих приматов, популярна так называемая гипотеза социального мозга, утверждающая, что увеличение объема мозга — результат эволюционного процесса, направленного на борьбу с проблемами в социальной сфере. Согласно этой гипотезе, появление интеллекта у животных должно помочь им реагировать на поведение сородичей и даже манипулировать их действиями. Если гипотеза социального мозга верна, то можно было бы ожидать, что виды, которые живут в больших социальных группах, будут умнее. Как бы то ни было,

мы не нашли никаких доказательств того, что гипотеза социального мозга верна: размер социальной группы не влияет на способность животного решать сложные задачи».

Таким образом американским биологам удалось опровергнуть гипотезу социального мозга, которая ставилась под сомнение и раньше. Гипотеза социального мозга впервые была предложена британским антропологом Робином Данбаром. Именно он первым предположил, что человеческий интеллект развивался в первую очередь как средство для создания и поддержания большой социальной группы. А когда группа сформировалась, ее члены, в свою очередь, начинают отдавать преимущество более умным особям, и благодаря этому интеллект развивается еще сильнее. Данбар также утверждал, что количество социальных связей, которые может поддерживать живое существо, напрямую зависит от размера его неокортекса — коры головного мозга. Это утверждение проверить достаточно просто, и биологи уже указывали на то, что, например, сурикаты общаются с гораздо большим количеством сородичей, чем, согласно концепции Данбара, должен позволять размер их мозга.

Источник

Какие животные обладают самым маленьким мозгом среди млекопитающих по отношению к общей массе тела

Сейчас многие недобросовестные люди используют давно устаревшую теорию о зависимости размера мозга и интеллекта, вбрасывая эту ошибочную информацию, они отвергают все разумные доводы и при спорах с противоположным полом и парируют именно этими искаженными данными. При этом не учитываются все современные исследования и данные, они просто им не выгодны. Поэтому мы приводим здесь научные данные о мозге, его размерах и как это влияет на интеллект.

Миф: Уровень интеллекта зависит от размера мозга (взято с научного блога)

Этот миф был развенчан давным-давно, но до сих пор некоторые люди считают, что между интеллектуальными способностями и “увесистостью“ мозга есть некая взаимосвязь. На самом же деле достаточно вспомнить тот факт, что мозг кашалота в пять раз тяжелее мозга человека, но кашалотов пока среди известных ученых не наблюдалось…

Что действительно играет роль, так это отношение массы мозга к массе тела. Чем меньше соотношение, тем умнее существо. У человека это соотношение составляет 1:50, а у животных колеблется от 1:80 до 1:200.

Оказывается, что разумность как раз зависит не сколько от размеров и веса мозга, столько от соотношения его веса с общим весом всего тела. И вот тут уж человеку нет равных!

В общем, наши единственные и ближайшие «по уму» родственники – это дельфины, вес мозга некоторых видов которых достигает 1700 гр., при весе тела около 135 кг.

А вот интересно, существует ли разница в весе мозга, так сказать, внутри рода человеческого? Оказывается да, существует!

Но, поверьте, вес мозга не самое главное. Так вот, специально для всевозможных националистов, фашистов, и прочих «*истов», уже радостно потирающих свои потные ручёнки:

УРОВЕНЬ ИНТЕЛЛЕКТА НЕ ЗАВИСИТ ОТ РАЗМЕРОВ И ВЕЛИЧИНЫ МОЗГА, А ЗАВИСИТ ОН ОТ ОТДЕЛЬНЫХ ЕГО УЧАСТКОВ – ТАК НАЗЫВАЕМОГО СЕРОГО ВЕЩЕСТВА, ГДЕ ОСОБЕННО ГУСТО СОСРЕДОТОЧЕНЫ НЕЙРОНЫ, А ТАК ЖЕ ОТ КОЛИЧЕСТВА СВЯЗЕЙ МЕЖДУ ЭТИМИ НЕЙРОНАМИ.

В общем, повторюсь: мыслительные способности зависят не столько от величины мозга, сколько от числа связей между нейронами. И вообще, некоторые исследователи склоняются к мысли, что наличие или отсутствие тех или иных способностей у человека определяется наличием или отсутствием в мозге неких особых структур.

Продолжаем.
Вообще, наш мозг – штука довольно таки энергоемкая и энергопотребляющая. Например, «отдыхающий» мозг потребляет 9% всей энергии организма и 20% кислорода, а «работающий», то есть думающий мозг, расходует около 25% от всех поступающих в организм питательных веществ и примерно 33% так необходимого организму кислорода. В общем, получается, что думать то и не очень то и выгодно! И даже, возникает вопрос: а зачем нам тогда такой большой и «прожорливый» мозг?

Средняя масса головного мозга человека равна 1310 г. с индивидуальными колебаниями от 900 до 2000 г. Прямая связь массы мозга и одаренности человека не подтверждается, хотя одаренные люди имеют головной мозг с массой больше средней. Относительная плотность головного мозга составляет 1,038-1,041, что позволяет вычислить массу мозга, исходя из объема черепа. Масса мозга на 10-16% меньше вместимости черепа.

Талантливые писатели и ученые обладают мозгом различной массы, и размер головного убора также не может быть критерием интеллектуальных способностей его владельца. Небольшой список известных своими достижениями людей подтверждает этот вывод.
Масса мозга обывателей не уступает, а часто и превосходит массу мозга самых выдающихся личностей. В известной работе Бишоффа (Bischoff, 1880) было исследовано около 2000 экземпляров мозга людей. Самая большая масса мозга оказалась у рабочих, а не у дворян или ученых. Мозг И.С.Тургенева отличается от мозга А.Франса почти в 2 раза. Это огромное различие по массе не сказалось на возможностях писателей. По-видимому, талант не зависит от массы мозга. Однако интеллектуальные способности в других областях человеческой деятельности у этих писателей существенно различались. Следовательно, необходимо искать иные критерии интеллектуальных способностей людей.

Женщины способны поднять IQ коллектива. Новости науки

Чем больше в группе женщин, тем быстрее и проще решаются интеллектуальные задачи

Такую зависимость обнаружили американские ученые, чья работа опубликована в журнале Science. Они решили проверить, действительно ли у группы людей появляется некий постоянный IQ, как у отдельного человека.

Добровольцев разделили на группы по трое и предложили им сообща выполнять интеллектуальные задания: решать головоломки, задачи и играть в шахматы с компьютером. Гипотеза ученых подтвердилась: уровень коллективного интеллекта оставался одинаковым при выполнении разных заданий. Но, как выяснилось, он не сводится к среднему арифметическому IQ членов группы.

Среди факторов, повышающих коллективный интеллект, — количество женщин в команде. Как пишут ученые, скорее всего, это связано с тем, что женщины более склонны переживать за успех общего дела, чем мужчины.

Источник: Anita Williams Woolley et al. Evidence for a collective intelligence factor in the performance of human groups// Sciencepublished online September 30, 2010.

Единственный человек без мозга живет и удивляет ученых
ИТАР-ТАСС
Мозг – пожалуй, самый важный орган человека. Он управляет нашим телом, он отвечает за наше сознание и эмоции. Мозг – это, собственно, и есть человек. И так долгое время считали все ученые мира, пока в правиле не появилось исключение, заставившее ученых пересмотреть этот постулат.

Источник