بزرگنمايي:
حجم مغز انسان افزايش سه و نيم برابري در
مقايسه با نياکان 3 ميليون ساله ما (استرالو پيتکيوس) داشته است. بطور کلي
فرض بر اين است که هوش با اندازه مغز در ارتباط ميباشد و دليل اين امر اين
است که به نظر مي رسد تعداد سلولهاي عصبي در مغز پستانداران مستقيما با
ابعاد مغز در ارتباط است.
اين تحقيقات بر مقدار جريان خون در مغز
متمرکز شده است که با ميزان متابوليسم ارتباط تنگاتنگي دارد، زيرا خون
مسئول تامين اکسيژن لازم براي سلول هاست. اگر جريان خوني که به سمت مغز شما
مي رود متوقف شود طولي نمي کشد که از دنيا مي رويد. در هر ثانيه بصورت
نرمال چيزي حدود 7 سي سي خون به سمت مغز شما در جريان است. قابل ذکر است که
اين ميزان بسته به اينکه شما خوابيد، بيداريد يا در حال حل کردن مسئله
رياضي، کمي تغيير مي کند.
لوله کشي مغز
خون از طريق دو سرخرگ کاروتيد داخلي
(شاهرگ) به بخش شناختي مغز (سربروم) جريان مي يابد، يکي در سمت راست و
ديگري در سمت چپ قرار دارد. اندازه ي اين شريان ها به ميزان فشار خون در
آنها وابسته است. درست همانند يک لوله کش که لوله هاي بزرگ را نصب مي کند
تا ميزان بيشتري آب را به ساختمان هاي بزرگتر هدايت کند، سيستم گردش خون
بطور مستمر اندازه رگ هاي خوني را با ميزان فشار خون در آنها مطابقت مي
دهد.
اين به نوبه خود با نياز اندام به اکسيژن
مربوط مي شود. اگر ما بتوانيم اندازه شريان هاي بزرگي که اندامي مانند مغز
را تغذيه مي کنند بسنجيم، مي توانيم مقدار متوسط جريان خون را با قدري دقت
محاسبه کنيم. اين اصل براي يک قرن است که شناخته شده و زيبايي آن در سادگي
اش نهفته است.
اندازه اهميت دارد
“راجر سموير” استاد بازنشستۀ فيزيولوژي
دانشگاه آدلايد گفت: لحظه يورکاي من زماني بود که دريافتم اندازۀ يک سرخرگ
را با اندازه حفره اي که در استخوان وجود دارد، مي توان سنجيد. اين بدين
معناست که مي توان، ميزان جريان خون مغز را توسط کانال هاي کاروتيدي که در
فسيل هاي اسکلت هاي انسان ريخت ها وجود دارد، اندازه گرفت. ايده ي بسيار
خوبي بود، به همين دليل شور و اشتياق دانشجوي من وانيا بوسيوچيک را براي
تبديل به بخشي از تحقيق به خود جذب کرد.
اگر جريان خوني که به سمت مغز شما مي رود متوقف شود طولي نمي کشد که از دنيا مي رويد
او براي دسترسي به فسيل هاي بي ارزش جمجه
هاي هومينين ها ( زيرخانواده اي از انسان ريخت ها) و اندازه گيري شان به
موزه هايي در استراليا و آفريقاي جنوبي سفر کرد. ما دريافتيم که اندازه
کانال هاي کاروتيد بسيار سريعتر از آنچه انتظار داشتيم، نسبت به اندازۀ مغز
در 12 گونه اجدادي انسان طي 3 ميليون سال گذشته بزرگتر شده است.
در حالي که اندازه مغز در حال افزايش 3٫5
برابري بود ميزان فشار ِ خون، بطور حيرت انگيزي 6 برابر شد يعني از 1٫2
ميلي ليتر در هرثانيه به 7 ميلي ليتر در ثانيه رسيد. اين يافته همچنين نشان
مي دهد مغز ما 6 بار بيشتر از نياکانمان تشنه اکسيژن است که احتمالا بخاطر
بيشتر شدن توانايي هاي شناختي ما و بيشتر فشرده شدن انرژي است. از آنجا
که تعداد سلول هاي عصبي در مغز انسانها همانگونه که انتظار مي رود در مغز
يک نخستي بزرگ باشد، کشفيات ما اشاره به ماده مغزي فعالي دارد که احتمالا
به دليل ارتباطات بسياري است که بين نورون ها وجود دارد.
هر سيناپس که محل اتصال نورون هاست باعث
انتقال يک تکانه الکتريکي از يک سلول به ديگري مي شود. معمولا به وسيله
ترشح مادۀ شيميايي از سلول که توليد ضربه الکتريکي در سلول هاي ديگر را
تحريک و يا مهار مي کند. چرخه شيميايي که موجب تکانه ها مي شود از لحاظ
انرژي هزينه ي ناچيزي دارد اما با احتساب اينکه مغز 80 ميليارد سلول عصبي
را شامل مي شود که هرکدام نيز هزاران سيناپس با سلولهاي مجاور دارد، مصرف
انرژي سير صعودي در پيش مي گيرد.
کامپيوتر انساني
بدن انسان چيزي در حدود 20 تا 25 درصد از
ميزان متابوليسم استراحت را به مغز اختصاص مي دهد که اين مقدار در نخستي ها
8 تا 10 درصد و در ساير پستانداران 3 تا 5 درصد مي باشد. بخاطر همين ما
مغز را بعنوان يک ابر کامپيوتر تشنۀ انرژي در نظر مي گيريم. اين تشبيه به
کامپيوتر تشبيه مناسبي است. هرچه حافظه ي کامپيوتر بيشتر انرژي مورد نياز
براي نگه داشتن در حالت روشن نيز بيشتر و به همان مقدار کابل تامين انرژي
بزرگتري مورد نياز است.
جريان خون در مغز نخستي ها به نسبت اندازۀ مغز نيز افزايش بيشتري داشته است
در مورد مغز نيز همين طور هرچه عملکرد
شناختي بيشتر، ميزان سوخت و ساز بيشتر و جريان خون بيشتر و شريان هاي
قطورتر مورد نياز است. فرگشت مغز انسان در ميان بقيه جانوران منحصفر بفرد و
خاص است. ما اندازه سرخرگ هاي کاروتيد در 34 گونه نخستي زنده، که همه شان
نشان دهندۀ فرگشت از ميمون هاي بي دم تا هومينين ها هستند را بررسي کرديم.
در ميان اين نمايندگان فرگشت نخستي ها، هم
اندازۀ بدن و هم اندازه ي مغز افزايش يافته اما اندازه بدن سريعتر افزايش
يافته است. جريان خون در مغز نخستي ها به نسبت اندازۀ مغز نيز افزايش
بيشتري داشته است. تنها در هومينين ها ما شاهد سريعتر بودن افزايش جريان
خون نسبت به افزايش اندازه ي مغز هستيم که دربردارنده اين موضوع است که
اجداد ما در گذر زمان باهوش تر شدند.