Зачем человеку такой большой мозг?

У большинства животных размер мозга пропорционален размеру тела — виды с телами покрупнее обладают большими мозгами. Но у человека мозг в шесть раз больше, чем должен быть, если исходить из размеров наших тел. Это странно, потому что мозг дорого нам обходится — он сжигает 20% энергии тела, при этом составляя всего 4% от его массы. Поскольку эволюция имеет тенденцию убирать лишнее, с чего бы ей оставлять такие большие, прожорливые мозги? Есть много разных предположений, среди которых основное приводит стимулирующие социальные взаимодействия в качестве основной движущей силы. Однако новое исследование, опубликованное в журнале Nature, приводит аргументы против этой идеи и показывает, что расширение человеческого мозга, вероятно, было вызвано экологией.

Все гипотезы эволюции человеческого мозга сходятся в одном: расширение мозга подтолкнуло нашу способность решать проблемы. Однако они по-разному определяют эти проблемы.

Причина, по которой социальные проблемы давно были излюбленным объяснением, состоит в том, что их особенно трудно разрешать — здесь и общение с друзьями, и кооперация в охоте на животных, и обман противников, и выявление обмана. Решение социальной проблемы требует от вас понимания и прогнозирования, как друзья и враги будут реагировать на каждый ваш шаг. По сути, эти проблемы определяют движущиеся цели, провоцируя гонку вооружений в размерах головного мозга, которая, в свою очередь, приводит к увеличению размера человеческого мозга. «Прокачивает» мозг.

И наоборот, другая гипотеза ставит во главу экологические проблемы. Среди них необходимость искать пищу в сезонно меняющихся саваннах, необходимость сохранять еду для того, чтобы съесть позже, и необходимость готовить еду, чтобы ее проще было есть. Такие проблемы могут вынуждать людей учиться отслеживать добычу, создавать инструменты и высекать огонь из камня и сухих веток.

Ученые решили проверить экологическую и социальную гипотезы. Это уже проделывали раньше, но в данном случае немного изменили подход. Обычно ученые рассматривают множество видов и пытаются определить, связаны ли большие мозги с конкретными проблемами. К примеру, следят ли приматы и другие животные с большими мозгами за диетой, которую сложно соблюдать, но которая полезна в питательном плане? Это указало бы в направлении экологической гипотезы. Или живут ли они в больших группах с кучей социальных проблем?

Хотя многие исследования находили такие ассоциации, у такого подхода есть проблема. Он не может определить, появились ли большие мозги для решения сложных проблем или же появились по другим причинам, тем самым позволив их носителям решать сложные проблемы. Мы не знаем, в чем причина и следствие.

Ученые решили выяснить, экологические или социальные проблемы стали причиной увеличения мозга человека. Для этого они воссоздали сценарии двух гипотез, используя математическую модель. Это позволило им рассчитать, насколько большими могут становиться мозги, когда отдельные особи сталкиваются с определенными экологическими или социальными трудностями. В основе модели лежал подсчет расхода энергии. Энергии, которую отнимает у тела мозг, пытаясь решить проблему.

Затем было подсчитано, сколько энергии должен вкладывать человек в наращивание своего мозга, при условии, что эта энергия пойдет на поддержание навыков решения проблем. Изменяя количество экологических или социальных трудностей, с которыми сталкиваются люди, ученым удалось выяснить, насколько большим может стать мозг, развивающийся в таких условиях.

Выяснилось, что сочетание экологических и социальных трудностей действительно приводит к развитию мозга человеческих размеров. Но что удивило ученых, так это то, что основной причиной расширения были экологические трудности. Вопреки расхожему мнению и ожиданию ученых, социальные проблемы способствовали уменьшению размера мозга, а не увеличению. Но чтобы мозг был таких размеров, как сейчас, необходимо сочетание двух факторов. Если бы социальных трудностей не было, мозг был бы крупнее, но плохо подходил бы для общественной жизни. Больше не значит лучше.

Существует множество причин, по которым социальные трудности уменьшают размер мозга. Например, при кооперации отдельные особи могут полагаться на мозги других особей, тем самым экономя собственную энергию.

Но с экологическими проблемами сталкиваются многие животные. Почему же не у всех у них большие мозги? Выяснилось, что экологические проблемы приводят к развитию мозга размером с человеческий, только когда люди продолжают изучать сложные навыки в процессе роста. Такое происходит, например, когда одни узнают от других культурно накопленные знания, такие как производство огня. Таким образом, результаты ученых показывают, что трудная экологическая ситуация и накопление культурных знаний могут действовать сообща, создавая мозг размером с человеческий.

Будет ли он расти дальше? Сложность системы не позволяет сделать однозначный вывод. Например, кооперация могла бы привести к уменьшению размера мозга, но это совсем не значит, что уменьшение кооперации в современных сообществах обязательно приведет к его увеличению.