چگونه انسان‌ها با هجوم خون به مغزشان باهوش‌تر شدند؟

راز بقا: حجم مغز انسان افزایش سه و نیم برابری در مقایسه با نیاکان ۳ میلیون ساله ما (استرالو پیتکیوس) داشته است. بطور کلی فرض بر این است که هوش با اندازه مغز در ارتباط میباشد و دلیل این امر این است که به نظر می‌رسد تعداد سلول‌های عصبی در مغز پستانداران مستقیما با ابعاد مغز در ارتباط است.

بر اساس گزارش «کانورسیشن» این تحقیقات بر مقدار جریان خون در مغز متمرکز شده است که با میزان متابولیسم ارتباط تنگاتنگی دارد، زیرا خون مسئول تامین اکسیژن لازم برای سلول هاست. اگر جریان خونی که به سمت مغز شما می‌رود متوقف شود طولی نمی‌کشد که از دنیا می‌روید. در هر ثانیه بصورت نرمال چیزی حدود ۷ سی سی خون به سمت مغز شما در جریان است. قابل ذکر است که این میزان بسته به اینکه شما خوابید، بیدارید یا در حال حل کردن مسئله ریاضی، کمی تغییر می‌کند.

جالب است بدانید مغز انسان در حال بزرگ‌شدن است!

لوله کشی مغز

خون از طریق دو سرخرگ کاروتید داخلی (شاهرگ) به بخش شناختی مغز (سربروم) جریان می‌یابد، یکی در سمت راست و دیگری در سمت چپ قرار دارد. اندازه‌ی این شریان‌ها به میزان فشار خون در آن‌ها وابسته است. درست همانند یک لوله کش که لوله‌های بزرگ را نصب می‌کند تا میزان بیشتری آب را به ساختمان‌های بزرگتر هدایت کند، سیستم گردش خون بطور مستمر اندازه رگ‌های خونی را با میزان فشار خون در آن‌ها مطابقت می‌دهد.

این به نوبه خود با نیاز اندام به اکسیژن مربوط می‌شود. اگر ما بتوانیم اندازه شریان‌های بزرگی که اندامی مانند مغز را تغذیه می‌کنند بسنجیم، میتوانیم مقدار متوسط جریان خون را با قدری دقت محاسبه کنیم. این اصل برای یک قرن است که شناخته شده و زیبایی آن در سادگی اش نهفته است.

اندازه اهمیت دارد

“راجر سمویر” استاد بازنشستۀ فیزیولوژی دانشگاه آدلاید گفت: لحظه یورکای من زمانی بود که دریافتم اندازۀ یک سرخرگ را با اندازه حفره‌ای که در استخوان وجود دارد، می‌توان سنجید. این بدین معناست که می‌توان، میزان جریان خون مغز را توسط کانال‌های کاروتیدی که در فسیل‌های اسکلت‌های انسان ریخت‌ها وجود دارد، اندازه گرفت. ایده‌ی بسیار خوبی بود، به همین دلیل شور و اشتیاق دانشجوی من وانیا بوسیوچیک را برای تبدیل به بخشی از تحقیق به خود جذب کرد.

او برای دسترسی به فسیل‌های بی ارزش جمجه‌های هومینین‌ها (زیرخانواده‌ای از انسان ریخت ها) و اندازه گیری شان به موزه‌هایی در استرالیا و آفریقای جنوبی سفر کرد. ما دریافتیم که اندازه کانال‌های کاروتید بسیار سریعتر از آنچه انتظار داشتیم، نسبت به اندازۀ مغز در ۱۲ گونه اجدادی انسان طی ۳ میلیون سال گذشته بزرگتر شده است.

در حالی که اندازه مغز در حال افزایش ۳.۵ برابری بود میزان فشار ِ خون، بطور حیرت انگیزی ۶ برابر شد یعنی از ۱.۲ میلی لیتر در هرثانیه به ۷ میلی لیتر در ثانیه رسید. این یافته همچنین نشان می‌دهد مغز ما ۶ بار بیشتر از نیاکانمان تشنه اکسیژن است که احتمالا بخاطر بیشتر شدن توانایی‌های شناختی ما و بیشتر فشرده شدن انرژی است. از آنجا که تعداد سلول‌های عصبی در مغز انسان‌ها همانگونه که انتظار می‌رود در مغز یک نخستی بزرگ باشد، کشفیات ما اشاره به ماده مغزی فعالی دارد که احتمالا به دلیل ارتباطات بسیاری است که بین نورون‌ها وجود دارد.

هر سیناپس که محل اتصال نورون هاست باعث انتقال یک تکانه الکتریکی از یک سلول به دیگری می‌شود. معمولا به وسیله ترشح مادۀ شیمیایی از سلول که تولید ضربه الکتریکی در سلول‌های دیگر را تحریک و یا مهار می‌کند. چرخه شیمیایی که موجب تکانه‌ها می‌شود از لحاظ انرژی هزینه‌ی ناچیزی دارد، اما با احتساب اینکه مغز ۸۰ میلیارد سلول عصبی را شامل می‌شود که هرکدام نیز هزاران سیناپس با سلول‌های مجاور دارد، مصرف انرژی سیر صعودی در پیش می‌گیرد.

کامپیوتر انسانی

بدن انسان چیزی در حدود ۲۰ تا ۲۵ درصد از میزان متابولیسم استراحت را به مغز اختصاص می‌دهد که این مقدار در نخستی‌ها ۸ تا ۱۰ درصد و در سایر پستانداران ۳ تا ۵ درصد میباشد. بخاطر همین ما مغز را بعنوان یک ابر کامپیوتر تشنۀ انرژی در نظر می‌گیریم. این تشبیه به کامپیوتر تشبیه مناسبی است. هرچه حافظه‌ی کامپیوتر بیشتر‚انرژی مورد نیاز برای نگه داشتن در حالت روشن نیز بیشتر و به همان مقدار کابل تامین انرژی بزرگتری مورد نیاز است.

در مورد مغز نیز همینطور هرچه عملکرد شناختی بیشتر، میزان سوخت و ساز بیشتر و جریان خون بیشتر و شریان‌های قطورتر مورد نیاز است. فرگشت مغز انسان در میان بقیه جانوران منحصفر بفرد و خاص است. ما اندازه سرخرگ‌های کاروتید در ۳۴ گونه نخستی زنده، که همه شان نشان دهندۀ فرگشت از میمون‌های بی دم تا هومینین‌ها هستند را بررسی کردیم.

در میان این نمایندگان فرگشت نخستی ها، هم اندازۀ بدن و هم اندازه‌ی مغز افزایش یافته، اما اندازه بدن سریعتر افزایش یافته است. جریان خون در مغز نخستی‌ها به نسبت اندازۀ مغز نیز افزایش بیشتری داشته است. تنها در هومینین‌ها ما شاهد سریعتر بودن افزایش جریان خون نسبت به افزایش اندازه‌ی مغز هستیم که دربردارنده این موضوع است که اجداد ما در گذر زمان باهوش‌تر شدند.

منبع: بیگ بنگ