Люди, уверждающие, что эволюции бы не хватило времени создать то, что мы видим вокруг и нас самих, редко всерьез задумывались о временных масштабах существования нашей планеты.

Подборка познавательных лекций по биологии и медицине.

Загадочный мир растений живёт своими ритмами. Таймлэпс-съемка раскрывает казалось бы статичные в движении. Наслаждаемся удивительным танцем «неподвижного».

Леонард Млодинов «Прямоходящие мыслители»

, ,

Два фактора — прямохождение и зарождение мышления — когда-то стали мощным толчком для эволюции нашего вида. Посудите сами: всего пару миллионов лет назад мы жевали коренья и учились ходить прямо, а теперь управляем самолётами, шлём мгновенные сообщения, исследуем воду на Марсе. Как нам это удалось?

Как мы перебрались из пещер в небоскрёбы? Как из алхимии кристаллизировали периодическую таблицу элементов? Как мы разъяли атом и додумались до квантов?

Леонард Млодинов, с его великолепным чувством юмора и даром объяснять сложные вещи простым языком, приглашает читателей всех возрастов в увлекательное путешествие по истории нашей цивилизации.

Об авторе книги: Леонард Млодинов — американский физик и популяризатор науки, специалист по квантовой теории и теории хаоса, преподает теорию случайных процессов в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене.

Часть главы 2 «Любопытство»

Одни из первых почти-людей бродили по земле всего три-четыре миллиона лет назад. Мы о том не ведали, покуда в один испепеляюще жаркий день 1974 года антрополог Доналд Йохансон из Берклийского Института исследования происхождения человека не наткнулся на крохотный фрагмент кости руки, торчавший из выжженного грунта в пересохшем овраге в Эфиопии. Йохансон и его студент быстро накопали там же еще костей – бедренных и реберных, а также позвонков и даже кусок челюсти. Короче говоря, они нашли почти полскелета самки. У нее был женский таз, маленький череп, короткие ноги и длинные вислые руки.

Йохансон назвал этот новый вид Australopithecus afarensis, что означает «южная обезьяна Афара»: Афар – область Эфиопии, в которой был обнаружен этот скелет. Ученый дал имя и костям – назвал скелет Люси, в честь песни «Битлз» «Люси в небесах с алмазами», она звучала по радио в археологическом лагере, где Йохансон и его команда праздновали находку. Энди Уорхол говорил, что всем выпадает пятнадцать минут славы, и миллионы лет спустя получила свое и эта женщина. Точнее, половина ее – все остальное так и не нашли. Поразительно, сколько всего антропологи могут понять даже по половине скелета. Крупные зубы Люси и челюсти, приспособленные перемалывать трудную пищу, подсказывают, что она соблюдала вегетарианскую диету, состоявшую из жестких кореньев, семян и фруктов с твердой оболочкой. Устройство скелета таково, что, похоже, у Люси был большой живот – чтобы помещался длинный кишечник, потребный для переваривания растительной пищи, необходимой, чтобы выживать. Самое же главное вот что: устройство ее позвоночника и коленей подсказывает, что ходила она, более-менее выпрямившись, а кость другого представителя ее вида, которую Йохансон с коллегами нашел неподалеку, но уже в 2011 году, помогает восстановить вид стопы со сводом, приспособленным для хождения – в отличие от стопы, удобной для лазанья по деревьям. Биологический вид, к которому принадлежала Люси, начинал с жизни на деревьях, но спустился на землю, что позволило его членам кормиться и в лесу, и в полях, и пользоваться новыми наземными источниками пищи – богатыми на белки кореньями и корнеплодами. Этот образ жизни, как многие считают, и породил весь род Homo.

Вообразите: в соседнем от вас доме живет ваша мама, ее мама – в следующем доме, и так далее. Линия предков человека не настолько прямая, однако, отставив в сторону усложнения, интересно представить себе поездку по такой улице – назад во времени, мимо поколений предков. В таком случае пришлось бы проехать почти четыре тысячи миль, чтобы добраться до дома Люси, волосатой женщины трех футов семи дюймов росту и шестидесяти пяти фунтов веса, которая показалась бы вам больше похожей на шимпанзе, нежели на вашу родственницу. Примерно на полпути к ней вы бы проехали дом предка, удаленного от Люси на 100 000 поколений – это первый вид, достаточно похожий на современных людей устройством скелета и, как полагают ученые, мозга, чтобы считать его принадлежащим роду Homo. Ученые назвали этот двухмиллионолетний вид человека Homo habilis, или Человек умелый.

Человек умелый обитал в бескрайней африканской саванне в те времена, когда леса из-за климатических изменений отступали. Жить на тех травянистых равнинах было непросто – там обитало множество жутких хищников. Менее опасные конкурировали с Человеком разумным за ужин, более опасные пытались поужинать Человеком разумным. Выживать Человеку разумному приходилось смекалкой – мозг у него был побольше, размером с некрупный грейпфрут. По фруктово-салатной шкале мозговой увесистости это меньше, чем наша дыня, но зато вдвое больше апельсинки Люси.

Сравнивая различные биологические виды, мы по опыту знаем, что обычно есть какая-никакая связь между интеллектуальными возможностями и средним весом мозга относительно размеров тела. По размерам мозга Человека умелого можно сделать вывод, что он был интеллектуально развитее Люси и ей подобных. Нам повезло: мы можем вычислять размер мозга и общий вид людей и других приматов, даже если тот или иной вид давно вымер, поскольку мозги обустраиваются в черепах плотно, а значит, обнаружив череп примата, мы, по сути, имеем слепок мозга, в этом черепе когда-то располагавшегося.

Чтобы не прослыть поборником оценки ума по размеру шляпы, добавлю: ученые, говоря, что могут прикинуть разумность по относительному размеру мозга, имеют в виду размеры мозга у разных биологических видов. Размеры мозга у представителей одного и того же вида сильно различаются, однако внутри этого вида размеры мозга впрямую с развитием интеллекта не связаны. К примеру, мозг современного человека в среднем весит три фунта. При этом мозг английского поэта лорда Байрона весил примерно пять фунтов, а французского писателя и лауреата Нобелевской премии Анатоля Франса – чуть больше двух; мозг Эйнштейна весил 2,7 фунта. Известен и случай человека по имени Дэниэл Лайонз, умершего в 1907 году в сорок один. У него был нормальный вес тела и нормальная интеллектуальная развитость, однако при вскрытии оказалось, что его мозг нагрузил чашу весов всего на 680 граммов, то есть примерно на полтора фунта. Мораль этой истории такова: внутри одного и того же биологического вида архитектура мозга, то есть природа связей между нейронами и их группами, куда важнее размеров мозга.

Мозг Люси был лишь немногим больше, чем у шимпанзе. Куда важнее другое: форма ее черепа подсказывает, что возросшая умственная мощь сосредоточилась в областях мозга, занятых переработкой сенсорных данных, тогда как лобная, височная и затылочная доли, отвечающие за абстрактное мышление и речь, остались относительно неразвитыми. Люси стала шагом к роду Homo, но пока до него не доросла. А вот Человек умелый – тот да.

Как и Люси, Человек умелый держался прямо и применял руки, чтобы перетаскивать различные предметы, но, в отличие от Люси, Человек умелый применил свободу рук к экспериментам с окружающей средой. И так вышло, что примерно два миллиона лет назад Homo habilis Эйнштейн или мадам Кюри или, что вероятнее, несколько древних гениев, трудясь независимо друг от друга, произвели первое величайшее открытие в истории человечества: если под углом стукнуть один камень вторым, можно отколоть острый кусок, похожий на нож. Умение лупить одним камнем по второму не очень-то похоже на зарю общественной и культурной революции. Разумеется, производство битого камня блекнет на фоне изобретения электрической лампочки, интернета или печенья с шоколадной крошкой. Но таков был наш первый крошечный шаг к осознанию, что мы можем понять природу и приспособить ее для своих нужд – и полагаться при этом на свои мозги: они могут наделить нас силой, которая дополняет, а часто и превосходит возможности наших тел.

Межфакультетский курс «Химия» мозга: от нейромедиаторов до психоделиков

, , ,

В рамках курса, в популярной форме, слушатели ознакомятся с принципами работы нервной системы на структурном, клеточном и молекулярном уровнях. Основное внимание будет уделено тем химическим веществам, с помощью которых в мозге человека передаются различные потоки информации – от органов чувств, к мышцам, в центрах памяти, эмоций и т.д. Именно эти вещества («нейромедиаторы») являются основой для создания психофармакологических препаратов, на них похожи многие яды и наркотики. Параллельно будет продолжен разговор об общих принципах функционирования нашего организма, различных нейро- и психопатологиях, воздействии на работу мозга гормонов, иммунной системы и многом другом.

В лекциях рассмотрены:

1) ацетилхолин: первый из открытых нейромедиаторов, благодаря которому сокращаются наши мышцы, нормализуется работа внутренних органов и головного мозга; на ацетилхолин похож никотин, на примере которого будут рассмотрены механизмы формирования наркотической зависимости;

2) норадреналин: медиатор стресса и азарта; он заставляет сердце биться сильнее в предчувствии беды или драки, способствует сохранению памяти о победах и поражениях; на его основе созданы препараты, помогающие бороться со множеством заболеваний – от гипертонии и астмы до насморка;

3) глутамат: вещество, известное как «усилитель вкуса», одновременно является главным нейромедиатором нашего мозга; с помощью глутамата работают центры памяти и передается информация от органов чувств, а его избыток губит нервные клетки (эпилепсия, болезнь Альцгеймера);

4) ГАМК (гамма-аминомасляная кислота): нейромедиатор, блокирующий лишние информационные потоки, обеспечивающий наше внимание и двигательный контроль; похожие на ГАМК препараты способны успокоить и усыпить, но они же при передозировке останавливают дыхание;

5) дофамин: отвечает за многие типы положительных эмоций; именно его действие имитируют кокаин и амфетамины – опаснейшие наркотики; чрезмерная активность дофамина в мозге способна провоцировать шизофрению и мании, для сдерживания которых изобретены нейролептики;

6) серотонин: вещество, порой называемое «гормоном счастья», на самом деле тормозит центры отрицательных эмоций и борется с депрессией; препараты, нарушающие работу серотонина в мозге, способны вызвать галлюцинации (ЛСД и другие наркотики-психоделики);

7) опиоидные пептиды: эффективно контролируют боль и положительные эмоции; вещества, похожие на них (морфин, героин), являются самыми мощными анальгетиками и самыми «желанными» наркотиками, вызывая сильнейшую эйфорию и почти мгновенное привыкание;

8) аденозин: вырабатывается при утомлении, и его появление интерпретируется мозгом как сигнал усталости; действию аденозина на нервные клетки мешает кофеин – самый употребляемый человечеством психотропный препарат; и т.д.

Программа курса

1. Лекция 1. Обзор строения и функций мозга человека. Химический и клеточный уровни его организации (это должен знать каждый).
2. Лекция 2. Электрические процессы в мозге; как ими управлять.
3. Лекция 3. Что такое синапс, как он работает; основные нейромедиаторы мозга.
4. Лекция 4. Ацетилхолин и его функции; никотин (почему люди курят).
5. Лекция 5. Норадреналин и адреналин.
6. Лекция 6. Баланс возбуждения и торможения (глутамат и ГАМК); эпилепсия, транквилизаторы.
7. Лекция 7. Дофамин.
8. Лекция 8. Серотонин.
9. Лекция 9. Глицин, кофеин, каннабиноиды и кое-что еще…
10. Лекция 10. Пептиды.

Лектор: Дубынин Вячеслав Альбертович, д.б.н., профессор каф. физиологии человека и животных Биологического ф-та МГУ.

Источник: Биологический факультет МГУ.

Просто чихающая раствором соли галапагосская морская игуана.

Палеонтолог Лилия Попова расскажет о происхождении млекопитающих, а также о том, как им удалось не просто выжить в мире рептилий, но и победить.

В.А. Дубынин «Мозг и удивление»

, ,

Лекция доктора биологических наук, профессора каф. физиологии человека и животных Вячеслава Альбертовича Дубынина «Мозг и удивление».

В лекции будут разобраны следующие вопросы:

Почему нам так важно и приятно удивляться? Что дает человеку и животным новая информация? Какие области нервной системы отвечают за ее восприятие и переработку? Какая «химия» мозга лежит в основе любопытства? Как связаны удивление и творчество, удивление и юмор?

«Мозг и сознание», Хосе Дельгадо (1971). В книге в доступной форме рассмотрен широкий круг вопросов, связанных с деятельностью мозга и поведением: происхождение сознания в процессе эволюции, роль эмоционального фактора в поведении, различные физические методы воздействия на психическую деятельность.