Взросление человека происходит значительно медленнее, чем горилл, шимпанзе и других приматов. Одна из распространённых среди исследователей теорий, объясняющих этот факт, гласит, что наш мозг в процессе развития потребляет настолько большое количество глюкозы, что её просто не хватает для быстрого роста всех остальных органов и тканей.
Данные предыдущих исследований показали, что человеческий мозг забирает от 44 до 87% от общего количества потребляемой телом энергии в состоянии покоя в периоды младенчества и детства. Эти цифры дают возможность предположить, что именно это обстоятельство является причиной столь долгого взросления человека.
Лучшим способом подтвердить это было бы детальное изучение метаболизма мозга на протяжении всего периода взросления организма, но таких данных пока не существует.
Идею позиционирования мозга как самой «дорогой ткани» для организма впервые высказали в 1995 году антропологи Лесли Айелло (Leslie Aiello) и Питер Уилер (Peter Wheeler). Изначально учёные выявили соответствующую связь размеров мозга и пищеварительной системы в процессе взросления организма, а позднее и других органов и тканей. Однако до сих пор не было найдено достаточно весомых подтверждений этому предположению.
И вот наконец команде исследователей во главе с антропологом Кристофером Кудзава (Christopher Kuzawa) из Северо-западного университета удалось достичь успеха в доказательстве теории «дорогой ткани». Учёные объединили результаты трёх ранее проведённых исследований.
Во-первых, это работа 1987 года по изучению данных позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) людей с раннего детского возраста до 30 лет. Её результаты помогли оценить возрастные тенденции в потреблении глюкозы тремя основными отделами головного мозга.
Затем для распространения данных на весь мозг команда учёных воспользовалась результатами другой работы. Второе исследование касалось изучения взаимосвязи размеров головного мозга и возраста для 400 человек от 4,5 лет до совершеннолетия. Наконец, для того чтобы связать возраст и поглощение глюкозы с размером тела, исследователи взяли данные 1978 года для 1000 человек от рождения до взрослого состояния.
В итоге, результаты работы, опубликованные в издании PNAS, впервые объединили данные ПЭТ и магнитно-резонансной томографии для исследования тенденции поглощения человеческим мозгом глюкозы (как основного энергетического ресурса в зависимости от возраста). Эти данные наглядно продемонстрировали, что в период наибольшего потребления глюкозы, рост остальных органов и тканей организма замедлен. Причём максимальная потребность мозга в энергетических ресурсах отмечается для четырёх лет.
А в пятилетнем возрасте самая «дорогая ткань» принимает на себя более 40% общих энергетических затрат организма.
«Максимум, приходящийся на средний детский возраст, связан с тем, что именно в это время на пределе своих возможностей работают синапсы (места контактов между нейронами), когда мы узнаём многое из того, что в будущем поможет нам стать успешными людьми», – рассказывает доктор Кудзава в пресс-релизе университета.
«На пике своего развития в детстве мозг прожигает около двух третей от общего числа калорий, которые необходимы организму в состоянии покоя – гораздо больше, чем у других приматов, – добавляет соавтор исследования Уильям Леонард. – Для компенсации этих огромных энергетических потребностей, дети растут медленнее и менее активны физически в этом возрасте. Наши результаты убедительно показывают, что люди в ходе эволюционного развития стали медленнее расти на протяжении детства, для того чтобы освободить топливо для нашего «дорогого» и очень занятого мозга».
Автор: Дарья Загорская