Текст книги "Европейское исследование: БАДы, витамины, ГМО, биопродукты. Как сделать правильный шаг к здоровому долголетию"

Извилины мозга: в чем их ценность

При всех существовавших отличиях различные виды людей имели нечто общее: прежде всего у них был необычайно большой мозг по сравнению с другими животными. Если у млекопитающих с весом тела в 60 кг объем мозга составлял в среднем 200 см³, то объем мозга Homo sapiens такого же веса был более солидным – 1200–1400 см³. Первые люди, которые жили 2,5 млн лет назад, обладали мозгом небольшого размера, но по сравнению, например, с леопардом, который весил столько же, их мыслительный аппарат был очень большим. В процессе развития эта разница становилась все значительнее. Оглядываясь назад, представляется весьма логичным, что эволюция способствовала непрерывному увеличению размеров мозга, поскольку чем больше мощность мозга, тем, очевидно, лучше. Почему же тогда во всем животном мире, населяющем нашу планету, только у Homo sapiens развился такой мощный аппарат мышления? Почему эволюция не наделила, например, кошек аналогичным мозгом, чтобы они могли вычислять интегралы?

Действительно, обладание огромным мозгом требует огромных энергетических затрат. Это очень большая нагрузка для человеческого тела – таскать на себе этот тяжелый череп – вместилище мозга, учитывая, что он пожирает огромное количество энергии.

Около 100 млрд нервных клеток мозга непрерывно обмениваются между собой биохимическими сигналами. Посредством 100 биллионов синапсов, связанных друг с другом, они образуют конструкцию, ни с чем не сравнимую по сложности. Число всех теоретически возможных контактов в нашем мозге больше, чем число атомов во всей Вселенной. У Homo sapiens мозг составляет только 2–3 % общего веса тела, но даже в состоянии покоя, лежа на диване, он потребляет 20 % всей энергии, необходимой для жизнедеятельности всего организма. А уж если мы читаем статью и пытаемся вникнуть в ее смысл, мозг «поедает» уже все 25 %. «Мозг требует непропорционально высоких затрат энергии, – объясняет Э. Мозер, руководитель отдела физики при Центре медицинской физики и биомедицины г. Вены. – Он включается не только в случае необходимости, а находится в состоянии постоянной готовности и не отдыхает никогда».

Уже в XIX в. итальянец А. Мокко продемонстрировал потребность мозга в «горючем»: он уложил человека на своеобразные весы, на одном конце которых находилась голова, на другом – ноги, и привел их в баланс. После того как Мокко попросил испытуемого решить математическую задачу, часть весов, на которых находилась голова, опустилась вниз: с целью обеспечения мыслительного процесса организм «накачал» в мозг больше крови и кислорода.

Несмотря на то что, по отношению ко всему организму, потребность в энергии мозга весьма значительна, эффективность его работы невероятно высока: он легко обходится 20–30 Вт, соответствующими мощности одной слабенькой лампочки. Конструкторы компьютеров могут ему позавидовать: самый высокомощный вычислительный прибор, легко «пожирая» 100 кВт в день, даже отдаленно не способен выполнить комплексную работу нейронов. «Чтобы обеспечить мозг энергией, достаточно лишь кусочка виноградного сахара, – объясняет ученый Сандкюллер. – Один лишь этот факт показывает, насколько биология сложнее, мощнее и эффективнее любой техники».

В мозге человека происходит интенсивный коммуникационный процесс: миллиарды нервных клеток постоянно обмениваются информацией. Так, известно, что нервные импульсы поступают в мозг по 2,5 млн нервных волокон, а 1,5 млн других участвуют в выводе переработанной мозгом информации. В секунду каждое такое нервное волокно передает в мозг до 300 импульсов, и даже если в него не поступает импульс, мозг все равно получает информацию о наличии, например, тишины или темноты. Если обозначить импульсы единицей, а их отсутствие нулем, то мощность мозга будет равна 2 500 000 х 300 bits в секунду, что соответствует с учетом разного рода потерь почти 100 МВ.

Задача мозга состоит в том, чтобы поток входящей мощности перевести в поток исходящей мощностью до 60 МВ/сек. Этот сигнал поступает к мышцам, железам, органам, выполняющим важные функции жизнедеятельности, – и это происходит почти мгновенно.

Для сравнения: мозг обезьяны потребляет только 8 % всей энергии организма. Наши предки заплатили очень высокую цену за свой большой мозг. Как государство, сокращая свои затраты на вооружение, инвестирует в образование, так и человек управляет своей энергией, переводя ее из мышечной массы (силовой составляющей) в развитие мозга. При этом спорно, что в саванне, например, такая стратегия выживания была разумной. Можно предположить, что Homo sapiens того времени теоретически мог дискутировать с шимпанзе, ставя его в тупик своими аргументами, но при этом шимпанзе без дискуссии мог разорвать человека на куски.

С сегодняшней точки зрения увеличение мозга было оптимальным условием выживания человека. Но как можно было избежать увеличения объема мозга за счет уменьшения массы мышц? Ученые считают, что решающую роль сыграло употребление мяса. «Без него приматы не могли бы эволюционировать в людей», – считает историк и эколог Дж. Райххольф (J. Reichholf). Причиной этому является потребность человеческого мозга в протеинах. По его словам, мясо начало входить в рацион наших ранних сородичей около 5 млн лет назад – в переходную эпоху их разделения на ветви, ведущие непосредственно к виду Homo sapiens и на его «обезьяних» родственников.

У человека, по отношению к общей массе тела, мозг почти втрое больше, чем у горилл или шимпанзе. Именно увеличение размеров мозга требовало дополнительных веществ, позволяющих поддерживать и развивать функции этого ощутимо объемного органа, в частности, протеинов и этерифицированных жирных кислот. Его быстрый рост сразу после рождения был необходим для дифференцирования процессов мышления и обучения, отличающих ранних людей от своих сородичей.

Вполне вероятно, что, если бы наши предки остались вегетарианцами, вряд ли они развились бы до Homo sapiens. Однако шимпанзе, например, тоже время от времени едят мясо. Ощущая острую потребность в протеинах, они становятся самыми настоящими бестиями: нападая на павианов или на своих же сородичей, они разрывают свою добычу с неистовой жадностью и яростью. Такое поведение – выражение острого недостатка протеинов, который не может компенсировать растительная пища.

Ко времени появления Homo sapiens мозг его предков непрерывно развивался. Но за исключением каменного ножа и заостренных копий это развитие принесло человеку относительно мало. С точки зрения эволюции развитие человеческого мозга так же парадоксально, как появление перьев у павлина или тяжелых рогов у оленя. Зачем все эти затраты?

Самые древние раскопки убеждают, что уже 2,5 млн лет назад человек применял приспособления и инструменты для облегчения своей жизнедеятельности. Причем они были выполнены людьми, имевшими прямую походку. Наши обезьяноподобные предки в течение миллионов лет развили скелет, который предусматривал передвижение на четырех ногах. Голова была относительно легкой и движений не затрудняла. Перенастройка на прямую походку выдвигала новые требования, так как конструкция скелета должна была удерживать уже значительно утяжеленный череп владельца. Стоя на двух ногах, нашим предкам было удобнее искать пищу или разглядывать врага в саванне. Платой за прямохождение стали боли в спине и закостенелая шея.

Женским особям пришлось сложнее вдвойне: прямая походка обуславливала более узкие бедра, а значит, и более узкий родовой канал, и это несмотря на то, что головы новорожденных все время увеличивались, подвергаясь опасности погибнуть при рождении или получить травму головы. Младенцы человека, появляясь на свет, когда их голова была еще относительно мала и достаточно мягка, имели больше шансов выжить, а роженицы производили больше потомства. По этой причине, согласно процессу селекции, дети рождались по возможности раньше.

А. Портман (А. Portmann) [3]3
  Portmann A. Entlast die Natur den Menschen, 1970.


[Закрыть] считает, что человек, в отличие от млекопитающих, рождается слишком рано, поэтому в возрасте от года до трех лет ему необходимо дополнительное интенсивное приспособление к условиям окружающей действительности, в то время как животные уже с момента рождения способны инстинктивно ориентироваться в новой для них среде. Младенцы человека появляются на свет в виде «полуфабрикатов», когда жизненно важные системы еще не развились полностью. Напротив, например, жеребенок сразу после рождения стоит на собственных ногах, котята в возрасте нескольких недель уже начинают знакомиться с окружающим миром.

Младенцы после рождения абсолютно беспомощны и полностью зависят от родительской опеки. Это обстоятельство дает человеку время и возможность научиться необходимым навыкам для адаптации к неведомым для себя условиям, что сопряжено с определенными трудностями.

Так как люди появляются на свет на очень ранних стадиях индивидуального развития, то они формируются легче, чем другие живые существа. Большинство животных появляются из материнского чрева уже сформированными, как обожженные горшки из печи. Любая попытка изменить их не имеет успеха и ведет к разрушению. Потомство людей, напротив, словно расплавленное стекло: его можно с легкостью формовать, растягивать и закручивать. Поэтому мы можем из наших детей воспитывать христиан или буддистов, капиталистов или социалистов, солдат или пацифистов.

Наше тело менее приспособлено к окружающей среде, чем тело животного, имеющего шерсть, перья, чешую, клюв и другие мощные средства защиты, на фоне которых человек представляется беспомощным существом. Животное, в отличие от человека, реагирует на окружающую среду инстинктивно, в зависимости от возникающей чисто случайно жизненной ситуации, что и предопределяет его шанс к выживанию. Его организм устроен так, что органы и части тела взаимодействуют друг с другом определенным образом только посредством прирожденных инстинктов, реагируя на специфическое состояние окружающей среды.

Гегель так описывал человеческое существование: «Человек – это животное, но, будучи таковым и реализуя свои животные функции, он не остается в этой позиции как собственно животное. Наоборот, он осознает свое состояние, познает его, заявляет о нем, изучает его, как, например, процесс пищеварения, превращая его в самостоятельную науку. Именно поэтому человек в тот момент, когда он отбрасывает ограничения, отождествляющие его с животным, перестает им быть, и этот процесс понимания ассоциируется у него с мышлением» [4]4
  Hegel G. W.F. W.W.XII, 120.


[Закрыть].

Именно изначальная неприспособленность человека к окружению предопределила необходимость его борьбы за существование, вынудив стать человеком разумным, созидающим. В противоположность характерным реакциям животных человек живет не только благодаря инстинктам, связывающим его с внешним миром, но и благодаря тому, что он осознает связи собственного тела с этим окружением. Феномен человека и состоит в том, что он может смотреть, наблюдать и анализировать себя как бы со стороны, четко представляя себя как объект наблюдения. Только человек осмысленно заботится о собственном существовании, имеет желания и стремления, для удовлетворения которых использует достижения технического и интеллектуального прогресса. Он рассматривает свою жизнь как часть исторического процесса, осознает движение времени, различает прошлое и настоящее, может мечтать о будущем. Постоянно оглядываясь назад, непрерывно осмысливая происходящее, человек ставит перед собой цели, определяет жизненные этапы и ориентиры на будущее.

Наверх к вершине пирамиды потребления

Несмотря на все свои преимущества перед животными, древние люди в течение 2 млн лет были незащищенными, слабыми существами. Между Индонезией и Испанским полуостровом проживало не менее 1 млн человек, которые, по большому счету, жили скорее плохо, чем хорошо. Они находились в постоянном страхе перед дикими животными и питались прежде всего растениями, насекомыми, мелкими животными и падалью, которую оставляли после себя крупные хищники. Каменные орудия они применяли в основном для того, чтобы добраться до внутренности костей, раздробить их и получить в качестве вознаграждения костный мозг.

Представим такую картину: львы настигают свою жертву и с остервенением пожирают добычу. За сценой разнузданного «обжорства» пристально наблюдают гиены и шакалы, стремящиеся заменить на поле пиршества наевшихся и осоловевших львов. Конечно, гиены и шакалы для людей не менее опасны, чем львы, и нашим предкам следует набраться терпения и ждать, пока «обжоры» не доедят остатки того, что еще можно употребить из отходов пищи царя зверей. И лишь тогда человек осторожно пробует выйти из своего укрытия, подкрадывается к костям и ищет куски, которые еще годятся в пищу. А это лишь кости и их содержимое.

Миллионы лет люди охотились за маленькими животными и съедали то, что они смогли поймать, при этом одновременно сами значились в меню больших диких животных. То есть еще до недавнего времени люди находились где-то в середине пирамиды естественного потребления питания. И только в ушедшие 100 тыс. лет, когда Homo sapiens вышел на сцену истории, человеку удалось подняться к высотам этой пирамиды. Данный подъем имел серьезные последствия. В то время как дикие животные, например львы и гиены, за миллионы лет хорошо приспособились к верхним уровням пирамиды, люди в противоположность им чувствовали себя случайными в новой роли.

Множество катастроф истории объясняется именно этим стремительным перемещением человека к пику пирамиды, начиная с массового взаимного уничтожения в войнах и заканчивая разрушением экологической системы планеты. Человечество не стая волков, которая по воле случая получила в свои руки танки и атомные бомбы. Человечество, по большей части, стадо овец, которое создало ядерное оружие. Но вооруженные овцы несравнимо опаснее, чем вооруженные волки.

Решающий шаг на пути к вершине пирамиды потребления продуктов питания – покорение огня.

Достоверно неизвестно, где и когда это произошло, но уже 300 тыс. лет назад огонь для многих предков людей вошел в повседневный обиход, став источником постоянного тепла и света, а также могущественным средством, отпугивающим львов и других хищников. В дальнейшем при помощи огня люди стали предпринимать первые широкомасштабные совместные операции, например такие, как целевое выжигание лесов для строительства жилища. Люди прочесывали выжженную местность и в золе находили обжаренные орехи. Вслед за собирателями на освобожденную от леса площадку выходили предки современных проектировщиков. Целенаправленно распределяя очаги возгорания, им удавалось превращать непроходимые джунгли в степи. В наводненных животными степях люди охотились, добывая пропитание. Но самое лучшее – на огне можно было готовить пищу.

Искусство термической обработки пищи привело человечество к расширению ассортимента продуктов, которые могла предоставить ему природа. Перед взором одуревшего от голода и онемевшего от восторга нашего предка открылся своеобразный огромный супермаркет с полками, наполненными разнообразными продовольственными товарами. В список основных продуктов питания отныне входили растения, которые в сыром виде до тех пор не употреблялись, например картофель, зерна пшеницы, ржи, овса, риса.

Огонь изменил не только химию производства продуктов питания, но и его биологию. Высокая температура убивала бактерии и паразитов, превращая фрукты, овощи, орехи в настоящие лакомства, легкие для пережевывания и переваривания. Если шимпанзе требовалось 5 часов в день, чтобы обеспечить себя сырой пищей, то человеку с его искусством варки пищи был необходим всего один час. При помощи огня люди могли питаться более разнообразно, в то же время они экономили время на приготовлении еды, а сам прием и усвоение пищи происходили с меньшими затратами. В результате уменьшались размеры зубов и длина кишечника. Некоторые ученые видят прямую связь между открытием варки, сокращением кишечного тракта и увеличением размеров мозга. Длинные клыки и большой мозг потребляли много энергии, поэтому для нормального функционирования невозможно было обеспечивать их энергией одновременно.

Приверженность исключительно к растительной пище обрекала вид на вымирание. Жившие в Южной Африке примерно 2–1,2 млн лет назад так называемые массивные австралопитеки – парантропы (Paranthropus robustus) обладали развитой жевательной мускулатурой и широкими, крепкими, покрытыми толстым слоем эмали коренными зубами для пережевывания растительной пищи, большими костными (сагиттальными) гребнями с прикрепленными к ним жевательными мышцами и слаборазвитыми резцами и клыками. Парантропы были крупными травоядными существами, жившими в густых зарослях по берегам рек и озер, что и привело их к вымиранию.

В отличие от австралопитеков, ранний Гомо эргастер (Homo ergaster) – человек работающий – употреблял пищу с высоким энергетическим индексом. В его рацион регулярно входило мясо, поскольку он научился более эффективно охотиться, применяя примитивные орудия. Все больше аргументов приводится и в пользу того, что он питался падалью, и это позволило ему успешно конкурировать с другими ее любителями. У Гомо эргастера полностью отсутствовал сагиттальный гребень, он обладал менее выступающими лицевыми костями, слабо развитыми челюстями, небольшими коренными зубами с более тонким слоем эмали, большими резцами.

Более северные территории обитания неандертальца (Homo neanderthalensis) определили модель питания этой вымершей расы: ежедневная его потребность в пище составляла порядка 4 тыс. килокалорий, что на 100–350 ккал больше, чем у предка современного человека – кроманьонца, обитавшего в тех же климатических условиях. Специальные химические исследования костной ткани показали, что Homo neanderthalensis регулярно употребляли мясо крупных наземных млекопитающих – мамонтов, зубров и т. п., а также мясо мелких животных, коренья и побеги растений.

Кроме тщательно обглоданных костей животных, на стоянках неандертальцев находят и обработанные таким же образом кости кроманьонцев. Конкурентная борьба этих двух рас завершилась в пользу последних, ставших прямыми предками Homo sapiens. В условиях скудной пищевой базы существенную роль сыграл тот факт, что кроманьонцы обладали большей подвижностью в силу строения скелета и меньшего веса и, как следствие, меньшей потребностью в энергии.

С открытием термической обработки пищи наши предки впервые попробовали теплую еду, что привело к революционным преобразованиям в истории развития человечества.

Традиция варить, запекать, жарить, тушить, парить пищу сформировала нашу культуру еды, которая совершенно не зависит от того, на каких новых приспособлениях (например, мультиварка) это происходит.

«Человек – единственное живое существо, готовящее пищу», – пишет Ц. Орген (C. Organ) из Гарвардского университета в журнале PNAS. Биологи установили, что человек изобрел способ приготовления еды уже 1,9 млн лет назад, чем существенно улучшил свои шансы на выживание и приспособление к внешней среде. Богатая калориями пища служила повышению репродуктивности. Увеличение потомства повышало шансы на сохранение вида. Ученые предполагают, что продолжительное по времени употребление только сырой пищи поставило бы под вопрос долговременное выживание Homo sapiens.

Когда именно наши предки начали варить, консервировать или приготавливать еду другими способами, окончательно не выяснено. «Мы знаем, что благодаря приготовлению пищи человек меньшую часть времени должен был проводить за трапезой. Кроме того, улучшился его индекс массы тела (body mass index – BMI)». Еда лучше усваивалась и откладывалась в организме в качестве резерва энергии. У этих людей появилось больше времени для неторопливого приема пищи.

Современный человек, к сожалению, утратил эту заведенную предками традицию. По словам Орген, за едой мы проводим в среднем 4,7 % активного времени. Нашим ближайшим сородичам – приматам – требуется его для приема пищи намного больше. Не открой наши предки способов приготовления еды на огне, мы тратили бы 48 %, т. е. половину активного времени, на процесс обгладывания и разжевывания.

В истории развития человека время от времени случались переломы и кризисы, в связи с чем эволюция протекала скачкообразно. Ученые пришли к выводу, что уже Homo erectus – человек прямоходящий – умел варить пищу. Этот вымерший вид рода Homo жил около 2 млн лет назад в Африке, Азии и Европе. Небольшие коренные зубы Homo erectus, как и умеренный объем его кишечника, подтверждают эту гипотезу. Найденные в провинции Чжоукоудянь в окрестностях Пекина обугленные кости, а также остатки жилищ с местами для загона скота в Terra Amata, вблизи Ниццы, указывают на то, что Homo erectus уже владел огнем.

Приготовление еды на огне постепенно превращалось в повседневную рутину. Наши предки успешно осваивали его разведение в любых местах и условиях, а прием пищи все более отчетливо принимал ритуально-социальный характер собрания членов клана, заложив тем самым начало культуры еды.

Совместные трапезы стали основным компонентом жизни людей. В свою очередь, этот прогрессивный эволюционный шаг не только повлек за собой уменьшение челюстного аппарата, но и послужил базой для развития и создания все новых и новых звуковых нюансов речи.

До того как первобытные люди начали собираться для трапезы у огня, они бродили по лесам и лугам и принимали пищу, если им удавалось добыть что-нибудь съедобное. В рацион ранних неандертальцев в теплое время года входили грибы, ягоды, фрукты, орехи, шишки, травы и другая растительная пища. Но вегетарианцами они не были: на месте их обитания на берегу озера Ascherslebener в районе северного Рейнланда исследователи нашли останки мамонтов, носорогов, диких ослов, северных оленей. Даже с точки зрения современного гурмана можно себе представить, какие изысканные блюда можно приготовить из такого качественного мяса.

Начиная с конца каменного века наши предки «накрывали стол» все более разнообразно, приготовление еды становилось все сложнее. Нам неизвестно, были приготовленные ими блюда пресными или же их вкус усиливался с помощью грибов, кореньев и трав. Наши предки не только жарили пищу на костре, но и варили. Они делали небольшие ямы в земле водонепроницаемыми, наливали в них воду и бросали туда раскаленные на огне камни до тех пор, пока вода не закипала. Возможно, в таких «котлах» были сварены первые супы.

Термическая обработка имела множество преимуществ: с одной стороны, питательные вещества лучше усваивались организмом, с другой – уничтожались всевозможные микробы и паразиты, впервые появилась возможность откладывать продукты про запас.

☝За счет высоких температур в продуктах происходит химическое изменение ее составных частей: свертываются белки, разжижаются жиры, освобождаются бесчисленные ароматические субстанции, поэтому о полезных свойствах можно забыть.

Так называемая реакция потемнения (побурения), известная под именем «реакция Майяра», стимулирует различные органы чувств: именно она лежит в основе оптических, вкусовых и ольфакторных (обонятельных) изменений, происходящих в процессе нагревания пищевого продукта. Хрустящая корочка хлеба, румяное жаркое или жареный кофе лишь некоторые аппетитные примеры этой реакции.

Применение огня не только повышает качество продуктов питания, но и позволяет расширить их ассортимент. Некоторые растительные продукты, несъедобные в сыром виде, пополнили меню наших предков в вареном или пареном состоянии.

Таким образом, термическая обработка пищи стала важным импульсом для очередного резкого скачка эволюции. И только значительно позднее, в середине каменного века, оседлость ранних людей на территории современной Европы привела к дальнейшему ее развитию. Основание долговременных поселений, разведение полезных растений, приручение животных, создание и хранение пищевых запасов на складах вытеснили охоту и собирательство на второй план. Типичным расположением таких поселений служили особенно плодородные лёссовые грунты, обнаруженные в разных местах Европы. Более значимое место в питании заняла вегетарианская пища. Важнейшими злаками того времени были пшеница однозернянка и двузернянка (эммер). Для лучшей сохранности зерно слегка обжаривалось, а затем размалывалось до отрубей или муки. Хлеб выпекался в расположенных в земле печах.

Огонь же образовал и первую пропасть между человеком и прочим животным миром. Сила животного обычно напрямую зависит от строения его тела, например от силы мышц, размаха крыльев, величины зубов. Однако, несмотря на то, что некоторые животные могут использовать воздушные или водяные потоки в своих целях, управлять ими они не в состоянии. Так, например, орел с помощью возникающего воздушного потока может подняться и унести добычу, приложив к этому силу, соответствующую размерам его крыльев, но контролировать этот поток воздуха птица не умеет. В свою очередь люди, покорив огонь, добились контроля над огромной, дикой и потенциально безграничной силой. Теперь они сами решают, когда и где разожгут костер. Человек приобрел над огнем власть, не зависящую от силы его мышц. Чтобы в течение нескольких часов воспламенить целый лес, хватит усилий одной женщины – трение камня о камень или дерева о дерево не требует много сил. Покорение огня было первым предвестником того неизвестного, что еще ожидало человечество.