چگونه انسانها با هجوم خون به مغزشان باهوش تر شدند؟

 دانشمندان معتقدند که تایید دیگری بر باهوش تر شدن انسانها نسبت به اجدادشان یافته اند. انسان شناسان چندین دهه است که درباره فرگشت هوشمندی انسان کنجکاوند، اجزای اصلی تحقیق شامل یافته های باستان شناسی در باب استفاده از آتش، ابزار و مانند آن میباشد. اما شواهد مربوط به فسیل جمجمه ها چطور؟ جایی که مغز در آن قرار گرفته است؟

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 می رسد تعداد سلولهای عصبی در مغز پستانداران مستقیما با ابعاد مغز در ارتباط است.

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 می رود متوقف شود طولی نمی کشد که از دنیا می روید. 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 می کند.
خون از طریق دو سرخرگ کاروتید داخلی (شاهرگ) به بخش شناختی مغز (سربروم) جریان می یابد، یکی در سمت راست و دیگری در سمت چپ قرار دارد. اندازه ی این شریان ها به میزان فشار خون در آنها وابسته است. درست همانند یک لوله کش که لوله های بزرگ را نصب می کند تا میزان بیشتری آب را به ساختمان های بزرگتر هدایت کند، سیستم گردش خون بطور مستمر اندازه رگ های خونی را با میزان فشار خون در آنها مطابقت می دهد.
این به نوبه خود با نیاز اندام به اکسیژن مربوط می شود. اگر ما بتوانیم اندازه شریان های بزرگی که اندامی مانند مغز را تغذیه می کنند بسنجیم، می توانیم 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.
"راجر سمویر” استاد بازنشستۀ فیزیولوژی دانشگاه آدلاید گفت: لحظه یورکای من زمانی بود که دریافتم اندازۀ یک سرخرگ را با اندازه حفره ای که در استخوان وجود دارد، می توان سنجید. این بدین معناست که می توان، میزان جریان خون مغز را توسط کانال های کاروتیدی که در فسیل های اسکلت های انسان ریخت ها وجود دارد، اندازه گرفت. ایده ی 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 فسیل های بی ارزش جمجه های هومینین ها ( زیرخانواده ای از انسان ریخت ها) و اندازه گیری شان به موزه هایی در استرالیا و آفریقای جنوبی سفر کرد. ما دریافتیم که اندازه کانال های 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 می دهد مغز ما ۶ بار بیشتر از نیاکانمان تشنه اکسیژن است که احتمالا بخاطر بیشتر شدن توانایی های شناختی ما و بیشتر فشرده شدن انرژی است. از آنجا که تعداد سلول های عصبی در مغز انسانها همانگونه که انتظار می رود در مغز یک نخستی بزرگ باشد، کشفیات ما اشاره به ماده مغزی فعالی دارد که احتمالا به دلیل ارتباطات بسیاری است که بین نورون ها وجود دارد.
هر سیناپس که محل اتصال نورون هاست باعث انتقال یک تکانه الکتریکی از یک سلول به دیگری می شود. معمولا به وسیله ترشح مادۀ شیمیایی از سلول که تولید ضربه الکتریکی در سلول های دیگر را تحریک و یا مهار می کند. چرخه شیمیایی که موجب تکانه ها می شود از لحاظ انرژی هزینه ی ناچیزی دارد اما با احتساب اینکه مغز ۸۰ میلیارد سلول عصبی را شامل می شود که هرکدام نیز هزاران سیناپس با سلولهای مجاور دارد، مصرف انرژی سیر صعودی در پیش می گیرد.
بدن انسان چیزی در حدود ۲۰ تا ۲۵ درصد از میزان متابولیسم استراحت را به مغز اختصاص می دهد که این مقدار در نخستی ها ۸ تا ۱۰ درصد و در سایر پستانداران ۳ تا ۵ درصد می باشد. بخاطر همین ما مغز را بعنوان یک ابر کامپیوتر تشنۀ انرژی در نظر می گیریم. این تشبیه به کامپیوتر تشبیه مناسبی است. هرچه حافظه ی 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 همین طور هرچه عملکرد شناختی بیشتر، میزان سوخت و ساز بیشتر و جریان خون بیشتر و شریان های قطورتر مورد نیاز است.
اندازۀ بدن و هم اندازه ی مغز افزایش یافته اما اندازه بدن سریعتر افزایش یافته است. جریان خون در مغز نخستی ها به نسبت اندازۀ مغز نیز افزایش بیشتری داشته است. تنها در هومینین ها ما شاهد سریعتر بودن افزایش جریان خون نسبت به افزایش اندازه ی مغز هستیم که دربردارنده این موضوع است که اجداد ما در گذر زمان باهوش تر شدند.