Интересные факты о теле и мозге человека: 14 проверенных
Клеток в теле около 36 триллионов, и примерно 84% из них - эритроциты. Бактерий в тебе не в десять раз больше собственных клеток, а примерно столько же: 38 триллионов против 30, общей массой всего около 0,2 кг. Нейронов в мозге не 100 миллиардов, а 86, и клеток глии ровно столько же, а не вдесятеро больше. Площадь пищеварительного тракта не с теннисный корт, а около 32 квадратных метров. Дальше - четырнадцать таких фактов, и у каждого указано исследование, из которого он взялся.
Школьная биология любит круглые числа: сто миллиардов нейронов, бактерий вдесятеро больше собственных клеток, кишечник размером с теннисный корт. Почти все эти цифры за последние двадцать лет пересчитали нормальными методами. И почти все они оказались неверными - иногда на порядок.
Клеток в тебе 36 триллионов, и почти все - эритроциты
В 2023 году группа Иэна Хэттона опубликовала в PNAS самую подробную перепись клеток человека: около 1200 клеточных групп в 60 тканях. Получилось примерно 36 триллионов клеток у мужчины весом 70 кг, 28 триллионов у женщины весом 60 кг и 17 триллионов у десятилетнего ребёнка.
Дальше начинается интересное. По расчётам Сендера и коллег 2016 года около 84% всех твоих клеток - это эритроциты, красные кровяные тельца. Крошечные, без ядра, они выигрывают счёт с колоссальным отрывом. А массу делают совсем другие клетки: у Хэттона скелетные мышечные волокна тянут примерно половину всей клеточной массы тела, хотя составляют меньше 0,002% от числа клеток с ядром.
И самое красивое из той же переписи 2023 года: клетки любого размера вносят примерно одинаковый вклад в общую массу тела. Мелких очень много, крупных очень мало, и это уравновешивается на семи порядках размера подряд. Тело устроено как аккуратно сбалансированная бухгалтерия.
Бактерий в тебе не вдесятеро больше, а примерно поровну
Соотношение «десять бактерий на одну человеческую клетку» кочевало по учебникам десятилетиями. В 2016 году Рон Сендер, Шай Фукс и Рон Мило пересчитали его в PLOS Biology и получили 3,8 × 10¹³ бактерий против 3,0 × 10¹³ клеток человека. Отношение - около 1,3 к 1. То есть примерно поровну.
Второй сюрприз - масса. Все бактерии внутри тебя весят около 0,2 кг, а не два килограмма, как часто пишут. И живут они крайне неравномерно: в толстой кишке бактерий как минимум на два порядка больше, чем во всех остальных органах вместе взятых.
Нейронов 86 миллиардов, и глии ровно столько же
«Сто миллиардов нейронов и в десять раз больше глиальных клеток» - фраза, которую повторяли, ни разу толком не посчитав. В 2009 году бразильская команда Фредерику Азеведу применила метод изотропного фракционатора: мозг превращают в однородную суспензию ядер, красят маркером нейронов и считают. Вышло 86,1 ± 8,1 млрд нейронов и 84,6 ± 9,8 млрд не-нейронных клеток. Никакого десятикратного перевеса глии.
Там же спрятан факт, который переворачивает школьную картинку. Кора больших полушарий - та самая, которой принято гордиться, - это 82% массы мозга, но всего 19% нейронов. Большинство твоих нейронов сидит в мозжечке.
Мозг съедает пятую часть энергии и почти не замечает, чем ты занят
Маркус Райхл и Дебра Гуснард в PNAS напоминают пропорцию: мозг - около 2% массы тела и около 20% потребляемого кислорода и калорий. Но самое неудобное для мотивационных плакатов другое: этот расход остаётся поразительно постоянным независимо от того, решаешь ты интеграл или тупишь в стену. Мозг не «включается» под задачу - он и так работает на полную.
Ночью в мозге раздвигаются щели для промывки
В 2013 году Лулу Се и коллеги показали в Science на мышах: во сне (и под наркозом) межклеточное пространство мозга увеличивается примерно на 60%. Спинномозговая жидкость начинает активнее прокачиваться через ткань, и продукты обмена, включая бета-амилоид, вымываются заметно быстрее. Это работа на грызунах, не на людях, - но именно она задала современную рамку разговора о том, зачем вообще нужен сон.
Кишечник - не теннисный корт, зато у него свой мозг
Учебники называли площадь внутренней поверхности пищеварительного тракта 260-300 квадратных метров - как раз теннисный корт. В 2014 году Херберт Хеландер и Ларс Фендрикс пересчитали её количественными микроскопическими методами и получили 30-40 квадратных метров, в среднем около 32. Не корт, а однокомнатная квартира. Основной вклад даёт тонкая кишка; толстая - около 2 квадратных метров, а рот, пищевод и желудок вместе не дотягивают до одного.
Зато в стенке кишечника лежит собственная нервная сеть - энтеральная нервная система, от 200 до 600 миллионов нейронов. Она способна вести пищеварение самостоятельно, не дожидаясь команд сверху. Поэтому её и называют вторым мозгом.
Карта языка из учебника - это неверно прочитанный график
Картинка с зонами: сладкое на кончике, горькое у корня. Начиналось всё с работы немца Давида Хенига 1901 года, где измеряли пороги чувствительности к вкусам в разных точках языка. Различия нашлись, но крошечные: в самой чувствительной к сладкому точке порог был примерно втрое ниже, чем в самой тупой, - и всё.
В 1942 году гарвардский психолог Эдвин Боринг пересказал Хенига в своей книге и перерисовал его графики: взял величины, обратные порогам, и поделил каждую на максимум. После такой нормировки по картинке уже не понять, велики различия или ничтожны. Дальше сработало чужое прочтение: где кривая падает - там вкуса нет, где поднимается - там только он. В 1952 году схему с зонами напечатал в Scientific American химик Арье Хааген-Смит, а оттуда её растащили школьные учебники. На деле все базовые вкусы воспринимаются по всей поверхности языка.
Себя пощекотать нельзя, потому что мозжечок работает на опережение
Сара-Джейн Блейкмор, Даниэль Волперт и Крис Фрит в Nature Neuroscience сравнили на фМРТ два прикосновения: одно человек делал себе сам, второе делала машина. Одинаковое по физике касание ощущалось менее щекотным, когда оно было собственным, и соматосенсорная кора отвечала на него слабее. В мозжечке при этом активность падала именно тогда, когда движение порождало прикосновение. Вывод: мозжечок заранее просчитывает, что ты сейчас почувствуешь, и вычитает предсказанное из ощущения. Щекотка - это про неожиданность.
Человек умеет идти по следу запаха, как собака
Команда Джесс Портер и Ноама Собеля из Беркли вымочила десять метров бечёвки в шоколадной эссенции и выложила на поле двумя прямыми под углом 135°. Тридцати двум добровольцам завязали глаза, надели наушники, толстые перчатки и наколенники - чтобы не осталось ничего, кроме обоняния. Две трети прошли трассу, 21 человек из 32, зигзагом рыская носом над землёй ровно как собака по следу. С одной заткнутой ноздрёй след тоже читался, но с двумя - быстрее и точнее. Четверых потом тренировали три дня по три захода: скорость выросла больше чем вдвое, с 0,026 до 0,057 метра в секунду.
Твоё тело светится, просто в тысячу раз слабее порога зрения
Масаки Кобаяси с коллегами в 2009 году посадили пятерых здоровых мужчин двадцати с небольшим лет в полную темноту перед криогенной ПЗС-камерой, охлаждённой до −120 °C, и снимали двадцатиминутными выдержками каждые три часа три дня подряд. Люди светились. Слабо: примерно в тысячу раз ниже порога чувствительности глаза. Ярче всего - лицо, а внутри лица щёки и область вокруг рта, около 3000 фотонов в секунду с квадратного сантиметра. У свечения обнаружился суточный ритм: пик около четырёх часов дня, минимум ночью, с часу до семи утра. Это не аура, а побочный продукт энергетического обмена.
Тело не обновляется целиком каждые семь лет
Ядерные испытания 1950-х подняли уровень углерода-14 в атмосфере, а после 1963 года он пошёл вниз. Кирсти Спалдинг и коллеги догадались использовать этот «бомбовый пик» как отметку времени: сколько углерода-14 попало в ДНК клетки, столько его и было в воздухе в год её рождения. Оказалось, что в нейронах затылочной коры углерода-14 столько же, сколько было в атмосфере в год рождения самого человека. Они твои ровесники: новых там после рождения не появляется.
Та же метка дала другой результат для жира: около 10% жировых клеток обновляется каждый год в любом взрослом возрасте и при любом индексе массы тела. Но общее их число задаётся ещё в детстве и юности и потом держится постоянным - даже после серьёзного похудения. Клетки не исчезают, они сдуваются.
Клетки твоего ребёнка могут жить в тебе десятилетиями
Диана Бьянки с коллегами в 1996 году взяли кровь у женщин, родивших сыновей от полугода до 27 лет назад, и искали в ней последовательности Y-хромосомы. Нашли. Клетки-предшественники плода мужского пола сохранялись в материнской крови вплоть до 27 лет после родов. Явление назвали фетальным микрохимеризмом: беременность оставляет женщину долгосрочной химерой, носителем чужих живых клеток.
В космосе ты становишься выше почти на 3%
NASA фиксирует у экипажей длительных миссий рост до 3% - и возврат к обычному росту после посадки. Механика простая: без притяжения межпозвонковые диски расправляются до своего ненагруженного размера, и позвоночник вытягивается на несколько сантиметров. Побочный эффект - тупая боль в пояснице, на которую жалуются астронавты. На МКС специально возят ультразвуковые сканеры, чтобы наблюдать за этим прямо в полёте.
Генов у человека около 20 000 - и на этом проиграли деньги
В мае 2000 года в баре при Колд-Спринг-Харборской лаборатории учёные затеяли тотализатор: угадать, сколько генов найдётся в геноме человека. К апрелю 2003-го ставок набралось больше 460, отдельные догадки заходили за 200 000. Победила Ли Роуэн с числом 25 947: тогдашняя оценка проекта «Геном человека» составила около 24 847, а позже её опустили примерно до 20 000 белок-кодирующих генов. Приз - половина призового фонда в 1200 долларов и подписанный экземпляр «Двойной спирали» Уотсона. Мораль: у виноградной лозы генов больше, а сложность человека взялась не из их количества.
Как отличить настоящий факт от красивой байки
- У числа должен быть автор и год. «Учёные доказали» - это не автор.
- Смотри, на ком ставили опыт. Мыши - не люди, и честный текст это оговаривает.
- Проверяй, о чём именно была работа. «Нейроны затылочной коры» в пересказе легко превращаются в «нейроны вообще», и цифра начинает жить не своей жизнью.
- Подозрительно круглые эффектные числа - «в 10 раз», «7 лет», «100 миллиардов» - чаще всего чьи-то прикидки на салфетке, которые никто не перепроверял.
- Если цифра не менялась полвека, это не признак истины, а признак того, что её просто переписывали друг у друга.
- Хороший факт становится интереснее после проверки, а не рассыпается. Бактерии, которых поровну с твоими клетками, - история куда страннее, чем бактерии, которых вдесятеро больше.
Проверь себя
Выбери ответ - и сразу увидишь, верно ли
Вопрос 1/5
Сколько бактерий приходится примерно на одну клетку человека по расчётам 2016 года?
Вопрос 2/5
Где находится большинство нейронов человеческого мозга?
Вопрос 3/5
Откуда взялась школьная «карта языка» с зонами вкуса?
Вопрос 4/5
Какова площадь внутренней поверхности пищеварительного тракта?
Вопрос 5/5
Что показало датирование клеток по «бомбовому пику» углерода-14?
Разберись, как на самом деле устроены тело и мозг
Короткие уроки о клетках, нейронах, микробиоме, вкусе и обонянии - с разбором, откуда взялась каждая цифра и что именно показало исследование. Плюс задания, чтобы факты осели в голове, а не пролистались за минуту.
Начать бесплатно Бесплатно · App Store и RuStoreИсточники
- Hatton et al. The human cell count and size distribution. PNAS, 2023
- Sender, Fuchs, Milo. Revised Estimates for the Number of Human and Bacteria Cells in the Body. PLOS Biology, 2016
- Azevedo et al. Equal numbers of neuronal and nonneuronal cells make the human brain an isometrically scaled-up primate brain. Journal of Comparative Neurology, 2009
- Raichle, Gusnard. Appraising the brain's energy budget. PNAS, 2002
- Xie et al. Sleep Drives Metabolite Clearance from the Adult Brain. Science, 2013
- Helander, Fandriks. Surface area of the digestive tract - revisited. Scandinavian Journal of Gastroenterology, 2014
- Queensland Brain Institute, University of Queensland. Enteric nervous system
- Spence. The tongue map and the spatial modulation of taste perception. Current Research in Food Science, 2022
- Smithsonian Magazine. The Taste Map of the Tongue You Learned in School Is All Wrong
- Blakemore, Wolpert, Frith. Central cancellation of self-produced tickle sensation. Nature Neuroscience, 1998
- Porter et al. Mechanisms of scent-tracking in humans. Nature Neuroscience, 2007
- Kobayashi, Kikuchi, Okamura. Imaging of Ultraweak Spontaneous Photon Emission from Human Body Displaying Diurnal Rhythm. PLOS ONE, 2009
- Spalding et al. Retrospective Birth Dating of Cells in Humans. Cell, 2005
- Spalding et al. Dynamics of fat cell turnover in humans. Nature, 2008
- Bianchi et al. Male fetal progenitor cells persist in maternal blood for as long as 27 years postpartum. PNAS, 1996
- NASA. Spinal Ultrasound Investigation
- National Human Genome Research Institute. Gene Sweepstakes (GeneSweep)