Сто миллиардов нейронов, которых никто не считал
Цифру «сто миллиардов нейронов» знают все. Она в учебниках, в популярных статьях, в речах на конференциях. У неё есть одна особенность: до 2009 года её никто не проверял. Число попало в оборот примерно к 1991 году, разошлось по книгам, и авторы стали ссылаться друг на друга вместо первоисточника — потому что первоисточника не было.
Как считали до этого
Оценки гуляли безобразно. В 1895 году называли три миллиарда. В 1981-м — триллион. Между этими крайностями — разница в триста раз, и обе цифры печатались всерьёз.
Причина в методе. Классический способ — стереология: берут тонкий срез, считают клетки в известном объёме, умножают на объём мозга. Беда в том, что клетки распределены крайне неравномерно. В коре плотность одна, в мозжечке — на порядки другая. Умножишь на неверный образец — ошибёшься в разы.
Число «сто миллиардов» такое круглое, что уже этим себя выдаёт: измеренные величины редко бывают ровными. Оно попало и в «Принципы нейронауки» Эрика Кандела — самый авторитетный учебник в области, в изданиях 1991 и 2000 годов. Когда бразильская исследовательница Сузана Эркулану-Оузел спросила Кандела, откуда цифра, он не смог назвать источник.
Мозговая похлёбка
В 2005 году Эркулану-Оузел с коллегами предложила обойти проблему неравномерности целиком. Метод назвали изотропным фракционатором, и устроен он грубо и изящно одновременно.
Мозг (или его отдел) механически растирают и помещают в раствор детергента. Клеточные мембраны распадаются, ядра остаются целыми и свободно плавают — получается однородная взвесь, которую сама исследовательница называла «мозговой похлёбкой». Взвесь перемешивают до равномерности, берут пробы, красят ядра и считают под микроскопом. Отдельная окраска на белок NeuN отличает ядра нейронов от всех остальных.
Неравномерность исчезает вместе со структурой. Считать становится нечего, кроме ядер.
Что получилось
В 2009 году Азеведу, Эркулану-Оузел и соавторы опубликовали результат по четырём мужским мозгам в *Journal of Comparative Neurology*: 86,1 ± 8,1 миллиарда нейронов и 84,6 ± 9,8 миллиарда прочих клеток.
Отсюда сразу два вывода, и второй важнее первого.
Во-первых, ста миллиардов нет — есть примерно восемьдесят шесть. Во-вторых, рухнул ещё один школьный факт: считалось, что глиальных клеток в мозге в десять раз больше, чем нейронов. Их оказалось примерно поровну, соотношение около 1:1.
Где эти нейроны лежат
Распределение оказалось совсем не таким, как подсказывает интуиция.
В коре больших полушарий — той самой, с которой связывают мышление и речь, — около 16 миллиардов нейронов, меньше пятой части всех. При этом кора занимает 82% массы мозга.
Основная толпа сидит в мозжечке: около 69 миллиардов, примерно четыре пятых всех нейронов человека, в структуре размером с кулак. Остальное — стволу и подкорке, порядка миллиарда. Плотность упаковки в мозжечке несопоставима с корой, и это давняя причина, по которой старые оценки промахивались.
Связей в разы больше, чем клеток. Для неокортекса Пакенберг с коллегами дают порядка 0,15 квадриллиона синапсов — 150 триллионов, и это только кора.
Спор продолжается
История не закончилась круглым ответом, и это её лучшая часть. В конце 2024 года математик Алан Гориели опубликовал в журнале *Brain* разбор под названием «Восемьдесят шесть миллиардов и продолжаем считать». Его довод: выборка была маленькой, разброс между людьми большой, и честный диапазон — от 61 до 99 миллиардов, а не точная цифра.
Эркулану-Оузел ответила в том же журнале статьёй с заголовком «Да, в человеческом мозге около 86 миллиардов нейронов». Обмен репликами продолжается.
Так что нынешнее знание выглядит скромнее лозунга: порядок величины — десятки миллиардов, лучшая оценка — 86 миллиардов, границы неопределённости — заметные. Это всё равно неизмеримо больше, чем было в 1991 году, когда за цифрой не стояло вообще ничего.