Акад. Владимир Овчаров завършва медицина през 1966 г. в Медицинския университет – София, където работи и досега. Научните му интереси са предимно в областта на невронауката – структура на редица области в ЦНС, синапси, развитие на ЦНС, полови различия в ЦНС и други. Публикувал е над 350 труда, от които над 200 в международни списания, 6 монографии, от които три в чужбина. Автор е на над 60 учебника и учебни помагала, в над 80 издания

Жизненото пространство на нашите предшественици за милиони години е било ограничено в Африка. Някъде там, преди 6 до 10 милиона години човекът се е отделил от шимпанзетата и горилите. Вероятно са настъпили три важни промени, които са следвали една след друга и са проправили пътя към съвременния човек.

Първата промяна е била, че преди около 4 – 5.4 милиона години, нашите предшественици са започнали да ходят на задните си крайници – Ardipithecus ramidus, с обем на мозъка около 325 см3. Най-често се приема, че изправеният вървеж е свързан със засушаването на климата и развитието на обширни открити пространства.Изправянето е довело до промени в костите на долните и горните крайници, на гръбначния стълб и черепа, при което предните крайници са се освободили за други дейности (например, правене на сечива за лов).

 Втората промяна се е осъществила преди около 3 милиона години – разделянето на предшествениците на човешкия род на най-малко два различни вида. Единият вид е бил с масивен череп и големи скулови кости – Ausralopithecus robustus (масивната южна маймуна), който е използвал растителна храна. Вторият вид е бил с по-лек череп и по-малки зъби, който е използвал както  растителна, така и месна храна – Australopithecus africanus (африканска южна маймуна), но също така и Australopithecus anamensis и Australopithecus garhi. От този втори вид се е формирал Homo habilis (Homo – човек и habilis – сръчен) (сръчният човек). Мозъкът на тези „южни маймуни“ е бил по-голям от този на Ardipithecus ramides – около 375 – 400 см3. Днес е прието, че от Australopithecus africanus се е отделил един „трети“ вид.

Третата и последна голяма промяна на нашите предшественици, настъпила преди 2.5 милиона години, е била използването на каменни сечива. Големи количества от тях се намират сега в различни области на Източна Африка. Тази промяна се е осъществила от Homo habilis, който е най-ранният представител на рода Homo. Неговият мозък е имал обем 550 – 750 см3.

Черепът на изчезналия подвид Homo sapiens idaltu (най-старият разумен човек) е открит в Етиопия през 1997 година в пластове на възраст около 155 000 години. Черепът на възрастен мъжки екземпляр има обем 1450 куб.см – малко по-голям то този на съвременните хора.

За осъществяване еволюцията на човешкия мозък са били необходими два адаптационни механизма. Първият е осъществил генетични промени в мозъка на нашите предтечи – групата индивиди от съответния вид и на нивото на индивида, като това е включвало промени в организацията на хроматина или епигенетични промени. Генетичните механизми включват:
1. Генетични промени в кодиращите области, което е довело до промени в секвенциите и активността на съществуващите протеини;
2. Дупликация или делеция на съответните гени;
3. Промени в генната експресия, посредством промени в регулаторните секвенции на различните гени и
4. Синтез на некодиращи РНК – молекули.
Сега се приема, че генната дупликация на алелите е основната стимулираща еволюционна сила. Тези генни копия са мощни еволюционни сили, тъй като едното копие е активно, а второто е неактивно, т.е. „свободно“, като в него могат да се случат мутации (които биха могли да бъдат с положителен ефект).
Прието е, че генът SRGAP2 при Homo habilis се е удвоил, за разлика от другите примати, които имат един такъв ген. Това е довело до развитието на челната кора на крайния мозък. Настъпилата мутация в този ген, най-вероятно е била решаваща за развитието на мозъка в хода на еволюцията. Генът SRGAP2 има най-съществена роля за провеждането на нервния импулс по невроните, тяхната диференциация и развитието на синапсите. Този ген е бил от най-решаващо значение за развитието на мозъка на нашите предшественици и е един от 23 гена, които имат двойно копие при човека, но не и при другите примати.
Следващият представител на рода Homo е изправеният човек – Homo erectus, който е съществувал преди 1,.3 – 1,.8 милиона години. Неговият мозък е бил с обем около 1000 cm3 см3 (800 – 1100 cm3см3). Приблизително едновременно с него е съществувал подобният Homo ergaster – работещият човек, който е бил с по-малък мозък (850 – 900 cm3см3). Редица автори приемат, че Homo erectus е напуснал Африка и е достигнал Европа, преди 500 000 години, като е еволюирал като Homo heidelbergensis (хайделбергския човек), Homo neadertalensis (неандерталец), Homo antecessor (предшестващ човек) и вероятно като Homo denisovan (денисовият човек). Тези автори допускат, че съвременният човек – Homo sapiens произлиза от работещия човек – Homo ergaster. Последният е имал по-дълги и стройни крайници, използвал е огъня, започнал да живее в постоянни жилища, в лова са участвали повече индивиди, които са планирали и организирали своите действия. Имало е някакви наченки на първично изкуство – надраскани линии по кости и събиране на камъни с човекоподобна форма. Homo heidelbergensis е имал по-голям мозък (1100 – 1230 cm3), отколкото Homo erectus.

Човешкият мозък е най-комплексната и ефикасна структура в животинския свят на нашата планета

1. Полукълбо на главния мозък (Краен мозък) 2. Таламус(Междинен мозък) 3. Хипоталамус(Междинен мозък) 4. Среден мозък 5. Варолиев мост 6. Малък мозък 7. Продълговат мозък 8. Гръбначен мозък

Това трикратно увеличаване на обема на мозъка е довело до формирането на най-комплексната и ефикасна структура в животинския свят на нашата планета. Причините за това са в селекцията, която пък е повлияна от околната среда – наличието на храна, подбирането ѝ, влиянието на климата, но също така и от социалната среда – живот на малки или по-големи групи, връзките между членовете на тези групи, както и грижата за децата и болните в групите.

Реконструкция на глава на наеандерталец от Херман Шаафхаузен от 1888 година.

Развитието на обема на мозъка е достигнало своя максимум при неандерталците (Homo neandertalensis) – 1200 – 1800 cm3см3. Добре развитите теменни и тилни кости на черепа дават възможност да се приеме, че са имали добри зрителни и пространствени възможности, били са физически по-силни от съвременния човек, но са имали само каменни сечива и не са оставили никакви фигури или предмети на изкуството. Приема се, че те са били унищожени от представителите на съвременния човек, които са били по-интелигентни, имали са по-добри оръжия и по-добра социална организация. Вероятно е настъпила и известна метисация, тъй като е установена идентичност на тяхната ДНК (1 – 4%) с тази на съвременния човек.

 

Познатите местообитания на неандерталци в Европа (синьо), Югоизточна Азия (оранжево), Узбекистан (зелено) и Алтай (виолетово) на базата на костни останки (а не на каменин оръдия на труда)

Схема Nilenbert, Nicolas Perrault III

Въз основа на едно новаторско изследване на Станфордския университет е установено, че съвременните хора – Homo sapiens sapiens са се формирали в една тясна ивица земя в Субсахарска Африка, преди 100 000 – 200 000 години и след това са мигрирали на север. Те са били една малка популация, с численост между 2000 – и 5000 човека. Тези представители на съвременния човек са унищожили другите хоминиди (хайделберския човек, неандерталците) и представителите на Homo sapiens – кроманьонците и Homo sapiens idaltu. Най-вероятно същественото предимство на съвременния човек е в развитието на мозъка, което е свързано с по-високата интелигентност.
Човешкият мозък се изгражда от повече от 100 милиарда нервни клетки, като връзките между тях имат дължина, по-голяма от 100 000 км. Образно се приема, че мозъкът може да съхрани информация от 1.25 × 1012 бита. В него се осъществяват процеси на интеграция на много голямо количество от сетивната информация. Важен момент в еволюцията е разрастването на кората на крайния мозък. Това е една от най-съществените морфологични промени в мозъка на бозайниците, особено при човекоподобните маймуни и някои от морските бозайници. Сивото вещество на кората на крайния мозък нараства от 25% при насекомоядните (insectivora) до 50% при човека.
Днес съществува само един човешки вид. Преди 2 – 3 милиона години е имало 2, 3, или повече човешки вида, но е останал само един. Не е лесно, а вероятно не е и възможно да се направи истинско родословно дърво на рода Homo (човек), тъй като освен съвременният човек има още 17 представители в еволюцията, някои от които са странични „клонове“, които са изчезнали.
Приема се, че при процеса на енцефализацията, човешкият мозък е увеличавал своя обем със 7 см3 на всеки 10 000 години. По-големият обем и тегло на мозъка е съществено предимство, но само до известна степен. Големият мозък изисква по-голяма мускулна сила, която да подържа в изправено положение главата. Големият мозък изисква много енергия. Човешкият мозък представлява 3% от телесното тегло, но в спокойно състояние изисква около 25% от цялата енергия за тялото. За сравнение при маймуните този процент е само 8%. Нашите предшественици са платили висока цена за своя мозък – нуждаели се от повече храна и относителното намаляване на мускулната сила в хода на еволюцията. Ние сме много по-умни от шимпанзето, но то може с лекота да ни убие, като разликата в генома на човека и шимпанзето е около 1.23%. Друг проблем за развитието на човешкия мозък е изправеното положение на човека, което е довело до промяна на формата на женския таз, включително родовия канал. Новородените е трябвало да се раждат с малък размер на главата (съответно на мозъка), за да могат да преминат през родовия канал. Новороденото е напълно безпомощно и трябва да бъде пазено, хранено и отглеждано от своите родители и сродници в групата. Така за еволюцията на мозъка са спомагали и социалните връзки при отглеждането на децата и запазването на техния живот.
Използването на говора като най-добрата комуникация при нашите предшественици е важна предпоставка за развитието на нашия мозък. Повишените паметови възможности са били от съществено значение за този процес. За тези процеси съществено значение е имал генът FOXP2, който е имал ключова роля при вокализацията и говоримия език. Този ген е регулирал активността на редица други гени в различни части на мозъка.
Трябва да се има предвид, че еволюционните процеси са променили не само размера на мозъка, но също така неговата структура, включително биохимичните и молекулярните процеси в невроните и оптималното разпределение на синапсите. Настъпили са промени в трансмитерите и техните рецептори в човешкия мозък.
Някои автори приемат, че човешкият мозък за последните 20 000 години е намалял от 1500 см3 до 1350 см3. В същото време човешката интелигентност се е повишила съществено, както и ефективността на мозъка в различни направления. Намаляването на обема на мозъка вероятно е резултат на някои мутации в човешката ДНК. Установени са два гена, които определят размера на мозъка – микроцефалин и ASPM. Новият вариант на микроцефалина се е появил преди около 37 000 години, а новият алел на ASPM  вероятно преди 5800 години. Допуска се, че естествената селекция е облагодетелствала тези промени в човешкия геном, тъй като съвременният вариант на микроцефалина го има при 70% от съвременните хора, а вариантът на ASPM – при 30% от човешката популация. Допуска се, че една хаплогрупа D на микроцефалина, вероятно е довела до способността на нашите предтечи да рисуват, да възприемат религията, музиката и правенето на по-съвършени сечива. Този период от време е наречен „Големият скок напред“. Генът ASPM е причината за създаването на най-старата цивилизация в Месопотамия.
Мозъкът на съвременния човек е най-съвършената биологическа структура в познатата ни вселена. Той е резултат на продължителна еволюция, започвайки от нашите най-ранни предшественици. Има няколко виждания за неговото бъдещо развитие. Първото е, че човешкият мозък е достигнал върха на своето развитие и други позитивни промени са невъзможни, с което ще плащаме за липсата на „естествена селекция“. Второто виждане е песимистично, като се смята, че човешкият мозък е тръгнал по пътя на „дееволюцията“. Третото виждане е оптимистичното, на което съм привърженик. В него подкрепа съществуват данни от генетиката, че има 35 гена, които са резултат на генна дупликация, която е главната причина за стимулиране на еволюцията. Човешкият мозък е в състояние да се променя. В човечеството има една амбиция и възможности за постигане на по-висока интелигентност, която ще бъде реализирана.