人类骄傲受到质疑：大脑袋未必有大智慧

大脑袋未必有大智慧

　　文/张 鹏
　　没人怀疑人类拥有高超的智慧，那么这一切是不是要归功于人类的脑袋大呢？从绝对尺寸上衡量，人脑并非最大。例如，鲸鱼和大象的大脑约是人类的6倍。但是，衡量大脑的大小时不应该忽视大脑与身体的比例关系。在身体尺寸相同的前提下，人类的大脑是非常大的，大约是其他哺乳动物的7倍。这似乎表明我们人类的聪明智慧与超大号的脑袋密切相关。事实真的如此吗？
　　人类的骄傲受到质疑
　　正如大象拥有长长的鼻子，孔雀长着美丽的尾羽一样，聪明的大脑似乎是人类独有的特征。人们通常认为，如果没有神经元密布的大脑，我们只不过是普通的灵长类动物而已。虽然不见得笨得要命，但是却不会像现在这样聪明。
　　然而，研究人员仔细查阅了灵长类动物的考古记录后发现，人类大脑的进化程度与其他灵长类动物完全相同。一位生物学家在对比了各类动物大脑中神经元的数目后指出，与其他灵长类动物相比，人脑并无任何特别之处。这些发现打破了我们长久以来的信条：人类之所以能够成为“宇宙之精华，万物之灵长”，是因为我们的大脑进化得最好。
　　巴西里约热内卢联邦大学的苏珊娜·霍兹尔专门从事进化研究。她在研究中发现，虽然通常情况下大脑越大的生物倾向于更加多才多艺、更具有创造力，但事实往往并非如此。以有蹄类哺乳动物和灵长类动物为例，牛和马的大脑体积是猴子的4～5倍，但是，显然猴子拥有处理更加复杂问题的能力。水豚是生活在亚马孙地区的一种身形巨大的啮齿动物，它的大脑质量为75克，但大脑质量仅52克的卷尾猴却比它聪明得多。
　　过去，人们用较大的脑袋支配较大的身躯来解释这些不同。人们认为，动物越大，大脑的单个神经就越大，意味着神经元数目不能太多，否则就装不下。也有的人认为，脑袋越大，更多的空间都被用来容纳更长、更厚、绝缘性能更好的神经通路，神经元本身的数量相应地就要减少。因此，一只65千克的水豚与一只4千克的卷尾猴相比，智力水平较低。
　　但是，霍兹尔认为实际情况要比这复杂得多。不同分类级别的动物大脑构成不同的线性关系。她想知道的是，任意给定一种动物的大脑，其中所包含的神经元的准确数目，以及人脑神经元的数量是否也在灵长类动物的线性范围内。
　　人脑只是放大版的灵长类动物大脑
　　通常，人们采用立体测量学的方法来计算人脑的神经元数量。首先，选出具有一定代表性的大脑切片，数出切片中的神经元数目，然后可推测出人脑的神经元总数约为1000亿个。
　　不过，霍兹尔决定采用一种新的方法，希望得出更加准确的结果。由于每个神经元仅有一个细胞核，因此通过计算细胞核的数目就可以准确得知神经元的数目。她将小鼠的大脑用甲醛固定以后，再用含盐的去污剂浸泡，这样一来细胞膜破裂，剩下的是完整的细胞核。通过搅拌使细胞核均匀分布后取样，就可以数出细胞核的数目。最后，她再算出神经元占全部细胞的比例。
　　随后，霍兹尔又对仓鼠、豚鼠、田鼠、刺鼠和水豚等啮齿类动物进行了一系列研究。结果发现，随着个体的增大，神经元和神经递质增多，单个神经元也变大。由此可见，对于啮齿类动物来说，脑袋越大反而智能越低；个体越大，神经元也越大，也就需要更大的脑袋。这些发现印证了过去的猜想。那么，灵长类动物的情况又如何呢？
　　为了找出答案，霍兹尔用同样的方法对6种不同的灵长类动物的大脑进行了实验，其中包括狨猴、夜猴、松鼠猴和猕猴。正如她猜想的那样，灵长类动物的大脑与啮齿类动物的大脑是不同的。灵长类动物的脑袋越大，神经元的数量越多，但每个神经元的大小却不变。也就是说，如果啮齿类动物和灵长类动物的脑体积相同，那么灵长类动物大脑内的神经元数目更多一些。如果一只啮齿类动物和一只灵长类动物有相同数目的神经元，那么前者的大脑体积将是后者的6倍左右。
　　霍兹尔应用类似的方法，估测平均体重为70千克人的大脑质量约为1300克，含有900亿个神经元，与通常认为的1000亿相差不远。接着，她对1位70岁和3位50岁的男性大脑进行了研究，发现他们的大脑平均质量为1500克，有860亿个神经元，基本符合估测结果。她说：“正如对在这个体重范围的灵长类动物的大脑估计的那样，人脑只是一个按线性比例放大的灵长类动物大脑。”
　　大脑并非越大越聪明
　　一直以来，人们认为随着灵长类动物的进化，它们的大脑也在变大，而且越大越聪明。英国剑桥大学的尼古拉斯·芒迪在对比了37种现存的和23种灭绝的灵长类动物后发现，对于大多数灵长类家族的分支来说，在进化过程中大脑都在变大，无论是绝对质量还是相对质量。然而，令人惊讶的是，在某些灵长类家系中，随着进化大脑的尺寸却在变小，包括鼠狐猴、狨猴、白眉猴。
　　芒迪的分析表明，我们应该谨慎考虑将大脑与身体的比例作为证据证明人脑的优越性。当他推测灵长类动物的身体如何进化时，没有找到任何的总体趋势。在一些灵长类动物中，如长臂猿和疣猴，它们的大脑变大而身体却变小；而像大猩猩，大脑变大的同时身体也变得更大。他得出这样的结论：灵长类动物的大脑和身体的进化回应了不同的自然选择压力，两者在大小上不具有关联性。霍兹尔赞同芒迪的观点，认为身体和大脑的进化步调并不一致。因此，虽然大猩猩和人类的体重相近，但大脑的大小却仅是人类的1/3。
　　英国伦敦大学玛丽女王学院的拉斯·奇蒂克从事蜜蜂研究，他认为大脑尺寸与认知能力、行为系统的相关性比我们预想的要小得多。蜜蜂大脑的体积仅1立方毫米，含有100万个神经元，但蜜蜂能建复杂的蜂巢，保护种群，并能够对很多事情达成共识。此外，还有一项研究发现，蜜蜂比脊椎动物包括婴儿学习得更快。但是，人们往往因为昆虫的大脑太小而经常轻视昆虫的智力。奇蒂克指出，尺寸并不代表一切，神经元分布的方式才是智力的关键。
　　到目前为止，人类的聪明智慧还无法得到圆满的解释。但是，就像霍兹尔所说的那样：“我们不应该再认为脑袋大是人类天资的根源所在。”大脑袋未必有大智慧

　　文/张 鹏
　　没人怀疑人类拥有高超的智慧，那么这一切是不是要归功于人类的脑袋大呢？从绝对尺寸上衡量，人脑并非最大。例如，鲸鱼和大象的大脑约是人类的6倍。但是，衡量大脑的大小时不应该忽视大脑与身体的比例关系。在身体尺寸相同的前提下，人类的大脑是非常大的，大约是其他哺乳动物的7倍。这似乎表明我们人类的聪明智慧与超大号的脑袋密切相关。事实真的如此吗？
　　人类的骄傲受到质疑
　　正如大象拥有长长的鼻子，孔雀长着美丽的尾羽一样，聪明的大脑似乎是人类独有的特征。人们通常认为，如果没有神经元密布的大脑，我们只不过是普通的灵长类动物而已。虽然不见得笨得要命，但是却不会像现在这样聪明。
　　然而，研究人员仔细查阅了灵长类动物的考古记录后发现，人类大脑的进化程度与其他灵长类动物完全相同。一位生物学家在对比了各类动物大脑中神经元的数目后指出，与其他灵长类动物相比，人脑并无任何特别之处。这些发现打破了我们长久以来的信条：人类之所以能够成为“宇宙之精华，万物之灵长”，是因为我们的大脑进化得最好。
　　巴西里约热内卢联邦大学的苏珊娜·霍兹尔专门从事进化研究。她在研究中发现，虽然通常情况下大脑越大的生物倾向于更加多才多艺、更具有创造力，但事实往往并非如此。以有蹄类哺乳动物和灵长类动物为例，牛和马的大脑体积是猴子的4～5倍，但是，显然猴子拥有处理更加复杂问题的能力。水豚是生活在亚马孙地区的一种身形巨大的啮齿动物，它的大脑质量为75克，但大脑质量仅52克的卷尾猴却比它聪明得多。
　　过去，人们用较大的脑袋支配较大的身躯来解释这些不同。人们认为，动物越大，大脑的单个神经就越大，意味着神经元数目不能太多，否则就装不下。也有的人认为，脑袋越大，更多的空间都被用来容纳更长、更厚、绝缘性能更好的神经通路，神经元本身的数量相应地就要减少。因此，一只65千克的水豚与一只4千克的卷尾猴相比，智力水平较低。
　　但是，霍兹尔认为实际情况要比这复杂得多。不同分类级别的动物大脑构成不同的线性关系。她想知道的是，任意给定一种动物的大脑，其中所包含的神经元的准确数目，以及人脑神经元的数量是否也在灵长类动物的线性范围内。
　　人脑只是放大版的灵长类动物大脑
　　通常，人们采用立体测量学的方法来计算人脑的神经元数量。首先，选出具有一定代表性的大脑切片，数出切片中的神经元数目，然后可推测出人脑的神经元总数约为1000亿个。
　　不过，霍兹尔决定采用一种新的方法，希望得出更加准确的结果。由于每个神经元仅有一个细胞核，因此通过计算细胞核的数目就可以准确得知神经元的数目。她将小鼠的大脑用甲醛固定以后，再用含盐的去污剂浸泡，这样一来细胞膜破裂，剩下的是完整的细胞核。通过搅拌使细胞核均匀分布后取样，就可以数出细胞核的数目。最后，她再算出神经元占全部细胞的比例。
　　随后，霍兹尔又对仓鼠、豚鼠、田鼠、刺鼠和水豚等啮齿类动物进行了一系列研究。结果发现，随着个体的增大，神经元和神经递质增多，单个神经元也变大。由此可见，对于啮齿类动物来说，脑袋越大反而智能越低；个体越大，神经元也越大，也就需要更大的脑袋。这些发现印证了过去的猜想。那么，灵长类动物的情况又如何呢？
　　为了找出答案，霍兹尔用同样的方法对6种不同的灵长类动物的大脑进行了实验，其中包括狨猴、夜猴、松鼠猴和猕猴。正如她猜想的那样，灵长类动物的大脑与啮齿类动物的大脑是不同的。灵长类动物的脑袋越大，神经元的数量越多，但每个神经元的大小却不变。也就是说，如果啮齿类动物和灵长类动物的脑体积相同，那么灵长类动物大脑内的神经元数目更多一些。如果一只啮齿类动物和一只灵长类动物有相同数目的神经元，那么前者的大脑体积将是后者的6倍左右。
　　霍兹尔应用类似的方法，估测平均体重为70千克人的大脑质量约为1300克，含有900亿个神经元，与通常认为的1000亿相差不远。接着，她对1位70岁和3位50岁的男性大脑进行了研究，发现他们的大脑平均质量为1500克，有860亿个神经元，基本符合估测结果。她说：“正如对在这个体重范围的灵长类动物的大脑估计的那样，人脑只是一个按线性比例放大的灵长类动物大脑。”
　　大脑并非越大越聪明
　　一直以来，人们认为随着灵长类动物的进化，它们的大脑也在变大，而且越大越聪明。英国剑桥大学的尼古拉斯·芒迪在对比了37种现存的和23种灭绝的灵长类动物后发现，对于大多数灵长类家族的分支来说，在进化过程中大脑都在变大，无论是绝对质量还是相对质量。然而，令人惊讶的是，在某些灵长类家系中，随着进化大脑的尺寸却在变小，包括鼠狐猴、狨猴、白眉猴。
　　芒迪的分析表明，我们应该谨慎考虑将大脑与身体的比例作为证据证明人脑的优越性。当他推测灵长类动物的身体如何进化时，没有找到任何的总体趋势。在一些灵长类动物中，如长臂猿和疣猴，它们的大脑变大而身体却变小；而像大猩猩，大脑变大的同时身体也变得更大。他得出这样的结论：灵长类动物的大脑和身体的进化回应了不同的自然选择压力，两者在大小上不具有关联性。霍兹尔赞同芒迪的观点，认为身体和大脑的进化步调并不一致。因此，虽然大猩猩和人类的体重相近，但大脑的大小却仅是人类的1/3。
　　英国伦敦大学玛丽女王学院的拉斯·奇蒂克从事蜜蜂研究，他认为大脑尺寸与认知能力、行为系统的相关性比我们预想的要小得多。蜜蜂大脑的体积仅1立方毫米，含有100万个神经元，但蜜蜂能建复杂的蜂巢，保护种群，并能够对很多事情达成共识。此外，还有一项研究发现，蜜蜂比脊椎动物包括婴儿学习得更快。但是，人们往往因为昆虫的大脑太小而经常轻视昆虫的智力。奇蒂克指出，尺寸并不代表一切，神经元分布的方式才是智力的关键。
　　到目前为止，人类的聪明智慧还无法得到圆满的解释。但是，就像霍兹尔所说的那样：“我们不应该再认为脑袋大是人类天资的根源所在。”