人類驕傲受到質疑：大腦袋未必有大智慧（圖）

2011-01-30 08:20:23 科學畫報



大腦袋未必有大智慧

    沒人懷疑人類擁有高超的智慧，那麼這一切是不是要歸功於人類的腦袋大呢？從絕對尺寸上衡量，人腦並非最大。例如，鯨魚和大象的大腦約是人類的6倍。但是，衡量大腦的大小時不應該忽視大腦與身體的比例關係。在身體尺寸相同的前提下，人類的大腦是非常大的，大約是其他哺乳動物的7倍。這似乎表明我們人類的聰明智慧與超大號的腦袋密切相關。事實真的如此嗎？

    人類的驕傲受到質疑

    正如大象擁有長長的鼻子，孔雀長著美麗的尾羽一樣，聰明的大腦似乎是人類獨有的特徵。人們通常認為，如果沒有神經元密布的大腦，我們只不過是普通的靈長類動物而已。雖然不見得笨得要命，但是卻不會像現在這樣聰明。

    然而，研究人員仔細查閱了靈長類動物的考古記錄后發現，人類大腦的進化程度與其他靈長類動物完全相同。一位生物學家在對比了各類動物大腦中神經元的數目后指出，與其他靈長類動物相比，人腦並無任何特別之處。這些發現打破了我們長久以來的信條：人類之所以能夠成為「宇宙之精華，萬物之靈長」，是因為我們的大腦進化得最好。

    巴西里約熱內盧聯邦大學的蘇珊娜·霍茲爾專門從事進化研究。她在研究中發現，雖然通常情況下大腦越大的生物傾向於更加多才多藝、更具有創造力，但事實往往並非如此。以有蹄類哺乳動物和靈長類動物為例，牛和馬的大腦體積是猴子的4～5倍，但是，顯然猴子擁有處理更加複雜問題的能力。水豚是生活在亞馬孫地區的一種身形巨大的嚙齒動物，它的大腦質量為75克，但大腦質量僅52克的卷尾猴卻比它聰明得多。

    過去，人們用較大的腦袋支配較大的身軀來解釋這些不同。人們認為，動物越大，大腦的單個神經就越大，意味著神經元數目不能太多，否則就裝不下。也有的人認為，腦袋越大，更多的空間都被用來容納更長、更厚、絕緣性能更好的神經通路，神經元本身的數量相應地就要減少。因此，一隻65千克的水豚與一隻4千克的卷尾猴相比，智力水平較低。

    但是，霍茲爾認為實際情況要比這複雜得多。不同分類級別的動物大腦構成不同的線性關係。她想知道的是，任意給定一種動物的大腦，其中所包含的神經元的準確數目，以及人腦神經元的數量是否也在靈長類動物的線性範圍內。

    人腦只是放大版的靈長類動物大腦

    通常，人們採用立體測量學的方法來計算人腦的神經元數量。首先，選出具有一定代表性的大腦切片，數出切片中的神經元數目，然後可推測出人腦的神經元總數約為1000億個。

    不過，霍茲爾決定採用一種新的方法，希望得出更加準確的結果。由於每個神經元僅有一個細胞核，因此通過計算細胞核的數目就可以準確得知神經元的數目。她將小鼠的大腦用甲醛固定以後，再用含鹽的去污劑浸泡，這樣一來細胞膜破裂，剩下的是完整的細胞核。通過攪拌使細胞核均勻分佈后取樣，就可以數出細胞核的數目。最後，她再算出神經元佔全部細胞的比例。

    隨後，霍茲爾又對倉鼠、豚鼠、田鼠、刺鼠和水豚等嚙齒類動物進行了一系列研究。結果發現，隨著個體的增大，神經元和神經遞質增多，單個神經元也變大。由此可見，對於嚙齒類動物來說，腦袋越大反而智能越低；個體越大，神經元也越大，也就需要更大的腦袋。這些發現印證了過去的猜想。那麼，靈長類動物的情況又如何呢？

    為了找出答案，霍茲爾用同樣的方法對6種不同的靈長類動物的大腦進行了實驗，其中包括狨猴、夜猴、松鼠猴和獼猴。正如她猜想的那樣，靈長類動物的大腦與嚙齒類動物的大腦是不同的。靈長類動物的腦袋越大，神經元的數量越多，但每個神經元的大小卻不變。也就是說，如果嚙齒類動物和靈長類動物的腦體積相同，那麼靈長類動物大腦內的神經元數目更多一些。如果一隻嚙齒類動物和一隻靈長類動物有相同數目的神經元，那麼前者的大腦體積將是後者的6倍左右。

    霍茲爾應用類似的方法，估測平均體重為70千克人的大腦質量約為1300克，含有900億個神經元，與通常認為的1000億相差不遠。接著，她對1位70歲和3位50歲的男性大腦進行了研究，發現他們的大腦平均質量為1500克，有860億個神經元，基本符合估測結果。她說：「正如對在這個體重範圍的靈長類動物的大腦估計的那樣，人腦只是一個按線性比例放大的靈長類動物大腦。」

    大腦並非越大越聰明

    一直以來，人們認為隨著靈長類動物的進化，它們的大腦也在變大，而且越大越聰明。英國劍橋大學的尼古拉斯·芒迪在對比了37種現存的和23種滅絕的靈長類動物后發現，對於大多數靈長類家族的分支來說，在進化過程中大腦都在變大，無論是絕對質量還是相對質量。然而，令人驚訝的是，在某些靈長類家系中，隨著進化大腦的尺寸卻在變小，包括鼠狐猴、狨猴、白眉猴。

    芒迪的分析表明，我們應該謹慎考慮將大腦與身體的比例作為證據證明人腦的優越性。當他推測靈長類動物的身體如何進化時，沒有找到任何的總體趨勢。在一些靈長類動物中，如長臂猿和疣猴，它們的大腦變大而身體卻變小；而像大猩猩，大腦變大的同時身體也變得更大。他得出這樣的結論：靈長類動物的大腦和身體的進化回應了不同的自然選擇壓力，兩者在大小上不具有關聯性。霍茲爾贊同芒迪的觀點，認為身體和大腦的進化步調並不一致。因此，雖然大猩猩和人類的體重相近，但大腦的大小卻僅是人類的1/3。

    英國倫敦大學瑪麗女王學院的拉斯·奇蒂克從事蜜蜂研究，他認為大腦尺寸與認知能力、行為系統的相關性比我們預想的要小得多。蜜蜂大腦的體積僅1立方毫米，含有100萬個神經元，但蜜蜂能建複雜的蜂巢，保護種群，並能夠對很多事情達成共識。此外，還有一項研究發現，蜜蜂比脊椎動物包括嬰兒學習得更快。但是，人們往往因為昆蟲的大腦太小而經常輕視昆蟲的智力。奇蒂克指出，尺寸並不代表一切，神經元分佈的方式才是智力的關鍵。

    到目前為止，人類的聰明智慧還無法得到圓滿的解釋。但是，就像霍茲爾所說的那樣：「我們不應該再認為腦袋大是人類天資的根源所在。」

我認識的大腦袋都特聰敏。我自己也是大腦袋。

大頭大頭,下雨不愁,人家有傘,我有大頭!

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