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數千年間,腦容量下降了約10%

人類的大腦是怎么“丟”的?

2023年09月21日08:56 來源:科技日報

長久以來,發育形成更大的腦容量一直被視為人類增強智力并得以“統治”地球的標志。人類進化最后200萬年來,人類大腦的容量曾增加到原來的近4倍。但越來越多的證據表明,在上一個冰川期結束后的某個時候,人腦變小了。

美國達特茅斯學院的古人類學教授杰里米·德席爾瓦說:“大多數人認為腦部進化以線性方式發生:它不斷增大,然后進入平臺期,最后停止發育,但事實并非如此,我們的大腦縮小了,而且失去的腦組織有一只青檸那么大。”德席爾瓦研究小組的計算顯示,在過去數千年里,人類的腦容量迅速下降了約10%,相關研究論文發表于瑞士《生態學和進化前沿》雜志。

那么,導致人腦縮小的原因是什么呢?人腦變小了對其功能會產生影響嗎?

人腦“悄悄”變小了

美國《發現》雜志在報道中指出,人類大腦的平均尺寸正在縮小,這種縮小始于數萬年前。在過去10萬年里,智人的平均腦容量減少了約40%。

生活于大約400萬年前,被認為代表人類最古老祖先的乍得沙赫人(Sahelanthropus tchadensis)的腦容量約為350毫升。此后,人類的腦容量開始增加。從大約400萬年前到大約200萬年前,南方古猿(“露西”及其同時代人)的腦容量為500毫升左右。到100萬年前,一些直立人的腦容量超過1000毫升。大約13萬年前,尼安德特人(標本的腦容量范圍為1172—1740毫升)和智人(1090—1175毫升)的平均腦容量達到1500毫升。值得注意的是,自直立人時代以來,人類的體型并沒有發生實質性變化,因此腦容量的增加大部分時間都與體型增長無關。

但人類的腦容量一直在不停增加嗎?非也!對122個人群開展的測量顯示,現代成年人的腦容量為900—2100毫升,全球范圍內人類的腦容量平均為1349毫升,小于人類石器時代祖先的腦容量。

德席爾瓦研究小組的計算也顯示,在過去15萬年間,人腦平均容量基本保持在約1450毫升。但在過去數千年里,這個數值迅速下降了約10%,達150毫升。他們利用化石和現代標本資料,確定人腦的這種縮小情況發生在3000—5000年前。

此外,1988年發表于《人類生物學》雜志上的一篇論文分析了來自歐洲和北非的1.2萬余個智人的頭骨。研究表明,在過去1萬年間,男性和女性的腦容量分別下降了約10%(157毫升)和約17%(261毫升)。

集體智慧發揮作用

人類的腦容量為什么會縮小呢?

有研究人員認為,大腦是人體最耗費能量的器官,雖然現在大腦只占人類體重的2%,但它消耗了近四分之一的能量。通過發明在外部存儲信息的方法:洞穴藝術、寫作、數字媒體,人類腦容量減少了一些。

英國倫敦自然歷史博物館的古人類學家克里斯·斯特林格和美國艾倫研究所的神經學家克里斯托夫·科克9月8日在接受《華爾街日報》采訪時表示,書籍、個人設備和互聯網被用作信息儲存器,這很可能加劇了腦容量縮小的趨勢。克里斯·斯特林格表示:“我們的大腦不需要像以前那樣努力工作,因此變小了。”

《發現》雜志的報道指出,人類腦容量為何變小?也許最有說服力的假設是:智人經歷了“自我馴化”。這一術語源于人類對動物馴化的理解。與野生祖先相比,綿羊、狗等馴化物種在許多身體和行為特征上有所不同,具有馴服、沒那么膽怯,以及較小的大腦等特點。

人類或許也對自身進行了馴化:在石器時代,善于合作的、頭腦冷靜的個體比好斗的個體更有可能生存和繁殖。這些傾向受到基因的影響,這些基因也會影響人類的身體特征,包括體型和大腦的大小。隨著時間的推移,人類這種自我馴化導致了大腦變小。

德席爾瓦團隊利用化石和現代標本資料確定,人腦的縮小發生在3000—5000年前,這是北非、中東和南美洲古代文明的繁榮時期。他們認為,復雜的社會結構可能對腦容量縮小起到一定作用。

他們猜測,人類社會組織的合作在最近3000年來大大增強,集體智慧開始發揮作用。德席爾瓦團隊研究論文的合著者之一、美國波士頓大學生物學教授詹姆斯·特拉涅洛解釋道,一群人比這個群體里最聰明的那個人還要聰明。這有點像中國諺語“三個臭皮匠,勝過諸葛亮”。所以,大體說來,如果你生活在一個群體里,那么解決起問題來就會比你獨自一人時更快、更有效、更準確。

德席爾瓦表示,人類的社會性很強,以至于每個單獨的個體不再需要知道一切。就像美國密蘇里大學認知科學家大衛·吉里解釋的那樣:日益復雜的社會,讓人類不用像原始社會的人類那樣需要掌握多種生存技能。基于此,人類腦部的部分功能也逐漸退化,腦容量隨之縮小。

功能越來越發達

人腦縮小對其功能會產生影響嗎?

“損失部分大腦對其功能并不會產生太大影響。”上海交通大學醫學院松江研究院研究員仇子龍對科技日報記者表示:“人腦存在一定的冗余,有時候即使失去一部分,對其整體功能也并無太大影響。”

他進一步解釋道,從神經科學的角度來說,人腦的確存在一定的冗余——一些“閑置空間”。例如,在臨床上,有些兒童腦部受到重創,接受腦外科手術切除部分大腦后,隨著年齡的增長,其大腦仍能恢復正常的功能。此外,有些癲癇患者也被切除了部分大腦,仍能正常生活。

“可見大腦在功能上是存在一些冗余的。如果損失的不是關鍵部位,其實并不影響整個大腦功能的發揮。”仇子龍表示。

他指出,人腦的演化是一個緩慢的過程,幾萬年才有顯著的變化。自古以來,人類創造了一系列燦爛的文明,一系列高精尖科技,都可以表明人類是越來越聰明了。“而且,智商測試也證明人腦越來越發達”。

新西蘭科學家詹姆斯·弗林在對人類智商進行研究后發現,在不斷進化的過程中,人類的智商也在不斷提高,這一現象也被命名為“弗林效應”。

仇子龍強調:“人腦的體積并不是最重要的,只要功能越來越發達就好。”

人類擁有地球上獨一無二的大腦,但人類聰明的頭腦并不是一開始就有的,是人類在進化過程中發展和演化了數百萬年的結果。目前,人類的大腦仍在默默進化,未來會帶給我們什么驚喜?讓我們拭目以待!(記者 劉 霞)

(責編:喬業瓊、楊迪)