人类是如何天堂II页游进化出超级大脑的？
时间：2019-01-14
它就在那里，静置在壁炉台上，用那双空洞的眼睛看着她，带着笑容。她情不自禁地回以凝视，因为Josephine Salmons知道 它分明就是一个已经灭绝的狒狒的头骨化石。在1924年，Salmons是就读于南非金山大学为数不多的解剖学的女学生之一。这日她正好在朋友Pat Izods 家做客，Izods的父亲在汤镇（ the town of Taung）附近经营一个采石场。工人们在开采的过程中发现了大量的化石，而这颗头骨就是Izods作为纪念品留下来的。Salmons 把这个消息告诉了她的导师Raymond Dart，一位对于大脑研究很感兴趣的人类学家。他对此感到难以置信，因为在此之前在南非极少发现这样灵长类动物的化石。如果这些化石真的原属于汤镇，那这将是一个难以估量的宝藏。次日Salmons 把头骨带给Dart 看，他确认Salmons的发现是正确的：这确实就是类人猿的化石。 本文来自织梦
之后，Dart 开始着手让汤镇将其他发现的灵长类动物的化石都运送给他。那年年末的时候，当他正准备去参加一个朋友的婚礼时，他收到了一个大箱子，其中一件化石样本让他惊喜不已，差点错过了朋友的婚礼。这个样本包括两个部分：一个正常的颅腔模型（保留了大脑轮廓的内脑化石模型）和一个与其匹配的面部头骨，包括眼窝、鼻子、下颚还有牙齿。Dart立刻注意到这是灭绝的类人猿的化石，而非猴子的。从牙齿的结构来看这个类人猿大概死于六岁左右。脊髓与头骨的结合关节特别靠前，预示着这是个直立行走的个体。而颅腔的结构，比同年龄段的非人类动物要大，其表面也出现了人类大脑具备的特征。随着进一步研究，Dart 断定这是一个现代人类未知祖先的化石——南非人猿。 本文来自织梦
起初，科学界普遍对Dart 的发现表示强烈质疑。如果这个「汤镇小孩」（化石的昵称）真的属于古人类，那么他应该拥有更大的大脑。他的头盖确实要比同期的大猩猩要大，但并没有大很多。而且，当时普遍认为人类的祖先在亚洲，而不是非洲。Dart 1925年在《Nature 》所发表的 「小得可笑」的样本插图以及关于样本所属地的证据并没有起到多大作用。最终，直到这些专家亲眼看到「汤镇小孩」，一些类似发现渐渐浮出水面，大家的态度才开始慢慢改变。20世纪50年代，人类学家已经承认了「汤镇小孩」确实是人猿，并且认为大脑尺寸大小并不能作为判断是否是人类的唯一标准。来自佛罗里达州立大学的对人脑进化有卓越贡献的人类学教授 Dean Falk将「汤镇小孩」称为「二十世纪人猿发现史上最重要的几大发现之一。」
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之后数十年，通过不断发掘和对比其他的头骨化石和颅腔模型，古生物学家记录下了人类进化史中最具戏剧性的转变。我们可以称之为「头脑大爆炸」。人类，倭黑猩猩，非洲黑猩猩在六至八百万年前，从他们共同的祖先那里产生了种群分离。在接下来的几百万年内，相比于我们的猿类祖先及近亲，早期古人类的大脑也都没有明显变大。然而，从约300万年前开始，古人类的大脑出现了惊人的扩大和发展。在200，000年前，我们种族中的智人出现在20万年前，人类的大脑从初始的350g增加到了1300g。人类大脑在这三百万年的飞速发展的进程中，单就脑体积而言，就比灵长类进化了6000万年的祖先大4倍之多。
化石证实了「头脑大爆炸」。但是它们却并未能告诉我们人类大脑如何以及为何能发展的如此迅速如此庞大。当然，针对这种飞速发展的原因，有很多种解释它的理论：复杂性不断增加的社交网络，使用工具以及相互协作的集体文化，适应严峻多变的气候情况，这所有的进化压力都成为我们进化出更大大脑的原因。
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尽管这些可能性非常吸引人，但却极难验证。然而，在过去的八年之间，科学家们也开始回答人类大脑「如何」扩展这个问题，也就是说，细胞层次上体积如何不断扩增以及人类如何在生理学上重构大脑来适应体积和能耗的倍增。「目前为止一切都是猜测，但我们最终还是可以在工具帮助下寻求一些蛛丝马迹。」杜克大学的进化生物学家Gregory Wray说。「发生了什么样的突变，它们又是怎么发生的？对于这个过程究竟有多复杂，我们正开始追寻答案，形成更深刻的认识。」 dedecms.com
什么让人类大脑独一无二？
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尤其是有一位科学家改变了研究者们测量大脑的方式。相比传统用估量大脑质量或体积作为评估智能的方法，她专注于计算大脑的组成成分。在里约热内卢联合大学的生化科学实验室，Suzana Herculano-Houzel 一如既往地将大脑溶解成细胞核（细胞的基因控制室）悬浮液。每一个神经元有一个细胞核，通过用荧光分子标记细胞核和测量染色情况，可以得到大脑细胞的精确数量。她将这种方法广泛应用到哺乳动物的大脑上，测量结果表明，与长久以来的猜想正相反，更大的哺乳类动物大脑并不总是有更多的神经元，而且它们的分布方式也并不相同。 copyright dedecms
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人类大脑总共有860亿个神经元，其中690亿个神经元位于小脑之中，它是大脑后部的一个神经密集区，用以协调躯体基本的功能和活动；大脑皮层中有160亿个神经元，这是大脑的脑冠区，在这里产生最复杂的心智和灵感，如自我意识、语言、解决问题和抽象思维的能力；还有10亿个神经元在脑干之中并延伸至大脑的内核。相比之下，大象大脑的体积是我们大脑的三倍，在它的小脑中有2510亿个神经元，用以管理庞大、功能丰富的象鼻，而大象的大脑皮层中仅有56亿个神经元。如果单考虑大脑容量或体积就掩盖了这些重要区别。
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Herculano-Houzel根据自己的研究做出推断：灵长类动物进化出一种办法，能将比其它哺乳动物多得多的神经元放入大脑皮层中。比起大象和鲸，类人猿体积微小但他们大脑皮层的神经元要密集得多，猩猩和大猩猩有90亿个皮层神经元，黑猩猩有60亿个。在所有的类人猿中，人类大脑最大，所以我们大脑皮层有高达160亿个神经元。事实上，人类似乎是地球上拥有最多皮层神经元的物种。「这是人类和非人类大脑最明显的区别」，Herculano-Houzel 说，所有这些都是就结构而言而不仅仅是尺寸。 内容来自dedecms
人类大脑的超高能耗也是其特征之一，尽管大脑只占了体重的百分之二，但人类大脑在休息时消耗了高达身体全部能量的百分之二十。相比之下，黑猩猩大脑的仅需一半能耗。研究人员很久以来就想了解人体是如何适应和维持这一超高能耗的器官。1995年，人类学家Leslie Aiello 和进化生物学家Peter Wheeler提出的「高耗能组织假说（expensive tissue hypothesis）」或许可以回答上述问题。基本逻辑很明确：人类大脑进化需要代谢平衡。为了让大脑成长，其它的器官即大肠也必须萎缩，能量本来是要流向后者，最终改成流向了前者。有证据表明，他们获得的数据显示灵长类动物有着更大的大脑和更小的肠子。 dedecms.com
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