大脑存在鄙视链吗?
谁是自然界中的大脑王者?
人类是否拥有自然界最聪明的大脑?
在比较人类和其他生物的时候,很容易产生一种想法:大脑会不会有个鄙视链?人脑是不是地球上最聪明的大脑?
近期我们的知乎小伙伴,邀请了北京大学前沿交叉学科研究院的葛鉴桥老师,在知乎上开了一门私家课,课程的名字叫「升级吧,大脑!给上进青年的用脑指南」。其中,葛老师专门录制了一节《大脑也有鄙视链?》,为大家解答这个问题。
在小讲中,葛老师会从「人脑的特性」、「智能的代价」、「社会脑假说」三个层面进行解析,来看看人脑和其他生物大脑的区别。在这里给大家简单剧透一下~
1、人脑的特性
我们将人类的大脑与其他动物相比,人脑最大的不同是什么呢?第一直觉反应是「人脑比较大」。但是仔细一想,这个特点是站不住脚的,因为地球上有很多体型体重都比我们大得多的哺乳类动物。比如大象、鲸鱼,它们那么庞大的身躯,难不成大脑只有葡萄干那么小吗?显然是不可能的。
根据统计,人脑平均质量约为 1.3 公斤,不到 3 斤。非洲象的大脑有 4.2 公斤,鲸鱼的大脑也可以达到 9 公斤,它们的脑比人脑更重更大。但从这些指标来看,不太容易看出人脑有什么特性。如果把哺乳类动物的大脑都摆在面前,用肉眼就可以发现,这些大脑之间有着特别明显的差别。
从外观上来看,动物的脑皮层是比较光滑的;但到了人类以后,大脑的表面看起来就非常崎岖,充满了脑皮层的褶皱。
事实上,有研究者比较过不同动物之间脑皮层里的神经元数量,结果发现,人类的脑皮层拥有最多的神经元,将近 1000 亿个左右。非洲象的大脑质量比我们大许多,但它脑皮层里的神经元和我们人类差不多,也是 1000 亿个左右。
我们将大脑皮层想象成一张巨大的白纸。当大脑皮层里的神经元数量暴增,但头颅的容积并没有暴增的时候,怎样才能将这张巨大的白纸,塞进有限的空间里呢?当然是揉成一团了。基本上,人类和许多动物大脑皮层的褶皱,就是起到了这样的作用。褶皱,使得有限空间内的表层面积增加了,可以容纳的神经元数量也就增多了。
2、智能的代价
在 2007 年,美国的两个科学家就提出了一个关于皮层和智能之间关系的理论,叫做「顶叶-额叶整合理论」。
这个理论认为,人类的智能,和大脑皮层几个脑叶中的一些重点区域,所组成的脑灰质和脑白质网络,有着密切关系。
到了 2012 年,有一个研究团队进一步在 《当代生物学》,也就是《 Current Biology 》这个期刊杂志上,发表了一个大规模的脑研究。这个研究,是专门来看一个人大脑皮层的褶皱程度,和他的认知能力之间,到底有没有关联?他们通过扫描了 440 个健康的成年人、 662 名健康儿童的大脑图像,给每个人都做了一系列认知能力测试。通过分析计算大脑各个区域的褶皱程度,将这个褶皱程度和认知能力做关联。结果发现,在之前那个「顶叶-额叶整合理论」里提到的脑区,褶皱程度越高,认知能力越强。
为什么大脑褶皱对人类的智能这么重要呢?其根源并不在皮层褶皱本身,而是在于它背后所代表的东西。在 2005 年,有两位德国科学家发表了一篇研究论文,叫做《脑与智能的演化》。比较了好几种动物的大脑和它们的智能,包括人类,然后提出,我们人类的智能可能和我们比较强大的 IPC 能力有关。什么是 IPC 能力呢?就是 information processing capacity,意思是信息加工的能力,简称 IPC。
他们认为,人类和其他大多数哺乳类动物相比,脑皮层的表面积增加了,神经元的数量变多;在表面积增加的同时,皮层厚度也增加了,这导致皮层里的神经元密度增加,神经元和神经元之间的距离减小了。而人脑的神经元彼此之间距离更近,传递信息的速度也就更快了。
3、社会脑假说
在 1988 年,英国利物浦大学的教授 Robin Dunbar 就发表了一篇论文,提出了一个理论,叫「社会脑假说」。他认为,包括人类在内的灵长类动物,之所以拥有新皮层相对比较发达的大脑,是为了尽可能适应我们在社交方面的认知需求。所谓社交需求,包括了我们所有的社会行为、语言、人与人之间的合作、形成社会族群等等。
Dunbar 进一步认为,我们的大脑既然是为了适应这种社交需求,它就会有一个最佳工作范围。他认为我们的大脑能够比较好的 hold 住的人际关系,最多也就是差不多 150 个人左右。
4、总结
其实,所谓的「鄙视链」这样的概念,可以说是人类为了所谓的自尊而搞出来的东西。但是,学习脑科学很有趣的一点就是,当你去看不同生物的大脑和它们的智能时,越看你越发现,大脑是多么的神奇!这个大千世界以及各种各样的生物,又是多么奇特和奇妙呀!
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