人類為何能成「物種之王」？全憑「大體積」的大腦

出品|網易科學人

譯者|小小

與幾乎所有動物相比，人類大腦占身體自重的百分比都是最大的。即使與早期人類相比，現代人的大腦也已經增大了很多。自從200萬年前首個智人物種誕生以來，人類大腦體積已經翻倍。與生活在400萬年前的更早祖先相比，我們的大腦已經增加了2倍。多年來，科學家們始終在嘗試尋找大腦增大的線索。關於導致人類大腦增大的原因，主要有三種假說，分別與氣候變化、生態需求以及社會競爭有關。而最新統計分析顯示，社會競爭可能是主因。

社會競爭促使人腦增大

為了研究哪種假設最為可信，吉里爾及其研究生學生德魯·貝利（Drew Bailey）分析了175個人類祖先的頭骨化石數據，這些人類生活在1萬年前到200萬年前。研究人員分析了許多原因，包括這些化石的年代、發現的地點、溫度、寄生蟲感染情況等。此外，他們還分析當地人口密度以衡量社會競爭力。比如在某個特定地區找到特定時間的化石越多，這裡的人口密度可能越大。

圖：隨著我們的祖先越來越聰明，他們能夠以更大的族群生存

隨後，研究人員利用統計分析方法模擬所有變數，看看它們如何影響大腦變化。吉里爾說：「到目前為止，最好的預測因素就是人口密度。事實上，在我們研究的所有頭骨化石中，大腦的變化都不大，直到人口密度達到特定規模後才產生明顯變化。當人口增加到某種程度時，可以看到大腦體積迅速增加。」

同時研究所有變數，可能讓研究人員分離出最重要的變數，以及搞清楚這些變數之間的相互關係。吉里爾說，雖然氣候變化變數的影響很大，但其重要性卻比人口密度低很多。由此可見，社會競爭假說的可信性更大。人類是地球上唯一的「超社會（ultrasocial）」生物。我們與所有其他的古人類物種競爭，最終導致他們滅絕。我們成百上千萬地聚集在城市中，儘管媒體告訴我們，人與人之間的暴力事件是相當罕見的。這是因為，我們都有非常大、靈活而複雜的「社交大腦」。

要想真正了解大腦如何幫助人類維持著智力優勢，我們可能需要了解860億個神經元以及它們之間100萬億條連接線的狀態，需要了解它們之間連接的不同強度，以及存在於每個連接點上超過1000個蛋白質的狀態。神經生物學家史蒂文·羅斯（Steven Rose）指出，這還不夠，我們還需要知道這些連接在某人一生中的進化情況，甚至它們是在什麼樣的社會環境下連接的。僅僅找出基本的神經元連接，可能就需要數百年時間。

我們是生物而非電腦

許多人認為，我們的大腦就像強大的計算機那樣運行。但美國行為研究與技術研究所心理學家羅伯特·愛潑斯坦（Robert Epstein）表示，這只是一種拙劣的思維，正阻礙我們真正理解人類的大腦。這是因為人類使用感官、反射以及學習機制，我們並非天生就被賦予信息、規則、演算法或其他關鍵設計因素，而電腦卻需要它們賦予其「智慧」。舉例來說，電腦能夠長時間精確地存儲數據副本，即使電源被關閉。與此同時，我們的大腦能夠創造虛假數據或記憶。只要我們還活著，它們只會維持我們的智力優勢。

當然，擁有更大的大腦讓我們佔據了許多優勢。在最近有關人類進化的書中，英國倫敦大學學院教授馬克·馬斯林（Mark Maslin）建議，首先讓人類以150人左右的規模生存。通過增加和多樣化食品生產與分配，這會增加人類對環境變化的彈性。

「社交大腦」還允許技能專業化，為此個人能夠專註於支持分娩、製造工具、生火、狩獵或資源分配。人類沒有強大的身體武器，但群體協作和使用工具卻讓我們成為頂尖的捕食者，甚至讓猛獁象這樣的龐然大物在狩獵中滅絕。

我們的社會群體龐大而複雜，但這造成了個體的高應力水平，因為在食物、安全以及繁殖方面的獎勵如此之大。為此，牛津人類學家羅賓·鄧巴爾（Robin Dunbar）認為，人類最初發育出更大的大腦主要是處理快速變化的各種關係。在龐大的社會群體中，維持生存需要強大的認知能力。如果你失去族群，意味著你也會失去食物和配偶，也無法繼續複製和傳遞你的基因。

圖：肥皂劇知識同樣重要嗎？

大多數學生都認為他們非常聰明，因為可以解決微分方程組，理解分裂不定式的使用。但馬斯林向他們指出，在街上行走的任何人，任何時刻頭腦中都能裝下至少5部肥皂劇中的道德和倫理問題。這才是聰明的真正含義。這些大批是社會的詳細知識，需要追蹤和控制我們周圍之人不斷變化的關係，這些關係讓我們發育出巨大而複雜的大腦。

我們的大腦似乎比我們以前認為的更靈活。最近遺傳證據顯示，與黑猩猩相比，現代人類大腦更具可塑性，更容易仿照周邊環境建模。黑猩猩的大腦解剖分析顯示，它們主要受到基因控制。而現代人類大腦主要受環境影響形成，與基因關係不大。

這意味著，人類大腦是預編程的，同時又非常靈活。腦組織會根據環境和社會變化進行調整。為此，每一代人新的大腦結構都能適應新的環境和社會挑戰，而無需在物理方面進化。這或許可以解釋為何我們都在抱怨無法理解下一代，因為他們是在不同的物理和社會環境下長大的，他們的大腦與我們已經有所區別。下次啟動電腦時，需要記住你的大腦有多大多複雜，可以用於追蹤你的朋友和敵人。

其他假說

圖：進化進行中

哥倫比亞大學專門研究人腦進化的人類學家拉菲·霍洛維（Ralph Holloway）稱，社會競爭假說聽起來非常有道理，但你如何能夠真正測試這些硬數據？霍洛維指出，稀疏的顱骨數據無法告訴你智人與穴居人人口之間的差異。

舉例來說，在亞洲、非洲、印尼以及歐洲部分地區發現的智人顱骨化石還不到25個，但卻代表了成千上萬年的人口進化。霍洛維還稱：「你甚至無法知道某個族群的變化是否屬於特定變化，更大顱骨可能成功的可能性更大，但你如何能夠證明這是競爭所致？」

與此同時，霍洛維是另外一種假說的支持者。他認為，或許是因為子宮中妊娠時間加長或孩子對成年人依賴時間增加發揮了巨大作用。妊娠或依賴時間越長，意味著父母需要更多的社會合作，認知也變得更加複雜。為了幫助撫養孩子，男女需要以互補的方式分化出各自不同的社會責任。完成這些任務的認知水平越高，就會導致大腦體積越大。

其他假說也關注飲食。有些研究人員認為，飲食中富含魚類和貝類動物可能為人類祖先提供大腦發育所需的必要營養。還有人認為，細胞死亡率下降可能允許更多腦細胞合成，從而促使大腦增大。

最終，還沒有任何理論最終經過證實，缺少化石記錄很難驗證這些假說正確與否。霍洛維說：「如果你推測一代人，你會發現他們的族群規模，然後可證明人類進化的化石數量約為0.000001%。為此坦白地說，我認為所有假說看起來都很有道理，只是需要最終驗證。」

本文來源：網易科學人責任編輯：郭浩_NT5629

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