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人類大腦為何進化得如此巨大?

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在人類和黑猩猩的祖先「分道揚鑣」之後的幾百萬年中,我們的大腦體積幾乎增大了三倍,而黑猩猩的大腦則幾乎沒有變化。當然,也許我們自己並沒有感覺到,但是智人擁有相對較大的大腦是不容質疑的。

引起爭論的是,人類大腦是如何變得這麼大呢?最近,研究人員們開發出一種模型,顯示出人類大腦灰質是如何隨著時間穩定地進化,這表明人類的智力似乎並非由任何特定的行為選擇出來。

古人類的顱內體積(ECV)在過去幾百萬年中增長了很多,關於這一現象的原因存在很多猜測。

美國芝加哥大學古生物學家Andrew Du說:「最早的古人類的大腦體積與黑猩猩相似,但是自那之後人類大腦的體積大幅增長。所以,理解這種現象的原因非常重要。」

很多假說都依賴於飲食改變、更好的血液流動和代謝的變化等因素,因為這些因素能夠為更多的神經元提供能量。

這些觀點可以很好地解釋人類是如何維持如此複雜的神經系統的,但是他們沒有關注是什麼力量選擇出了擁有更大大腦的物種。

更大的大腦能夠幫助我們更好地交朋友?或者有助於人類祖先在解決問題方面具有優勢?

這項最近發表在《英國皇家學會學報B》上研究表明,我們不能指望單一的簡單行為給出解釋。

喬治·華盛頓大學的Bernard Wood是該研究的高級作者,他說:「傳統的觀點認為,人類大腦經過了一系列階梯式的增長,而每次增長都使人類祖先變得更聰明。然而事實卻更加複雜,大腦體積和行為之間沒有明顯的關聯。」

為了更好地理解人類大腦體積如何從和黑猩猩大腦相同一直進化到現代人類的大腦這麼大,該團隊比較了現有的關於94個化石樣本的ECV的研究,這些樣本代表了超過12個人類祖先系譜的分支。

該團隊並沒有按照時間順序從320萬年前的南方古猿至50萬年前的直立人進行研究,而是將這些化石樣本劃分為不同的家族譜系,或者叫做進化分支。這使得研究人員能夠比較同一分支中的變化,也可以比較不同的分支。

他們發現,在每個譜系內的進化過程中,大腦體積都是逐漸增加。根據Du的比喻,就像運動員在健身房內鍛煉,他們的肌肉在一個季度中會不斷增強。

Du說:「但是我們也觀察到了一些導致子代物種大腦更大的物種形成事件,就好像球隊招募了更強壯的運動員。我們也觀察到了滅絕的情況,或者說是裁掉了最弱的運動員。」

換言之,在古人類出現和消失的過程中,大腦更小的種群逐漸地被大腦更大的種群替代了。同一物種的大腦體積在一代又一代的進化過程中持續增長。

該研究沒有關注是什麼力量促使人類大腦體積逐漸增大,但是它支持了大腦是緩慢逐漸增大而非突然快速增大的假說。

大腦體積並非是決定認知功能的最重要因素。雖然擁有更多的神經元有助於進化出更多的技能,但是神經元之間的連接才是決定大腦功能的關鍵。

不幸的是,對古人類的頭骨進行研究無法為我們提供更多的信息。至少,類似該研究的改善模型能夠幫助我們從化石中獲取儘可能多的信息。

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