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壽命和性成熟更多地取決於你的大腦而不是你的身體

壽命和性成熟更多地取決於你的大腦而不是你的身體

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新范德比爾特大學的研究發現,人類和其他溫血動物的壽命——以及它們達到性成熟的時間——可能更多地與它們的大腦而不是身體有關。更具體地說,不是身體更大或新陳代謝速度更慢的動物活得更長;無論身體大小,動物大腦皮層的神經元都更多。

研究報告的撰寫者、心理學和生物科學副教授蘇珊娜?赫庫拉諾-豪澤爾說:「無論你是觀察鳥類、靈長類動物還是人類,你在一個物種的大腦皮層中發現的神經元數量,可以預測物種間所有壽命變化的75%左右。」

相比之下,與通常用於比較動物的標準相比,體型和新陳代謝只預測到20- 30%的壽命取決於物種,並留下了許多不一致的地方,比如鳥類的壽命是哺乳動物的10倍。

最重要的是,人類被認為是一種「特殊的」進化怪胎,有著漫長的童年和絕經期。但這項發表在《比較神經學雜誌》上的研究發現,這並不準確。人類的大腦皮層神經元的成熟時間與預期的一樣長,而在此之後,人類的壽命也與預期的一樣長。

這項研究

在這項研究中,Herculano-Houzel檢測了700多種溫血動物,它們來自一個收集全面長壽記錄的資料庫。然後,她將這些記錄與她對不同種類動物大腦神經元數量的大量數據進行了比較。

Herculano-Houzel對數百種物種的數據進行了彩色編碼,發現鸚鵡和鳴禽(包括烏鴉)的系統壽命比體重相近的靈長類動物更長,而體重相近的非靈長類哺乳動物壽命更長。

「同樣地,對於類似的特定基礎代謝率,鸚鵡和鳴禽比許多哺乳動物壽命更長,達到性成熟的時間也更長,尤其是非靈長類動物,」Herculano-Houzel說。

她以前也見過這種模式:她之前的研究表明,鸚鵡和鳴禽的皮質神經元比大小相近的靈長類動物要多,而靈長類動物的皮質神經元比任何體型類似的哺乳動物都要多。

她的新分析證實了她的懷疑:恆溫動物的壽命與大腦皮層神經元的絕對數量一致增加。

「一個物種的皮層神經元越多,它的壽命就越長——不管它是鳥類、靈長類動物還是其他哺乳動物,它有多大,燃燒能量的速度有多快,」Herculano-Houzel說。

人類是獨一無二的嗎?問奶奶

人類學家和對進化和人類行為感興趣的研究人員一直在假設人類物種獨一無二的方式之一是人類有一個非常長的童年和青少年時期,以允許學習和社會互動。如果體型較大的動物壽命更長,那麼大猩猩應該比人類壽命更長——但事實並非如此:人類的壽命比人類長。一個受歡迎的假設是,祖母的照顧可能會導致人類性成熟的延遲和絕經後的壽命超出預期。

但是Herculano-Houzel的新數據表明人類也不例外。考慮到我們大腦皮層中神經元的數量,人類需要儘可能長的時間才能達到性的成熟——並且他們的神經元的數量和預期的一樣長。事實證明,體型與壽命無關。

「現在我們可以說,人類在童年時期的壽命和成年後的壽命一樣長,就像我們大腦皮層神經元數量的預期一樣長,」Herculano-Houzel說。

這比包括大猩猩在內的其他物種要長,僅僅是因為人類大腦皮層中有最多的神經元。

Herculano-Houzel說:「大腦皮層的神經元越多,一個物種需要的時間就越長,它不僅在生理上成熟,在心理上也能夠獨立。」「這種延遲也給了那些皮層神經元更多的物種更多的時間從經驗中學習,因為他們與環境互動。」

如果延長壽命也伴隨著更多的皮層神經元,這些物種也將享受更大的世代重疊,因此有更多的機會來傳遞他們所學到的東西。

這意味著,在那些擁有大量皮質神經元的人的生活中,祖母仍然是最基本的;她可能不是我們物種長壽的原因。

皮質功能

大腦皮層中有更多的神經元與長壽之間的聯繫是什麼?Herculano-Houzel稱這是研究人員需要解決的新問題。

這些數據表明,溫血動物隨著年齡的增長而積累的傷害速度是一樣的。但是限制生命的是對大腦皮層的損害,而不是身體的其他部分;你擁有的皮質神經元越多,你仍然有足夠的時間來維持你的身體功能,」她說。

與身體的其他部分相反,大腦的皮層神經元被認為必須持續一生。

雖然大腦皮層通常與認知有關,但赫爾庫蘭諾-胡澤爾認為,大腦皮層更基本的功能是長壽的關鍵。

「大腦皮層是大腦的一部分,它能夠使我們的行為變得複雜和靈活,是的,但它遠遠超出了認知、數學和邏輯推理的範疇,」Herculano-Houzel說。「大腦皮層還能讓你的身體適應,因為它能調整和學習如何對壓力做出反應和預測。」這包括保持你的生理功能正常運轉,確保你的心率、呼吸率和新陳代謝與你正在做的事情、你的感覺以及你期待接下來發生的事情保持一致。顯然,這是影響壽命的一個關鍵因素。

腦湯

Herculano-Houzel開創了快速準確測量大腦神經元數量的方法。她通過提取腦組織並分解細胞,然後將熒游標記貼在漂浮在「腦湯」上的細胞核上並計數,從而創造出「腦湯」。

她與范德比爾特大學傑出的心理學教授喬恩·卡斯合作,研究了包括類人猿在內的不同靈長類大腦中有多少神經元。她和巴西的同事們一起,首次精確地計算了人類大腦中神經元的數量——平均為860億,這使得它僅僅是一個較大的靈長類大腦。

照顧好你的大腦!

一旦人類和其他物種進入青春期,衰老就開始了,而且無法恢復神經元。事實上,研究表明人類前額皮質的神經元可能會消失。所以Herculano-Houzel說,好好照顧你的大腦,讓那些皮層神經元保持健康和忙碌,是長壽和健康的最佳選擇。

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