数千年间脑容量下降约10%,人类大脑是怎么”丢”的?

发布者:炸酱面 | 2023-09-21 15:25:15 | 来源:科技日报

【星网专讯】

  大多数人认为脑部进化以线性方式发生:它不断增大,然后进入平台期,最后停止发育,但事实并非如此。对122个人群开展的测量显示,现代成年人的脑容量为900—2100毫升,全球范围内人类的脑容量平均为1349毫升,小于人类石器时代祖先的脑容量。

  长久以来,发育形成更大的脑容量一直被视为人类增强智力并得以“统治”地球的标志。人类进化最后200万年来,人类大脑的容量曾增加到原来的近4倍。但越来越多的证据表明,在上一个冰川期结束后的某个时候,人脑变小了。

  美国达特茅斯学院的古人类学教授杰里米·德席尔瓦说:“大多数人认为脑部进化以线性方式发生:它不断增大,然后进入平台期,最后停止发育,但事实并非如此,我们的大脑缩小了,而且失去的脑组织有一只青柠那么大。”德席尔瓦研究小组的计算显示,在过去数千年里,人类的脑容量迅速下降了约10%,相关研究论文发表于瑞士《生态学和进化前沿》杂志。

  那么,导致人脑缩小的原因是什么呢?人脑变小了对其功能会产生影响吗?

  人脑“悄悄”变小了

  美国《发现》杂志在报道中指出,人类大脑的平均尺寸正在缩小,这种缩小始于数万年前。在过去10万年里,智人的平均脑容量减少了约40%。

  生活于大约400万年前,被认为代表人类最古老祖先的乍得沙赫人(Sahelanthropus tchadensis)的脑容量约为350毫升。此后,人类的脑容量开始增加。从大约400万年前到大约200万年前,南方古猿(“露西”及其同时代人)的脑容量为500毫升左右。到100万年前,一些直立人的脑容量超过1000毫升。大约13万年前,尼安德特人(标本的脑容量范围为1172—1740毫升)和智人(1090—1175毫升)的平均脑容量达到1500毫升。值得注意的是,自直立人时代以来,人类的体型并没有发生实质性变化,因此脑容量的增加大部分时间都与体型增长无关。

  但人类的脑容量一直在不停增加吗?非也!对122个人群开展的测量显示,现代成年人的脑容量为900—2100毫升,全球范围内人类的脑容量平均为1349毫升,小于人类石器时代祖先的脑容量。

  德席尔瓦研究小组的计算也显示,在过去15万年间,人脑平均容量基本保持在约1450毫升。但在过去数千年里,这个数值迅速下降了约10%,达150毫升。他们利用化石和现代标本资料,确定人脑的这种缩小情况发生在3000—5000年前。

  此外,1988年发表于《人类生物学》杂志上的一篇论文分析了来自欧洲和北非的1.2万余个智人的头骨。研究表明,在过去1万年间,男性和女性的脑容量分别下降了约10%(157毫升)和约17%(261毫升)。

  集体智慧发挥作用

  人类的脑容量为什么会缩小呢?

  有研究人员认为,大脑是人体最耗费能量的器官,虽然现在大脑只占人类体重的2%,但它消耗了近四分之一的能量。通过发明在外部存储信息的方法:洞穴艺术、写作、数字媒体,人类脑容量减少了一些。

  英国伦敦自然历史博物馆的古人类学家克里斯·斯特林格和美国艾伦研究所的神经学家克里斯托夫·科克9月8日在接受《华尔街日报》采访时表示,书籍、个人设备和互联网被用作信息储存器,这很可能加剧了脑容量缩小的趋势。克里斯·斯特林格表示:“我们的大脑不需要像以前那样努力工作,因此变小了。”

  《发现》杂志的报道指出,人类脑容量为何变小?也许最有说服力的假设是:智人经历了“自我驯化”。这一术语源于人类对动物驯化的理解。与野生祖先相比,绵羊、狗等驯化物种在许多身体和行为特征上有所不同,具有驯服、没那么胆怯,以及较小的大脑等特点。

  人类或许也对自身进行了驯化:在石器时代,善于合作的、头脑冷静的个体比好斗的个体更有可能生存和繁殖。这些倾向受到基因的影响,这些基因也会影响人类的身体特征,包括体型和大脑的大小。随着时间的推移,人类这种自我驯化导致了大脑变小。

  德席尔瓦团队利用化石和现代标本资料确定,人脑的缩小发生在3000—5000年前,这是北非、中东和南美洲古代文明的繁荣时期。他们认为,复杂的社会结构可能对脑容量缩小起到一定作用。

  他们猜测,人类社会组织的合作在最近3000年来大大增强,集体智慧开始发挥作用。德席尔瓦团队研究论文的合著者之一、美国波士顿(专题)大学生物学教授詹姆斯·特拉涅洛解释道,一群人比这个群体里最聪明的那个人还要聪明。这有点像中国谚语“三个臭皮匠,胜过诸葛亮”。所以,大体说来,如果你生活在一个群体里,那么解决起问题来就会比你独自一人时更快、更有效、更准确。

  德席尔瓦表示,人类的社会性很强,以至于每个单独的个体不再需要知道一切。就像美国密苏里大学认知科学家大卫·吉里解释的那样:日益复杂的社会,让人类不用像原始社会的人类那样需要掌握多种生存技能。基于此,人类脑部的部分功能也逐渐退化,脑容量随之缩小。

  功能越来越发达

  人脑缩小对其功能会产生影响吗?

  “损失部分大脑对其功能并不会产生太大影响。”上海交通大学医学院松江研究院研究员仇子龙对科技日报记者表示:“人脑存在一定的冗余,有时候即使失去一部分,对其整体功能也并无太大影响。”

  他进一步解释道,从神经科学的角度来说,人脑的确存在一定的冗余——一些“闲置空间”。例如,在临床上,有些儿童脑部受到重创,接受脑外科手术切除部分大脑后,随着年龄的增长,其大脑仍能恢复正常的功能。此外,有些癫痫患者也被切除了部分大脑,仍能正常生活。

  “可见大脑在功能上是存在一些冗余的。如果损失的不是关键部位,其实并不影响整个大脑功能的发挥。”仇子龙表示。

  他指出,人脑的演化是一个缓慢的过程,几万年才有显著的变化。自古以来,人类创造了一系列灿烂的文明,一系列高精尖科技,都可以表明人类是越来越聪明了。“而且,智商测试也证明人脑越来越发达”。

  新西兰科学家詹姆斯·弗林在对人类智商进行研究后发现,在不断进化的过程中,人类的智商也在不断提高,这一现象也被命名为“弗林效应”。

  仇子龙强调:“人脑的体积并不是最重要的,只要功能越来越发达就好。”

  人类拥有地球上独一无二的大脑,但人类聪明的头脑并不是一开始就有的,是人类在进化过程中发展和演化了数百万年的结果。目前,人类的大脑仍在默默进化,未来会带给我们什么惊喜?让我们拭目以待!