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        三千年前,人類大腦為何神秘變小?

        2022-03-08 01:25:50一博
        奧秘(創(chuàng)新大賽) 2022年1期
        關(guān)鍵詞:人類研究

        ●一博 編

        大腦是人體中最復(fù)雜的器官。在我們近600萬(wàn)年的進(jìn)化史中,人腦體積幾乎翻了4倍。然而之前的研究發(fā)現(xiàn),人類腦容量在歷史上縮小過(guò)。到底是什么導(dǎo)致的人腦縮???這些變化是何時(shí)又為何發(fā)生的?一直以來(lái)都是困擾人類學(xué)家的一大謎團(tuán)。

        關(guān)于人類的一個(gè)令人驚訝的事實(shí)是,與更新世(258.8萬(wàn)~1.17萬(wàn)年前)祖先的大腦相比,我們的大腦更小。然而我們并不知道,人類的大腦為什么后來(lái)會(huì)神秘地縮小體積。日前,科學(xué)家們通過(guò)觀察螞蟻模型提出了這樣的假設(shè):人類大腦進(jìn)化的模式受到集體智慧的影響。換句話說(shuō),信息高度共享的社會(huì)與高效分工,使人腦為了節(jié)省代謝成本,從而縮小了體積。

        為了解開(kāi)這個(gè)謎團(tuán),一支整合了生物人類學(xué)家、行為生態(tài)學(xué)家和進(jìn)化神經(jīng)生物學(xué)家的跨學(xué)科研究團(tuán)隊(duì),開(kāi)始著手探索人類的大腦進(jìn)化史。

        首先,研究人員對(duì)985個(gè)化石和現(xiàn)代人顱蓋骨的數(shù)據(jù)集進(jìn)行了變點(diǎn)分析。研究人員發(fā)現(xiàn),古人類的大腦在在200萬(wàn)年和150年前更新世期間的兩個(gè)時(shí)間點(diǎn),都曾發(fā)生增大。而在過(guò)去的10萬(wàn)年中,人腦體積一直保持穩(wěn)定,直到3000年前突然縮小。

        科學(xué)家們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),人腦體積增加的時(shí)間,與考古記錄中人類的早期進(jìn)化和技術(shù)進(jìn)步軌跡相吻合。例如,人腦增大的時(shí)期,人類獲得了更好的飲食變化(如會(huì)使用火烹飪食物),以及更大的社群規(guī)模。

        螞蟻成為了人類學(xué)家研究社會(huì)性在大腦進(jìn)化中作用的關(guān)鍵模型。螞蟻和人類的社會(huì)有所區(qū)別,但在很多重要方面十分相似,如群體規(guī)模、集體智力、勞動(dòng)分工,以及食物生產(chǎn)(農(nóng)業(yè)),這可以幫助科學(xué)家們理解影響人腦進(jìn)化的潛在因素。因此,跨學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)螞蟻社會(huì)找到了線索。

        針對(duì)多種螞蟻(織葉蟻、切葉蟻和普通花園蟻)的工蟻,研究人員通過(guò)它們的大腦大小、結(jié)構(gòu)和能量使用的計(jì)算模型和模式進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)大腦的體積大小,可能會(huì)選擇性適應(yīng)群體水平的認(rèn)知和分工。

        研究分析結(jié)果意味著,在一個(gè)知識(shí)共享的社會(huì)群體中,人類腦容量的縮小是由于對(duì)集體智慧的依賴增加。研究人員認(rèn)為,群體認(rèn)知降低了支持個(gè)人智力和決策的某些方面對(duì)神經(jīng)結(jié)構(gòu)的需求。

        在螞蟻身上,有證據(jù)表明大腦體積的增加會(huì)增加新陳代謝成本。容量更小的大腦,需要的能量也更少。人類在3000年前開(kāi)始高度共享知識(shí),社會(huì)知識(shí)外化,讓個(gè)體不需要儲(chǔ)存大量信息,人類大腦可能會(huì)為了變得更有效率而縮小腦容量。

        具體而言,隨著群體規(guī)模的增加,人類與社會(huì)環(huán)境復(fù)雜的相互作用導(dǎo)致了對(duì)大腦需求的增加。然而,由于大腦的代謝需求,社交網(wǎng)絡(luò)大小和大腦結(jié)構(gòu)之間的反饋回路可能存在限制。如果群體決策產(chǎn)生的適應(yīng)性群體反應(yīng),即“集體智慧”,超過(guò)了個(gè)體決策的認(rèn)知準(zhǔn)確性和速度,那么人腦大小可能會(huì)為了節(jié)省代謝成本而縮小。

        另一研究通過(guò)多學(xué)科建模方法,確實(shí)證明了大腦相對(duì)較小的個(gè)體,可以通過(guò)社會(huì)互動(dòng),達(dá)到與大腦較大但獨(dú)居的個(gè)體相當(dāng)?shù)男袨楸憩F(xiàn)水平。

        科學(xué)家們期待在未來(lái)能獲得更多數(shù)據(jù),以驗(yàn)證這些假設(shè)。

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