人类约有99%的基因与黑猩猩相同,只有极小部分不同。但是我们有一个重要的区别:即人类的大脑是黑猩猩大脑的三倍大。
在进化过程中我们的基因组为了触发大脑发育必然已经发生了改变。马克斯・普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所(mpi-cbg)主管兼研究小组负责人wieland huttner,及其团队首次确定了一个只存在于人类的基因,并且这个基因与基底脑干细胞再生、触发大脑皮层折叠相关。
研究者将人脑干细胞以不同亚群分离并进行了精确识别,便可知道在哪中细胞类型中哪些基因被激活。用这种方法,他们发现了arhgap11b基因:这个基因只在人类和尼安德特人与杰尼索娃人中发现,连黑猩猩都没有。该基因设法触发大脑干细胞以形成一个更大的干细胞池。这样在脑发育过程中就能产生更多的神经元,大脑便相应扩大。大脑负责认知功能,例如如说话和思考。
wieland huttner的研究人员发明了一种将人脑中不同亚型的脑干细胞进行分离和识别的方法。这是科学家首次从胎鼠和人类的大脑组织中分离出不同的干细胞和祖细胞类型。与又大又有折叠的人脑相反的是小鼠脑又小又光滑。在将不同干细胞进行分离后,研究人员将活跃在各种细胞类型中的基因进行了比较,识别出56个与大脑发育相关并只存在于人类的基因。wieland huttner实验室的博士生marta florio说,“我们注意到, arhgap11b基因在基底大脑干细胞中特别活跃,而基底大脑干细胞在进化过程中对大脑皮层的的扩展非常重要” 。
在进一步的研究过程中,研究人员将注意力集中在这个特殊基因的功能研究上。研究人员假设,如果它是负责大脑干细胞形成更大的干细胞池从而使人类大脑扩增的话,那么这个人类特异性基因在较小的小鼠大脑中也应该能产生类似效果。他们将arhgap11b基因导入小鼠胚胎,结果确实和预想的一样:在人特异性基因的影响下,小鼠显着的产生了更多的脑干细胞,并且一半的实验鼠甚至产生了新皮层折叠。所有这些结果都表明,该arhgap11b基因在人大脑皮层的膨胀进化中起着关键作用。
wieland huttner的研究小组一直致力于关注人类大脑进化的秘密。在过去几年中他的研究团队的若干的发现,使得人们对大的大脑在进化过程中是怎样形成的有更好理解。
脑指数(encephalization quotient,EQ)是脑的实际大小与预期的脑的大小的比值。所谓预期大小是指哺乳动物脑的大小的平均值,它考虑了脑重与体重的关系。只要知道某种动物的体重和脑重,它的脑指数就可以通过计算得知。随着进化阶梯的上升,脑指数是逐渐上升的,人脑的EQ约为猩猩脑的2.94倍,约为鼠脑的18.25倍。
有人可能会问,既然可以用脑指数来预测不同阶段上动物的行为,那么能不能用它来预测一个物种内的行为或智力的差异呢?比方说,人的智力的差异是否可以用脑重来预测呢?有人研究了狗的脑重与智力的关系,结果显示,两者的相关很小。对人类来说,我们无法精确测量每个人的脑重,对智力的理解和测量也有不同的看法,这些情况都使我们无法对脑重和智力的关系做出精确的判断。另外,研究也表示,妇女的脑重比男人的脑重约轻10%,但没有任何证据说明,妇女的智力比男人差。大家也都知道,爱因斯坦的脑的大小与一般人一样,但他的智力超群,这也说明人脑的大小(重量)与智力间没有确定的相关。
可见,用脑指数来说明脑的进化水平是合理的,但用脑重来预测同一物种内行为和智力的差异就不对了(Kolb&Whishaw,2001)
——《普通心理学》
近代人类脑容量的变化主要是因为人类的合作决定人类需要更大的脑容量。
脑容量也称"颅容量"。颅骨内腔容量大小,即通常所说的脑容量,以毫升为单位。
过去2万年间,人类男性的平均脑容量已从1500立方厘米下降至1350立方厘米,足足减少了一个网球那么大的体积,而女性脑容量也在以相同的比例减小。事实上,人类并没有变笨,大脑正向着"更小的空间,更高效的工作"进化,毕竟谁都不想像外星人一样顶着个大脑袋。
大脑很大一部分都是用来控制身体行动的,身体越大,骨骼上附着的肌肉越多,就需要大脑跟着变大变重,来控制身体和肌肉群。剑桥大学的专家表示:现代人类的体型和身高比1万年前依靠采猎为生的祖先缩小了10%。这一发现颠覆了人类变得更高大、更魁梧的想法,诸多有关体格发展方面的数据也支持了这一观点。
无论是大脑还是体格都不是越大越好,人类的进化方向明显不是往庞然大物演变,就如同电脑、手机一样,发明初期只要能成功应用就行,后期发展则会开始想着不断改良。
脑容量与智商仅有一点联系,那就是:当脑容量变得极端过小、过大,就可能影响智商,使人变得愚笨。
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