大脑袋未必有大智慧
文/张 鹏
没人怀疑人类拥有高超的智慧,那么这一切是不是要归功于人类的脑袋大呢?从绝对尺寸上衡量,人脑并非最大。例如,鲸鱼和大象的大脑约是人类的6倍。但是,衡量大脑的大小时不应该忽视大脑与身体的比例关系。在身体尺寸相同的前提下,人类的大脑是非常大的,大约是其他哺乳动物的7倍。这似乎表明我们人类的聪明智慧与超大号的脑袋密切相关。事实真的如此吗?
人类的骄傲受到质疑
正如大象拥有长长的鼻子,孔雀长着美丽的尾羽一样,聪明的大脑似乎是人类独有的特征。人们通常认为,如果没有神经元密布的大脑,我们只不过是普通的灵长类动物而已。虽然不见得笨得要命,但是却不会像现在这样聪明。
然而,研究人员仔细查阅了灵长类动物的考古记录后发现,人类大脑的进化程度与其他灵长类动物完全相同。一位生物学家在对比了各类动物大脑中神经元的数目后指出,与其他灵长类动物相比,人脑并无任何特别之处。这些发现打破了我们长久以来的信条:人类之所以能够成为“宇宙之精华,万物之灵长”,是因为我们的大脑进化得最好。
巴西里约热内卢联邦大学的苏珊娜·霍兹尔专门从事进化研究。她在研究中发现,虽然通常情况下大脑越大的生物倾向于更加多才多艺、更具有创造力,但事实往往并非如此。以有蹄类哺乳动物和灵长类动物为例,牛和马的大脑体积是猴子的4~5倍,但是,显然猴子拥有处理更加复杂问题的能力。水豚是生活在亚马孙地区的一种身形巨大的啮齿动物,它的大脑质量为75克,但大脑质量仅52克的卷尾猴却比它聪明得多。
过去,人们用较大的脑袋支配较大的身躯来解释这些不同。人们认为,动物越大,大脑的单个神经就越大,意味着神经元数目不能太多,否则就装不下。也有的人认为,脑袋越大,更多的空间都被用来容纳更长、更厚、绝缘性能更好的神经通路,神经元本身的数量相应地就要减少。因此,一只65千克的水豚与一只4千克的卷尾猴相比,智力水平较低。
但是,霍兹尔认为实际情况要比这复杂得多。不同分类级别的动物大脑构成不同的线性关系。她想知道的是,任意给定一种动物的大脑,其中所包含的神经元的准确数目,以及人脑神经元的数量是否也在灵长类动物的线性范围内。
人脑只是放大版的灵长类动物大脑
通常,人们采用立体测量学的方法来计算人脑的神经元数量。首先,选出具有一定代表性的大脑切片,数出切片中的神经元数目,然后可推测出人脑的神经元总数约为1000亿个。
不过,霍兹尔决定采用一种新的方法,希望得出更加准确的结果。由于每个神经元仅有一个细胞核,因此通过计算细胞核的数目就可以准确得知神经元的数目。她将小鼠的大脑用甲醛固定以后,再用含盐的去污剂浸泡,这样一来细胞膜破裂,剩下的是完整的细胞核。通过搅拌使细胞核均匀分布后取样,就可以数出细胞核的数目。最后,她再算出神经元占全部细胞的比例。
随后,霍兹尔又对仓鼠、豚鼠、田鼠、刺鼠和水豚等啮齿类动物进行了一系列研究。结果发现,随着个体的增大,神经元和神经递质增多,单个神经元也变大。由此可见,对于啮齿类动物来说,脑袋越大反而智能越低;个体越大,神经元也越大,也就需要更大的脑袋。这些发现印证了过去的猜想。那么,灵长类动物的情况又如何呢?
为了找出答案,霍兹尔用同样的方法对6种不同的灵长类动物的大脑进行了实验,其中包括狨猴、夜猴、松鼠猴和猕猴。正如她猜想的那样,灵长类动物的大
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