大脑进化历程

1、大脑进化历程从8.5亿年前到1万年前 文/朱斌3万年前，位于今天法国南部的一个山洞中，一名男子借助闪着微光的油灯，在山洞的石壁上描绘牛头人身的画像。无独有偶，1933年，大画家毕加索也创作了一幅与之类似的画作一一 一牛头怪少女。两位艺术家相隔整整3万年，令人惊讶的是他们却有着如此相似的作品。 其实这弁不奇怪，因为我们的大 脑结构在这3万年来弁没有很大的变化，而这些画作正好证明古 人和现代人的大脑功能没有显著的不同。那么，人类为什么会在漫长的进化过程中拥有如此令人惊讶 的大脑呢？这个问题实在难以回答，因为大脑不会形成化石。 不过，借助当今最先进的技术， 我们还是可以将人类大脑的进化历 程描绘到一

2、个难以想像的精确程度。8.5 亿年前生物开始感知世界人类大脑的进化简史要追溯到古海洋时代，远在最早的动物出现之前。当时在大海中沉浮的单细胞生物还没有大脑，但是它们已经有了能够感知和适应外界环境变化的能力。近年来的一些研究发现，领鞭毛虫等一些单细胞生物会释放和接受化学信号或 者传递电信号。这种大约在 8.5 亿年前出现的领鞭毛虫被认为 是动物的祖先。随着多细胞动物慢慢进化成功，细胞之间开始有了相互的感知和应答，使得它们能够共同工作。例如，海绵会通过膨大和压 缩体腔，使海水进入，滤食小生物，弁排出消化残渣。科学家发 现，这种进食活动总是伴随着神经化学递质在细胞间的传递。这些化学信号在我们的大脑中也

3、扮演着类似的角色，它们是神经元之间传递信息的信使。6亿年前最原始的大脑出现了一些细胞逐渐演变成具有特殊传递信息功能的神经细胞，而且进一步演化出轴突，用以远距离传递各种电信号。 它们也通过 在细胞突触的位置释放化学物质向其他细胞快速传递信号。 最终 神经系统诞生了。最早的神经元可能在无脊椎动物体内形成一个弥散的神经网络，现在的水母和海葵依然如此。大约 6亿年前类似于大脑的 神经核团出现在蠕虫类动物中，它们是现在绝大多数动物，包括 脊椎动物、软体动物和昆虫的祖先。 神经核团是原始的中央神经 系统能够处理各种信息而不仅仅是传递信息，这使得动物能够对更复杂的外界环境做出反应。5 亿年前大脑分化出不同的

4、脑区大约5亿年前，有些动物发生了基因突变，结果导致基因组被复制加倍。事实上，这样的突变至少有过 2次。这些突变为衍 化出复杂的大脑埋下了伏笔，它提供了丰富的新基因片段，使得 大脑分化出不同的脑区来表达不同类型的神经递质， 使大脑产生 各种不同的功能。2亿年前大脑皮层开始出现大约3.6 亿年前，我们的祖先登陆了。在大约 2亿年前， 它们进化为最早的哺乳动物， 大脑表层形成了一个较小的大脑皮 层，从而拥有复杂和多变的行为。这种至关重要的神经结构是怎 么出现的，我们无法从化石中获得答案。唯一可以确信的是，哺 乳动物的相对脑容量较大，因为它们想要在恐龙统治的时代生存 下来，这促进了神经系统的高速发展。

5、6500 万年前大脑前额叶区域扩大大约6500万年前，恐龙灭绝后一些哺乳类动物开始爬上树 生活，它们成了灵长类动物的祖先。更好的视觉使它们能够追踪 昆虫，这也导致它们拥有更大的视觉皮层。和现代灵长类动物相 似，它们可能也倾向于群居，这要求每一位成员有更强的脑功能。 科学家认为也许这可以解释灵长类动物前额叶区域的明显扩大， 尤其是猿。这些变化都为哺乳类动物提供了更强的整合与处理信息的能 力，弁基于这些神经活动来控制它们的行为。这样的变化除了提高它们的整体智力以外， 也最终导致抽象思维的出现。 大脑处理 的输入信息越多就越能够鉴别和搜索各种相关模式。250 万年前大脑容量急剧增加现在，我们将目光聚

6、焦到人类白祖先生活在1400万年前的非洲猿。过去，科学家大多认为因为离开森林的人类学会了 直立行走，最终导致人类大脑的高度进化。 但是化石证据告诉我 们，当原始人类学会直立行走后的近百万年间，它们的脑容量始终没有很大的改变。科学家推测，人类的脑容量是在近 250万年间急剧增加的。其他脊椎动物的咬肌力量非常强大，它贯穿整个颅骨，肌张力抑 制了颅骨的增长。而人类的祖先因为基因突变，咬肌力量不足， 也许正是这个原因使得颅骨有机会继续长大，这样的突变使得原始人类具有小下颗和更饱满颅骨的特点，弁可能最终引起大脑的进化。200 万年前丰富的食物加速大脑的进化科学家指出，当更聪明的原始人能够受益于他们的智慧

7、，弁利用智慧过上更舒适的生活后， 这样的正反馈推动弁加速了大脑 的发展。大约200万年前，人类开始学会使用工具捕猎动物，这是脑进化的重要里程碑。因为肉类是重要的营养来源， 更丰富的食物来源加速了大脑的进化。人类对于火的使用也具有举足轻重 的作用。烹煮过的食物让人类能够更好地汲取营养，使得人类的消化道变短，人类可以省下大量用以维持消化道工作的能量，这些能量可供大脑使用。20万年前人类的大脑最终进化成功正是由于当时人类的食物、文化、技能、群体和基因等各种因素的共同作用，最终导致了现代人类的大脑在20万年前进化成功。然而，我们的脑容量在 20万年前开始就不再增长。那么， 为什么人类的大脑没有变得更大

8、呢？这可能是因为脑容量的增 加会增加新生儿出生时的危险。 另外，我们的大脑是一个耗能大 户，它要消耗身体近20%的能量，如果再增加脑容量，人类可 能无法负担大脑的能量需求。1万年前脑容量开始缩小在最近的1万到1.5万年间，人的脑容量相比我们的身体竟 然缩小了 3%4%不过脑容量弁不代表智力的高低，我们大脑的 进一步进化可能体现在对白质和灰质的充分利用和比例优化上。 一些遗传学研究也支持这个观点，我们大脑的神经元排布和利用 率要比古人高得多。但是有人认为人类大脑萎缩是人类普遍心智能力轻微下降的标志。一旦形成复杂的社会，不太聪明的人将依靠比他们更为聪 明的同龄人而幸存。而且大脑的这种退化还将继续。