在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,叫做牛头怪少女(Blind Minotaur is guided by girl)。

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,其实这并不奇怪, 因为我们的大脑结构在这3万年来并没有较大的突变,而这些画作正好证明了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?

blind-Minotaur-is-guided-by-girl
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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个难以想象的程度。

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,但是他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,细胞之间开始有了互相的感知和应答,使得他们能够协同工作。

领鞭毛虫
领鞭毛虫

例如海绵会通过膨大和压缩体腔使海水进入,滤食小生物,并排出消化残渣,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扮演着类似的角色,他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,用于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它细胞快速传递信息,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,他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加复杂的外界环境作出反应。

5亿年前,大脑分化出不同的脑区

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两次,这些突变为演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,而在大约2亿年前,他们进化成最早的哺乳动物,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,因为他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。

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,他们成了灵长类动物的祖先,更好的视觉使他们能够追踪昆虫,这也导致他们拥有更大的视觉皮层。

和现代灵长类动物相似,他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用来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,并基于这些神经活动来控制他们的行为,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

现在我们将目光聚焦到人类的祖先,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,最终导致大脑的高速进化,但是化石证据告诉我们,当原始人类学会直立行走的近百万年间,他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颚和更饱满的颅骨这样的特点,并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

更聪明的原始人能够受益于他们的智慧,并利用智慧过上更舒适的生活后,这样的正反馈推动并加速了大脑的发展,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。

大脑的进化
大脑的进化

20万年前人类的大脑最终进化成功

现在让我们将目光再次聚焦到华夏人类的祖先,生活在200万年前的北京猿人,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呢?

这可能是因为脑容量的增加会增大新生儿在出生时的危险,另外,我们的大脑可是一个耗能大户,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1~1.5万年间,人的脑容量相比我们的身体竟然缩小了3%~4%,不过脑容量并不代表智力的高低,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,但是也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,而接下来大脑的这种退化还将继续,只不过即使这种下降影响是真的,它也早已被进步的医疗和教育补偿,所呈现的结果是21世纪人类智商的稳步提升。

—— End ——

芒格学院
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愿你在探索智慧的路上走的更远~

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