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腦子越大越聰明?

2019-02-22作者:朱欽士編輯:書問閱讀

從人類的進化過程來看,好像是腦子越大越聰明。比如現代黑猩猩的腦容量只有420毫升,而現代人的平均腦容量有1350毫升。生活在300多萬年前的非洲的原始人類“露西”(Lucy),腦容量只有400毫升左右。200萬年前直立人出現,腦容量就增加到800毫升。看來腦容量是伴隨著人類智力的發展而增大的(有的文獻也用重量來表示腦的大小。由于腦的比重是在每毫升1.03?1. 04克,和水的比重非常接近,用克表示腦的重量和用毫升表示腦容量,數值相差不大)。


從表面上看,這似乎是不言自明的。大的腦容量可以容納更多的神經元,自然智力也會比較高。但是如果我們把目光擴大一點,看看其他動物,就發現這個說法不完全成立。比如牛的大腦(約440克)比老鼠的大腦(約2克)重200倍以上,和黑猩猩差不多。但是牛不但遠不如黑猩猩聰明,也不比老鼠更聰明。就是同為狗,體型巨大的狗有時還不如體型小的狗聰明。烏鴉的腦子只有10克重,卻是最聰明的鳥類之一。它會把石子填到裝了一部分水的瓶子里,使水位升高以便能喝到水。如果有不同 大小的石子可供選擇,它還會先用比較大的石子,好像知道這樣做水面的上升會更快。它還會把堅果放在馬路上,讓汽車把果殼壓開。


所以大的腦容量不一定等于高智力。體型較大的動物一般腦容量也比較大。但是這“多出來”的神經元并不一定是用來提高智力的,而是首先要滿足對大的身體的控制和管理。比如牛,它需要感覺的皮膚面積和要控制的肌纖維數量都遠多于老鼠。這就像一個國家或一個地區,面積和人口多了,管理機構及人員也會比較多。只有在基本管理任務以外“富裕”出來的神經元,才有可能被用來進行更高級的思維,也就是發展出更高的智力。


為了弄清腦質量和體質量的關系以及這種關系對智力的影響,荷蘭的解剖學家杜波伊斯(EugeneDubois)及其同事收集了3690種動物的腦質量和體質量。他的后繼者們對這些數據進行分析后發現,隨著動物身體變大,腦子的質量并不成比例地增大,而是體質量的0.7~0.8次方,也就是大約3/4次方。比如麝鼠(muskrat)的體質量是小鼠(mouse)的16倍,但是麝鼠的腦質量只有小鼠的8倍。把這些體質量和腦質量輸入到對數坐標上,橫坐標為體質量,縱坐標為腦質量,就可以經過數學分析得到一條直線,從這條直線可以從動物的體質量計算出腦質量的預期值。


一些動物的坐標正好在這條直線上,比如小鼠、狗、馬和大象。有些動物的坐標在這條直線上方,說明它們的腦質量超出預期值,應該比較“聰明”。高出直線越遠,說明腦質量超過預期值越多,就應該越“聰明”。實際情況也好像是這樣。比如人的腦質量超出預期值7. 5倍,是所有動物中最高的,也最“聰明”。海豚是5.3倍,猴子是4.8倍,都相當“聰明”。反過來,如果動物的坐標是在這條直線以下,也就是它們的腦質量低于預期值,就應該比較“笨”。牛的比值是0.5,也就是它的腦質量只有預期值 的一半,也的確比較“笨”。


不過這個規律也有例外。比如南美卷尾猴(New World capuchin)的腦質量與“預期值”的比例就高于黑猩猩,但是遠不如黑猩猩“聰明”。對于體型巨大的動物,如藍鯨,腦質量與預期值的比例也很低(約0.25),但是藍鯨顯然是比較“聰明”的動物。所以腦質量和智力的關系,還需要更深入的探討以找出更好的指標。


以上內容來自清華社《上帝造人有多難:生命的密鑰》,本書不是生物教科書,所以它的重點不是講述生物學中的那些經典知識。本書的目的,是從宇宙發展的角度,用新的思路來理解生命,探討各種生命現象的來由和進化機制,從分子水平上闡述生物的各種功能是如何運作和怎么來的等問題。



內容來源:書問

作者朱欽士
出版清華大學出版社
定價39元
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