脑子越大越聪明?

2019-02-22作者:朱钦士编辑:书问阅读

从人类的进化过程来看,好像是脑子越大越聪明。比如现代黑猩猩的脑容量只有420毫升,而现代人的平均脑容量有1350毫升。生活在300多万年前的非洲的原始人类“露西”(Lucy),脑容量只有400毫升左右。200万年前直立人出现,脑容量就增加到800毫升。看来脑容量是伴随着人类智力的发展而增大的(有的文献也用重量来表示脑的大小。由于脑的比重是在每毫升1.03〜1. 04克,和水的比重非常接近,用克表示脑的重量和用毫升表示脑容量,数值相差不大)。


从表面上看,这似乎是不言自明的。大的脑容量可以容纳更多的神经元,自然智力也会比较高。但是如果我们把目光扩大一点,看看其他动物,就发现这个说法不完全成立。比如牛的大脑(约440克)比老鼠的大脑(约2克)重200倍以上,和黑猩猩差不多。但是牛不但远不如黑猩猩聪明,也不比老鼠更聪明。就是同为狗,体型巨大的狗有时还不如体型小的狗聪明。乌鸦的脑子只有10克重,却是最聪明的鸟类之一。它会把石子填到装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 大小的石子可供选择,它还会先用比较大的石子,好像知道这样做水面的上升会更快。它还会把坚果放在马路上,让汽车把果壳压开。


所以大的脑容量不一定等于高智力。体型较大的动物一般脑容量也比较大。但是这“多出来”的神经元并不一定是用来提高智力的,而是首先要满足对大的身体的控制和管理。比如牛,它需要感觉的皮肤面积和要控制的肌纤维数量都远多于老鼠。这就像一个国家或一个地区,面积和人口多了,管理机构及人员也会比较多。只有在基本管理任务以外“富裕”出来的神经元,才有可能被用来进行更高级的思维,也就是发展出更高的智力。


为了弄清脑质量和体质量的关系以及这种关系对智力的影响,荷兰的解剖学家杜波伊斯(EugeneDubois)及其同事收集了3690种动物的脑质量和体质量。他的后继者们对这些数据进行分析后发现,随着动物身体变大,脑子的质量并不成比例地增大,而是体质量的0.7~0.8次方,也就是大约3/4次方。比如麝鼠(muskrat)的体质量是小鼠(mouse)的16倍,但是麝鼠的脑质量只有小鼠的8倍。把这些体质量和脑质量输入到对数坐标上,横坐标为体质量,纵坐标为脑质量,就可以经过数学分析得到一条直线,从这条直线可以从动物的体质量计算出脑质量的预期值。


一些动物的坐标正好在这条直线上,比如小鼠、狗、马和大象。有些动物的坐标在这条直线上方,说明它们的脑质量超出预期值,应该比较“聪明”。高出直线越远,说明脑质量超过预期值越多,就应该越“聪明”。实际情况也好像是这样。比如人的脑质量超出预期值7. 5倍,是所有动物中最高的,也最“聪明”。海豚是5.3倍,猴子是4.8倍,都相当“聪明”。反过来,如果动物的坐标是在这条直线以下,也就是它们的脑质量低于预期值,就应该比较“笨”。牛的比值是0.5,也就是它的脑质量只有预期值 的一半,也的确比较“笨”。


不过这个规律也有例外。比如南美卷尾猴(New World capuchin)的脑质量与“预期值”的比例就高于黑猩猩,但是远不如黑猩猩“聪明”。对于体型巨大的动物,如蓝鲸,脑质量与预期值的比例也很低(约0.25),但是蓝鲸显然是比较“聪明”的动物。所以脑质量和智力的关系,还需要更深入的探讨以找出更好的指标。


以上内容来自清华社《上帝造人有多难:生命的密钥》,本书不是生物教科书,所以它的重点不是讲述生物学中的那些经典知识。本书的目的,是从宇宙发展的角度,用新的思路来理解生命,探讨各种生命现象的来由和进化机制,从分子水平上阐述生物的各种功能是如何运作和怎么来的等问题。



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