人類(lèi)大腦的進(jìn)化

1、人類(lèi)大腦的進(jìn)化 The evolution of the human brain 制作：506宿舍 目錄： 1.引言 2.大腦的進(jìn)化歷程 3.人類(lèi)大腦進(jìn)化的作用 2.大腦的進(jìn)化歷程 No.1：1.6億年前，最原始的大腦出現(xiàn)了，一些細(xì)胞逐漸演變成具有特殊傳 遞信息功能的神經(jīng)細(xì)胞，而且進(jìn)一步演化成軸突，用以遠(yuǎn)距離傳遞各種電信 號(hào)。它們也通過(guò)在細(xì)胞突觸的位置釋放化學(xué)物質(zhì)向其他細(xì)胞快速傳遞信號(hào)。 最終神經(jīng)系統(tǒng)誕生了。 最早的神經(jīng)元可能在無(wú)脊椎動(dòng)物體內(nèi)形成一個(gè)彌散的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在的水母 和海葵依然如此。大約6億年前類(lèi)似于大腦的神經(jīng)核團(tuán)出現(xiàn)在蠕蟲(chóng)類(lèi)動(dòng)物中。 它們是現(xiàn)在絕大多數(shù)動(dòng)物，包括脊椎動(dòng)物、軟體動(dòng)物和

2、昆蟲(chóng)的祖先。神經(jīng)核 團(tuán)是原始的中央神經(jīng)系統(tǒng)能夠處理各種信息而不僅僅是傳遞信息，這使得動(dòng) 物能夠?qū)Ω鼜?fù)雜的外界環(huán)境做出反應(yīng)。 No.2No.2：5億年前，大腦分化出不同的腦區(qū)。大約5億年前，有些動(dòng)物發(fā)生了基 因突變，結(jié)果導(dǎo)致基因組被復(fù)制加倍。事實(shí)上，這樣的突變至少有過(guò)2次。這 些突變?yōu)檠芑鰪?fù)雜的大腦買(mǎi)下了伏筆，它提供了豐富的基因片段，使得大 腦分化出不同的腦區(qū)來(lái)表達(dá)不同類(lèi)型的神經(jīng)遞質(zhì)，使大腦產(chǎn)生各種不同的功 能。 2.大腦的進(jìn)化歷程 No.3No.3：2 2億年前，大腦皮層開(kāi)始出現(xiàn)億年前，大腦皮層開(kāi)始出現(xiàn)。大約3.6億年前，我們的祖先登陸了。 在大約2億年前，它們進(jìn)化為最早的哺乳動(dòng)物，大腦表層

3、形成了一個(gè)較小的大 腦皮層，從而擁有復(fù)雜和多變的行為。這種至關(guān)重要的神經(jīng)結(jié)構(gòu)是怎么出現(xiàn) 的，我們無(wú)法從化石中獲得答案，唯一可以確信的是，哺乳動(dòng)物的相對(duì)腦容 量較大，因?yàn)樗鼈兿胍诳铸埥y(tǒng)治的時(shí)代生存下來(lái)，這促進(jìn)了神經(jīng)系統(tǒng)的高 速發(fā)展。 美國(guó)研究人員使用CT技術(shù)研究?jī)芍皇诚x(chóng)哺乳動(dòng)物頭顱化石的顱腔。結(jié)果發(fā)現(xiàn)， 腦容量的增加首先發(fā)生在嗅球，這與食蟲(chóng)類(lèi)動(dòng)物需要倚重它們的鼻子去尋找 食物不謀而合。除此以外大腦皮層中魚(yú)觸覺(jué)相關(guān)區(qū)域腦容量也有了很大的增 加，這表明觸覺(jué)對(duì)于它們來(lái)說(shuō)必不可少。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)完美的佐證了對(duì)早起哺乳 類(lèi)動(dòng)物夜行性的猜測(cè)：它們白天躲藏，僅在晚上覓食，因?yàn)槟菚r(shí)恐龍已經(jīng)休 息了 2.大腦的進(jìn)化歷

4、程 No.4No.4：6500萬(wàn)年前，大腦前額葉區(qū)域擴(kuò)大。大約6500萬(wàn)年前，恐龍滅絕后 一些哺乳類(lèi)動(dòng)物開(kāi)始爬上樹(shù)生活，它們成了靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的祖先。更好的視覺(jué) 使它們能夠追蹤昆蟲(chóng)，這也導(dǎo)致它們擁有更大的視覺(jué)皮層。和現(xiàn)代靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng) 物想死，它們可能也傾向于群居，這要求每一位成員有更強(qiáng)的腦功能?？茖W(xué) 家認(rèn)為也許這樣可以解釋靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物前額葉區(qū)域的明顯擴(kuò)大，尤其是猿。 這些變化都為哺乳類(lèi)動(dòng)物提供了更強(qiáng)的整合與處理信息的能力，并基于這些 神經(jīng)活動(dòng)來(lái)控制它們的行為，這樣的變化除了提高它們的整體智力以外，也 最終導(dǎo)致抽象思維的出現(xiàn)。大腦處理的輸入信息越多就越能夠鑒別和搜索各 種相關(guān)模式。 No.5No.5：25

5、0萬(wàn)年前，大腦容量急劇增加?，F(xiàn)在，我們將目光聚焦到人類(lèi)的祖 先：生活在1400萬(wàn)年前的非洲猿。過(guò)去，科學(xué)家認(rèn)為因?yàn)殡x開(kāi)森林的人類(lèi)學(xué) 會(huì)了直立行走，最終導(dǎo)致人類(lèi)大腦的高度進(jìn)化。但是化石證據(jù)告訴我們，當(dāng) 原始人類(lèi)學(xué)會(huì)直立行走后的近百萬(wàn)年間，它們的腦容量始終沒(méi)有很大的改變。 科學(xué)家推測(cè)，人類(lèi)的腦容量是在近250萬(wàn)年間急劇增加的。其他脊椎動(dòng)物的 咬肌力量非常強(qiáng)大，它貫穿整個(gè)顱骨，肌張力抑制了顱骨的增長(zhǎng)。而人類(lèi)的 祖先因?yàn)榛蛲蛔?，咬肌力量不足，也許正是這個(gè)原因使得顱骨有機(jī)會(huì)繼續(xù) 長(zhǎng)大，這樣的突變使得原始人類(lèi)具有小下顎和更飽滿顱骨的特點(diǎn)，并可能最 終引起大腦的進(jìn)化。 2.大腦的進(jìn)化歷程 No.6No.6

6、：200萬(wàn)年前，豐富的食物加速大腦的進(jìn)化，科學(xué)家指出，當(dāng)更聰明的 原始人能夠受益于它們的智慧，并利用智慧過(guò)上更舒適的生活后，這樣的正 反饋推動(dòng)并加速了大腦的發(fā)展。大約200萬(wàn)年前，人類(lèi)開(kāi)始學(xué)會(huì)使用工具狩 獵動(dòng)物，這是腦筋花的重要里程碑。因?yàn)槿忸?lèi)是重要的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，更豐富的 食物來(lái)源加速了大腦的進(jìn)化。人類(lèi)對(duì)于火的使用也具有舉足輕重的作用。烹 煮過(guò)的食物讓人類(lèi)能夠更好地汲取營(yíng)養(yǎng)，是的人類(lèi)的消化道變短，人類(lèi)可以 省下大量用以維持消化道工作的能量，這些能量可供大腦使用。 No.7No.7：20萬(wàn)年前，人類(lèi)的大腦最終進(jìn)化成功。正是由于當(dāng)時(shí)人類(lèi)的食物、文 化、技能、群體和基因等各種因素的共同作用，最終導(dǎo)致了

7、現(xiàn)代人類(lèi)的大腦 在20萬(wàn)年前進(jìn)化成功。 然而，我們的腦容量在20萬(wàn)年前開(kāi)始就不再增長(zhǎng)。那么，為什么人類(lèi)的大腦 沒(méi)有變得更大呢？這可能是因?yàn)槟X容量的增加會(huì)增加新生兒出生時(shí)的危險(xiǎn)。 另外，我們的大腦是一個(gè)耗能大戶，它要小號(hào)身體近20%的能量，如果再增 加腦容量，人類(lèi)可能無(wú)法負(fù)擔(dān)大腦的能量需求。 2.大腦的進(jìn)化歷程 No.7No.7：1萬(wàn)年前，腦容量開(kāi)始縮小。在最近的1萬(wàn)到1.5萬(wàn)年間，人的腦容量 相比我們的身體竟然縮小了3%-4%。不過(guò)腦容量并不代表智力的高低，我們 大腦的進(jìn)一步進(jìn)化可能體現(xiàn)在對(duì)白質(zhì)和灰質(zhì)的充分比例優(yōu)化上。一些遺傳學(xué) 研究也支持這個(gè)觀點(diǎn)。我們的大腦的神經(jīng)元排布和利用率要比古人高得多

8、。 但有人認(rèn)為人類(lèi)大腦萎縮是人類(lèi)普遍心智能力輕微下降的標(biāo)志。一旦形成復(fù) 雜的社會(huì)，不太聰明的人將依靠比他們更為聰明的同齡人而幸存。而且大腦 的這種退化還將繼續(xù)。2010年的一份研究顯示，如果排除移民的影響，這種 腦部退化的影響將導(dǎo)致美國(guó)每代人智商下降大約0.81Q值。不過(guò)，環(huán)境因素 和自然因素顯示，即使這種基因影響是真的，它也早已被進(jìn)步的醫(yī)療和教育 所補(bǔ)償，它們所帶來(lái)的是21世紀(jì)人類(lèi)智商的穩(wěn)步提高。 3.人類(lèi)大腦進(jìn)化的作用 人類(lèi)選擇大腦進(jìn)化路線與其他動(dòng)物不同，正是人類(lèi)選擇了大腦進(jìn)化，在今后 的進(jìn)化中，人類(lèi)逐漸徹底改變了自己被掠食者的地位，進(jìn)而成為地球上最兇 猛、最殘暴、的掠食動(dòng)物。在自然界的生

9、物鏈中，使人類(lèi)自己成為地球上有 史以來(lái)最具有統(tǒng)治力的掠食動(dòng)物。這種食物鏈中地位的改變證實(shí)人類(lèi)選擇大 腦進(jìn)化路線的成果，這個(gè)成果反映出一個(gè)極為深刻的道理。人類(lèi)的整個(gè)進(jìn)化 過(guò)程中，其肢體的進(jìn)化：力量、速度等肢體方面不僅沒(méi)能象其他動(dòng)物那樣得 到進(jìn)一步加強(qiáng)，甚至有些退化，但我們?nèi)匀荒軌虺蔀榈厍蛏嫌惺芬詠?lái)最為成 功的掠食者，其原因不在于我們的身體對(duì)周?chē)h(huán)境的適應(yīng)性比其他動(dòng)物更強(qiáng)， 而在于人類(lèi)的進(jìn)化與其他動(dòng)物相比，別出溪徑，選擇了大腦進(jìn)化路線，利用 人類(lèi)的智慧，而這一段時(shí)間，其他動(dòng)物的智慧進(jìn)化則遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于我們?nèi)祟?lèi)。 正是這種不平衡的進(jìn)化或者說(shuō)不對(duì)等的進(jìn)化，使人類(lèi)成為地球上有史以來(lái)最 為成功的掠食者。 站起來(lái)的結(jié)果是，我們祖先視野變得極為開(kāi)闊，不僅能夠較為容易的發(fā)現(xiàn)周 圍環(huán)境的潛在威脅，而且使我們的祖先陡然間接收到數(shù)倍于爬行時(shí)的信息， 這種情況的改變使我們祖先的大腦要處理比以往