腦袋大一定智慧多嗎

比較神經解剖學的工作恰如其名。它比較不同動物大腦的大小和結構。這一點很重要，因為要想知道人類大腦有什么獨特之處，你首先得弄清楚各類大腦有什么相似和相異之處。過去這種工作也算容易，用不上什么設備，鋸子夠鋒利、天平夠精確就行了。直到19世紀中葉，能用的東西就是這些。接著，達爾文發表了《物種起源》，人是否和猿出自同一祖先成了首要的大問題。比較解剖學吸引了人們的目光，站在舞臺中央的則是大腦。

神經科學在發展歷史中提出過某些假設。其中之一是，認知能力的提高跟大腦隨著進化越變越大有關系。達爾文就是這么看的，他寫道：“人和高等動物的認知能力顯然只有程度上的區別，種類上別無二致。”他的盟友比較解剖學家赫胥黎也持同一看法，他認為人的大腦沒有什么獨特的地方，就是特別大。大家普遍接受的概念如下：所有哺乳動物的大腦都由同樣的成分構成，但隨著大腦越變越大，其功能越來越復雜，由此帶來了我們在學校學到的進化階段圖：人位于進化階梯的最頂端，而不是單列在進化樹之外。然而，美國哥倫比亞大學人類學教授拉爾夫·霍洛韋（Ralph Holloway）不同意這一看法。20世紀60年代中期，他提出：認知能力的進化改變是大腦重新組織的結果，而不光是由體積大小決定的。人類大腦跟其他動物的區別，說到底，也就是各類動物大腦之間的區別，到底是數量上的還是質量上的？這一爭論還將持續下去。

美國耶基斯國家靈長類動物研究中心（Yerkes National Primate Research Center）的神經科學家托德·普羅伊斯（Todd M. Preuss）解釋了為什么這一分歧會引發如此多的爭議，以及為什么新發現的大腦連接性差異會被人視為“不合時宜”。有關大腦皮層組織的諸多概念認為各類動物大腦之間的區別是“數量”上的。科學家們相信，在其他哺乳動物（如老鼠和猴子）的大腦模型中所發現的結果，可以外推到人類身上。如果這種說法不正確，必定會在其他很多領域引發震蕩，比如人類學、心理學、古生物學、社會學等。普羅伊斯主張，要想得到較為準確的結果，需要比較研究較高等哺乳動物的大腦，而不是以較低等哺乳動物（比如老鼠）的大腦為模型解釋人類大腦是如何運作的。托德和很多科學家都發現，在微觀層面上，不同哺乳動物的大腦差別巨大。

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各類動物大腦之間的區別是“數量”上的嗎？好像不然。從絕對體積上來說，許多哺乳動物的大腦都比人類的大。藍鯨的大腦體積是人類的5倍，難道說它比人類聰明5倍？難說。藍鯨的大腦體積大是因為它要控制更龐大的身軀。實際上，藍鯨的大腦結構是相對簡單的。雖然亞哈船長似乎發現了一條有思想的鯨魚，可這畢竟不是普遍現象。故此，重要的或許是大腦的相對體積，即大腦相對于身體的大小，通常叫作“相對大腦容量”。以這樣的方式計算腦的大小差異，鯨魚才算回歸了本來面貌：它的大腦容量僅占體重的0.01%，而人類的大腦容量則占體重的2%。與此同時，再來看看另外一個例子：囊鼠的大腦容量占體重的10%。實際上，19世紀初，解剖學家喬治·居維葉（Georges Cuvier）指出：“同等條件下，個子小的動物大腦相對較大。”事實證明，隨著身軀的減小，大腦的相對體積會增大。

然而，跟個頭相當的哺乳動物相比，人類大腦體積平均要大4～5倍。其實，在原始人類（猿）這一支上，大腦體積的發展速度比軀干快得多，其他靈長類動物則并沒有這種發展趨勢。自從在進化的道路上跟黑猩猩分道揚鑣之后，人類大腦的體積突飛猛漲。黑猩猩的大腦重約400克，人類大腦卻重達1 300克。所以說，人類的大腦相對較大。這一獨特性，可以解釋人類的智慧之源嗎？

還記得尼安德特人嗎？他們的體格跟智人差不多，但顱骨容量比智人稍大，大約是1 520立方厘米，而現代人一般為1 340立方厘米。也就是說，尼安德特人的相對大腦容量比現代人還大。他們有著跟現代人相似的智力嗎？尼安德特人制造工具，從遙遠的地方運輸原材料，還發明了標準化技術。大約5萬年前，他們開始裝飾自己的身體，安葬死者。許多研究者認為，這些活動暗示他們存在一定程度的自我意識，而且開始了象征性思考，而象征性思考是人類語言必不可少的組成部分。沒人知道他們的語言能力達到了何種水平，但有一點可以確定，尼安德特人的物質文明不如同一時期的智人復雜。盡管尼安德特人的大腦體積比他們大，卻不如他們能干，但尼安德特人顯然比黑猩猩要能干。“大腦體積”理論不能解釋的是，智人的大腦比尼安德特人小了大約150立方厘米，但智人的文化和社會結構更為復雜。因此，相對大腦容量固然重要，但還不是全部的奧妙所在。我們面對的是“科學界已知最復雜的實體”，想必這一結果并不會令人感到意外。

從我個人的觀點來看，我對“大腦體積說”從來不感興趣。自20世紀60年代到現在，我一直在研究裂腦患者。為了控制這些患者的癲癇癥，醫生通過手術把他們大腦的兩個半球分離開來。手術后，病人的左右腦無法再進行有意義的溝通，彼此之間孤立開來。這樣一來，一個互相關聯、總重量1 340克的大腦，就成了兩個670克的大腦。這對智力有什么影響嗎？

沒有多少影響。相反，我們看到的是人類在漫長進化過程中發展出來的大腦分工。左腦是聰明的那一半，它負責邏輯思考，語言表達和分析推理。右腦則不然，用象征性的說法，它是左腦不爭氣的堂兄弟，但它也有一些優于左腦的技能，尤其是在形象感知方面。然而，我們目前所討論的內容最重要的一點是，就算左腦跟右腦分開，每一半只剩下670克，它的認知能力也跟之前一樣。聰明的大腦不光是靠體積。

在我們結束對大腦體積問題的討論之前，還有一些來自遺傳學領域的激動人心的新信息。遺傳學研究掀起了許多科學領域的革命，神經科學恰在其內。在自然選擇論者看來，人類大腦體積的膨脹是自然選擇通過多種機制發揮作用的結果。基因是染色體上的功能區域，這些區域由DNA序列構成。有時候，DNA序列會出現細微的變化，特定基因的作用也會存在某種程度上的不同。這種變異的DNA序列叫作“等位基因”。比如，花朵顏色的基因代碼在DNA堿基對上出現變化，便帶來了不同的花色。倘若某一等位基因對生物體起著極為重要的正面作用，比如提高了生物體的生存適應性或繁殖可能性，該等位基因便能被“正向選擇”或“定向選擇”。自然選擇傾向于這種變異，該等位基因很快就會變得隨處可見。

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雖然我們還不知道所有基因的功能，但涉及人類大腦發展的許多基因跟其他哺乳動物的有所不同，具體來說，是跟其他靈長類動物的有所不同。在胚胎發育期間，這些基因參與決定大腦中有多少神經元、大腦的體積有多大。神經系統中處理日常“家務”的基因，也就是參與最基礎細胞功能（如新陳代謝、蛋白質合成等）的基因，在各物種之間沒有太大差異。研究人員已經確定了兩種能影響大腦體積的基因：小腦癥基因和ASPM基因（異常紡錘形小腦畸形癥相關基因）。這兩種基因的名字分別來自于它們的缺陷導致的疾病。人們能發現這兩種基因，是因為倘若它們存在缺陷，造成的問題便會通過生育遺傳給其他家族成員。這兩種基因中的任何一種有問題，都會帶來先天性小腦畸形——一種常染色體隱性神經紊亂。這種紊亂有兩個主要特點：一是大腦體積明顯小于正常值（大腦體積小，但結構正常），其中，大腦皮層較之大腦別的部位體積減少得最多；二是非進行性智力遲滯。先天性小腦畸形患者的大腦體積減少非常明顯（比正常值低3個標準差），變得跟早期的原始人類差不多大。

美國芝加哥大學兼霍華德·休斯醫學研究所（Howard Hughes Medical Institute）的遺傳學教授布魯斯·拉恩（Bruce Lahn）所在的實驗室進行了一項研究，在智人的進化過程中，自然選擇的壓力驅使小腦癥基因和ASPM基因發生了重大變化。證據表明，（無缺陷的）小腦癥基因順著整個靈長類世系加速進化，而（同樣無缺陷的）ASPM基因則在人類和黑猩猩分開之后進化得最為迅速，這就暗示著這些基因是我們祖先大腦體積迅速增大的成因。

加速進化意味著什么不言自明。在這些基因的作用下，攜帶者具備了一種極具競爭優勢的特點。擁有它們的物種會繁衍出更多的后代，于是這些基因占據了優勢。研究人員并未滿足于上述結果，他們還想知道，這些基因能否解答這個問題：人類大腦還在繼續進化嗎？事實證明，人們通過這些基因找到了答案：人類大腦的確在繼續進化。遺傳學家的推論是，如果一種基因是在人類物種的形成過程中為了增強適應性而進化出來的，就像增加大腦體積的這些基因一樣，那么它們可能仍然在繼續進化。為什么這么說呢？

科學家比較了全世界不同地區和不同種族的人類基因序列，發現不同的人在神經系統編碼的基因上有一些序列差異（稱為“多態性”）。他們利用基因概率和其他多種方法，分析了人類和黑猩猩的基因多態性模式和地域分布情況，發現了一些證據，證明人類的部分基因仍在進行積極的“正向選擇”。他們計算出，小腦癥基因的變異大概出現在3.7萬年前，跟現代人類文化的出現時間基本吻合，較之隨機遺傳漂變和人口遷徙，它的出現頻率提高得極為迅速，這表明它經歷了“正向選擇”。ASPM基因變異出現在大約5 800年前，當時正值農業普及，城市形成，并出現了第一條書面語言記錄，這種基因變異在人口中的出現頻率也很高，暗示著有力的“正向選擇”。

聽起來頗有答案見分曉的希望。我們有了體積較大的大腦。一些頭部體積大的聰明人發現，至少我們的部分基因跟大腦體積大有關系，在我們進化的關鍵時刻，這些基因似乎出現了變化。這難道不意味著是它們造成了這一切，是它們令我們獨一無二嗎？如果你覺得答案在本書開篇就能揭曉，那你簡直沒利用好你的大腦。我們并不清楚，是這些基因變化引起了文化變化，還是基因變化與文化變化相互作用。就算確實是這些基因變化引起了我們的文化變化，我們也不知道大腦里具體發生了什么，是怎么發生的，是僅僅發生在我們身上，還是也發生在我們的“親戚”黑猩猩身上，只是程度稍有不及。