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人类的大脑还在不断变化吗？

责任编辑:tspsy-念暖发布于2019-12-02 12:15 浏览次

　　心理导读：人类的大脑就像鱼缸里的一条鱼，漂浮在充满液体的脑壳里--但几乎完全充满了液体。大脑和脑壳之间的关系，以及它们在人类进化过程中是如何相互作用的，已经让研究人员的研究了近一个世纪。 ---www.tspsy.com

人类的大脑还在不断变化吗？

　　一、人类大脑的形状在10万年内发生变化了吗？

　　2017年，德国马普进化人类学研究所的研究人员在摩洛哥 Jebel Irhoud 遗迹发现了最早的智人化石，将智人的化石记录向前推进到30万年前，这比之前埃塞俄比亚出土的智人遗骨还要早10万年。他们的发现也成为了2017年最重要的科学发现之一。

　　Jebel Irhoud 的化石与来自南非 Florisbad（26万年前）和19.5万年前的 Omo Kibish（即埃塞俄比亚）的头盖骨一起，共同记录了非洲大陆智人的早期进化的阶段。他们的脸和牙齿看上去和现代人类无异，但他们细长的脑壳形状看上去似乎更加古老，与年代更加久远的尼安德特人相近。相反，现代人类的脑壳形状更偏向一个圆形的球状，这是现代人类头骨的特征。

　　○ 现代人（蓝）和拉沙佩勒索的尼安德特人（红）的大脑形状差异。 | 图片来源：Simon Neubauer et al / Science Advances

　　在《科学进展》上发表的一篇新论文中，这一来自马普研究所的研究团队进一步揭示了智人在大脑进化方面令人惊叹的新发现。古人类学家Simon Neubauer、Jean-Jacques Hublin 和 Philipp Gunz 用微型计算机断层扫描技术（CT扫描）来创建与大脑的大小和形状近似的颅腔模型。并用最先进的统计技术分析各种化石和现代人类的颅腔模型。

　　Neubauer和他团队的同事研究了20个智人头骨。其中的3个最古老的标本包括约31.5万年前的两个摩洛人，这可能是最早的一批智人。第二组的4个头骨的年代测定在12万到11.5万年前。其余13个头骨的估计年龄测定在约36,000到8,000岁之间。他们记录了在智人大脑逐步从细长转为圆润的变化。

　　这个过程中有两个特点特别突出：颅顶骨和小脑的凸起。颅顶骨下的大脑区域与定向、注意力、对刺激的感知、感觉运动转换、规划、视觉空间整合、图像、自我意识、工作和长期记忆、数字处理和工具使用相关。小脑不仅与运动和平衡的协调有关，还与空间处理、工作记忆、语言、社会认知和情感处理有关。

　　根据地质年代测定，发现随着时间的推移，智人的化石越来越接近现代颅骨的形态。只有3.5万年以内的化石显示出与现代人相同的大脑形状，这意味着现代人类大脑的形态演化是在10万年前到3.5万年前之间的某段时间内完成的。重要的是，这种形态上的变化与大脑的大小（颅内容积约为1400毫升）无关，即使在摩洛哥的 Jebel Irhoud 遗迹发现的最古老的智人化石，其大脑的体积也在现代大脑的大小范围内。

　　○ 智人化石内颅形态从30万年前、到10万年前、再到1万年前的逐渐演化。 | 图片来源：Simon Neubauer et al / Science Advances

　　尽管如此，大脑化石的缺乏意味着科学家不得不依靠脑壳数据进行研究。但这些数据并不能直接测量大脑的形状，因此我们很难确切地知道人类大脑是如何以某种速率一步步变成现在圆润的样子的。

　　Neubauer 说：“大脑可以说是让人类具有有别于其他物种的能力的最重要器官。”但是现代人类的大脑形状并没有在我们物种的起源之初就形成。他补充道：“我们已知大脑的形状一定是从物种内部演化形成的，但是我们惊讶地是这种变化是发生在离现在这么近的时间里。”

　　据估计，这种变化约发生在5万年前，逐渐过渡形成的圆形大脑或许刺激着大量神经的重构。研究人员猜测，这种认知重构可能让艺术品和其他形式的象征性行为开始在石器时代盛行。但在此之前，其他研究人员认为，早在智人出现之前，抽象的和象征性的思维就已经兴盛起来了。

　　2016年，由同样来自德国马普进化人类学研究所的遗传学家 Matthias Meyer 发表在《自然》杂志的一项基因研究中显示，从古DNA的研究我们可以推测，自60多万年前从尼安德特人分化出来的智人来说，参与大脑发育的基因发生了变化。这一结论与新的研究发现一致。Neubauer 说：“那些基因变化可能是导致现代人类大脑（更圆）的神经网络和脑部发育不同的原因。” 他们累积了越来越多的考古和古人类学证据，来证明智人是一支具有深厚的非洲根源，并在行为现代化、大脑组织、和潜在大脑功能中有着长期缓慢变化的演化物种。

　　二、最新研究发现：大脑的演化推动了脑壳的变化

　　人类的大脑大约是大猿的大脑的三倍。除其他外，这与新型大脑结构的发展有关，大脑的这种结构可以实现语言以及和利用工具进行生产的复杂行为。苏黎世大学的人类学家进行的一项研究表明，大脑的独立变化变化重新影响了脑壳的发展。

　　人类的大脑就像鱼缸里的一条鱼，漂浮在充满液体的脑壳里--但几乎完全充满了液体。大脑和脑壳之间的关系，以及它们在人类进化过程中是如何相互作用的，已经让研究人员的研究了近一个世纪。他们通过研究我们自己的物种和我们最近的类人猿的脑-脑脑壳探讨这个问题。

　　1、大脑和颅骨结构之间的空间关系

　　苏黎世大学人类学系研究员JoséLuis Alatorre Warren使用计算机断层扫描（CT）和磁共振成像（MRI）扫描人类和黑猩猩大脑获得数据，解决了这一问题。他将CT数据和MRI数据结合在一起，一量化了大脑结构（例如回旋（卷积）和沟（皱纹））以及颅骨结构（例如缝合线）之间的空间关系。结果表明，人脑与骨骼结构之间的空间关系特征与黑猩猩的特征明显不同。尽管两者的大脑及其外壳一直都在持续并行进化，但是基本上是沿着独立的进化路径进化的。

　　2、直立行走导致了颅骨的改变

　　例如，在人类进化过程中，与语言、社会认知和手工灵巧等复杂认知任务相关的的大脑结构扩展显著。当大脑额叶的神经解剖边界发生变化时，这一点就变得更明显了。然而，这种变化并没有影响大脑的骨骼结构。相反，大脑状况的变化很大程度上反映了直立行走或两足行走的适应。例如，在人类进化过程中，在颅脑底部的延髓开口向前移动，以优化脊柱顶部头部的平衡。然而，颅骨的这些进化变化并没有对我们的大脑结构产生影响。

　　3、未来研究的参考点

　　Alatorre Warren总结道：“大脑在脑壳中自由的漂浮的时候，还遵循着自己的神经创新进化路径。”因此，脑箱骨的位置和大小不能得出相邻脑区的大小和重新排列是如何排列的。”论文的共同作者Marcia Ponce de León和Christoph Zollikofer相信他们的研究数据为未来的研究提供了重要的参考点：“在回答了人类和大猿类脑-脑壳之间的关系，我们可以现在就重新审视原始人类脑壳化石。”

　　（编辑：tspsy-张茵 | 来源：心灵花园）

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