人類大腦是如何進化的?

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這些年來人類大腦是如何進化的?

—艾瑪·沙赫納,鹽湖城

約翰·霍克斯威斯康星大學麥迪遜分校人類學教授,回答道:


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人類以擁有大腦袋而聞名。平均而言,靈長類動物的大腦尺寸幾乎是相同體型哺乳動物的兩倍。在近七百萬年的時間裡,人類大腦的尺寸增加了三倍,其中大部分增長髮生在過去的二百萬年裡。

確定大腦隨時間的變化是棘手的。我們沒有古代大腦可以放在秤上稱重。然而,我們可以測量古代頭骨的內部,而且一些罕見的化石儲存了頭骨內部的自然鑄型。這兩種觀察早期頭骨的方法都為我們提供了關於古代大腦體積以及一些關於主要大腦區域相對大小的細節的證據。

在我們歷史的前三分之二時間裡,我們祖先的大腦尺寸與今天生活的其他猿類動物的大腦尺寸在同一範圍內。著名的露西化石所屬物種,南方古猿阿法種,其頭骨的內部體積在 400 到 550 毫升之間,而黑猩猩的頭骨容積約為 400 毫升,大猩猩的頭骨容積在 500 到 700 毫升之間。在此期間,與猿類相比,南方古猿的大腦開始顯示出結構和形狀上的細微變化。例如,新皮層已經開始擴張,將其功能從視覺處理重新組織到大腦的其他區域。

我們進化的最後三分之一時間見證了大腦尺寸的幾乎所有變化。能人,我們人屬的第一個物種,出現在 190 萬年前,其大腦尺寸有了適度的躍升,包括與語言相關的額葉部分(稱為布羅卡區)的擴張。第一批直立人化石頭骨,距今 180 萬年前,其大腦平均略大於 600 毫升。

從這裡開始,該物種開始了緩慢的上升,到 50 萬年前達到 1,000 毫升以上。早期智人的大腦尺寸與今天的人們在同一範圍內,平均為 1,200 毫升或更多。隨著我們的文化和語言複雜性、飲食需求和技術實力在這個階段取得了顯著的飛躍,我們的大腦也隨之增長以適應這些變化。我們看到的形狀變化突出了與深度計劃、溝通、問題解決和其他更高階認知功能相關的區域。

具有諷刺意味的是,過去一萬年的人類歷史實際上縮小了我們的大腦。農業人口營養的限制可能是這一趨勢的重要驅動因素。然而,在過去的 100 年裡,工業社會的大腦尺寸有所反彈,因為兒童營養增加,疾病減少。雖然過去不能預測未來的進化,但與技術的更大融合和基因工程可能會將人類大腦推向未知領域。

SA Mind Vol 24 Issue 3本文最初以“這些年來人類大腦是如何進化的?”為標題發表在SA Mind 第 24 卷第 3 期 (), p. 76
doi:10.1038/scientificamericanmind0713-76b
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