人類大腦的進化

1、人類大腦的進化The evolution of the human brain 制作：506宿舍目錄：1.引言2.大腦的進化歷程3.人類大腦進化的作用2.大腦的進化歷程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，而且進一步演化成軸突，用以遠距離傳遞各種電信號。它們也通過在細(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。最終神經(jīng)系統(tǒng)誕生了。最早的神經(jīng)元可能在無脊椎動物體內(nèi)形成一個彌散的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在的水母和?？廊蝗绱?。大約6億年前類似于大腦的神經(jīng)核團出現(xiàn)在蠕蟲類動物中。它們是現(xiàn)在絕大多數(shù)動物，包括脊椎動物、軟體動物和昆蟲的祖先。神經(jīng)核團是原始

2、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。事實上，這樣的突變至少有過2次。這些突變?yōu)檠芑鰪?fù)雜的大腦買下了伏筆，它提供了豐富的基因片段，使得大腦分化出不同的腦區(qū)來表達不同類型的神經(jīng)遞質(zhì)，使大腦產(chǎn)生各種不同的功能。2.大腦的進化歷程No.3No.3：2 2億年前，大腦皮層開始出現(xiàn)億年前，大腦皮層開始出現(xiàn)。大約3.6億年前，我們的祖先登陸了。在大約2億年前，它們進化為最早的哺乳動物，大腦表層形成了一個較小的大腦皮層，從而擁有復(fù)雜和多變的

3、行為。這種至關(guān)重要的神經(jīng)結(jié)構(gòu)是怎么出現(xiàn)的，我們無法從化石中獲得答案，唯一可以確信的是，哺乳動物的相對腦容量較大，因為它們想要在恐龍統(tǒng)治的時代生存下來，這促進了神經(jīng)系統(tǒng)的高速發(fā)展。美國研究人員使用CT技術(shù)研究兩只食蟲哺乳動物頭顱化石的顱腔。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，腦容量的增加首先發(fā)生在嗅球，這與食蟲類動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觸覺相關(guān)區(qū)域腦容量也有了很大的增加，這表明觸覺對于它們來說必不可少。這項發(fā)現(xiàn)完美的佐證了對早起哺乳類動物夜行性的猜測：它們白天躲藏，僅在晚上覓食，因為那時恐龍已經(jīng)休息了2.大腦的進化歷程No.4No.4：6500萬年前，大腦前額葉區(qū)域擴大。大約6500

4、萬年前，恐龍滅絕后一些哺乳類動物開始爬上樹生活，它們成了靈長類動物的祖先。更好的視覺使它們能夠追蹤昆蟲，這也導(dǎo)致它們擁有更大的視覺皮層。和現(xiàn)代靈長類動物想死，它們可能也傾向于群居，這要求每一位成員有更強的腦功能?？茖W(xué)家認(rèn)為也許這樣可以解釋靈長類動物前額葉區(qū)域的明顯擴大，尤其是猿。這些變化都為哺乳類動物提供了更強的整合與處理信息的能力，并基于這些神經(jīng)活動來控制它們的行為，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.5：250萬年前，大腦容量急劇增加?，F(xiàn)在，我們將目光聚焦到人類的祖先：生活在1400萬年前的非洲

5、猿。過去，科學(xué)家認(rèn)為因為離開森林的人類學(xué)會了直立行走，最終導(dǎo)致人類大腦的高度進化。但是化石證據(jù)告訴我們，當(dāng)原始人類學(xué)會直立行走后的近百萬年間，它們的腦容量始終沒有很大的改變?？茖W(xué)家推測，人類的腦容量是在近250萬年間急劇增加的。其他脊椎動物的咬肌力量非常強大，它貫穿整個顱骨，肌張力抑制了顱骨的增長。而人類的祖先因為基因突變，咬肌力量不足，也許正是這個原因使得顱骨有機會繼續(xù)長大，這樣的突變使得原始人類具有小下顎和更飽滿顱骨的特點，并可能最終引起大腦的進化。2.大腦的進化歷程No.6No.6：200萬年前，豐富的食物加速大腦的進化，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，并利用智慧過上更

6、舒適的生活后，這樣的正反饋推動并加速了大腦的發(fā)展。大約200萬年前，人類開始學(xué)會使用工具狩獵動物，這是腦筋花的重要里程碑。因為肉類是重要的營養(yǎng)來源，更豐富的食物來源加速了大腦的進化。人類對于火的使用也具有舉足輕重的作用。烹煮過的食物讓人類能夠更好地汲取營養(yǎng)，是的人類的消化道變短，人類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.7：20萬年前，人類的大腦最終進化成功。正是由于當(dāng)時人類的食物、文化、技能、群體和基因等各種因素的共同作用，最終導(dǎo)致了現(xiàn)代人類的大腦在20萬年前進化成功。然而，我們的腦容量在20萬年前開始就不再增長。那么，為什么人類的大腦沒有變得更大呢？這可

7、能是因為腦容量的增加會增加新生兒出生時的危險。另外，我們的大腦是一個耗能大戶，它要小號身體近20%的能量，如果再增加腦容量，人類可能無法負(fù)擔(dān)大腦的能量需求。2.大腦的進化歷程No.7No.7：1萬年前，腦容量開始縮小。在最近的1萬到1.5萬年間，人的腦容量相比我們的身體竟然縮小了3%-4%。不過腦容量并不代表智力的高低，我們大腦的進一步進化可能體現(xiàn)在對白質(zhì)和灰質(zhì)的充分比例優(yōu)化上。一些遺傳學(xué)研究也支持這個觀點。我們的大腦的神經(jīng)元排布和利用率要比古人高得多。但有人認(rèn)為人類大腦萎縮是人類普遍心智能力輕微下降的標(biāo)志。一旦形成復(fù)雜的社會，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

8、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)致美國每代人智商下降大約0.81Q值。不過，環(huán)境因素和自然因素顯示，即使這種基因影響是真的，它也早已被進步的醫(yī)療和教育所補償，它們所帶來的是21世紀(jì)人類智商的穩(wěn)步提高。3.人類大腦進化的作用人類選擇大腦進化路線與其他動物不同，正是人類選擇了大腦進化，在今后的進化中，人類逐漸徹底改變了自己被掠食者的地位，進而成為地球上最兇猛、最殘暴、的掠食動物。在自然界的生物鏈中，使人類自己成為地球上有史以來最具有統(tǒng)治力的掠食動物。這種食物鏈中地位的改變證實人類選擇大腦進化路線的成果，這個成果反映出一個極為深刻的道理。人類的整個進化過程中，其肢體的進化：力量、速度等肢體方面不僅沒能象其他動物那樣得到進一步加強，甚至有些退化，但我們?nèi)匀荒軌虺蔀榈厍蛏嫌惺芬詠碜顬槌晒Φ穆邮痴?，其原因不在于我們的身體對周圍環(huán)境的適應(yīng)性比其他動物更強，而在于人類的進化與其他動物相比，別出溪徑，選擇了大腦進化路線，利用人類的智慧，而這一段時間，其他動物的智慧進化則遠遠落后于我們?nèi)祟?。正是這種不平衡的進化或者說不對等的進化，使人類成為地球上有史以來最為成功的掠食者。站起來的結(jié)果是，我們祖先視野變得極為開闊，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)倍于爬行時的信息，這種情況的改變使我們祖先的大腦要處理比以往