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大脑门更聪明吗? 美国密歇根大学生物学博士 顾方为

时间:2020-01-13  来源:怎样养生

   自从人类开始研究大脑以来,大脑如何与智慧挂钩就成了让科学家最感兴趣的话题之一,其中显而易见的一个假定便是智慧程度直接决定于大脑的尺寸——大脑越大,脑细胞就越多,人不就越聪明吗?一些科学家也以此来解释为何我们比近亲黑猩猩要更聪明。然而,持反对意见的科学家也不在少数,他们的理由也看似无懈可击——倘若大脑越大动物就越聪明的话,为何大象没有展现出高于人类的智慧呢?随着对大脑了解的不断加深,我们终于找到了一种机制能够同时解释以上两种看似无法统一的现象。

大脑偏小可能源于神经细胞受损

在介绍这种机制之前,先让我们来了解一下大脑的组成吧。众所周知,神经细胞是完成大脑功能的主要部分。当神经细胞发生病变后,人的大脑功能就会受损,甚至会引发帕金森病、阿尔兹海默病等疾病。人的大脑约有数十亿个神经细胞,它们就像是一颗颗正在发芽的种子一般,长沙专业癫痫病医院向一边伸出无数的根系(树突),而往另一边长出树干(轴突),又在树干的顶端分叉出许多小树枝(突触)。与自然界中的树不同,一个神经细胞的突触会与另一个神经细胞的树突相连(树梢与树根),借以传导信息。

大脑尺寸会影响智商这个观点的核心就在于这些神经细胞。美国辛辛那提大学医学院的金·迪特里希教授发现,当五六岁的儿童接触到铅后(如有铅涂料的玩具),神经细胞会受到损伤。当这些儿童成年后,大脑前叶的灰质(神经细胞富集区)体积会有明显的减小。这项研究虽不能证明大脑尺寸小就一定会减少神经细胞的数量,并因此影响人的认知能力,但至少告诉我们大脑尺寸偏小可能是神经细胞受损后的结果。

胶质细胞也很重要

然而,神经细胞虽然重要,也只占了大脑的10%左右,剩余的大多由胶质细胞组成。要谈大脑尺寸对智慧的影响,恐怕不能回避这些胶质细胞的功能。 重庆哪家医院治癫痫>
长久以来人们以为这些细胞只是起了填充大脑的作用,但最近的许多研究都表明,它们在传递信息的能力上虽不及神经细胞,却也有自己的一份贡献。加州大学伯克利分校的玛丽安·戴蒙德教授在1985年对爱因斯坦大脑进行分析后指出,这位科学巨匠的大脑中,胶质细胞的数量就多于常人。以现在的眼光看来,这项研究在对照组的选择上并非十全十美,却也让人意识到了胶质细胞在大脑中扮演的新角色。

脑细胞突触部位藏着秘密

尽管“脑袋越大,脑细胞就越多,大脑的功能就越强劲”这个观点看来是如此的简单直白,科学界仍然需要另一个理论来解释为什么有些拥有巨型大脑的动物并没有展现出高人一等的智慧。有些科学家的观点比较特殊,比如南非沃特威德斯兰德的动物科学系教授保尔·曼格就认为,聪明与否与脑袋的尺寸无关,而与脑细胞能否组成一张有效的信息传递网有关。在他的眼里,大脑和人类差不武汉治疗癫痫病的医院哪家比较好多尺寸的海豚由于脑部结构并不复杂,几乎“和一条金鱼一样蠢”。为了保持冷水中脑部的温度,海豚大脑中有很多增生出的胶质细胞。

曼格的言论曾引起轩然大波。美国埃默里大学研究鲸豚大脑演化的洛丽-马里诺教授就指出,数十年来对于海豚行为的研究表明海豚是具有相当智慧的动物,而曼格的观点无疑与这些事实相违背。她认为海豚与金鱼的大脑结构很类似,并不意味着两者的智力水平就一定接近。她推测说海豚作为哺乳动物,其脑部的功能区域与其他种类有着很大的不同。简单比较两者的结构相似程度恐怕并不能说明什么问题。

2008年发表在《自然》杂志上的子刊——《自然-神经科学》上的一篇论文则从分子生物学的层面上统一了这两种看似矛盾的观点。来自英格兰的两位科学家理查德-埃姆斯与塞斯-格兰特分离出小鼠突触处可能起传递信息作用的651条基因,并在另外18种生物中寻找这些基因的身影。他武汉治癫痫病的专科医院们发现随着生物的复杂程度提升,这些基因的数量也有所提高。与人相比,小鼠、狗、猩猩等哺乳动物中的这些基因数量大约只减少了5%,斑马鱼、爪蟾等非哺乳类脊椎动物的基因数量则只有人的大约90%,而果蝇,蜜蜂等非脊椎动物的这些基因只有人的一半左右。对于这个结果,埃姆斯与格兰特认为这意味着参与高等生物突触活动蛋白质更多,因此单个突触传递信息的能力也就越强。如果再考虑不同大脑尺寸带来的突触绝对数量的差别,这就能解释为什么有时脑袋大的生物聪明,有时脑袋大的生物并不一定聪明了。打个形象的比方,大脑中的突触就好像是电脑中的处理器,尺寸则决定了处理器的数量。大脑越大,这些处理器也就越多。但这些处理器的性能却千差万别,如果说人类的处理器是当下最新产品的级别,那么那些鱼类、昆虫的处理器或许就只有10年或者20年前处理器的性能了。 
  

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