我努力了億萬年，居然敗給了手機這小子！
手機越來越智能了，分分鐘讓人感嘆「要腦子何用」？
枉費大腦進化了這麼多年……
文/朱斌
3萬年前，位於今天法國南部的一個山洞中，一名男子藉助著閃著微光的油燈，在山洞的石壁上描繪牛頭人身的畫像。無獨有偶，1933年，大畫家畢加索也創作了一幅與之類似的畫作——《牛頭怪少女》。兩位藝術家相隔整整3萬年，令人驚訝的是他們卻有著如此相似的作品。其實這並不奇怪，因為我們的大腦結構在這3萬年來並沒有很大的變化，而這些畫作正好證明古人和現代人的大腦功能沒有顯著的不同。
那麼，人類為什麼會在漫長的進化過程中擁有如此令人驚訝的大腦呢？這個問題實在難以回答，因為大腦不會形成化石。不過，藉助當今最先進的技術，我們還是可以將人類大腦的進化歷程描繪到一個難以想像的精確程度。
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大腦進化歷程
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8.5億年前
生物開始感知世界
人類大腦的進化簡史要追溯到古海洋時代，遠在最早的動物出現之前。當時，在大海中沉浮的單細胞生物還沒有大腦，但是它們已經有了能夠感知和適應外界環境變化的能力。近年來的一些研究發現，領鞭毛蟲等一些單細胞生物會釋放和接受化學信號或者傳遞電信號。這種大約在8.5億年前出現的領鞭毛蟲被認為是動物的祖先。
隨著多細胞動物慢慢進化成功，細胞之間開始有了相互的感知和應答，使得它們能夠共同工作。例如，海綿會通過膨大和壓縮體腔，使海水進入，濾食小生物，並排出消化殘渣。科學家發現，這種進食活動總是伴隨著神經化學遞質在細胞間的傳遞。這些化學信號在我們的大腦中也扮演著類似的角色，它們是神經元之間傳遞信息的信使。
6億年前
最原始的大腦出現了
最原始的大腦出現了一些細胞逐漸演變成具有特殊傳遞信息功能的神經細胞，而且進一步演化出軸突，用以遠距離傳遞各種電信號。它們也通過在細胞突觸的位置釋放化學物質向其他細胞快速傳遞信號。最終，神經系統誕生了。
最早的神經元可能在無脊椎動物體內形成一個彌散的神經網路，現在的水母和海葵依然如此。大約6億年前，類似於大腦的神經核團出現在蠕蟲類動物中，它們是現在絕大多數動物，包括脊椎動物、軟體動物和昆蟲的祖先。神經核團是原始的中央神經系統，能夠處理各種信息而不僅僅是傳遞信息，這使得動物能夠對更複雜的外界環境做出反應。
5億年前
大腦分化出不同的腦區
大約5億年前，有些動物發生了基因突變，結果導致基因組被複制加倍。事實上，這樣的突變至少有過2次。這些突變為衍化出複雜的大腦埋下了伏筆，它提供了豐富的新基因片段，使得大腦分化出不同的腦區來表達不同類型的神經遞質，使大腦產生各種不同的功能。
2億年前
大腦皮層開始出現
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，從而擁有複雜和多變的行為。這種至關重要的神經結構是怎麼出現的，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治的時代生存下來，這促進了神經系統的高速發展。
美國研究人員使用CT技術研究兩隻食蟲哺乳動物頭顱化石的顱腔。結果發現，腦容量的增加首先發生在嗅球，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，大腦皮層中與觸覺相關區域腦容量也有了很大的增加，這表明觸覺對於它們來說必不可少。這項發現完美地佐證了對早期哺乳類動物夜行性的猜測——它們白天躲藏，僅在晚上覓食，因為那時恐龍已經休息了。
6500萬年前
大腦前額葉區域擴大
大約6500萬年前，恐龍滅絕後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，這也導致它們擁有更大的視覺皮層。和現代靈長類動物相似，它們可能也傾向於群居，這要求每一位成員有更強的腦功能。科學家認為，也許這可以解釋靈長類動物前額葉區域的明顯擴大，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，並基於這些神經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，也最終導致抽象思維的出現。大腦處理的輸入信息越多，就越能夠鑒別和搜索各種相關模式。
250萬年前
大腦容量急劇增加
現在，我們將目光聚焦到人類的祖先——生活在1400萬年前的非洲猿。過去，科學家大多認為，因為離開森林的人類學會了直立行走，最終導致人類大腦的高度進化。但是，化石證據告訴我們，當原始人類學會直立行走後的近百萬年間，它們的腦容量始終沒有很大的改變。
科學家推測，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，並可能最終引起大腦的進化。
200萬年前
豐富的食物加速大腦的進化
科學家指出，當更聰明的原始人能夠受益於他們的智慧，並利用智慧過上更舒適的生活後，這樣的正反饋推動並加速了大腦的發展。大約200萬年前，人類開始學會使用工具捕獵動物，這是腦進化的重要里程碑。因為肉類是重要的營養來源，更豐富的食物來源加速了大腦的進化。人類對於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，使得人類的消化道變短，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。
科學家們還通過構建數學模型發現，文化演變和基因演變會相互反饋和促進，這對於人類形成語言具有非常重要的意義。當原始人類開始使用語言進行交流時，一種基因突變強烈地促進了這種語言能力。例如，著名的FOXP2基因，它使人類的基底神經節和小腦可以處理複雜的動作記憶，這是形成複雜語言的基礎。
20萬年前
人類的大腦最終進化成功
正是由於當時人類的食物、文化、技能、群體和基因等各種因素的共同作用，最終導致了現代人類的大腦在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。那麼，為什麼人類的大腦沒有變得更大呢？這可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，它要消耗身體近20%的能量，如果再增加腦容量，人類可能無法負擔大腦的能量需求。
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，腦容量並不代表智力的高低，我們大腦的進一步進化可能體現在對白質和灰質的充分利用和比例優化上。一些遺傳學研究也支持這個觀點，我們大腦的神經元排布和利用率要比古人高得多。
但是，有人認為人類大腦萎縮是人類普遍心智能力輕微下降的標誌。一旦形成複雜的社會，不太聰明的人將依靠比他們更為聰明的同齡人而倖存。而且，大腦的這種退化還將繼續。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致美國每代人智商下降大約0.8IQ值。不過，環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療和教育所補償，它們所帶來的是21世紀人類智商的穩步升高。
本文選自《科學畫報》
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