既然現代人類如此聰明，為什麼我們的大腦正在縮小？
@海德沙龍：在智人的數百萬年進化歷程中，一條十分重要（也最為人津津樂道）的線索，是大腦的持續擴大，然而，少有人提及的是，過去兩萬年中，人類大腦的平均體積縮小了10%，學界對這一事實並沒多少異議，但提出的解釋卻是五花八門，莫衷一是，這是否意味著我們比中石器時代的祖先更笨了？還是我們大腦在同等體積下的組織或運行效率更高了？或者某些區域不再有用因而被廢棄了？本文檢查了已被提出的各種可能性。
譯者:Yuan Fang
校對:Drunkplane(@Drunkplane-zny)
來源: Discover
網址: http://t.cn/RRxhfv9
John Hawks在解釋他關於人類進化的研究時，丟出了一個令人震驚的結論。當時他正在梳理自石器時代以來，我們的骨骼和顱骨發生的一系列變化，這位威斯康星大學人類學家補充道，「大腦一直在縮小，這也是明確的。」
「縮小？」我問，「我以為是越來越大了」。事關整個人類的進步啊。
Hawks說：「對200萬年的演變歷程來說，你是對的，但是有一個逆轉。」
他一股腦地說出了一串令人沮喪的數字：在過去的2萬年中，人類男性大腦的平均體積已經從1,500立方厘米(cc)減少到了1,350cc，減少了一個網球的大小。女性大腦縮小了大致相同的比例。他說：「以進化的時間尺度看，我想這算得上眨眼就小了一大圈。這發生在中國、歐洲、非洲——所有我們看到的地方」。如果我們的大腦尺寸在未來2 萬年中以這種速度不斷下降，那麼它將接近50萬年前我們直立人親戚的大腦體積，腦容量只有1100cc。可能正是由於上述腦容量縮小，我花了一些時間才反應過來，我問「你意思是我們正在變蠢嗎？」
虎背熊腰的胖子Hawks，樂呵呵地逗趣地看著我，「這肯定會讓你對大腦容量的優勢有新的認識」。
同Hawks會面之後，我打電話給其他專家，看看他們是否知道我們大腦正在縮小這事。研究人類基因組進化的遺傳學家似乎像我一樣驚訝（典型的回答：「別開玩笑！」），這讓我想知道我是否是世界上最可笑的人。但不，Hawks並沒有跟我開玩笑。我很快發現，似乎只有一個緊密的古生物學家圈子在研究這一秘密，甚至他們似乎對此都有點混亂。他們有關為何人類大腦正在縮小的理論正在如雨後春筍般湧現。
有人認為，我們大腦灰質的朽蝕意味著現代人類確實越來越蠢。（深夜談話節目主持人，請注意，這裡有一些不錯的逗樂材料，注意挖掘。）其他權威提出了相反的意見：隨著大腦縮小，其布線變得更有效率，將我們變成更快更敏捷的思想家。還有人認為，大腦尺寸的減少證明我們已經馴服了自己，正如我們馴養的綿羊，豬和牛一樣，所有這些動物的大腦都比野生祖先小。
我聽到的越多，就越困惑，因為我們大腦尺寸縮小的消息不僅僅是在媒體中，甚至在科學家中都被嚴重輕視。 「這很奇怪，我同意。」倫敦自然歷史博物館的人類學家和人類起源專家Christopher Stringer說，「科學家們對此問題沒有給予應有的重視。許多人忽視它，或認為它是一個微不足道的細節。」
但是，Stringer表示，由於比例關係的問題， 通常的輕視並不像乍看起來那樣奇怪。 「作為一條通則，」他說，「你骨頭上的肉越多， 就越需要大腦控制大量的肌肉塊」。例如，大象大腦的重量是人的四倍。正是因為比例關係，沒人對尼安德特人的巨大大腦感到驚訝，這些結實的人科動物3萬年前就絕跡了。
擁有最大大腦的智人（homo sapiens）生活在2萬到3萬年前的歐洲。他們被稱為克羅馬儂人（Cro-Magnons），桶狀胸，擁有巨大而突出的下顎以及巨大的牙齒。因此，他們的巨大大腦經常被歸因於強壯，而非智慧。 一項被廣泛引用的研究發現，我們和克羅馬儂人腦質量與身體質量的比值（通常稱為腦化指數或EQ）是相同的，這也支持以上說法。在此基礎上，Stringer說，我們的祖先被認為（與我們）具有相同的原始認知能力。
現在很多人類學家正在重新思考這個公式。一方面，現在已經不再清楚，EQ值是否自石器時代就無甚變化。最近對人類化石的研究表明，在近現代，大腦比身體縮小得更快。更重要的是，對基因組的分析使——現代人類與我們祖先別無二致（包括我們如何思考和感受），只是更精緻罷了——這一說法顯得可疑。在大腦縮小的同時，我們的DNA積累了許多與腦發育和神經遞質系統相關的適應性突變，這表明器官變小，其內在運作也發生變化。這些突變的影響仍未確定，但是許多科學家相信我們的氣質或推理能力因此而發生了轉變。
後來的很多通電話讓我逐漸明白，世界上最重要的專家們真的不知道為什麼我們的智力器官正在凋零。但是雖然長期以來忽視這個問題，其中有些專家至少已經認識到這件事情是相當重要的，需要進行正式調查。他們甚至得出了一些大膽的，但尚不成熟的的結論。
弱智化
為了尋求我們顱骨尺寸縮小的綜合解釋，一些科學家指出，地球氣候變暖趨勢也在2萬年前開始。由於體積較大的物體更易保存熱量，因此在較冷的氣候條件下，較大的體格可能會更好。隨著地球變暖，自然選擇可能偏愛較小巧的身材。所以說，隨著溫度的升高，骨骼和頭骨萎縮，大腦在這個過程中變小了。Stringer認為這樣的想法有一定的道理，但他不認為這是事情的全貌。他指出，類似的氣候變暖在過去兩百萬年來發生了很多次，但身體和腦部尺寸卻基本是增加的。
另一個流行理論認為大腦尺寸的下降與農業的出現有關，與多數人的印象相左，農業的最初效果其實是營養惡化。道理很簡單，第一批農民從土地上掙扎出來的生活並不是很成功，他們滿是穀物的食譜缺乏對促進身體和大腦生長至關重要的蛋白質和維生素。為了應對長期營養不良，我們的身體和大腦可能會縮小。然而，許多人類學家對這一解釋持懷疑態度。原因：農業革命幾乎直到現代才到達澳大利亞和南部非洲，然而這些地方自石器時代起大腦尺寸同樣已經下降了。
這給我們帶來了一個令人不快的可能解釋。 密蘇里大學認知科學家David Geary說，「你可能不想聽到這個消息，但是我覺得對大腦衰落的最佳解釋就是蠢蛋進化論。」Geary指的是2006年的Mike Judge執導的同名電影，電影講述了一個普通人在二十一世紀初參與了一項冬眠試驗。當他500年後醒來時，他很容易的成為這個愚蠢行星上最聰明的人。 「我覺得有些類似的事情發生在了我們身上，」Geary說。換句話說，愚昧世代就是我們的現在。
最近Geary和同事Drew Bailey進行的一項研究使他頓悟。他們的研究旨在探索我們這個物種為適應日益複雜的社會環境，顱骨尺寸在190萬年前到1萬年前期間如何變化。因為這個時間段早於文字的出現，研究人員沒有書面記錄來衡量我們祖先的社會環境。因此，密蘇里團隊以人口密度作為社會複雜性的代表，推斷當更多的人集中在一個地理區域時，群體之間的貿易就會發生變化，分工越來越多，食物的採集變得更有效率，人與人之間的交互變得更加豐富多彩。
Bailey和Geary發現人口密度確實跟大腦大小密切相關，但卻是以一種令人驚訝的方式相互關聯。當人口數量較少時（正如我們進化史的多數時段那樣），顱骨不斷變大。但是隨著人口在一個特定區域從稀疏到密集，顱骨大小出現下降，尤其引人注目的是在1,5000到10,000年前，EQ值突然下降了3到4個百分點。 Geary說，「我們在歐洲、中國、非洲，馬來西亞——任何我們研究的地方都看到這一趨勢。」
觀察結果讓研究人員得出了一個激進的結論：隨著複雜社會的出現，大腦變得更小，因為人們不必那麼聰明才能活著。如Geary解釋道，那些不能靠自己的智慧獨自生存下來的個人，可以在其他人的幫助下勉強度日，這有賴於最早的社會安全網。
Geary並不是意指我們粗眉毛的祖先有著高於我們的智慧。但是，如果克羅馬儂人在科技玩具和現代教育中成長，他大膽預言，「我相信我們會得到不錯的結果。不要忘了，這些傢伙帶來了『文化大爆炸』」——一場造就了令人吃驚的新型表達形式的思維革命，這些表達形式包括洞穴繪畫，專門的工具和骨雕長笛。他認為，在天生聰慧方面，他們可能 「和今天最聰明的人一樣聰明」，甚至可能超過了我們。
不過，Geary對使用天才或卓越這樣的辭彙來描述他們頗為躊躇。 他解釋說，「實際上，我們的祖先並不是我們智力或創造力的對手，因為他們缺乏同樣的文化支持。以經濟專業化為基礎的農業和現代城市的興起，使最聰明的人們將精力集中在科學，藝術和其他領域。我們的古代對手沒有這樣的基礎來支持他們，所有的努力只是為了維生。」
更小但更聰明
Hawks最早向我介紹了我們消失的灰質，當我再次向他詢問時，我以為他對這一趨勢的解讀會與Geary相似。但是，儘管Hawks並不懷疑密蘇里團隊的發現，但他基於該數據提出了完全不同（他認為更令人振奮）的觀點。
去年夏天Hawks測量了從4000年前青銅時代到中世紀的歐洲人頭骨。在此期間，這片土地上人口愈發密集，正如密蘇里團隊的模式所預測的那樣，人類大腦比整體身材縮小得更快，導致EQ值下降。簡而言之，Hawks記錄了Geary和Bailey在他們較老的化石樣本中所發現的相同趨勢：事實上，他發現的模式更顯著。 Hawks報道，「自青銅時代以來，對應身體尺寸的縮小，大腦尺寸的縮小超出了預期，」「對應如今歐洲男性大腦的平均大小，身體必須縮小到侏儒的尺寸」才能保持比例相稱。
Hawks選擇專註研究較為近期的歐洲，他解釋是因為歐洲有大量那個年代保存完整的遺體。這使他能夠重建我們大腦尺寸下降期間發生事情的詳細情景。他發現，這個過程間斷髮生。有部分時間，最明顯的是從羅馬時代到中世紀，大腦尺寸不變，身體縮小。但更常見的情況是，大腦尺寸變小，身體保持不變。 Hawks說，這的確是他研究的數千年間的總體趨勢。
與其身體相比明顯偏小的大腦讓人想起了恐龍，這是一個不為他們的智力而聞名的群體。但Hawks並不認為這個趨勢令人害怕。恰恰相反，他認為我們的腦體積驚人的減少——不管是絕對值還是相對於我們的身材——可能是一個跡象，表示我們實際上變得更聰明。
隨著複雜社會的出現，大腦縮小，因為以前無法通過智慧生存的人們現在可以在別人的幫助下勉強生存。
這個樂觀的觀點源於Hawks對大腦能量需求的關注。他說，這個器官極其耗能，在人體消耗的全部熱量中，大腦佔到20% 。 「所以雖然更大的大腦可能會發揮更大的作用，但需要更長的時間發育，並且消耗更多的能量。」大腦尺寸大小可能取決於相反力量如何發揮作用。
最佳的解決方案，他提到， 「是用最小能量產生最大智力的大腦」。Hawks承認，進化要完成這樣一件作品，可能需要幾種罕見的有益突變 ——幾率實在渺茫。但在2萬年至1萬年之前的人口繁榮，大大提高了這種偶然發展的可能性。他引用人口遺傳學的中心原則：個體越多，基因庫越大，發生不尋常的有利突變的機會就越大。 「達爾文知道這一點，」他說。 「這就是為什麼他建議動物飼養者保持大型畜群。你不必等待很長時間就能出現所需的特質。」
Hawks指出，這種變化與過去2萬年中的我們觀察到的許多與腦相關的DNA突變是一致的。他推測，器官的布線模式變得更加合理，神經化學發生變化，或者兩者相繼發生變化提高我們的認知能力。
許多研究者認為智力是解開我們消失的灰質之謎的關鍵，但他們的一些同行則認為這是找錯方向了。他們認為，導致這種趨勢的原因實際上是自然選擇對攻擊性的排斥。哈佛大學靈長類動物學家Richard Wrangham是這一觀點的主要支持者，他認為實質上，我們馴化了自己。
他指出，對於大約30種被馴化動物，在馴化過程中，每一種的大腦體積相較其野生祖型通常都下降了10％至15％。馴養動物體型更纖弱，牙齒更小，面孔更扁平，毛髮的顏色和類型範圍更廣， 在很多品種中有耷拉的耳朵和捲曲的尾巴。除了最後兩個特徵外，馴養品種聽起來和我們很像。
「當你朝著降低攻擊性的方向選育，你會意外得到一些伴隨而來的特徵，」Wrangham說， 「我懷疑，為了降低攻擊性，對自然選擇來說，最簡單的方法是青睞那些大腦相對於身體發育慢的人」。當完全長大時，這樣的動物不會表現出太強的攻擊性，因為它具有更年輕的大腦，因此不會如成年的大腦那般富於攻擊性。 「對自然選擇，這是一個非常容易的標靶，」Wrangham認為，因為它可能不依賴於許多突變，而是依賴於一兩個調節基因的調整，這些基因決定了整個發育階段的時間軸。因此，他說：「這一直在發生。」他相信其結果就是一個擁有許多幼年特徵的成年人，包括一種非常不同的性情。
為了說明這種情況是如何發生的，Wrangham提到一個半個世紀前在西伯利亞開始的實驗。 1958年，俄羅斯遺傳學家 Dmitri Belyaev開始圈養銀狐，最初的選育原則是，只繁育人類接近籠子時最後吼叫的個體。大約12代後，這些動物開始出現與馴化相關的特徵，特別是前額上的白色斑塊。他們的馴服程度隨著時間的推移而增加，幾代後，他們便更像馴養的狗。他們發展出較小的骨骼，毛皮上的白點，耷拉的耳朵和捲曲的尾巴；他們的顱骨也改變了形狀，導致兩性差別減小，整體攻擊水平下降。
那麼什麼育種效應可能會使人類陷入同一條路徑？ Wrangham給出直接的回應：死刑。 「在過去的十萬年里，」他的理論是，「語言變得足夠複雜，當一些惡霸屢屢欺凌你們，人們聚在一起說，『我們必須要對Joe做一些事情』。然後他們作出冷靜而審慎的決定——殺死Joe或將他驅逐出團隊——效果上相當於處決他。」根據Wrangham的說法，狩獵採集人類的人類學記錄表明，死刑是我們物種的常規特徵。最近兩項記錄完好的關於沿襲了古代部落習俗的新幾內亞部落的研究顯示， 每一代年輕人中最終會有至少10%遭受到懲罰。
Wrangham說：「記錄在我們骨頭上的故事告訴我們，我們在過去5萬年里看起來越來越平和。而這不是全部。如果他是正確的，馴化也改變了我們的認知風格。他的預感以研究為基礎——其中許多正是由他以前的一位研究生Brian Hare完成——這些研究比較了家養動物和它們的野生親戚。好消息是，Wrangham說， 「你不能說馴養動物和它們的野生親戚誰更聰明」。
Hare現在是杜克大學進化人類學助理教授，他也贊成，「你只可以說，野生型和馴化型思考方式不同。」
兩位科學家談到比較狼和狗的認知能力的研究結果。狼擁有較大的大腦，表現出更強的洞察力，讓他們有能力自己解決問題；腦相對較小的狗，則擅長利用人類來幫助他們。Hare說：「在解決簡單問題，比如打開一個盒子或繞道找路時，狼似乎比狗更堅持不懈。 「當狗準備放棄時，狼會堅持下去」。另一方面，在跟蹤主人目光和手勢時，狗會讓狼望塵莫及，或者正如Hare所說，「它們非常擅長以人類作為解決問題的工具。「而且，雖然狗可能看起來很懶惰和嬌寵，但有些可以在遠離人類的地區生存多代，這表明，他們保留了適應野外環境的能力。
為了更深入的了解，Hare正在研究其他靈長類動物，特別是倭黑猩猩。他告訴我，他懷疑這些偉大的猿是馴養的黑猩猩。似乎為了給我提示，一陣聽起來像異域鳥鳴的顫音突然淹沒了他的聲音。 「抱歉，」他隔著電話喊道，「是倭黑猩猩。」 原來Hare和我通話時， 他並不在Duke大學的辦公桌邊，而是在倭黑猩猩生活的剛果森林裡。 「倭黑猩猩的相貌和行為像青少年黑猩猩，」他繼續說。 「他們纖弱，從不表現出致命的攻擊性，不互相殘殺。他們的大腦也比黑猩猩小20％。」
Hare認為，倭黑猩猩通過佔據這樣一個生態位而被馴化，該生態位傾向更少的攻擊性。他說，這個生態位提供了更多豐富的營養來源，所以為食物打鬥的習慣對於生存來說不再那麼重要。正是沿著這一進化路徑，誕生了倭黑猩猩，這一以和平生活方式而聞名的高度協作的靈長類動物。
Wrangham和Hare都看到了倭黑猩猩與我們自己發展的共同點。他們認為，我們的自我馴化可能是我們這個物種對合作和溝通能有如此異乎尋常的意願的關鍵所在——可以說合作和溝通是支撐整個文明的兩大支柱。
正當我開始努力消化這些不同解釋時，我在人類進化敘事中收穫了另一個驚喜：經過漫長而緩慢的縮小，人類大腦尺寸似乎正再次上升。當田納西大學的人類學家Richard Jantzof測量了歐洲和非洲裔美國人從殖民時代到20世紀末期的顱骨後，他發現腦容量再次向上移動。
由於進化不會在一夜之間發生，所以人們會假設這種突然的轉變（很像身高和體重的增加）與遺傳適應無關。例如，Hawks解釋「主要是營養」。Jantz同意這個看法，但仍然認為趨勢有「進化因素，因為自然選擇的力量在過去200年里發生了如此大的變化」。他的理論是：在早期，當饑荒更加普遍時，由於灰質的巨大能量需求，擁有不尋常的大號大腦的人將會面臨更大的死亡危險。但隨著近期食品空前的豐富，這些選擇性壓力已經放鬆，降低了大腦的進化成本。
不管最近顱骨大小上升的原因是什麼，Jantz認為這會影響我們如何思考。根據Jantz和其他科學家的說法，最近的MRI研究表明，大腦體積確實與智力有關，至少是與由廣泛使用但飽受爭議的智商測驗得出的IQ值有關。 從這個角度看，一個更大的大腦聽起來好像是個好消息。 那麼，攻擊性是否會隨著腦部尺寸的上升而上升？也許並不會。
也許像生活中的許多事情一樣，我們尺寸波動的大腦是一個裝著混雜東西的袋子 ——與動物繁殖相反，我們無法確定進化將把我們帶向何處。 「自然選擇與人工選擇有所不同，它可以對所有特徵同時進行操作，」Stringer說。 「我們的現代大腦在某些方面比較聰明，在其他方面比較愚蠢，而整體上更溫順，這是非常合情合理的。」
(編輯：輝格@whigzhou）
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