婴幼儿大脑偏大是因为幼儿智商高还是大脑的退化? 这样做可以预防
持久以来，人类以万物之长自居，人类的认知才调被觉得在一切的植物中处于顶尖程度。不过具有最好认知才调与退化的最完美仍有所差别，正如滑稽大年夜大年夜师马克·吐温有言指出：将人类视作退化最完美的生物，就像觉得建筑埃菲尔铁塔只是为了给尖顶涂上最后一道漆一样荒诞。别的，“退化”（evolution）其实不等于“提高”（progress），生物只是赓续改动本身以适应状况变卦，说“演变”更加得当。
不过，人类大年夜大年夜脑自有其共同的地方，令人可以或许反思本身，并觉得本身享有对其他植物的统治。人类自立为万物之主，天然界其他物种不过是本身研究和开辟对象，追溯这类优胜性的来历，人脑理应具有某些其他植物大年夜大年夜脑所不具有的器械。
要筹议这个结果，脑容量是我们要衡量的第一个目标：假定大年夜大年夜脑是观点和认知的产生之所，更大年夜大年夜的脑容量该当对应着更强的认知才调。为何大年夜大年夜象的脑容量比人类大年夜大年夜很多，却没有发展出像我们多么复杂和活络的行动呢？将更大年夜大年夜的脑容量与更强的认知才调划等号，实际上是预先假定了一切植物大年夜大年夜脑都以不异的机制任务，假定了脑容量和神经元数量成正比。可是迷信家们已知的是，不合物种的大年夜大年夜脑各不不异。灵长类植物具有清楚的优于其他哺乳植物的优势，前者找到一种更经济和紧凑的增加神经数量的编制，避免了其他哺乳植物中神经元数量增加单个细胞体积也跟着增加的短处。
（一只照镜子的猩猩。自20世纪60年代末以来，心思学家末尾研究可否可将辨认镜中本身作为鉴定植物具有智力和自我观点的规范。图：James Balog / Getty Images）
神经元的相对数量是我们要衡量的第二个首要目标。若非论脑容量，纯真假定神经元是观点认知的根基，那么更多的神经元理应对应更强的认知才调。 物种之间认知才调的差别曾被觉得是质的差别，一些认知才调被觉得人类特有，而此刻迷信家觉得人与其他植物之间认知才调差别更多是程度上的差别。意即，是量的差别而非质的差别。
人类应用对象的身手高超复杂，我们乃至设计对象到分娩新对象——但植物应用对象的才调简单很多，黑猩猩用树枝钓食白蚁，猴子会用靶子够到远处的食品，乌鸦会用铁丝制造寻食对象，还会细心藏好对象以便下次再用。心思学家艾琳·佩珀伯格(Irene Pepperberg)豢养过一只名叫亚历克斯的非洲灰鹦鹉，亚历克斯措辞先天出众，能说出面前物体的名字。黑猩猩和大年夜大年夜猩猩因为解剖启事没法学会复杂的发音，但可以学惯用手语交换。黑猩猩能进修数字序列常识：在顺挨次递次点按方块的游戏中，黑猩猩和人类玩家异常矫捷。黑猩猩还会与大年夜大年夜象协作，获得没法自力触及的食品。包含黑猩猩在内的多种灵长类植物仿佛还具有揣摸其他植物心思状况的才调，它们可基于此发展出欺骗等行动。喜鹊异常知道审时度势，会趁着四周没人时偷食自享。黑猩猩、大年夜大年夜猩猩、大年夜大年夜象、海豚和喜鹊也都可以或许辨认出镜子中的本身。
以上这些是对非人类物种认知才调的根基研究发现，然则这些不雅不雅察尚贫乏以措置何故不合物种间存在认知才调差别的疑问。在这里，我们碰着另外一个结果，也是今朝为止最大年夜大年夜的一个困难：若何跨物种衡量认知才调，有没有一种适合一切物种的测量编制呢？
2014年有学者专门对植物的自我节制才补救止研究。自我节制才调是认知才调的一种，依托于大年夜大年夜脑皮质前额叶。尝试植物大年夜大年夜多半是灵长类，也有小型啮齿类、类似犬类的植物、亚洲象和各类鸟类。研究者发现，大年夜大年夜多半植物的自我节制才调都与其脑容量呈正相干，只要亚洲象例外。
亚洲象具有最大年夜大年夜的脑容量，但却在测试中暗示不佳。它们对食品和义务不上心，还爱好回绝合营惹尝试者老气。巴西神经学家苏珊娜·埃尔库拉诺·乌泽尔（Suzana Herculano-Houzel）猜想之所以驯兽师很难操练猴子完成轻而易举的把戏，面前启事很可以或许是猴子不屑于扮演这些儿戏，而想要更有难度的游戏（比如打电玩）。
（苏珊娜·埃尔库拉诺·乌泽尔好怪杰脑事实成果有何出格的地方，能做出其他植物所不克不及的复杂行动。图为乌泽尔在TED表演讲。图：James Duncan Davidson, TED）
乌泽尔觉得大年夜大年夜象可以或许并不是专心拆台，而是这些庞然大年夜大年夜物贫乏充分低廉甜头所需的前额神经元。灵长类植物和啮齿植物大年夜大年夜脑布局之间布局不合，神经元数量和大年夜大年夜小都各有差别，若假定象脑和啮齿类植物大年夜大年夜脑布局不异，那么以象脑的容积，它大年夜大年夜脑皮质中的神经元该当（仅）有30亿个，小脑中的神经元210亿个。对比之下人类皮质神经元有160亿，小脑中神经元有690亿。
另外一方面，假定象脑与灵长类植物布局不异，那么非洲大年夜大年夜象在大年夜大年夜脑皮质中将有620亿个神经元，小脑中的神经元数量将达到惊骇的1590亿——一个超等聪明生物。当然大年夜大年夜象既非啮齿植物也不是灵长类植物，但作为非洲兽总目（Afrotheria）下面的分支，非洲象、象鼩和金鼹的脑布局与啮齿类植物大年夜大年夜脑异常相像。
这里有一个异常首要的结果：象脑比人脑重三倍，真就意味着象脑具有比人脑更多的神经元吗？假定答案是必然的话，那么之前“神经元相对数量决定认知才调”的假定就会被褒贬。反畴昔，假定人脑具有比象脑更多的神经元，假定仍将成立。 人脑具有植物界中无所匹敌的认知才调，对此最简单的诠释就是因为人脑具有比其他植物大年夜大年夜脑更多的神经元数量，而与脑容量大年夜大年夜小有关。乌泽尔觉得人脑皮质中的神经元数量应多于象脑。
这个推想有逻辑撑持：认知学范围的研究一贯将大年夜大年夜脑皮层（更精确地说是大年夜大年夜脑皮层的前额叶局部）作为产生笼统推理、复杂决定方案、长远经营等初等认知功用的区域。的确全数大年夜大年夜脑皮层都邑经过脑环路与小脑相连，这类脑环路同时也会把皮质层同小脑信息措置联系起来。有愈来愈多的研究注解：小脑会影响大年夜大年夜脑皮层的认知功用，二者合营发扬传染。人脑中大年夜大年夜局部的神经元位于皮质层和小脑中，也就是说，认知才调与整小我脑、皮层和小脑中的神经元数量有直接关系。
大年夜大年夜象脑花汤
非洲象大年夜大年夜脑半球重量超越2.5公斤，这意味着要将其切成数百小块以便当措置和计数，还要将象脑变成某种单块不超越3-5克的“脑花汤”以便当探知个中的神经元数量。乌泽尔在此前曾用熟食切片机将人脑半球切成完全的薄片。切片机很适合切割皮质脑回，但也有一个不言而喻的缺点：很多脑浆残留在圆形刀片上，影响对神经元的估数。假定想知道象脑中神经元的总数，研究者只高手动切片，每片切得厚一些，将损掉落最小化到可疏忽不计的程度。
乌泽尔同女儿一路到五金店选购足以切割复杂年夜大年夜象脑的L型支架和长刀。有幸在童年亲手切割大年夜大年夜象的脑筋，可是不通俗的经历。两人先锯掉落落了L型支架的布局配筋，然后再将象脑放出来下刀。乌泽尔光荣没有糜费十万美元购买昂贵设备，只用一把屠夫刀就措置了结果。
她们用两个L型支架装着象脑放在尝试台上，一个师长教师稳住支架，乌泽尔左手扶直象脑，右手重柔又摆荡地来去切割。一番闲适以后，象脑被切成16个皮层切片、8个小脑切片，别的还有全数脑干局部和严重大年夜20克的嗅球（非洲象脑嗅球的质量是鼠嗅球的十倍）。
（乌泽尔与师长教师一路将象脑切片以便当计较个中的神经元数量，并与人脑神经元数量遏制对比。图：Suzana Herculano-Houzel）
接上去，一行人将纹状体、丘脑和海马体等布局等布局从皮层平辨别。以后将大年夜大年夜脑皮层切成小块，并被被遵循灰质和白质分隔。终究获得381块组织切片，大年夜大年夜局部切片远不止5克，可是研究者每次最多只能加工5克。假定让一小我来伶仃承担这些任务，且每天只能措置一块切片，他需要一贯复任务一年多才调完成一切切片的加工。乌泽尔试图应用团队功课将工期耽误到6个月。遗憾的是，固然有一批本科生畴昔协助，两个月之前他们也只完成总任务量的1/10。
还好有本钱赶来救济。乌泽尔拿出2500美元，向团队颁布发表每措置一克切片便可获得1美元嘉奖。结果本来逼仄的尝试室变得强烈热烈起来，师长教师们措置切片，乌泽尔在显微镜下统计切片中神经元的数量。有了金钱的鼓舞，团队成功在6个月以内按经营完成一切任务。
结果揭晓
终究结果显示：象脑中的神经元数量超越人脑中的神经元数量，是后者的三倍之多。人脑中神经元数量是860亿个，而大年夜大年夜象具有2570亿个神经元细胞。需要寄望的是，非洲象98%的神经元细胞都位于大年夜大年夜脑后部的小脑当中。其他哺乳植物也多是小脑神经元密度大年夜大年夜于其他局部，但比例不会超越80%。象脑神经元细胞的出格漫衍编制决定了其大年夜大年夜脑皮层中的神经元数量独一56亿。而人类大年夜大年夜脑皮层中的神经元数量有160亿。
答案曾揭晓： 当然象脑在尺寸和神经元总数两项目标上均占优，但人脑的关头优势在于大年夜大年夜脑皮质神经元出格丰富。尝试同时还证实，小脑神经元数量对全部的认知才调无太大年夜大年夜影响。人类认知才调远高于非洲象，面前启事便可归于人类那数量惊人的大年夜大年夜脑皮层中神经元细胞数量。
参照下面的关系，假定大年夜大年夜脑皮层神经元数量是决定物种认知才调的首要成分，那么可根据以往的数据得出各物种认知才调的大年夜大年夜致排名：
若是只看脑容量，则排名以下：
人脑和其他物种的大年夜大年夜脑有着类似的退化路子，同时它又如此与众不合，生成有摸索物质和精力来历的才调。面前的启事起首要感激我们是灵长类植物，具有在狭小大年夜大年夜脑皮层中塞进数以亿计神经元的种族优势。其次还要感激我们先人的创新储蓄堆集，让人类不消像其他大年夜大年夜脑皮质神经元较少的物种那样止步于茹毛饮血。
说事实，与其他物种对比，人类最大年夜大年夜的优势就是具有冠绝生物界的大年夜大年夜脑皮层神经元数量。乌泽尔推想烹调食品可以或许是推动神经元数量增加的的原初动力之一。赓续丰富的皮质神经元反畴昔产生了创新和科技，随后科技作为文明传达，神经元数量优势变成身手优势，人类走出了本身的称霸之路。