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与其他动物相比,黑猩猩有着惊人的智力:它们可以使用工具,可以通过复杂的声音传递信息,而且它们还都是善于解决问题的猩猩。但是即便黑猩猩如此聪明,它们的智商与我们相比仍然相形见绌。有多种因素导致人类的大脑优于黑猩猩,但是最近的研究表明基因对人类大脑发育的松散控制才使的我们能比我们的近亲更灵活的学习和适应环境。
新皮质(位于大脑的最外部,表面有很多沟回)是使得所有的灵长类动物具有超常智力的关键区域。人和黑猩猩的新皮质都会在出生后继续生长和组织多年,这增强我们的学习能力并具有社会性。大脑能够根据环境信息重新组织的能力被称为大脑的可塑性,正是这种灵活性让我们学到了出生时并不知道东西,例如,如何系鞋带或解决微积分问题。黑猩猩在学习东西时(如相互整理外表)同样展示出可塑性,但是,最新的发表在Proceedings of the National Academy of Sciences杂志上的研究表明黑猩猩的基因对大脑的控制比人类要严格很多,而在我们的神经发育过程中环境因素扮演着比基因更重要的角色。
“我能理解这些研究结果,因为他们通过对比亲缘关系非常接近的物种阐明和巩固了一些过去一直被进化生物学家所怀疑的东西:既大脑可塑性也可以进化”,史密森尼热带研究所的理论生物学家Mary Jane West-Eberhard谈道(他并没有参与这项研究)。
为了找到基因是如何重塑大脑,华盛顿大学的科学家使用MRI技术检查了218个人类的大脑和206个黑猩猩的大脑。重要的是,研究着已经得到了详细的黑猩猩进化树,这使得他们都够检测在基因上有亲缘关系的黑猩猩的大脑的相似度。类似的与人有关的MRI扫描结果(包括双胞胎)也被从数据库中挑选出来进行分析。研究人员检测了大脑大小、新皮质形状与位置的差异,这些因素均已在之前的研究中证明能够反映底层的大脑皮层组织。
关于大脑的大小,在家族成员中并没有太大的差异:两个物种的亲缘关系接近的个体有着相似的大脑容量。然而,新皮质却呈现不同的情况,在皮层的形状以及沟回的位置方面人类比黑猩猩呈现出更大的变异,例如,黑猩猩兄弟之间的大脑相似程度比人类兄弟之间更高。这就意味着黑猩猩在大脑的发育程度和学习新的行为或技巧方面有这更多的限制(与人类相比)。
由于基因在人的大脑功能中扮演次要角色,我们的大脑更容易受到外界的影响。这就会使得环境、经验以及与其他个体之间的交流等在大脑中枢皮层发挥显著作用,同样也会增加大脑的可塑性(该可塑性良好的大脑促使我们的祖先在智力上超越了其他的动物),华盛顿大学的人类学家该研究的主要负责任人Aida Gómez-Robles说道。该小组同时也推断出生时大脑尚未发育完全可能增加了神经可塑性。与黑猩猩相比,人类婴儿在出生时大脑发育程度更低,这使的人类婴儿需要更多的照顾,却由于外界环境的更大作用,给予大脑在出生后发育更快的机会。
科学家也指出这种延后发育的模式在进化的时候似乎有所增加:推测我们的祖先与现代黑猩猩相比获得了更大、更可塑的大脑。相关的证据来自化石,这些化石显示早期的人类祖先随着进化中枢皮层增大并再次进行重塑。
这个新的研究结果指出,随着大脑发育的更大以及在一开始时发育程度很低,基因对大脑的松散控制会变的有优势,这为大脑适应和学习提供了绝佳的机会。该研究认为,这些增加的能够将我们的大脑与外界环境融合的能力最终为生物进化和文化进化建立了连接。