Science新闻:谁成就了人类大脑

【字体: 时间:2015年11月18日 来源:生物通

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  与其它动物相比,黑猩猩是相当聪明的:它们能使用工具,用复杂的声音交流,也能较好地解决问题。不过,黑猩猩的大脑还远不能与人类大脑媲美。那么人类大脑为何如此强大呢?Science网站介绍的一项新研究指出,人类大脑发育的遗传学控制更为松散,使我们能够更加灵活的学习和适应环境。

  

生物通报道:与其它动物相比,黑猩猩是相当聪明的:它们能使用工具,用复杂的声音交流,也能较好地解决问题。不过,黑猩猩的大脑还远不能与人类大脑媲美。那么人类大脑为何如此强大呢?Science网站介绍的一项新研究指出,人类大脑发育的遗传学控制更为松散,使我们能够更加灵活的学习和适应环境。

灵长类动物的高智能来自于以脑沟为特征的新皮层(neocortex)。黑猩猩和人类的新皮层在出生后可以继续生长和改组,这是学习和发展社会性的基础。大脑根据环境线索进行改组的能力,被称为可塑性。正是因为有这种能力,我们才能够学习出生时不会的事情,比如系鞋带或者微积分。George Washington大学的科学家们最近发现,黑猩猩大脑受到的遗传学控制更强,环境在人类神经发育中起到了更大的作用。这项研究发表在美国国家科学院院刊PNAS杂志上。

研究人员通过MRI扫描检测了218名志愿者和206名黑猩猩的大脑。值得注意的是,他们获得了黑猩猩的详细家谱,检测了近亲之间的大脑相似性。当然研究人员也收集了人类近亲(包括双胞胎)的MRI扫描数据。他们对脑容量、脑沟形态和位置进行分析,这些因素可以反映大脑皮层的组织形式。

研究显示,在黑猩猩和人类的近亲之间,脑容量是非常相似的。不过,人类近亲之间的脑沟变化更大,黑猩猩兄弟的脑沟更为相似。也就是说,黑猩猩的大脑发展和学习能力受到了更大的限制。(延伸阅读:Nature封面文章:是谁限制了我们的学习能力

我们人类的大脑对外界影响更为敏感,环境、经验和社交互动在大脑皮层的组织形式中起到更大的作用。高度的灵活性是一个决定性特征,帮助人类祖先在智力上超过其他灵长类动物,文章的第一作者Aida Gómez-Robles说。研究人员还推测,出生时没有完全发育的人类大脑,有助于增加神经系统的灵活性。人类婴儿出生时的大脑还没有新生黑猩猩发达,但出生后有着更大的生长空间,允许外界环境起到更大的作用。这种延迟发育模式是在漫长的进化过程中逐渐形成的。

当大脑变大到一定程度,大脑组织形式的遗传学控制越松散就越有优势,可以提供更大的适应和学习空间。环境对大脑的这种塑造作用,说明生物学进化和文化进化之间存在一定的关联。

 

生物通编辑:叶予

生物通推荐原文:Relaxed genetic control of cortical organization in human brains compared with chimpanzees

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