大脑智力进化有极限吗?

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  如果说大自然是神奇的发明家,从无到有、从少到多地创造了世间万物,而人脑一定是其最伟大的发明之一。人脑并非横空出世,而是经历了自然界亿万年的演化历程。

  原始的单细胞动物(如变形虫)和低等的多细胞动物(如海绵)没有神经系统,它们只能够被动地适应环境,环境适合就生长繁殖,环境不好就死亡。到了腔肠动物(如水螅)才出现神经网,这是最简单的神经系统,它增强了水螅捕食和躲避伤害的能力。

  环节动物(如蚯蚓)的神经元开始集中,形成了神经节并组成了神经链。神经链的产生使蚯蚓有更敏锐的触觉和运动能力。蚯蚓可以根据树叶的形状采取不同的方式来拖拉,对窄树叶会抓其柄部,对宽树叶则抓其尖端,更有效地把树叶拖入洞中。

  螃蟹、蜜蜂和蚂蚁为代表的节肢动物出现了脑神经节、足神经节和腹神经节。其中脑神经节特别大,已经有能力“领导”全身的行为了。

  距今4.8亿年的奥陶纪出现了原始的脊椎动物——鱼。鱼类出现了比较成型的脑,但是容积很小、表面光滑。鱼类中鳗鲡的脑仅占体重0.005%。爬行动物出现了比较发达的大脑半球,鸟类和哺乳动物的脑功能越来越复杂精巧,适应环境的能力也更强。

  哺乳动物当中有一些相当聪明的物种,比如,海豚的脑重约1600克,占体重0.9%,它的神经元分布的密度也和人脑相似。海豚被认为是目前地球上智力最高的生物之一。但是,海豚为什么没有进化得更加完美?很大的原因是海洋生活造成的限制——没有灵巧的能够制造工具的双手。

  黑猩猩的脑重占体重0.7%,它们有较高水平的感知能力,有哭和笑这类面部表情,会利用简单的声音进行交流,会利用工具取食。它们为什么没能进化成人类?这和食性有关,它们只吃植物和少量昆虫,而吃鱼类等含有丰富蛋白质和脂类的食物,对人类大脑的进化发挥了至关重要的作用;也和环境有关,它们停滞在热带森林里相对安逸,而不像人类祖先那样走出森林,在复杂多变的环境里物竞天择。

  大约250万年前,地球上出现了会制造工具、从事劳动的原始人类(能人)。能人的脑重只有现代人的1/3至1/2,他们已经学会了使用工具,并渐渐开始直立行走。大约25万年前至3万年前是尼安德特人(早期智人)繁荣的时期,他们分布于欧洲和中亚等地区,以狩猎为生。尼安德特人的脑重与现代人相当,他们会制造并使用各样的石制工具和木制长矛,埋葬死者,照料生病或受伤的人,具有了和现代人相似的理性和情感。2.4万年前,他们神秘地消失了,取而代之的是另一支从原始人类进化而来的晚期智人。

  晚期智人是当今世界四大人种共同的祖先。他们的脑重约1250克,稍低于现代人,也稍低于尼安德特人。他们生活于距今1万到5万年前,过着原始部落那种茹毛饮血、逍遥自在的生活。男人打猎捕鱼,女人采集植物和管理氏族的内部事务。他们的智力进化到与现代人几乎相等的水平。如果让1万年前的人类突然跨入我们的社会,他们一定惊讶无比,不知所措,但是他们能够慢慢理解我们这个社会的科学、艺术、宗教、道德、法律……从脑功能的角度来评价,已经是聪明的人类。

  地球的进化用了46亿年,人类的进化用了250万年。人类真正的文明历程却不过区区1万年。这1万年里,人类上天入地、遨游深海、探索外星,却无法解开自己的大脑之谜,它比宇宙中的繁星更神秘,既精巧又脆弱。

  未来人脑会如何进化?是否会出现智商远高于我们的人类?大多数科学家认为,从生物进化的角度是不可能的,但是科技的发展又使其具有可能。智力的无限上扬未必是好事,就个体幸福和社会和谐而言,我们已经有足够的智慧来使用自己的头脑,并善用科技、文化等无数人类智慧的结晶。

  (作者系华中师范大学生命科学学院副教授,中国神经科学学会会员)

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