PNAS：人所以成为人是因为大脑皮层的可塑性
2015-11-19 孙学军 科学网博文
黑猩猩比其他动物聪明许多，这些灵长类动物能使用工具，使用复杂的语音进行交流，也是解决问题的高手。但是和近亲的我们人类想相比，黑猩猩这些能力显得微不足道。研究发现，影响人类大脑超过黑猩猩的因素很多，但最近科学家发现一种新的因素，是人类大脑发育受遗传因素控制相对比较小，这种特征让人类拥有在适应环境中更大的灵活性，这可能是人类超过其他灵长类动物成为人类的重要原因。看来要成为人类，首先不要死脑筋。大脑皮层
黑猩猩比其他动物聪明许多，这些灵长类动物能使用工具，使用复杂的语音进行交流，也是解决问题的高手。但是和近亲的我们人类想相比，黑猩猩这些能力显得微不足道。研究发现，影响人类大脑超过黑猩猩的因素很多，但最近科学家发现一种新的因素，是人类大脑发育受遗传因素控制相对比较小，这种特征让人类拥有在适应环境中更大的灵活性，这可能是人类超过其他灵长类动物成为人类的重要原因。看来要成为人类，首先不要死脑筋。
大脑皮层是大脑最外层的薄皮状结构。这一层灰色组织的厚度仅有２毫米，它有着错综复杂的褶皱，活像一块揉成一团的纸。褶皱大大增加了皮层的表面积。皱褶的大脑皮层是灵长类动物拥有更高智力的重要基础。人类和灵长类动物出生后几年大脑皮层皱褶会继续增大和形成，这让我们能学习和发展社会能力。大脑根据环境因素进行重新组织的能力就是大脑的可塑性，大脑可塑性是学习未知知识的重要基础。例如如何系鞋带，如何计算等。黑猩猩在学习搬运重物和相互打扮时显示出可塑性。但是最新发表在PNAS上的文章研究发现，遗传学信息提示，黑猩猩的大脑发育在出生后受环境影响的比例非常小，而人类正好相反。
华盛顿大学科学家为比较人类和黑猩猩大脑发育的遗传学差异，对218个人类和206个黑猩猩大脑进行MRI扫描。
研究人员已经获得了黑猩猩的详细家庭树，能够对遗传相关个体比较大脑的相似性。同样，对包括双胞胎和遗传背景相关性的人类大脑核磁共振扫描也进行了类似分析。研究测量了大脑体积和沟形状位置等信息，比较这些大脑皮层结构的差异。
在大脑体积上，不同家庭成员之间没有明显差别，但大脑沟回存在明显差异。更重要的是，人类的沟回差异的变异程度显著超过黑猩猩。黑猩猩兄弟之间的大脑沟回几乎一样，但人类兄弟之间的大脑沟回相差悬殊。这说明黑猩猩在出生后大脑的发育出现的变化不如人类那么明显，可能是人类更聪明的原因。
本研究责任作者人类学家Aida Gómez-Robles说，在遗传因素的影响下，人类大脑更容易受到外界环境的影响，这一特点让人类祖先在积累经验和社会交往等方面拥有更大优势，大脑的这种后天可塑性可能是人类在进化过程中超越其他灵长类动物脱颖而出的根本原因。
该研究小组也猜测是人类大脑出生时发育不充分导致了大脑可塑性更大的可能。相对于黑猩猩，人类婴儿的大脑发育程度更低，也更无助，但是这可以让我们用更大能力向环境和他人学习。
科学家提出，从进化角度看，人类产生这一过程可能是缓慢发生的，让我们的祖先的拥有逐渐变大可塑性逐渐增强的大脑，这些相关证据来自考古学的发现，证据显示人类祖先大脑新皮层逐渐增大，可塑性逐渐提高。
新的研究结果表明，人类大脑越来越大，人类来到这个世界上，越是处于发育不彻底程度，来自遗传的内在控制因素的影响越小，可塑性越大，就好像一张白纸，适应和学习的潜力很大，当然出错的几率也大。这一研究对研究人类的生物进化和文化进化关系提供了重要资料。
原始出处：
Aida Gómez-Robles, William D. Hopkins,et al.Relaxed genetic control of cortical organization in human brains compared with chimpanzees.PNAS.Nov 16,2015
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