这些年来人类大脑是如何进化的?
—艾玛·沙赫纳,盐湖城
约翰·霍克斯,威斯康星大学麦迪逊分校人类学教授,回答道:
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人类以拥有大脑袋而闻名。平均而言,灵长类动物的大脑尺寸几乎是相同体型哺乳动物的两倍。在近七百万年的时间里,人类大脑的尺寸增加了三倍,其中大部分增长发生在过去的二百万年里。
确定大脑随时间的变化是棘手的。我们没有古代大脑可以放在秤上称重。然而,我们可以测量古代头骨的内部,而且一些罕见的化石保存了头骨内部的自然铸型。这两种观察早期头骨的方法都为我们提供了关于古代大脑体积以及一些关于主要大脑区域相对大小的细节的证据。
在我们历史的前三分之二时间里,我们祖先的大脑尺寸与今天生活的其他猿类动物的大脑尺寸在同一范围内。著名的露西化石所属物种,南方古猿阿法种,其头骨的内部体积在 400 到 550 毫升之间,而黑猩猩的头骨容积约为 400 毫升,大猩猩的头骨容积在 500 到 700 毫升之间。在此期间,与猿类相比,南方古猿的大脑开始显示出结构和形状上的细微变化。例如,新皮层已经开始扩张,将其功能从视觉处理重新组织到大脑的其他区域。
我们进化的最后三分之一时间见证了大脑尺寸的几乎所有变化。能人,我们人属的第一个物种,出现在 190 万年前,其大脑尺寸有了适度的跃升,包括与语言相关的额叶部分(称为布罗卡区)的扩张。第一批直立人化石头骨,距今 180 万年前,其大脑平均略大于 600 毫升。
从这里开始,该物种开始了缓慢的上升,到 50 万年前达到 1,000 毫升以上。早期智人的大脑尺寸与今天的人们在同一范围内,平均为 1,200 毫升或更多。随着我们的文化和语言复杂性、饮食需求和技术实力在这个阶段取得了显著的飞跃,我们的大脑也随之增长以适应这些变化。我们看到的形状变化突出了与深度计划、沟通、问题解决和其他更高级认知功能相关的区域。
具有讽刺意味的是,过去一万年的人类历史实际上缩小了我们的大脑。农业人口营养的限制可能是这一趋势的重要驱动因素。然而,在过去的 100 年里,工业社会的大脑尺寸有所反弹,因为儿童营养增加,疾病减少。虽然过去不能预测未来的进化,但与技术的更大融合和基因工程可能会将人类大脑推向未知领域。