人脑只是放大版的灵长类动物大脑
通常,人们采用立体测量学的方法来计算人脑的神经元数量。首先,选出具有一定代表性的大脑切片,数出切片中的神经元数目,然后可推测出人脑的神经元总数约为1000亿个。
不过,霍兹尔决定采用一种新的方法,希望得出更加准确的结果。由于每个神经元仅有一个细胞核,因此通过计算细胞核的数目就可以准确得知神经元的 数目。她将小鼠的大脑用甲醛固定以后,再用含盐的去污剂浸泡,这样一来细胞膜破裂,剩下的是完整的细胞核。通过搅拌使细胞核均匀分布后取样,就可以数出细 胞核的数目。最后,她再算出神经元占全部细胞的比例。
随后,霍兹尔又对仓鼠、豚鼠、田鼠、刺鼠和水豚等啮齿类动物进行了一系列研究。结果发现,随着个体的增大,神经元和神经递质增多,单个神经元也 变大。由此可见,对于啮齿类动物来说,脑袋越大反而智能越低;个体越大,神经元也越大,也就需要更大的脑袋。这些发现印证了过去的猜想。那么,灵长类动物 的情况又如何呢?
为了找出答案,霍兹尔用同样的方法对6种不同的灵长类动物的大脑进行了实验,其中包括狨猴、夜猴、松鼠猴和猕猴。正如她猜想的那样,灵长类动物 的大脑与啮齿类动物的大脑是不同的。灵长类动物的脑袋越大,神经元的数量越多,但每个神经元的大小却不变。也就是说,如果啮齿类动物和灵长类动物的脑体积 相同,那么灵长类动物大脑内的神经元数目更多一些。如果一只啮齿类动物和一只灵长类动物有相同数目的神经元,那么前者的大脑体积将是后者的6倍左右。
霍兹尔应用类似的方法,估测平均体重为70千克人的大脑质量约为1300克,含有900亿个神经元,与通常认为的1000亿相差不远。接着,她 对1位70岁和3位50岁的男性大脑进行了研究,发现他们的大脑平均质量为1500克,有860亿个神经元,基本符合估测结果。她说:“正如对在这个体重 范围的灵长类动物的大脑估计的那样,人脑只是一个按线性比例放大的灵长类动物大脑。”
大脑并非越大越聪明
一直以来,人们认为随着灵长类动物的进化,它们的大脑也在变大,而且越大越聪明。英国剑桥大学的尼古拉斯·芒迪在对比了37种现存的和23种灭 绝的灵长类动物后发现,对于大多数灵长类家族的分支来说,在进化过程中大脑都在变大,无论是绝对质量还是相对质量。然而,令人惊讶的是,在某些灵长类家系 中,随着进化大脑的尺寸却在变小,包括鼠狐猴、狨猴、白眉猴。
芒迪的分析表明,我们应该谨慎考虑将大脑与身体的比例作为证据证明人脑的优越性。当他推测灵长类动物的身体如何进化时,没有找到任何的总体趋 势。在一些灵长类动物中,如长臂猿和疣猴,它们的大脑变大而身体却变小;而像大猩猩,大脑变大的同时身体也变得更大。他得出这样的结论:灵长类动物的大脑 和身体的进化回应了不同的自然选择压力,两者在大小上不具有关联性。霍兹尔赞同芒迪的观点,认为身体和大脑的进化步调并不一致。因此,虽然大猩猩和人类的 体重相近,但大脑的大小却仅是人类的1/3。
英国伦敦大学玛丽女王学院的拉斯·奇蒂克从事蜜蜂研究,他认为大脑尺寸与认知能力、行为系统的相关性比我们预想的要小得多。蜜蜂大脑的体积仅1 立方毫米,含有100万个神经元,但蜜蜂能建复杂的蜂巢,保护种群,并能够对很多事情达成共识。此外,还有一项研究发现,蜜蜂比脊椎动物包括婴儿学习得更 快。但是,人们往往因为昆虫的大脑太小而经常轻视昆虫的智力。奇蒂克指出,尺寸并不代表一切,神经元分布的方式才是智力的关键。
到目前为止,人类的聪明智慧还无法得到圆满的解释。但是,就像霍兹尔所说的那样:“我们不应该再认为脑袋大是人类天资的根源所在。”