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英國分子生物學(xué)家以及作為1953年確定DNA結構專(zhuān)家之一的弗朗西斯-克里克曾經(jīng)在其著(zhù)作中說(shuō)過(guò)：“如果我們想要正確地確定我們(人類(lèi))在這個(gè)廣闊而復雜宇宙中的位置，就必須精確地了解我們的大腦�！�克里克的建議在最近幾年得到重視。對古人類(lèi)頭骨化石的研究揭示了人類(lèi)大腦的發(fā)展、尤其是在80萬(wàn)到20萬(wàn)年前這段時(shí)間的變化過(guò)程：為了適應新的環(huán)境和頻繁的氣候變化，人腦實(shí)現了令人震驚的生長(cháng)。 在200萬(wàn)年的演變過(guò)程中，人類(lèi)大腦體積增加了三倍，負責計劃和決策的大腦新皮層明顯增加。因為這個(gè)進(jìn)步，人類(lèi)取得了輝煌的成就，創(chuàng )建了各種文明以及復雜的社會(huì )行為。盡管如此，很多科學(xué)家還是想知道，人類(lèi)大腦的發(fā)展和所能達到的智力是否存在極限。 這些疑問(wèn)逐漸得到了研究的證實(shí)，確實(shí)存在著(zhù)在生物和生理上阻止大腦變得更強大的限制。是否能夠讓大腦的體積進(jìn)一步增長(cháng)，從而增加更多的神經(jīng)元以提高大腦的處理能力呢？科學(xué)家認為，這會(huì )使能量消耗大大提高，導致身體虛脫。那么縮小神經(jīng)元以便讓現有的空間能夠容納更多的腦細胞是否可行呢？實(shí)驗證明這條路也行不通：如果神經(jīng)元變得很小，就會(huì )變得過(guò)于不穩定。 荷蘭神經(jīng)學(xué)研究人員米歇爾-霍夫曼在其研究中指出，高能耗是阻止大腦增長(cháng)的一個(gè)原因，雖然大腦的重量只相當于人體重量的2%，但要消耗肌體能量的25%，使用量遠遠高于其他任何器官。如果大腦繼續生長(cháng)，就會(huì )從其他重要器官奪走更多的能量和養分，令人類(lèi)的生存能力受到威脅。 朝著(zhù)相反方向發(fā)展也會(huì )遇到類(lèi)似問(wèn)題，研究顯示過(guò)多縮小神經(jīng)元及其傳遞脈沖的延長(cháng)部分會(huì )讓它們的活動(dòng)變得不穩定。劍橋大學(xué)神經(jīng)科學(xué)家西蒙 勞克林解釋說(shuō)，這種做法同樣會(huì )遇到能量問(wèn)題，神經(jīng)元使用線(xiàn)粒體在內部生成能量，如果縮小神經(jīng)元，其能量供應就會(huì )隨著(zhù)體積縮小而減少。如果神經(jīng)元變得太小，就不得不降低活動(dòng)頻率以在有限的能量中生存。 無(wú)論是通過(guò)自然演變還是基因手段，讓人類(lèi)大腦的腦容量變得更大的途徑之一顯然是增加它的體積。但這會(huì )產(chǎn)生一個(gè)嚴重問(wèn)題：隨著(zhù)大腦的生長(cháng)，其神經(jīng)元的體積也會(huì )增加，導致大腦密度降低。這會(huì )使腦細胞之間的距離變大，連接細胞的軸突也必須變得更粗更長(cháng)，這樣才能更快地傳遞數據。結果會(huì )怎樣呢？霍夫曼認為，這會(huì )使細胞電脈沖傳遞的時(shí)間變得更長(cháng)，讓大腦無(wú)法以正常的速度處理信息。 美國范德比爾特大學(xué)物理學(xué)家維賈伊 巴拉蘇布拉馬尼安指出，更粗的軸突還會(huì )導致另一個(gè)與能量有關(guān)的嚴重問(wèn)題。例如軸突變粗一倍，能耗也會(huì )增加一倍，但脈沖傳遞速度卻只能提高40%。必須強調大腦體積并不是決定智力或信息處理能力的唯一或主要因素，大腦“纜線(xiàn)”結構及其活動(dòng)也許更為重要。隨著(zhù)大腦體積變得更大，更多的能量被用來(lái)增強內部軸突而不是大腦信息處理區域的能力，因此增加大腦體積(來(lái)提高智力)的想法不可行。 |
