yingyinc 2016-5-9 13:51
为了长大，大脑都经历了什么？
为了长大，大脑都经历了什么？
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为了长大，大脑都经历了什么？
乱室佳人 | 2016-05-09
在现在仍然存在的部落人群中，已经过了生育年龄的母亲为自己的女儿提供食物并帮助照顾自己外孙（女）的行为具有相当高的发生率。
虽然我们从小就都知道，有一个大脑袋并不完全意味着更聪明，甚至有时还会受到小伙伴的耻笑（不要问我是怎么知道的）。很多能力的确与大脑尺寸无关，而是与小脑大小、大脑皮质折叠的程度，以及大脑各部分的相对大小等方面有关。但还是有充分的证据表明，认知灵活性与大脑的整体大小强烈相关，也就是说大脑的尺寸越大，生物就越容易适应不同的环境。另外还有很多研究都证实，灵长类动物的大脑大小与其认知能力紧密相关。人类的大脑与身体相比非常大，是猿类的三倍多，无疑是认知能力最高的动物。
大脑变大虽然有着诸般好处，但其缺点也是显而易见的。大脑的运行成本是制约大脑尺寸的重要因素。大脑是身体中耗能最多的组织，其整体能耗高得惊人，人类从食物中获得的能量中有大约20% - 25%被大脑消耗掉了（新生儿甚至超过60%）。不仅是人类，其他动物的大脑能耗也相当大，特别是小动物。人类是如何克服能量障碍，勇夺“脑量之冠”的桂冠的呢？
能量不够用 那就多吃点
想让大脑变大，最简单粗暴的方式是增加净能量摄入，俗称多吃少动。在胎盘类哺乳动物中，净能量摄入量和大脑的尺寸呈显著正相关的关系，也就是说，动物们摄入的净能量越高，大脑就越大。增加净能量的摄入可以通过改善饮食来实现，即食用含有更高的能量价值的食物，能吃肉就不吃草，或食用更容易消化的食品，能吃嫩的就不吃老的，这样的食物还不能太难找到，能吃窝边的就不长途跋涉。
但是要知道，多吃少动是每个动物（包括作者本人）一辈子的梦想，但这又谈何容易，连人类中都有八百万人在挨饿。增加能量摄入对动物来说并不是一件容易做的事，所以大脑变大所需的多数能量要从其他来源获得，换句话说，就是大脑要和其他身体器官抢能量。
和肠道抢能量
Aiello和Wheeler做了一项经典的研究，希望能够解释巨大的大脑是如何形成的。他们在十八种灵长类动物中发现，肠道重量与大脑大小之间存在负相关的关系，也就是说大脑越大，肠道组织越少。科学家们还发现，在实验室条件下选择出的脑量较大的孔雀鱼，它们的肠道组织都比较少。这似乎说明身体可以牺牲消化系统的功能，来换取更大的大脑。但是后来对蝙蝠和鸟类进行的研究却并没有发现这种脑量和肠道重量之间的关系。学者们后来又使用了100种哺乳动物来验证这一理论，结果也显示这一假说不成立。这又似乎说明在哺乳动物和灵长类动物中并不具有普遍性。也许，实验室中进行的选择实验仅对小动物可行，只能使用繁殖快的物种比如果蝇或孔雀鱼，体型大，寿命长，具有社会性的动物可能与这些模式物种不尽相同。总之，这个假说是否成立仍然没有确定的结论。
肌大无脑是真的
其他学者提出了另一种理论，他们认为大脑与其他耗能较多的器官，如内脏或肌肉组织，也可以在大脑量物种中用来平衡大脑增大而增加的能源消耗。例如，鸟类大脑的大小与胸肌质量呈现负相关，也就是鸟类的大脑越大，胸肌越小。虽然在不活动时肌肉消耗的能量并不大，但在活动时仍然有可能与大脑的供能发生冲突。灵长类的观察结果也支持这一理论，研究发现灵长类的肌肉量与其他哺乳动物相比更少，而相对脑量却更高。
是生还是长，这是个问题
大脑另一个可能的PK对象是生物最重要的身体功能之一：繁殖。这其实反映了生物学中的经典矛盾：生长和繁殖之间的矛盾，二者都是生物的一生中最昂贵的功能。科学家们发现，相对脑量较大的雌性孔雀鱼比脑量较小的孔雀鱼产生的后代更少。对果蝇实验也得到了类似的结果：在强迫试验对象进行学习训练之后，这些果蝇生育能力降低了（学霸们你们恐慌了吗？）。脑量和繁殖力之间存在相关性的证据在哺乳动物和鸟类中均被发现。
有的动物出生时的各种能力就与成年动物相差无几（比如小羚羊生下来就会跑），这样的动物叫做早熟动物；而有的动物在出生后的一段时间内都需要母亲的照顾（比如鸟类、黑猩猩和人），叫做晚熟动物。早熟哺乳动物中脑量较大的那些，幼崽生长比较缓慢，大脑量的晚熟哺乳动物则一生中的生育次数较少。这都是大脑量动物为了保证大脑的发育而减少生殖投资成本的方法。
虽然大脑量的动物产生的后代数量较少，但无论是早熟还是晚熟的动物，大脑量物种妊娠期都更长，以产生更大的新生儿。具有较大体型的新生儿拥有更高的生存机会。因此，大脑量的物种倾向于保存繁殖能量，减少繁殖次数，保证优质后代。
团结就是力量
先别高兴的太早，科学家们经过计算，发现由于大脑量哺乳动物的生殖寿命不够长，无法完全抵消繁殖数量的降低，因此大脑量动物的这种牺牲数量提高质量的做法并没有令自己的净繁殖率增高。这就造成了很尴尬的局面，大脑不能无限制的增长，否则繁殖率就会变得很小，造成群体数量低，非常容易灭绝。
那么人类这样的大脑量物种是如何突破这种局限的呢？最可行的方法是进一步降低生育成本，将本来集中在母亲身上的繁殖后代的成本分散到其他个体的身上，也就是说，群体的其他成员帮助母亲，共同抚养孩子。在雌性处于繁殖期时为其提供食物，并协助照顾新生的幼崽的行为，可以降低繁殖后代所需的能量成本，缓解繁殖和大脑发育之间的矛盾。这一点在整个胎盘类哺乳动物中都得到了证实：合作育儿的行为越多，脑量越大。所以，伺候老婆的行为古已有之，实际上还帮助人类突破了脑量的瓶颈，在座男士们，你们觉得光荣吗？
除了配偶，育期女性的母亲也在这一过程中起了关键性的作用。在现在仍然存在的部落人群中，已经过了生育年龄的母亲为自己的女儿提供食物并帮助照顾自己外孙（女）的行为具有相当高的发生率。有的科学家甚至认为，外祖母的这种协助育儿的行为在人类进化中起着至关重要的作用，不仅分担了女性生育所承受的压力，更是不仅促进了人类大脑脑量的增加，还反过来对人类的寿命有延长作用。
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