新研究確定了大腦中具有人類(lèi)特色的意想不到的部分

長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家們一直試圖通過(guò)將人腦與其他靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物進(jìn)行比較來(lái)了解人腦。研究人員仍在試圖了解是什么讓我們的大腦與最近的親戚不同。

我們最近的研究可能通過(guò)采用一種新方法讓我們更近了一步——比較大腦內(nèi)部連接的方式。

維多利亞時(shí)代的古生物學(xué)家理查德·歐文錯(cuò)誤的論點(diǎn)人腦是唯一包含稱(chēng)為小海馬體的小區(qū)域的大腦。他聲稱(chēng)，這使它在動(dòng)物界中獨(dú)一無(wú)二，因此，人類(lèi)大腦顯然與其他物種無(wú)關(guān)。

從那時(shí)起，我們對(duì)大腦的組織和功能學(xué)到了很多東西，但仍有很多東西需要學(xué)習(xí)。

大多數(shù)研究將人腦與其他物種的大腦進(jìn)行比較關(guān)注大小.這可以是大腦的大小、大腦相對(duì)于身體的大小，或者大腦部分相對(duì)于其余部分的大小。

然而，大小的測(cè)量并不能告訴我們?nèi)魏侮P(guān)于大腦內(nèi)部組織的信息。例如，盡管巨大的大象的大腦包含的神經(jīng)元是人腦的三倍，這些神經(jīng)元主要位于小腦中，而不是通常與人類(lèi)認(rèn)知能力相關(guān)的新皮層中。

直到最近，研究大腦的內(nèi)部組織還是一項(xiàng)艱苦的工作。問(wèn)世醫(yī)學(xué)成像技術(shù)然而，它開(kāi)辟了新的可能性，可以快速、非常詳細(xì)地觀(guān)察動(dòng)物的大腦內(nèi)部，而不會(huì)傷害動(dòng)物。

我們使用了公開(kāi)可用的核磁共振成像白質(zhì)的數(shù)據(jù)，即連接大腦皮層各部分的纖維。腦細(xì)胞之間的通信沿著這些纖維進(jìn)行。這會(huì)消耗能量，因此哺乳動(dòng)物的大腦連接相對(duì)稀疏，將通信集中在幾個(gè)中央通路上。

每個(gè)大腦區(qū)域的連接告訴我們很多關(guān)于它的功能。任何大腦區(qū)域的連接集都非常具體，以至于大腦區(qū)域都有一個(gè)獨(dú)特的連接指紋.

在我們的研究中，我們比較了人類(lèi)、黑猩猩和獼猴大腦的這些連接指紋。

黑猩猩和倭黑猩猩一起，是我們現(xiàn)存最近的親戚。獼猴是科學(xué)界最廣為人知的非人類(lèi)靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物。將人類(lèi)大腦與這兩個(gè)物種進(jìn)行比較意味著我們不僅可以評(píng)估我們大腦的哪些部分對(duì)我們來(lái)說(shuō)是獨(dú)一無(wú)二的，還可以評(píng)估哪些部分可能與我們的非人類(lèi)親屬共享遺傳。

大部分以前的研究在人腦中，獨(dú)特性一直集中在前額葉皮層，這是我們大腦前部與復(fù)雜思維和決策相關(guān)的一組區(qū)域。我們確實(shí)發(fā)現(xiàn)，前額葉皮層的某些方面在人類(lèi)身上具有我們?cè)谄渌麆?dòng)物中找不到的連接指紋，特別是當(dāng)我們將人類(lèi)與獼猴進(jìn)行比較時(shí)。

但我們發(fā)現(xiàn)的主要差異并不在前額葉皮層。它們位于顳葉，顳葉是皮層的很大一部分，大約位于耳朵后面。

在靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物大腦，該區(qū)域致力于對(duì)來(lái)自我們兩個(gè)主要感官（視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)）的信息進(jìn)行深度處理。最引人注目的發(fā)現(xiàn)之一是在顳葉皮層的中間部分。

驅(qū)動(dòng)這種區(qū)別的特征是弓狀束，這是一種連接額葉和顳葉皮層的白質(zhì)束，傳統(tǒng)上與人類(lèi)的語(yǔ)言處理有關(guān)。大多數(shù)（如果不是全部）靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物都有弓狀束但它在人腦中要大得多。

然而，我們發(fā)現(xiàn)只關(guān)注語(yǔ)言可能太狹隘了。通過(guò)弓狀束連接的大腦區(qū)域也參與其他認(rèn)知功能，例如整合感覺(jué)信息和處理復(fù)雜的社會(huì)行為。

我們的研究是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)弓狀束參與這些功能的研究。這一見(jiàn)解強(qiáng)調(diào)了人腦進(jìn)化的復(fù)雜性，表明我們的高級(jí)認(rèn)知能力并非像科學(xué)家認(rèn)為的那樣來(lái)自單一的變化，而是通過(guò)大腦連接的幾個(gè)相互關(guān)聯(lián)的變化產(chǎn)生的。

雖然中顳弓束是語(yǔ)言處理的關(guān)鍵參與者，但我們也發(fā)現(xiàn)在顳葉皮層后部更偏遠(yuǎn)的區(qū)域物種之間存在差異。

這個(gè)顳頂交界區(qū)在處理有關(guān)他人的信息，例如理解他人的信仰和意圖，這是人類(lèi)社交互動(dòng)的基石。

在人類(lèi)中，這個(gè)大腦區(qū)域與大腦處理復(fù)雜視覺(jué)信息（例如面部表情和行為線(xiàn)索）的其他部分有著更廣泛的聯(lián)系。這表明我們的大腦天生就能夠處理比靈長(zhǎng)類(lèi)親戚更復(fù)雜的社會(huì)處理。我們的大腦天生就具有社交性。

這些發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了驅(qū)動(dòng)人類(lèi)智能出現(xiàn)的單一進(jìn)化事件的觀(guān)點(diǎn)。相反，我們的研究表明大腦進(jìn)化是分步發(fā)生的。我們的研究結(jié)果表明，猿類(lèi)的額葉皮層組織發(fā)生了變化，其次是導(dǎo)致人類(lèi)的譜系中顳葉皮層的變化。

理查德·歐文 （Richard Owen） 在一件事上是對(duì)的。我們的大腦在某種程度上與其他物種的大腦不同。我們有一個(gè)靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的大腦，但它的連通性使我們比其他靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物更具社交性，使我們能夠通過(guò)口語(yǔ)進(jìn)行交流。

羅吉爾·馬爾斯， 神經(jīng)科學(xué)教授，牛津大學(xué)和凱瑟琳·布萊恩特， 神經(jīng)科學(xué)博士后研究員 ，艾克斯-馬賽大學(xué) （AMU）

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