第二看臺
與其它物種相比，人類擁有非凡的認知能力。那么，我們的腦部究竟有什么獨到之處，使得我們能在眾多物種間脫穎而出呢？
——猜測——
人類非凡認知與神經(jīng)元數(shù)有關
曾經(jīng)我們認為，很多認知能力是人類獨有的。但現(xiàn)在人們意識到，人類與其它動物之間的認知差異只是程度問題。在動物界，大猩猩能夠以枝條為工具挖出白蟻；猴子可以學習用耙子來獲取視線以外的食物；烏鴉不僅會用電線獲取食物，還會保存它們，以便后續(xù)重復使用；黑猩猩甚至能和大象合作，獲取那些憑借自身力量無法獲得的食物；喜鵲會在旁觀者在場時藏匿食物，等到旁觀者離開后，再把它轉移到另一個秘密位置……那么究竟是什么因素，讓一些物種獲得了超出其它物種的認知能力呢？
腦容量是一個顯而易見的候選者：如果大腦是產(chǎn)生意識認知的部位，更大的腦容量意味著更高的認知能力。但顯然，大象有著比人類更大的腦容量，卻不具備像人類一樣靈活而復雜的行為。此外，如果認為更大的腦容量等同于更高的認知能力，就意味著假設所有物種的大腦構造都是一致的，腦體積和神經(jīng)元數(shù)量之間的關系也是相似的。但是，和其它哺乳動物相比，靈長動物明顯更具優(yōu)勢。
這個候選者顯然不被看好，于是絕對神經(jīng)元數(shù)量（單位體積內(nèi)的神經(jīng)元數(shù)量）就成了另外一個候選者。既然神經(jīng)元可以產(chǎn)生認知，那么更多的神經(jīng)元應該意味著更高的認知能力。不過這個候選者會不會被淘汰呢？
——印證——
科學家“數(shù)”出象腦神經(jīng)元數(shù)量
對于腦重量是人類3倍多的非洲象，它們的絕對神經(jīng)元數(shù)量會更多嗎？如果答案是肯定的，那么之前的假說——物種認知能力與神經(jīng)元的絕對數(shù)量相關，就是錯誤的。反之，就說明對于人類非凡的認知能力，最簡單的解釋就是無與倫比的大腦神經(jīng)元數(shù)量。
為了找出答案，科學家決定對象腦進行研究。他們計劃將非洲象的腦部溶解成“湯”后，對其中的細胞核進行計數(shù)。這一過程每次只能處理不超過3到5克的組織，而非洲象的腦半球重量超過2.5千克，這意味著必須將象腦切成數(shù)百個小塊來處理、計數(shù)。并且切割應該是系統(tǒng)化的，而不是隨機的。于是，科學家們把象腦半球平放在工作臺上，用兩個L型支架框住。一個人左手握住象腦、右手持刀平穩(wěn)而輕柔地來回切割，另一個人握住支架，讓它們保持在原位。經(jīng)過數(shù)次切割，科學家得到了平整地躺在工作臺上的象腦切片“面包”，包括16片皮層區(qū)的切片、8片小腦切片、一整個腦干以及一個20克的巨大嗅球（相當于一只大鼠腦質量的10倍）。接下來，他們將紋狀體、丘腦和海馬體等內(nèi)部結構從皮層中分離，然后把皮層切成小塊，并按照灰質和白質進行分類。
在大家的共同努力下，科學家們用半年時間完成了對非洲象腦半球的所有處理。
——答案——
誰腦皮層神經(jīng)元多誰就更聰明
最終的結果令人欣喜。非洲象腦的神經(jīng)元數(shù)量遠多于人腦，它們有2570億個神經(jīng)元，是人類的3倍。但是，其中高達98%的神經(jīng)元都位于小腦。雖然在之前研究過的其它哺乳動物中，大部分腦神經(jīng)元也都聚集在小腦，但比例從未超過80%。盡管非洲象的大腦皮層尺寸很大，但整個大腦皮層神經(jīng)元的數(shù)量卻只有56億個。這一數(shù)字與比它體積小得多的人類大腦皮層中的160億個神經(jīng)元相比，可以說是相形見絀。
對于最初的問題，科學家的試驗給出了答案：人腦的神經(jīng)元總數(shù)并沒有比象腦更多。但非洲象多數(shù)的神經(jīng)元都集中在小腦，而其大腦皮層體積雖是人類的兩倍，神經(jīng)元數(shù)量卻只有人腦的三分之一。因此，問題的關鍵可能在于大腦皮層。大腦皮層和小腦中許多的神經(jīng)元是天然分離的。人腦認知能力優(yōu)于象腦只能歸因于人大腦皮層中巨大的神經(jīng)元數(shù)量。
為什么只有人腦，既與其它物種相似，同時又如此獨特，以至于能夠賦予我們思考哲學問題的能力？對于這個問題有一個簡單的解釋：首先，我們是靈長類，這賜予人類一種優(yōu)勢——能夠將大量神經(jīng)元裝進較小的大腦皮層里。其次，感謝我們的祖先帶來的技術創(chuàng)新，使我們得以擺脫能量的約束。人類大腦只占不到2%的體重，卻占了至少20%的代謝率。對其它動物而言，在野外攝取食物獲得的能量，并不足以支持如此豐富的大腦皮層神經(jīng)元活動。
撰文SuzanaHerculano-Houzel
翻譯陳德芊
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