科學家關於人腦的最新研究,揭示真理與謬論

牙牙學語的時候,我們就知道:人有兩個寶,雙手和大腦。大腦由左右兩個大腦半球組成,左腦和右腦負責不同的任務,右腦半球控制左半身的活動,左腦半球則控制右半身的活動,因此,如果右腦半球受損,左半身便無法正常的活動。這種功能的側化和相關的大腦不對稱在人類身上有很好的記錄,但在我們現存的近親類人猿身上,關於大腦不對稱的瞭解卻很少。

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大腦3D繪圖

利用內切圖(大腦在頭蓋骨上的印記),科學家們現在對長期以來認為人類大腦不對稱的模式是獨一無二的觀點提出了挑戰。他們在黑猩猩、大猩猩和猩猩身上發現了同樣的不對稱模式。然而,在這一模式中,人類是最易變的。這表明,人類獨特的認知能力,如語言,可能是通過適應一種祖先的不對稱模式而進化出來的。

我們的左右腦專門負責某些認知能力。例如,在人類中,語言主要是在左半球處理的,而右手是由左半球的運動皮層控制的。大腦形態的不對稱性反映了功能的偏側化。左腦和右腦在大腦解剖學、神經細胞分佈、連接和神經化學上有細微差別。大腦外部形狀的不對稱性甚至可以在細胞內觀察到。大多數人都有一個更突出的左枕葉(位於大腦後部)和一個更突出的右額葉的組合。

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神經元在大腦深度的場效應

大腦不對稱通常被認為是人類大腦功能和認知的關鍵,因為它反映了功能的側化。然而,對靈長類動物的比較研究很少,而且還不知道大腦不對稱的哪些方面是人類獨有的。根據先前的數據,科學家們認為大腦不對稱的許多方面是最近才出現的,是在人類譜系與現存的近親黑猩猩譜系分離之後。

馬克斯·普朗克進化人類學研究所和維也納大學的研究人員在一篇新論文中測量了人類和類人猿的內切細胞的大小和形狀不對稱的模式。“大型猿類的大腦很少用於研究,但我們已經開發出從頭骨中提取大腦不對稱數據的方法,這更容易獲得。”這使我們的研究成為可能。

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人類的大腦頭骨醫用X射線成像

研究小組發現,人類和大多數類人猿的不對稱程度大致相同。平均而言,只有黑猩猩的不對稱程度比人類、大猩猩和猩猩要低。他們也研究不對稱的模式,不僅可以證明人類,而且黑猩猩、大猩猩和紅毛猩猩之前顯示不對稱模式描述為典型的人類:左枕葉,右側額葉、右顳極、右側小腦葉更多突出的相對側部分。

“更讓我們驚訝的是,”該研究的合著者Philipp Mitteroecker說,“人類在這種不對稱中最不一致的地方是,在最常見的模式周圍存在著大量的個體差異。”作者認為這是大腦功能和發育模塊化增強的表現。例如,人類枕葉和小腦的差異投射的相關性比類人猿要小。這個發現很有趣,因為人類的小腦經歷了戲劇性的進化變化,因此它的不對稱性似乎也受到了影響。

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研究人員發現了一種共同的不對稱模式,但人類的可變性更大,這對解釋人類大腦的進化很有吸引力。在沒有其他考古數據的情況下,我們的一個祖先化石的內部結構顯示出這種不對稱性,不能再被解釋為人類特有的大腦功能偏側化的證據。該研究的合著者Philipp Gunz解釋說:“這種共享的大腦不對稱模式在人類譜系起源之前就已經進化了。人類似乎已經建立了這種形態模式來建立與典型人類行為相關的大腦功能側化。”


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