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相隔三万年的两位艺术家居然如此心有灵犀，这有点匪夷所思。但从解剖学的角度上讲，这个巧合又存在一定的合理性，因为现代人类的大脑与那些岩画时代的原始人鲜有差异。 如此精妙绝伦的大脑究竟是怎么进化出来的？残酷的生存斗争又这一过程中发挥了怎样的作用？这个问题很难解释，因为大脑是没有化石的。  当细胞具有了相互感知与协同合作的能力，多细胞生物就出现了。举个例子，海绵动物通过体壁的小口对海水中的食物进行泵送和过滤。当单个细胞感知到其他细胞释放的化学信号（如谷氨酸或 GABA ）时，这些小口就会开始缓慢地舒张与收缩，排出通道中的异物以防止堵塞。直到今天，这些化学物质依旧在人类大脑中扮演着相似的角色。 然而对于相隔较远的细胞，化学通信就显得过于缓慢了。寻常海绵类可能需要几分钟的时间才能实现躯体的膨胀和体壁小口的关闭。六放海绵类则有一个更快速的方法：细胞通过膜内外的离子转运制造电势差。当离子通道突然打开时，膜电位会发生骤变，接着邻近的其他离子通道也会相继开放，动作电位便以每秒数米的速度沿细胞表面传播。由于细胞之间存在广泛的突触连接，动作电流可以迅速传遍六放海绵的整个躯体，使得领细胞的鞭毛在几秒钟内全部停止运动，从而阻止体壁小口对海水的泵送作用。  神经细胞进化出了长长的轴突，以便远距离传输电信号。在细胞互相连接处（即突触），细胞仍然通过神经递质（如谷氨酸盐）的形式传输信号，但此时化学分子只需要扩散至一个很窄的间隙中，因而信号传递效率被大大提高了。 最初的神经元通过遍布生物体的复杂网络（神经网）进行联系，这与今天的水母和海葵十分相似。后来，神经元开始聚集成群，并构成了更高级的中枢神经系统。它不仅有传递作用，还可以处理并整合信息，从而使动物以更加复杂的方式适应环境。其中分化程度最高的是位于口器和原始眼睛周围的原始脑结构。 对此我们尚无清晰定论。许多生物学家认为，原始脑最初出现在一种蠕虫类生物的体内，它们是脊椎动物、软体动物和昆虫的祖先。但奇怪的是，它们的后代（如柱头虫）体内并未发现诸如此类的结构。一种可能性是，柱头虫的祖先最初进化出了原始脑，但后来因为退化失去了这一结构，这说明对于当时的生物而言，进化出一个不甚成熟的大脑是弊大于利的。  大约在五亿年前，动物的繁衍过程出现了一些问题，导致整个基因组发生了两次复制。这些变异产生了大量全新的等位基因，为复杂大脑的进化提供了砖石。从此以后，不同的脑区开始表达不同类型的神经递质，进而更多的创新行为相继出现。 早期鱼类继续在海洋中寻找着食物和伴侣，并努力躲避着掠食者。于是大脑也进化出了与之相适应的基本结构：视神经顶盖负责指导双眼追踪运动的物体；杏仁核负责处理紧急状况；边缘系统与奖赏机制和记忆的形成相关；基底神经节则控制着躯体的运动模式。   早期哺乳动物一般在夜间活动，白天则躲藏起来，以避开饥饿的恐龙。大约 6500 万年前，恐龙灭绝之后，幸存的哺乳动物走进了丛林，它们就是今天灵长类动物的祖先。为了更准确地捕捉森林中的昆虫，新皮层进化出了更大的视觉区，以保持良好的视力。与现代灵长类动物一样，它们可能也过着群居生活。处理复杂的交际关系需要较高水平的大脑运算能力，猿类新皮层额叶区域的显著扩大可能与这一因素有关，而扩大的程度则取决于动物群体的大小和个体间社交行为的频率。 除了自身面积的扩大，额叶与其他脑区间的联系也变得越发紧密，甚至单个神经元都进化出了更多的树突和轴突。这些变化使灵长类动物拥有了非比寻常的能力，它们更好地整合和处理外部信息，并根据某种精密的推理思考来控制下一步的行动。同时也产生了抽象思维：当大脑处理过大量类似的信息后，它就会开始自行建立识别搜索模式，并用于应对今后面临的其他问题。  人类大脑为何在 250 万年前突然变大，这真的只是一个巧合吗？一般来说，动物的头面部肌肉会在整个颅骨上施加强大的压力，从而限制其生长。但偶然的基因突变使得前额肌肉力量有所减弱，从此以后，原始人的下颌开始变小，而颅骨和大脑开始变大。 随着智商的提高，人类开始走上创新之路，并采取了一系列先进的生活方式。二百万年前人类发明了捕射和屠宰动物的工具，这对于大脑的进化至关重要，因为多样的肉类摄入可以为神经系统发育提供充足的营养。哈佛大学的灵长类动物学家理查德·朗厄姆认为，火种的发明也是类似的道理。因为它可以提高我们从食物中吸收营养的效率。吃熟食会让我们的肠道变短，这就可以节省出原本用于维持消化道生长的高昂成本，从而将有限的营养物质供应给大脑。 研究表明，文化发展和生物进化具有相互促进的作用。语言就是这样一个正向反馈的例子：一旦原始人开始说话，一系列自然选择会不断强化这种能力，从而促进人类语言突飞猛进的发展。 诸如此类的正反馈循环还涉及到饮食，文化，技术，遗传，和社会关系等诸多方面，在这些因素的共同作用下，二十万年前的非洲猿人终于进化出了与现代人结构极其相似的大脑。但是，进化永远不会停止。根据最新研究，从非洲迁移到北半球的人类视皮层越来越大，以适应那里暗淡的光线。 那么为什么我们的大脑没有继续变大呢？这可能是因为脑容量增大的优势渐渐不那么明显了，但新生儿头颅的增大却变得越来越危险。  大脑的增长在二十万年前就停止了，在过去的一万五千到一万年中，脑与躯体的比例甚至缩小了 3％ 到 4％ 。但这并不一定有参考价值，毕竟脑容量大并不意味着更聪明，而且可能由于神经联络效率的增加，更小的大脑反而发挥出了更卓越的效果。 |
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