最强大脑-读书笔记
《最强大脑》,从经常被大众忽略的神经元数量入手,以一种全新的理论解释了为什么人类比其他物种更聪明。人类的大脑是一个谜,它的重量只有体重的2%,可它工作时消耗的能量却占身体每天所需能量的25%。这些能量都去哪儿了?我们的大脑和老鼠、鲸鱼、大猩猩的大脑相比,最特别的地方在哪里?为了回答这些问题,作者苏珊娜•埃尔库拉诺-乌泽尔提出了一种崭新的研究方法:比较不同物种的大脑神经元数量。通过大量细致的研究,苏珊娜得出结论:人脑之所以耗能巨大,是因为其大脑中与认知能力密切相关的神经元数量远大于其他物种。
人类如何成为万物之灵
作者认为,人类的大脑之所以展现出异于其他物种的高级能力,不是因为我们天生神力。作为灵长类动物的一员,人类的大脑严格遵循了灵长类动物的演化规则。也就是说,虽然我们统治了世界统领了其他物种,其实我们只是遵循了进化规律的普通生物。我们的大脑进化规则跟其他灵长类生物没啥区别。虽然进化规则没什么特殊,但实际上人类大脑本身还是比其他灵长类动物特殊。为什么呢?下面跟大家分享的三个数字应该能够说明这个问题。
第一个数字是7。相对于同等体型的非灵长类动物,人类的脑子足足大了7倍。想象一下,如果你的脑袋只有拳头的一半大小,还能有高大威猛的感觉吗?自称万物之灵的时候,是不是底气不太足了?第二个数字是25。人类的大脑堪称能量消耗界的大胃王,虽然体积不大,但每天消耗的能量占人体全部耗能的25%。夸张一点说,在你每天吃的三顿饭里,至少有将近一顿是专门为你这颗智慧的脑袋吃的。不吃饭亏待的不是你的胃,而是你的大脑。第三个数字是1/3。咱们总说人类的近亲是大猩猩,大猩猩的智力在动物界傲视群雄。但事实上,大猩猩脑子的体积只有人类大脑体积的1/3,在人类面前,这种脑容量只能说不值一提。
那为什么苏珊娜在研究之后会得出人类大脑很普通的结论?我们先来看一个叫做神经元缩放规则。什么是神经元缩放规则?简单来说,就是每种动物的大脑在进化过程中,都要遵循一定的规则。这种规则规定了神经元数量和大脑体积之间的关系。有的动物进化程度比较高,在相同体积的情况下,能拥有数量更多的神经元。有的动物进化程度比较低,在相同体积下,神经元数量比较少。需要注意的是,所有动物大脑的重量和体积呈正相关的关系,体积越大,重量也越大。所以在研究的过程中,有的科学家把体积当作参数,有的科学家把重量当作参数,但他们得出的结论是大致相同的。
比如,以老鼠为代表的啮齿类,它们就属于进化程度比较低的,大脑体积不大,拥有的神经元数量也很少。人类作为一种极其聪明的物种,拥有高达1000亿个神经元。如果我们不幸地遵循了老鼠的神经元缩放规则,为了保持1000亿个神经元,我们的大脑重量就得超过60斤,对应的体重将高达80吨。一个80吨重的人,大概只能跟鲸鱼一样在海里漂着啦。
万幸我们没有遵循啮齿类动物的神经元缩放规则,我们是灵长类呀。作为一个普通的灵长类,普通地遵循了灵长类的神经元缩放规则。作为进化程度比较高的物种,灵长类挣脱了更多神经元意味着更大脑子的魔咒,它们的大脑皮层和小脑神奇地在更小的体积里塞进了更多的神经元,在智力水平上把其他物种远远甩在身后。所以说,我们人类的大脑是当之无愧的最强大脑,我们确实比其他物种更优秀,但这并不是因为我们的进化开了挂。
大脑神经元分布
为什么别人家的孩子老是比我聪明?聪明其实是一个比较难量化的概念,是一种表象,它背后隐藏的是一种叫作认知能力的东西。一般来说,认知能力越高,人就越聪明。在苏珊娜之前,科学家已经达成了共识:认知能力跟大脑中的神经元数量密切相关。人类的大脑可以简单分成三个区块:大脑皮层、小脑和剩余脑区。苏珊娜想要知道具体是哪个区块的神经元数量决定了认知能力。经过一系列复杂的实验,苏珊娜得出结论:认知能力只与一个东西有关系,那就是大脑皮层中的神经元数量。
首先,她得明确到底什么是认知能力,认知能力到底能不能和聪明画上等号。认知能力虽然听起来很高级,但它并不是人类独有的,很多动物都拥有这项能力,比如,马戏团里会数数的大猩猩,能在镜子里认出自己的海豚。每当这些动物在认知能力的帮助下做出某些行为时,最常得到的夸奖就是聪明、通人性。但是有位叫作罗伯特·迪纳尔的科学家,觉得这样不咸不淡地夸奖动物两句很没劲,要玩儿就得玩儿个大的,给动物打分,排名,看看谁才是最聪明的。
在咱们人类世界,判断人聪不聪明有个非常简单粗暴的方法:考试。能不能把这个方法用到动物上,给它们也打打分?罗伯特根据不同动物的体型、生活习性和兴趣的差异,设计了一连串实验,然后根据动物的表现给它们打分。罗伯特使用的这种区别对待的实验方法非常好理解。同样是做实验,你把一根香蕉放到大猩猩面前和放到一只小狗面前,那吸引力能一样吗?你能因为大猩猩对着香蕉哗哗流口水,就说它不如小狗聪明吗?经过罗伯特一通折腾,虽然没能搞清楚到底哪种动物最聪明,但他发现了一个对大脑研究非常重要的结论:动物在实验中的得分高低,与它们的全脑重量和大脑皮层重量息息相关,脑子越重或者大脑皮层越重,认知能力就越强。
但是起决定作用的究竟是整个脑子还是只是大脑皮层?苏珊娜开始了第二步的研究。这一次,她搬出了脑之汤这个秘密武器,把目标锁定在大象脑子和人脑上。苏珊娜想要知道,这两个脑子在重量上的差异,有没有造成神经元数量的不同,从而导致了认知能力的显著差异。在实际操作的过程中,找到人脑相关的数据很简单,麻烦的是确定大象脑子的数据。通过把大象的脑子打成黏黏糊糊的汤,苏珊娜克服了这个难题,找到了问题的答案。
摆在我们面前的有三组数据:人类和大象的认知能力、人类和大象的全脑重量、人类和大象的大脑皮层神经元数量。人类显然要比大象聪明,我们会说话、会写字,还能把大象拉到实验室里研究一番。但是人类的全脑重量只是大象全脑重量的三分之一,所以首先可以排除全脑重量对认知能力的影响。
我们再来看大脑皮层神经元数量,整个大象脑子总共有有2570亿神经元,但是其中98%的神经元居然都存在于大象的小脑。在大脑皮层神经元数量这个最关键的数据上,大象只有可怜巴巴的56亿,无法与人类的160亿神经元相提并论。这样一来,苏珊娜就证明了我们在前面说到的结论:脑袋重量并不重要,大脑皮层的神经元数量才是决定人类聪明与否的关键。那为什么人类大脑皮层的神经元数量就比别的物种多呢?
人类掌握烹饪技术
我们人类之所以非常看重烹饪,造出“善烹小鲜,可治大国”,是因为要是没有烹饪,咱们还在树上爬呢。烹饪让我们进化成人,所以在人们的潜意识里,会做饭跟有能力挂上了钩。这咱们从科学的角度讲讲看。
咱们人类跟植物最大的不同是什么?没长一身大树叶子,没法进行光合作用,每天晒晒太阳喝喝风,不出半个月,饿死了。所以人类还没完全进化成功,跟其他灵长类的兄弟姐妹住在森林里的时候,每天的头等大事就是找吃的。想象一下啊,早上天刚蒙蒙亮,作为一个没有任何武器的动物,你的早中晚饭哪里来?只能采集一下植物的果实,偶尔能吃上点儿水果,和其他人一起抓只兔子回来生啃,已经是能在心里偷笑好几天的大餐了。
咱们来分析一下这些食物,蔬菜和水果都是野生的,一年四季随天气变化,整体上夏天和秋天比较多,冬天和春天能吃的少。兔子这类的小动物,不是每天都能吃得上,而且在重量相同的情况下,生肉能提供的能量比熟肉能提供的能量少很多。所以很有可能你一路狂奔、围追堵截、辛辛苦苦抓回来的兔子给你提供的能量,还不如你抓它耗费的能量多。所以说,在没有掌握做饭技能的时候,人类的生活是非常单调的,睡醒了,起来找吃的,吃一吃,再去找,一会儿吃一会儿找,一天很快就过去了。这种觅食过程是非常低效的,人类摄取的能量也只够日常消耗,一个个非常苗条,没有减肥困扰。
在进化早期,大脑的地位并没有这么重要。因为觅食能力相对低下,人类和其他动物一样,摄取的能量绝大部分被用于维持身体机能运转。脑子这种东西,既然每天只摘摘果子,应该也不太能用上,就少分点儿能量给它吧。虽然听起来比较轻松,但少分点儿能量给大脑其实是个复杂的过程。大脑消耗能量的多少跟其拥有的神经元数量密切相关,神经元数量越多,人越聪明,大脑耗能越大。这时候我们发现,分配给大脑的能量变少了,我们就自然而然地更笨了。
突然有一天,人类掌握了烹饪技巧,世界就变了。同样是围追堵截抓到的兔子,烤过之后不仅香喷喷的,吃完还更不容易饿了。人类在同样的时间里,耗费同样的体力,能够获得更多的能量。在现代世界里,获得更多的能量可能不是一件好事情,因为它几乎等同于你要发胖了。但是在进化的过程中,更多的能量意味着人类有机会把多出的能量分配给大脑。久而久之,大脑就有机会拥有更多的神经元,变得更聪明,聪明到学会耕种、学会畜牧,开始农业文明。从这个角度看,如果没有某位祖先在某天突然掌握了烹饪技巧,我们的大脑还会和其他近亲一样,只能沦为身体的附庸,起不到决定性作用。所以我们在潜意识里把烹饪视为极其重要的技能,进而影响了我们对其他人的判断。