新研究確定了大腦中具有人類特色的意想不到的部分

長期以來，科學(xué)家們一直試圖通過將人腦與其他靈長類動物進(jìn)行比較來了解人腦。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。

維多利亞時代的古生物學(xué)家理查德·歐文錯誤的論點(diǎn)人腦是唯一包含稱為小海馬體的小區(qū)域的大腦。他聲稱，這使它在動物界中獨(dú)一無二，因此，人類大腦顯然與其他物種無關(guān)。

從那時起，我們對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、大腦相對于身體的大小，或者大腦部分相對于其余部分的大小。

然而，大小的測量并不能告訴我們?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。問世醫(yī)學(xué)成像技術(shù)然而，它開辟了新的可能性，可以快速、非常詳細(xì)地觀察動物的大腦內(nèi)部，而不會傷害動物。

我們使用了公開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。這會消耗能量，因此哺乳動物的大腦連接相對稀疏，將通信集中在幾個中央通路上。

每個大腦區(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)域都有一個獨(dú)特的連接指紋.

在我們的研究中，我們比較了人類、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靈長類動物。將人類大腦與這兩個物種進(jìn)行比較意味著我們不僅可以評估我們大腦的哪些部分對我們來說是獨(dú)一無二的，還可以評估哪些部分可能與我們的非人類親屬共享遺傳。

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身上具有我們在其他動物中找不到的連接指紋，特別是當(dāng)我們將人類與獼猴進(jìn)行比較時。

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。

在靈長類動物大腦，該區(qū)域致力于對來自我們兩個主要感官（視覺和聽覺）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)上與人類的語言處理有關(guān)。大多數(shù)（如果不是全部）靈長類動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)注語言可能太狹隘了。通過弓狀束連接的大腦區(qū)域也參與其他認(rèn)知功能，例如整合感覺信息和處理復(fù)雜的社會行為。

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

雖然中顳弓束是語言處理的關(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，這是人類社交互動的基石。

在人類中，這個大腦區(qū)域與大腦處理復(fù)雜視覺信息（例如面部表情和行為線索）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類親戚更復(fù)雜的社會處理。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)動人類智能出現(xiàn)的單一進(jìn)化事件的觀點(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，猿類的額葉皮層組織發(fā)生了變化，其次是導(dǎo)致人類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。我們有一個靈長類動物的大腦，但它的連通性使我們比其他靈長類動物更具社交性，使我們能夠通過口語進(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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