人类大脑可能数千年前就开始缩小 科学家们仍无法达成共识Human Brains May Have Started Shrinking Thousands of Years Ago. Scientists Still Can’t Agree Why

环球医讯 / 健康研究来源:www.zmescience.com美国 - 英语2026-05-26 14:38:36 - 阅读时长12分钟 - 5617字
研究表明,人类大脑可能在3000至10000年前就开始缩小,比此前认为的时间早得多。这一发现引发了激烈争论,可能的原因包括农业兴起、气候变化、身体缩小、营养不良以及语言和集体智慧的发展。尽管大脑体积减小了约10%(100-150立方厘米),但这并不意味着人类变得更愚蠢,因为认知能力不仅取决于脑容量,还与神经连接方式和知识分布有关。科学家们仍在努力确定缩小的确切时间、范围和原因。
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人类大脑可能数千年前就开始缩小 科学家们仍无法达成共识

在人类进化的大部分时间里,大脑的发展似乎只朝着一个方向前进:增大。

数百万年来,我们祖先的大脑从类人猿大小的器官扩展为相对庞大的指挥中心,帮助人类创造了艺术、语言、工具、文明和科学本身。然后,或许令人惊讶的是,这一趋势可能最近出现了逆转。

一些研究者认为,人类大脑的平均体积在3000至10000年前就开始缩小,远早于智能手机、搜索引擎或任何现代科技使我们思考减少的担忧。如果属实,这并不是互联网时代的产物。这一次,"大脑腐烂"的网络内容不是罪魁祸首(尽管未来情况可能不同)。

这一变化始于复杂社会扩张、书写系统传播、城市中心增长以及人类知识变得过于庞大,无法由单个人掌握的时期。

迄今为止的证据引发了激烈争论。与许多更新世智人相比,现代人类的大脑确实显得更小,据估计减少了约10%,或脑容量减少了约100至150立方厘米。但科学家们仍在争论衰退何时开始、是否在全球范围内发生以及是什么原因导致的。答案可能涉及农业、气候变暖、身体缩小、营养不良以及语言等因素。

较小的大脑不一定意味着更差的认知能力

首先需要澄清一点:与我们的晚更新世祖先相比,较小的大脑并不一定意味着人类正在变得愚蠢。

平均而言,男性的大脑比女性大,这主要是因为他们身体更大,但这并不转化为更高的认知能力。爱因斯坦的大脑并不特别大。爱因斯坦的大脑重量为1230克,处于成年男性人类平均脑重(通常约为1400克)的低端。然而,爱因斯坦的思维和智力显然高于平均水平。毕竟,他是一位天才。

重要的不仅仅是体积或质量,还有一系列其他因素,尤其是大脑的布线方式。神经元如何连接、哪些区域扩张以及大脑如何与身体协同工作,似乎都发挥着重要作用。

这就是为什么如果大脑缩小的发现属实,完全不必惊慌。

然而,这些发现确实令人惊讶且存在争议。

数百万年来,人科动物的大脑显著扩大。我们的谱系大约在600万年前与黑猩猩祖先分离,在此期间,脑容量增加了数倍。大脑变大成为人属(genus Homo)的一个决定性特征。

然后,在智人中,这一趋势可能出现了逆转。

达特茅斯学院的杰里米·德席尔瓦(Jeremy DeSilva)及其同事在2023年发表在《生态学与进化前沿》(Frontiers in Ecology and Evolution)上的一篇论文认为,从晚更新世或全新世至今,人类大脑的减小是"人类学中长期存在的观察结果,已有多种独立证据支持"。作者指出,许多早期研究(可追溯到近90年前)报告了近期人类的平均脑容量小于较早的智人。

德席尔瓦团队表示,在他们修订后的数据集中,更新世智人的大脑平均为1458立方厘米。这与他们引用的维尔姆时期尼安德特人的平均值几乎相同。现代值根据数据集的不同,接近1300至1350立方厘米左右。作者认为,在几个数据集中,减少量约为100至150立方厘米。

大脑是昂贵的"房地产"

大脑可能变小的一个原因是大脑消耗巨大。

人类大脑仅占体重的约2%,但消耗约20%的代谢能量。在进化意义上,这是一种奢侈的器官。它需要燃料、冷却以及漫长的童年期来构建。如果更大的大脑不再提供成比例的更高生存益处,或者身体变小,进化可能不再支付这笔费用。

这就是为什么对人属大脑缩小的几种解释更多地关注能量。

阿德莱德大学名誉教授马切伊·亨内伯格(Maciej Henneberg)告诉《今日科学》(Live Science),他的研究表明"人类大脑在全新世整个时期体积减少了约10%,或平均约150毫升"。他将此与冰河时代后的世界联系起来,当时人类越来越多地转向农业和畜牧业,在更大的社区中生活,并且不再依赖蛮力猎取大型动物。

在亨内伯格看来,身体也缩小了。他告诉《今日科学》:"冰河时代末期,男性身高约为1.75米[5.74英尺],而在全新世中期的农业社区中,身高为1.65米[5.41英尺]。"如果身体缩小,大脑可能也会相应变小。

大脑属于身体的一部分。较轻的身体可以支撑较小的大脑,同时保持相似的比例。营养不良、疾病、社会不平等和童年压力也可能影响生长。

农业是否让我们的大脑变小了?

农业是主要嫌疑对象之一。

当人类开始务农时,他们获得了更可靠的食物供应并支持了更大规模的人口。但早期的农业饮食通常比它取代的狩猎采集者饮食更为单一。以谷物为主的饮食可以提供热量稳定性,但减少了对多样化蛋白质、维生素和矿物质的获取。农业还带来了传染病、拥挤、不平等和新的劳动形式。

剑桥大学的玛尔塔·拉尔(Marta Lahr)认为,营养缺乏可能有助于解释转向农业后大脑尺寸的缩小。《BBC》指出,拉尔2013年对欧洲、非洲和亚洲的头骨和骨骼分析发现,最大脑容量的智人生存在约2万至3万年前,大脑大约在1万年前开始缩小——这大致是农业传播的时期。

德席尔瓦及其同事提出了一个更具争议性的观点:或许个体大脑缩小是因为人类社会变得更聪明了。

劳动分工

在他们2021年的工作中,以及在2023年的回应论文中,他们提出,随着人口增长和任务变得更加专业化,人类可能将部分认知负担从个体转移到群体。单个人不必知道所有事情。知识可以分布在不同的个体和子群体中,并最终转移到书写中。

他们所做的类比是蚂蚁。

在一些真社会性昆虫中,如蚂蚁,个体大脑大小会随着社会复杂性和劳动分工而变化。即使个体工蚁专注于更狭窄的任务,整个蚁群也能集体解决问题。德席尔瓦的团队认为,人类社会可能经历了类似的情况:更多的合作智能、更多的专业化,每个个体大脑承担全部负担的必要性降低。

德席尔瓦告诉《今日科学》:"我是一名相当不错的考古学家和解剖学家,但你不会想让我修理你的汽车或在华尔街投资你的退休储蓄。"

这是一个吸引人的想法,因为它符合我们所知的世界。现代人类经常将记忆外包给书籍、手机、搜索引擎和机构。外科医生、程序员、农民和 airline pilot 都依赖于任何个人都无法从头重建的知识网络。

但这种类似蚂蚁的比较存在争议。

并非所有人都变得复杂

特拉维夫大学的埃娃·亚布隆卡(Eva Jablonka)表示,即使大脑尺寸在复杂社会兴起时缩小了,也不能证明较小的大脑适应了这些环境。

"并非所有狩猎采集者社会都以与3000年前埃及人相同的方式变得复杂,但这些社会的大脑尺寸也减小了,"她说。

"如果3000年前出现了更大更复杂的社会,这可能与社会阶层的巨大差异相关。如果因此大多数人贫穷,那么我们知道贫穷和营养不良等因素会损害发育中的大脑。"

内华达大学拉斯维加斯分校的布赖恩·维勒莫尔(Brian Villmoare)和利物浦约翰摩尔斯大学的马克·格拉博夫斯基(Mark Grabowski)认为,证据并不支持复杂社会导致人类大脑近期缩小的说法。

"他们认为,在大型社会中,群体可以解决复杂问题,即使复杂社会中的人不如狩猎采集者聪明,"维勒莫尔告诉《先进科学新闻》(Advanced Science News)。"我们没有看到任何支持这种论点的证据,仅仅因为人类和蚂蚁都是社会性动物。"

尽管如此,最强有力的反对观点不是德席尔瓦的解释错了,而是基本模式可能被夸大了。

也许大脑根本没有缩小

维勒莫尔和格拉博夫斯基在2022年的一项研究中重新分析了可用数据,并认为没有可靠的证据表明近期有缩小。他们表示,原始数据集在关键时期包含的头骨太少,混合了不同地区农业和复杂社会在不同时期出现的标本,并以可能扭曲统计模式的方式包含了大量近期头骨。

德席尔瓦数据集中检查的987个头骨中,超过一半仅代表980万年时间跨度中的最后100年——因此不能让科学家很好地了解颅骨尺寸如何随时间变化。

维勒莫尔表示,原始工作仅使用了23个头骨来代表大脑缩小假说的关键时间段,并将来自英格兰、中国、马里和阿尔及利亚等地点的标本混在一起。这是一个问题,因为农业并非在各地同时出现。如果复杂社会导致大脑变小,时间应该因地区而异。

维勒莫尔和格拉博夫斯基还反对在问题特别针对智人时包括早期人科动物。"我们的分析重新检查了[数据],这是一套相当全面的颅容量测量数据,但我们排除了除我们物种以外的任何东西,因为问题特别关注我们谱系中潜在的变化——其他物种都不相关,"维勒莫尔告诉《先进科学新闻》。

他们的结论很明确。"事实上,基于这个数据集,我们无法识别出自我们物种起源以来任何时期现代人类大脑尺寸的减小,"维勒莫尔说。

"我们发现,人类大脑尺寸在3万年内没有变化,可能在30万年内都没有变化,"维勒莫尔说。

一个日益复杂的问题

德席尔瓦团队在2023年通过修订数据集对此做出了回应,添加了一些额外样本,移除了意外包括的幼年尼安德特人,消除重复的头骨条目,并放弃了有问题的莫顿收藏数据。他们认为缩小仍然可靠。他们还表示,更新世人类与现代人类的简单比较仍然显示出显著差异。

然而,几个独立数据集支持人类大脑或至少颅容量自晚更新世或全新世以来已经减小的更广泛观点。人类大脑缩小已被报道近90年,跨越多项研究。这些包括亨内伯格的大型全新世头骨数据集、比尔斯(Beals)等人的全球颅容量数据集、东亚、澳大利亚和中国的区域研究,以及斯蒂贝尔(Stibel)和德席尔瓦小组的更近期分析。

争论不仅仅是"缩小与不缩小"。而是关于衰退是否是全球性的、规模有多大、何时开始,以及是否真的可以与复杂社会的兴起联系起来。

事实上,有许多假设和不确定性在起作用。化石记录是零散的。样本分布不均。欧洲被过度代表。一些旧测量来自受种族主义和性别歧视假设影响的科学传统。颅容量难以一致测量。而且头骨主要揭示关于脑容量的信息,而非直接关于认知能力的信息。

因此,单个图表并不能解决这场辩论。

气候可能重塑了头骨

另一种解释着眼于温度。

斯蒂贝尔认为,大脑尺寸在最后一个冰河时代之后开始缩小,当时气候变暖。他的研究表明,温暖时期与较小的人类大脑之间存在相关性。

"我们看到的是,气候越温暖,人类的大脑尺寸越小,气候越凉爽,大脑越大,"斯蒂贝尔告诉BBC。

逻辑是热力学的。大脑消耗能量并产生热量。在气候变暖的情况下,稍小的大脑可以减少热量输出并使冷却更容易。生活在炎热气候中的人类通常具有更高、更瘦的身体,可以更有效地散热。大脑可能遵循了相关的压力。

"如今如果我们热了,我们可以穿上T恤,跳进游泳池,或者打开空调,但1.5万年前我们没有这些选择,"斯蒂贝尔说。

他补充道:"大脑是所有器官中最大的能量消耗者。因此,如果大脑是能量和热量的巨大消费者,那么它也应该适应气候。我们的理论是较小的大脑散热更好,热量输出也减少。"

考虑到当今背景,这个想法有点令人不安。如果气候在过去帮助缩小了大脑,当今变暖的世界是否也会这样做?

也许——但答案并不简单。现代人类通过住房、医药、服装、食品系统和技术来缓冲气候。同时,极端高温已经损害怀孕、儿童发育、睡眠和健康。对大脑发育的任何未来影响都可能通过社会不平等、营养、疾病和热暴露程度来调节。

语言可能使大脑更高效

美国自然历史博物馆的伊恩·塔特萨尔(Ian Tattersall)提供了另一种可能性。

他认为,人类大脑缩小可能早在10万年前就开始了,当时人类转向符号思维和语言。在他看来,早期人类可能更依赖蛮力认知,更大的大脑提供了更多的原始容量。语言和符号思维可能将大脑重组为一个更高效的系统。

"我们有非常特殊形状的头骨,所以早期人类很容易识别——最早的那些大脑极其庞大,"塔特萨尔告诉BBC。

他将这一变化与人类开始生产符号物品和带有有意义几何图像的雕刻品的时期联系起来。"这是人类开始生产带有有意义几何图像的符号物品和雕刻品的时期,"他告诉BBC。

塔特萨尔的核心观点不是语言使人类变得更愚蠢,而是使思维更高效。正如他告诉BBC的:"这种符号思维必须需要比早期存在更复杂的脑内连接。我的建议是,拥有这些额外连接使大脑能够以更节能的方式运作。"

然而,这个理论存在很多漏洞。其他研究者表示,化石证据并未显示那么早的清晰衰退。最重要的是,语言的起源也以难以确定日期而闻名。言语不会留下化石。

"我喜欢这个理论,我认为它实际上很精彩。但我们还没有看到数据显示在10万年前就有衰退,后来没有在某个时候出现逆转,大脑尺寸再次开始增加,"斯蒂贝尔评论道。

那么,我们是否正在变得不那么聪明?

可能不是以任何简单的意义上。

20世纪的大部分时间里,智商分数在许多地区上升,这种模式被称为弗林效应(Flynn effect),即使一些研究者认为平均脑容量在全新世期间下降。识字率、营养、教育、公共卫生和抽象问题解决环境在这期间发生了巨大变化,这些因素似乎比任何脑容量减少更重要。

因此,较小大脑的争论触及了一个更深层的问题:进化是否减少了我们的个体认知机制,还是文化在体外构建了更大的思维?

目前,证据支持谨慎态度。许多研究者看到从更新世或全新世到今天的平均颅容量确实有所下降。另一些人则认为数据太混乱、有偏见或采样不良,无法证明这一点。即使在那些接受缩小的人中,对原因也没有达成共识。

可能是气候变暖。可能是农业。可能是身体缩小。可能是营养。可能是语言。可能是集体智能。可能是其中几个因素的结合。

似乎明确的是,旧的故事——更大的大脑、更聪明的人类、不可避免的进步——显然不像我们被告知的那样简单明了。

【全文结束】