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大脑研究大脑

探索数百万年来人类大脑大小的演变如何塑造了我们的认知能力和社会复杂性。

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越大越好吗?

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科学家对人脑的了解比身体其他任何部位都少,但最近的研究为三个棘手的问题提供了答案。

在过去的 600 万年里,人类大脑为何增大了两倍? 华盛顿大学西雅图分校神经生物学家 William Calvin 认为,这都与投掷石块有关。为了击中目标,大脑必须协调肌肉运动、视觉图像和石块重量等变量。他说,只有大脑体积的增加才能使投掷——尤其是在长距离投掷——变得准确。他认为,这种神经回路能够处理其他复杂事务:跟踪社会关系、为未来做计划以及发展语言。

那么,为何大脑在 30,000 年前开始缩小? 圣达菲社区学院的古人类学家 Anne Weaver 认为,较小的​​大脑比早期智人携带的笨重​​大脑更有效率。通过比较现代和古代的头骨,她发现小脑(大脑的“交换台”)在整体大脑缩小的情况下反而增大了。她认为,巨大的小脑使人们能够更快地处理和分类信息。“一旦人口密度达到一定水平,人们就需要应对海量的社会信息,”她说。“你必须跟踪谁是谁,谁的地盘是哪个,谁和谁有亲属关系,以及你有哪些社会义务。”

大脑还能再次变大吗? 小鼠胚胎的实验表明可以。麻省理工学院神经生物学家 Elly Nedivi 发现了一种蛋白质,它可以阻止未使用的脑细胞触发导致其死亡的化学级联反应,从而防止大脑被死胡同电路所充斥。在她的实验中,用蛋白质 CPG15 处理的小鼠胚胎没有杀死未使用的细胞,其大脑比正常大脑大 20%。Nedivi 认为,这种蛋白质为人类脑细胞提供了更多时间来形成连接并避免死亡。未来,CPG15 治疗可能会限制脑震荡或阿尔茨海默氏病等疾病造成的脑损伤。——Zach Zorich

信息处理

外科医生、空中交通管制员、女服务员和公交车司机——或者任何从事高压工作的人——都会接收到需要立即处理的持续信息流。但有多少是太多的呢?澳大利亚的认知科学家得出结论,人类在任何给定时刻只能同时处理四“块”信息。超过这个数量,他们就会感到困惑。他们的下一步行动将不再比抛硬币更合理。

昆士兰大学的 Graeme Halford 和他的团队向学生和学者展示了关于蛋糕、汽车或服装的条形图,并向他们提问。在其中一个例子中,一张图表显示人们通常喜欢巧克力蛋糕而不是胡萝卜蛋糕,但当引入糖霜、冷冻或低脂蛋糕等变量时,他们喜欢的程度会发生变化。在处理四块信息时,受试者始终能够正确回答问题。当有五个或更多变量时,他们则不能。

Halford 说,这个实验的创新之处在于,图表呈现的方式使得受试者无法整合数据——这在心理学上被称为“分块”。理解人类认知的这些局限性可以提高效率——并挽救生命。Halford 希望他的发现能有助于高压工作环境的设计。“我认为在现代世界,大多数工作都相当复杂,”他说,“而且没有人知道如何应对这种复杂性。”——Susan Kruglinski

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