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尼安德特人大脑:更大,但不一定更好

尼安德特人的头骨比现代人类大,但这并不意味着他们能在国际象棋上打败我们。

作者:Bridget Alex
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尼安德特人的头骨(左)平均略大且形状与现代人类头骨(右)不同。图片来源:Weaver, Roseman & Stringer 2007 Journal of Human Evolution

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尼安德特人的大脑比现在的人类大。

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在任何关于人类进化的教科书中,你都会发现这个事实,通常还会附带颅内体积(头骨内部空间)的测量数据。平均而言,尼安德特人的颅内体积约为1410立方厘米(约6杯),而现代人类约为1350立方厘米(5.7杯)。

那么,那四分之一杯的脑容量重要吗?尼安德特人比我们更聪明吗?

虽然大脑尺寸很重要,但认知能力受多种因素影响,包括身体尺寸、神经元密度以及特定大脑区域的增大和连接方式。其中一些变量对于尼安德特人来说是未知的,因为我们只有他们的颅骨,而没有他们的大脑。但人类学家充分利用这些空心的头骨,尽可能地了解尼安德特人的思维。

智力受除绝对脑容量以外的其他因素影响。否则大象会比人类更聪明。(图片来源:Herculano-Houzel S. 2009 Frontiers in Human Neuroscience)

Herculano-Houzel S. 2009 Frontiers in Human Neuroscience

通往大脑袋的两条路径

尼安德特人的智力问题自1856年首次发现被归类为“尼安德特人”的化石以来,一直困扰着科学家们。从一开始,他们就声名狼藉。在早期对头骨的研究“尼安德特人遗骸”中,地质学家威廉·金推测尼安德特人的“思想和欲望……从未超越野兽。”这种观点至今仍存在,从GEICO广告牛津英语词典

但这种刻板印象有依据吗?毕竟,尼安德特人是我们的进化表亲,与我们共享约99.8%的基因代码,包括对大脑扩张语言很重要的基因。他们在生物学和行为上足够相似,以至于智人与尼安德特人在4万到10万年前的几个时期和地点进行了杂交。

自50多万年前与共同祖先分道扬镳以来,尼安德特人和现代人类进化出了独特的解剖结构(图片来源:大英百科全书/UIG via Getty Image)

大英百科全书/UIG via Getty Image

与此同时,尼安德特人也有足够的独特性,被归类为一个独立的物种。在大约52万到63万年前,尼安德特人和智人的共同祖先分道扬镳,走上了不同的进化道路。散布到欧洲的群体最终进化成了尼安德特人,而非洲的群体则进化成了智人或现代人类。在这一分离时期,这两个群体进化出了独特的解剖结构。现代人类相对高挑瘦长。尼安德特人变得矮壮,根据股骨和骨盆大小的估计,男性平均身高约5英尺4英寸,体重170磅;女性平均身高5英尺1英寸,体重145磅。

自共同祖先以来,这两个谱系的脑容量都有所增加,但方式不同。为了适应更大的大脑,尼安德特人的颅骨像橄榄球一样纵向扩张,而现代人类的头骨则变得更圆,像足球一样。到15万年前,这两个物种的成员的大脑都超过了1400立方厘米——大约是黑猩猩(我们现存最近的亲戚)的三倍大。

这个头骨能容纳多少

为了测量化石大脑的体积,人类学家传统上会用珠子或种子填充头骨,然后将内容物倒入量筒(一个精确的量杯)中。他们还会将头骨模型浸入水中,测量排出的水量。如今,CT(计算机断层扫描)方法提供了更准确(且更整洁)的测量结果,但教科书和其他参考资料中的大部分数据都是用老方法收集的。

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根据这些数值,我们可以自信地说,来自同一时期的化石尼安德特人和现代人类拥有相似的脑容量。23个尼安德特人头骨,年代介于4万至13万年前,颅内体积介于1172至1740立方厘米之间。60个石器时代智人样本的范围从1090至1775立方厘米。

从23个尼安德特人和60个现代人类化石中测量的颅内体积(图片来源:Alex & Monfared,数据来自Holloway et al. 2004)

Alex & Monfared,数据来自 Holloway et al. 2004

对于现代人类,根据1980年代汇编的122个全球人口的测量数据,平均成人脑容量为1,349立方厘米。排除小头症等极端情况,人类的脑容量范围为900至2,100立方厘米。这意味着尼安德特人的平均脑容量约为1410立方厘米,高于当今人类的平均值。但我们测量过的所有尼安德特人的脑容量都舒适地落在现今人类的范围之内。

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身体大小与大脑形状

所以我们知道尼安德特人的大脑大小相似,甚至更大。但是他们的大脑可能组织或比例不同,导致重要的认知差异。因为尼安德特人拥有更庞大的身体,他们可能需要更多的脑容量来维持基本的躯体功能——留给其他功能的脑容量就更少。

一些科学家还认为,尼安德特人拥有相对更好的视力。在2013年的一项研究中,研究人员根据眼眶(头骨中眼睛的孔洞)的大小估计了视觉皮层体积。尼安德特人有更大的眼眶,暗示着更大的视觉皮层和更好的视力,这可能是对高纬度地区光线较少的适应(尽管眼眶大小是否是人类视觉皮层体积的可靠指标仍有争议)。

根据头骨的CT扫描,尼安德特人的大脑被数字重建,显示出特定区域。(图片来源:Kochiyama et al. 2018 Scientific Reports)

Kochiyama et al. 2018 Scientific Reports

智人是如何利用我们额外的大脑空间的呢?一些研究人员认为现代人类拥有更大的小脑,这使我们更擅长信息处理。另一些人则认为我们优先发展了嗅觉:根据2011年《自然通讯》上的一项研究,该研究比较了头骨的内底,现代人类的大脑拥有相对较大的嗅觉区域。作者提出,敏锐的嗅觉对于潜意识识别安全食物或检测社会信息(例如谁是亲属、生气或合适的伴侣)会很有益。

我知道你在想,“我宁愿要视力也不要嗅觉。”我也是这么想的。这里重要的是:我们不知道这种差异是否在现代人类的成功和尼安德特人的灭绝中发挥了任何作用。但识别出大脑、身体或文化上的任何此类差异,为我们理解是什么让我们的物种获得了进化优势提供了一个起点。

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