元旦特輯（一）| 給上進青年的用腦指南，聽這位北大碩導說如何「更新大腦」

近期知乎的小夥伴，邀請了北京大學前沿交叉學科研究院的葛鑒橋老師，在知乎上開了一門私家課，課程的名字叫「更新吧，大腦！給上進青年的用腦指南」。

在小講中，葛老師會從「人腦的特性」、「智能的代價」、「社會腦假說」三個層面進行解析，來看看人腦和其他生物大腦的區別。

在這裡給大家簡單劇透一下~

1

人腦的特性

我們將人類的大腦與其他動物相比，人腦最大的不同是什麼呢？

第一直覺反應是「人腦比較大」。但是仔細一想，這個特點是站不住腳的，因為地球上有很多體型體重都比我們大得多的哺乳類動物。比如大象、鯨魚，它們那麼龐大的身軀，難不成大腦只有葡萄乾那麼小嗎？顯然是不可能的。

根據統計，人腦平均品質約為 1.3 公斤，不到 3 斤。非洲象的大腦有 4.2 公斤，鯨魚的大腦也可以達到 9 公斤，它們的腦比人腦更重更大。但從這些指標來看，不太容易看出人腦有什麼特性。如果把哺乳類動物的大腦都擺在面前，用肉眼就可以發現，這些大腦之間有著特別明顯的差別。

從外觀上來看，動物的腦皮層是比較光滑的；但到了人類以後，大腦的表面看起來就非常崎嶇，充滿了腦皮層的褶皺。

事實上，有研究者比較過不同動物之間腦皮層裡的神經元數量，結果發現，人類的腦皮層擁有最多的神經元，將近 1000 億個左右。非洲象的大腦品質比我們大許多，但它腦皮層裡的神經元和我們人類差不多，也是 1000 億個左右。

我們將大腦皮層想像成一張巨大的白紙。當大腦皮層裡的神經元數量暴增，但頭顱的容積並沒有暴增的時候，怎樣才能將這張巨大的白紙，塞進有限的空間裡呢？當然是揉成一團了。基本上，人類和許多動物大腦皮層的褶皺，就是起到了這樣的作用。褶皺，使得有限空間內的表層面積增加了，可以容納的神經元數量也就增多了。

2

智能的代價

在 2007 年，美國的兩個科學家就提出了一個關於皮層和智能之間關係的理論，叫做「頂葉-額葉整合理論」。

這個理論認為，人類的智能，和大腦皮層幾個腦葉中的一些重點區域，所組成的腦灰質和腦白質網路，有著密切關係。

到了 2012 年，有一個研究團隊進一步在 《當代生物學》，也就是《 Current Biology 》這個期刊雜誌上，發表了一個大規模的腦研究。這個研究，是專門來看一個人大腦皮層的褶皺程度，和他的認知能力之間，到底有沒有關聯？他們通過掃描了 440 個健康的成年人、 662 名健康兒童的大腦影像，給每個人都做了一系列認知能力測試。通過分析計算大腦各個區域的褶皺程度，將這個褶皺程度和認知能力做關聯。結果發現，在之前那個「頂葉-額葉整合理論」裡提到的腦區，褶皺程度越高，認知能力越強。

為什麼大腦褶皺對人類的智能這麼重要呢？

其根源並不在皮層褶皺本身，而是在於它背後所代表的東西。在 2005 年，有兩位德國科學家發表了一篇研究論文，叫做《腦與智能的演化》。比較了好幾種動物的大腦和它們的智能，包括人類，然後提出，我們人類的智能可能和我們比較強大的 IPC 能力有關。什麼是 IPC 能力呢？就是 information processing capacity，意思是資訊加工的能力，簡稱 IPC。

他們認為，人類和其他大多數哺乳類動物相比，腦皮層的表面積增加了，神經元的數量變多；在表面積增加的同時，皮層厚度也增加了，這導致皮層裡的神經元密度增加，神經元和神經元之間的距離減小了。而人腦的神經元彼此之間距離更近，傳遞資訊的速度也就更快了。

3

社會腦假說

在 1988 年，英國利物浦大學的教授 Robin Dunbar 就發表了一篇論文，提出了一個理論，叫「社會腦假說」。他認為，包括人類在內的靈長類動物，之所以擁有新皮層相對比較發達的大腦，是為了儘可能適應我們在社交方面的認知需求。所謂社交需求，包括了我們所有的社會行為、語言、人與人之間的合作、形成社會族群等等。

Dunbar 進一步認為，我們的大腦既然是為了適應這種社交需求，它就會有一個最佳工作範圍。他認為我們的大腦能夠比較好的 hold 住的人際關係，最多也就是差不多 150 個人左右。

4

總結

學習腦科學很有趣的一點就是，當你去看不同生物的大腦和它們的智能時，越看你越發現，大腦是多麼的神奇！這個大千世界以及各種各樣的生物，又是多麼奇特和奇妙呀！

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