互动科普

人脑为何会变大？

将现代人与人类一种叫做南方古猿的原始人进行比较，可以发现，人类体重平均每100万年增加了26%，而脑的重量却增加了43%。

关于人脑变大的原因曾经提出过各种不同的观点。有一种观点特别注意到人类头部左右两侧将颅骨和下颌骨连接在一起的那些成对的肌肉群（咀嚼肌）变小了。

咀嚼肌把颅骨和下颌骨紧紧地连接在一起。因此，咀嚼肌变小，颅骨得以解脱压迫，才有了生长变大的余地。据认为，大约是在240万年前发生的基因突变导致了这种变化。

图1. 有一种观点认为，咀嚼食物的肌肉变小，增大了容纳脑的空间

左图绘出的是生活在大约300万年前的一种叫做南方古猿阿法种的早期人类。同它相比，现在人类（智人）的咀嚼肌（右图）相对较小。有一种观点认为，这有利于增大容纳脑的空间。人类在学会用火、习惯了吃熟食以后，同以前相比，咀嚼力减小了也无妨。

人脑不仅变大，表面积增加更多。

我们平常所说的脑其实是由“大脑”、“小脑”和“间脑”等几个部分组成的。这其中，以大脑最为发达。

大脑包括由大量神经细胞（神经元）聚集起来所构成的一张表层（大脑皮质）和在这张表层内将神经元彼此连接起来的脑白质。在人的大脑的表面布满了许多皱褶，它们是一大张表层被挤压在头骨内侧有限空间的结果。

在从原始的灵长类动物进化为智人的过程中，大脑体积增加了很多。这时，大脑皮质也随之变厚，而大脑皮质的表面积增加得更加明显。事实上，说大脑发达，主要就是指大脑皮质表面积增大。

在大脑皮质增大的同时，神经元之间的连接也变得越来越复杂。因此，同其他动物相比，人的大脑的脑白质也特别发达。

图2. 大脑皮质是一大张“表皮层”

在从原始的灵长类动物进化为智人的过程中，大脑皮质的表面积明显增大。自左到右分别是婴猴、黑猩猩与智人的大脑与皮层面积。

比较猿类和人类的大脑，很容易看出人类大脑有几个特别发达的区域。这些区域很可能同人类所特有的脑功能有关。世界上的脑神经科学家正在积极研究不同的脑区和特定的脑功能之间的联系。

在本文中将要介绍人类大脑中4个受到研究者特别关注的脑区。第一个脑区是①顶下小叶（布洛德曼39和40区）。人的顶下小叶要比黑猩猩等类人猿大几倍。这个区域同脑的处理抽象概念的能力有关。

另一个重要脑区其实包括了位于大脑左半球的两个区域，②布若卡氏区（布洛德曼44和45区）和韦尼克区（布洛德曼22区）。这是人脑特有的脑区，同语言能力有关。其他动物要么没有这个脑区，要么很不发达。

人脑还有一个特别发达的脑区，即额叶区。尤其是紧靠额头后的③额叶前端（布洛德曼10区），处于负责注意力、控制情绪等功能的前额叶中，与处理复杂问题有着密切关系。

第四个引人注目的脑区是④带状前回（布洛德曼32区）。这里集中了许多人类所特有的巨型神经细胞。

（本文发表于《科学世界》2011年第5期）