脑袋越大越聪明？那可不一定

人类祖先能在与无数凶猛动物的竞争中存活下来，很多时候都要感谢发达的大脑。大脑是否发达也成了判断智力水平高低的标准，也有人用“大脑只有杏仁大小”这样恶毒的笑话来嘲弄反应慢半拍的人。脑容量越大，神经元越多，智力水平就越高，看起来似乎没有毛病。但在在生活中，很容易发现人们脑袋的大小有时相差挺大，但智力方面却几乎没有差别，这是为什么呢？到底脑袋大有没有好处？为什么人们脑袋的大小会不一样？

图片来源：电影《大头儿子小头爸爸》

而最近，美国国立精神卫生研究所（NIMH）Armin Raznahan博士等人对这些问题进行了研究。他们通过分析大脑扫描数据，认为大脑的尺寸差异与大脑形状和组织结构有关。体积相对较大的大脑，与思考有关的区域（额顶叶皮层网络和相关皮层下区域）面积增加要大于与情绪、感觉和运动有关的区域。这些区域的扩展同时伴随着更多的神经元连接和更高的能量消耗。该工作发表在Science 上。

视频来源：NIHM

Armin Raznahan等人通过研究3000多人的大脑扫描图像数据，总结了人类大脑的尺寸差异与组织结构变化的关系。发现大脑尺寸越大，大脑皮层区域的扩张就越厉害，这些区域具有整合低级系统信息的能力。也就是说大脑所有区域的生长机会并不平等，较高级的区域（如思维区域）的发育要优先于低级区域（如情绪、感觉和运动区域），这一模式其实也贯穿于大脑进化和发展的过程中。“就像将一所小房子扩展成一个高楼大厦一样，大型灵长类动物的大脑也需要按不同的比例来扩大不同的部分，”Armin Raznahan解释说。^[1]

大脑扫描图像数据中皮层区域变化和大脑尺寸的非线性关系。图片来源：Science

但是研究者也发现大脑中扩张的区域会消耗更多的资源，就像Armin Raznahan解释的，“大脑中扩张区域的生长需要耗费生物学资源，而扩张的区域相较于常规生长的区域要更‘贪婪’，它们需要更多的血流来供氧，而且其中有关新陈代谢的基因表达程度也较高。这代价不小，大自然不会做‘亏本生意’。”现实中大脑也并不是越大就越好。

皮层区域扩张程度与基因表达和新陈代新之间的关系。图片来源：Science

对于一些精神疾病，患者大脑的尺寸与一些基因的表达有关，绘制出大脑皮层图有助于了解疾病的发病机理。这项研究成果也可以为研究神经系统发育的疾病提供线索。研究者还发现大脑与小脑之间存在着一致的组织结构变化。

读过这篇文章，让笔者不仅浮想联翩，凭借研究人们脑袋大小为什么不一样都能做出来这么大的工作，越是这种平常的问题越容易被忽略。想起来在《诺贝尔奖并非是梦》中看到的前苏联科学家伊凡•彼德罗维奇•巴甫洛夫提出条件反射的经过：巴甫洛夫当时用狗来研究神经对心脏功能的调节作用，每天喂狗，看着狗一边流口水，一边咀嚼食物。有一次因为别的事去狗舍，他发现狗一看到他便摇头摆尾，嘴里流口水，似乎在催他快点喂食。巴甫洛夫对没有喂食物也产生唾液的现象觉得很奇怪，并进行了长期的研究，最终提出条件反射理论。作为一个科研工作者，身边的一些现象如果真能彻底解释清楚还是挺有趣的，不要认为一些现象就是理所当然的。溜了溜了，赶紧看看实验室里自己的实验是不是有什么被自己忽略的重大发现！！！

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Normative brain size variation and brain shape diversity in humans

Science, 2018, DOI: 10.1126/science.aar2578

参考资料

1.https://www.nimh.nih.gov/news/science-news/2018/bigger-human-brain-prioritizes-thinking-hub-at-a-cost.shtml

（本文由Sunshine供稿）