科学家关于人脑的最新研究,揭示真理与谬论

牙牙学语的时候,我们就知道:人有两个宝,双手和大脑。大脑由左右两个大脑半球组成,左脑和右脑负责不同的任务,右脑半球控制左半身的活动,左脑半球则控制右半身的活动,因此,如果右脑半球受损,左半身便无法正常的活动。这种功能的侧化和相关的大脑不对称在人类身上有很好的记录,但在我们现存的近亲类人猿身上,关于大脑不对称的了解却很少。

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大脑3D绘图

利用内切图(大脑在头盖骨上的印记),科学家们现在对长期以来认为人类大脑不对称的模式是独一无二的观点提出了挑战。他们在黑猩猩、大猩猩和猩猩身上发现了同样的不对称模式。然而,在这一模式中,人类是最易变的。这表明,人类独特的认知能力,如语言,可能是通过适应一种祖先的不对称模式而进化出来的。

我们的左右脑专门负责某些认知能力。例如,在人类中,语言主要是在左半球处理的,而右手是由左半球的运动皮层控制的。大脑形态的不对称性反映了功能的偏侧化。左脑和右脑在大脑解剖学、神经细胞分布、连接和神经化学上有细微差别。大脑外部形状的不对称性甚至可以在细胞内观察到。大多数人都有一个更突出的左枕叶(位于大脑后部)和一个更突出的右额叶的组合。

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神经元在大脑深度的场效应

大脑不对称通常被认为是人类大脑功能和认知的关键,因为它反映了功能的侧化。然而,对灵长类动物的比较研究很少,而且还不知道大脑不对称的哪些方面是人类独有的。根据先前的数据,科学家们认为大脑不对称的许多方面是最近才出现的,是在人类谱系与现存的近亲黑猩猩谱系分离之后。

马克斯·普朗克进化人类学研究所和维也纳大学的研究人员在一篇新论文中测量了人类和类人猿的内切细胞的大小和形状不对称的模式。“大型猿类的大脑很少用于研究,但我们已经开发出从头骨中提取大脑不对称数据的方法,这更容易获得。”这使我们的研究成为可能。

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人类的大脑头骨医用X射线成像

研究小组发现,人类和大多数类人猿的不对称程度大致相同。平均而言,只有黑猩猩的不对称程度比人类、大猩猩和猩猩要低。他们也研究不对称的模式,不仅可以证明人类,而且黑猩猩、大猩猩和红毛猩猩之前显示不对称模式描述为典型的人类:左枕叶,右侧额叶、右颞极、右侧小脑叶更多突出的相对侧部分。

“更让我们惊讶的是,”该研究的合著者Philipp Mitteroecker说,“人类在这种不对称中最不一致的地方是,在最常见的模式周围存在着大量的个体差异。”作者认为这是大脑功能和发育模块化增强的表现。例如,人类枕叶和小脑的差异投射的相关性比类人猿要小。这个发现很有趣,因为人类的小脑经历了戏剧性的进化变化,因此它的不对称性似乎也受到了影响。

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研究人员发现了一种共同的不对称模式,但人类的可变性更大,这对解释人类大脑的进化很有吸引力。在没有其他考古数据的情况下,我们的一个祖先化石的内部结构显示出这种不对称性,不能再被解释为人类特有的大脑功能偏侧化的证据。该研究的合著者Philipp Gunz解释说:“这种共享的大脑不对称模式在人类谱系起源之前就已经进化了。人类似乎已经建立了这种形态模式来建立与典型人类行为相关的大脑功能侧化。”


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