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社交合作讓智慧演進

一般人腦約1.3公斤,有一千億個神經元在裡頭,每次呼吸有五分之一的氧氣由它吸收,比起身體大小類似的動物,人類的大腦的大上許多。根據一個新的電腦模擬資料,人類和相近靈長類動物的腦這麼「大」,是因為我們已經進化成社交性的生物;如果沒有這些社交,我們的腦會比現在的「小」很多。

這個想法源自所謂的「社交力(Social Intelligent)」假說--我們需要許多複雜的計算機在腦袋裡頭不斷推算著人與人之間的關係──誰是朋友,誰是敵人,誰在我心中有較高的社交地位。已經有一些研究指出腦較大的靈長類動物傾向是較大社群的一員,同樣的理論也適用於海豚身上;但這些研究只做了腦大小與群體大小的相關,沒有討論到其演化的過程。

不過要談演化,我們也無法活個百萬年來驗證,於是愛爾蘭的都柏林三一學院博士生Luke McNally用電腦進行演化模擬。電腦從五十個各僅有三到六個神經元的大腦開始模擬,重複讓每個大腦彼此進行兩個會遇上社交困境(social dilemmas)必須進行選擇(decision-making)的遊戲:囚徒困境(prisoner’s dilemma)和雪堆(snowdrift game)。

在囚徒困境遊戲中,兩人會被分別由警方質問,如果兩人都保持緘默,那就會被無罪開釋;如果其中一人出賣對方,那對方就會身陷牢獄之苦,而他則得以獲釋;但如果兩人彼此出賣,則可同時得以緩刑。如果這是個單回合的遊戲,又被分開無法溝通的情況下,那出賣對方似乎是可以獲得最大利益的選擇;但經過反覆的遊戲,玩家開始發現如果保持緘默(兩人都彼此合作)才能夠達到最大利益(都被無罪開釋)。在雪堆遊戲,兩個司機開車時遇上暴風雪,因雪堆而無法前行,兩人都可以選擇待在車裡享受暖氣或是出去開始剷雪,以個人最大利益而言,就是坐在車裡看對方鏟雪,但其實兩人合作鏟雪也不賴,所以這兩個遊戲長遠看來「合作」都是最佳選擇。

遊戲之後,電腦模擬的大腦開始進行無性生殖,程式設計讓遊戲中表現較佳的模擬大腦較有延續後代的可能,而這些後代的大腦會經歷隨機突變,大腦結構、神經元數量,或神經元之間的連結強度都可能因此改變。這個模擬共在兩個遊戲中跑了十次,每次產生五萬次後代。

研究者觀察模擬的結果,計算大腦與大腦間的合作情況,以及大腦內神經元數作為判定智慧的指標。McNally說:「當轉化成一個更合作的社會,結果會得到更多為了「大」大腦而出現的天擇結果。」當合作增加時,較大的大腦表現更佳;這些較大的大腦較易被繁衍,也因此有更多的較大大腦彼此合作,「當合作增加,也就有更多為了智慧而作的天擇結果,這是一個同時發生的過程。」很明顯的,這些模擬比起我們的大腦簡易許多,而這些模擬大腦的選擇只有合作或者不合作,所以這樣的模擬結果表示:單單是合作就可以讓腦演化變得更複雜(有智慧)!

當然這些模擬比起真實人生差得遠,也不見得適用於各種動物,像新喀鴉(New Caledonian crows)這種不靠合作的鳥類在處理一些很難取得的食物也有很高的智慧,所以也許「需求」對智慧的演進也有很大的影響。

資料來源:『ScienceNOW』:『Teamwork Builds Big Brains』[10 April 2012]

References:

Cooperation and the evolution of intelligence

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