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別再相信腦愈大愈聰明

小時候,我們常聽見那句嘲笑別人的俗語:「頭大無腦」,背後其實暗指:如果你腦袋很大,我預期你會更聰明,原來你頭大卻很笨,真可笑啊﹗不過表面看來,這俗語似乎有些道理,腦袋的容量、尺寸愈大,不是意味可運用的腦細胞愈多,效果愈好嗎?許多科幻小說家不也是描繪外星人有顆碩大的腦袋嗎?難道動物之間也不是「腦大者勝」嗎?對於科學家而言,研究大腦尺寸跟意識和智力的關係,可謂煞費苦心,一切從人類嬰兒的大腦說起。

人類腦袋說大不大

來源:維基百科

影集The Big Bang Theory 中超級聰明的Dr. Sheldon Cooper 來源:維基百科

的確,人類大腦相比體型接近的哺乳類動物大上數倍,假如細心留意人類初出生的嬰兒,他們比其他黑猩猩嬰孩都要「肥嘟嘟」,脂肪的比例竟佔身體20%之多。學者相信其中一個原因,是人類擁有相對巨大的腦袋,光是大腦所消耗的能量,已佔身體所有器官的四分之一,遠古人類祖先所能供應食物未足以應付需要,最終演化出消耗預先積存的脂肪來取得平衡。[1]

不過,若以腦袋最大的生物來說,抹香鯨(Physeter macrocephalus)才是霸者,大於人腦五倍以上,卻不表示抹香鯨最聰明,當然,這必須連同大腦與身體重量的比例計算,一旦將腦袋套進全身體重加以比較,便會發現,這些大鯨魚的大腦只有體重的0.1%,而人類大腦則佔身體重量的2%,然而再比較下去,人類又及不上囊鼠,因為牠們的腦袋佔體重的10%;所以,糾纏在大腦與身體重量比例,根本看不出人類有何優勝之處。

其實,只要將尼安德塔人(Homo neanderthalensis)跟我們這種現代智人(Homo sapiens)比較,答案便立即鮮明起來。尼安德塔人大腦容量約莫是1520cc,而現代智人平均只有1340cc,假如僅僅從腦容量或尺寸來看,我們豈不是比他們更笨?放眼演化史,盡管尼安德塔人基本生存模式跟我們接近,不但會製造矛等工具,甚至懂得以藝術品來安葬死者,但可以肯定的是,尼安德塔人的社會文化遠不如我們發達。如此說來,腦袋大小顯然未足以解釋智力高低,演化學者德溫特(de Winter)與奧克斯納德(Oxnard)比較了三百六十三個物種的大腦比例,最終發現決定腦部大小的關鍵,主要在於生物因應環境需要具備那些生存能力。[2] 換句話說,面對複雜的生存環境,經常要運用四肢搏鬥、攻擊、逃跑;以及敏銳的視覺、嗅覺識別食物和防衛等等,隨生存所需要的「技倆、能力」愈多樣化,大腦尺寸便隨之增加,故此,從演化來看,腦袋愈大並不表示智力愈高。此外,科學家亦留意到,人類數千年來發展出相對複雜的社會文化,大腦倒過來出現輕微縮小的現象,更加印證了德溫特等學者的看法。

天才大腦與前額葉

來源:維基百科

愛因斯坦。來源:維基百科

不得不提的是,當1955年天才物理學家愛因斯坦以76之齡逝世後,科學家發現他的大腦竟然比男性的平均水平「更小」,只是他局部的前額葉皮質、體感皮質、運動皮質、頂葉皮質和枕葉等皮質,比同齡男人稍大。這些異於常人的皮質足以令人相信,愛因斯坦理解空間和數學的出眾能力不無關係。更料想不及的發現,是愛因斯坦大腦有四個部位的膠細胞(glia)數量高得非比尋常[3] ;與此同時,科學家再比較其他動物的膠細胞數量,發現海豚大腦的膠細胞數量,跟牠們較高智商、記憶及社會化生活有重要關係。

既然如此,意識與智力的謎團顯得更加懸疑,事實上,除了膠細胞外,學者認為問題的關鍵在於大腦皮質的結構與連結,並非整體腦部尺寸的大小。人類獨特之處,是擁有比其他哺乳類動物更大的「新皮質」(neo-cortex),正如人類學家鄧巴(Robin Dunbar)在社交心智方面的研究,他發現動物大腦的新皮質的體積容量和處理社會、團體的大小和複雜程度有相應關聯,他能夠以新皮質的比例預測一個物種社群的大小,人類複雜的社交能力大約在兩百萬年開始迅速增長。鄧巴整理各類研究後,推斷一個人對於社會團體所能處理的平均人數約為150人[4] ;假如我們欲處理近600人的事情,便需要再提升近二十倍的智力才能應付﹗足見,人類社會多變的生存模式,變相「局部地」改變了新皮質的結構,有助人類智力進一步突破。

未止於此,人類前額葉皮質所佔的比例更是所有靈長類動物之冠,我們知道,前額葉皮質對決策、規劃、短期記憶以及抽象思考有著關鍵影響。學者普尤斯(Preuss)發現人類的前額葉多了一層稱作「內顆粒層IV」的神經元,此小小的部分比其他額葉皮質都有所不同,足以高度影響人類的個性、言語、記憶和社交行為。

腦區貴精不貴「大」

可見,人類特定皮質相對發達可算解答了問題的核心。加州大學爾灣分校史崔特教授(Georg F. Striedter)亦解釋,演化並沒有使人腦向無窮增大的方向發展,卻採取了集中增加「某些」腦區連結的方式,成功提升意識能力和效率。[5] 情況就如大腦各部分作出專業分工,透過新皮質細胞更緊密的連繫達到更佳效果,更有助省去不必要的能量消耗,相比純粹演化出一個巨大的腦袋,更加乾脆利落。

曾有項測試俄羅斯方塊玩家大腦燃燒能量的實驗,研究員發現當玩家仍處於「菜鳥」(低水平)階段時,大腦需要燃燒極多能量以應付遊戲操作;然而經過約莫一至兩星期的訓練,玩家變成高手時,大腦掃描顯示他們所消耗的能量遠比之前減少。實驗正反映出腦區專業分工的優勢,玩家不斷練習,相當於不斷刺激應付遊戲所需的特定腦區,強化神經細胞連結,玩出更優秀的成績。[6]

由此可見,雖然腦袋不能太小,但絕非腦袋愈大愈腦明,而且純粹比較整體大腦尺寸,無助了解意識和智力的秘密;人類特定大腦皮質的增大、專門化分工,才是我們智力突破的關鍵。藉著上述研究的啟示,按不同階段就某方面的能力密集訓練,看來比起東碰一點,西碰一下的分散學習,對我們的大腦連結有著更強的效益。

參考資料

  1. 松澤哲郎(Tetsuro MATSUZAWA)著:《想像的力量:心智、語言、情感,解開「人」的秘密》(想像するちから: チンパンジーが教えてくれた人間の心),臺北市,經濟新潮社出版,2013年,p.100 – 102。
  2. Willem de Winter & Charles E. Oxnard: Evolutionary radiations and convergences in the structural organization of mammalian brains, Nature. 2001 Feb 8;409(6821):710-4.
  3. What’s So Special About Einstein’s Brain? Eureka [May 07, 2012]
  4. R.I.M Dunbar, “Neocortex size as a constraint on group size in primates," Journal of Human Evolution (1992), vol. 20, pp. 469-493.
  5. Georg F. Striedter. Pre´ cis of Principles of Brain Evolution, Behav Brain Sci. 2006 Feb;29(1):1-12; discussion 12-36.
  6. 大衛.伊葛門(David Eagleman)著:《躲在我腦中的陌生人:誰在幫我們選擇、決策?誰操縱我們愛戀、生氣,甚至掀狂?》(Incognito: The Secret Lives of the Brain),漫遊者文化事業股份有限公司,2013年,p.101- p.103。

關於作者

王陽翎(于非)

《經濟日報》特約作者、《謎米香港》節目主持人; 鍾情心理學、神經科學,不失人文藝術濃情,無懼世道喧囂煩雜,走自己的路。