摘要：鸟类和哺乳动物的大脑，在形态上差异巨大，但在功能和电路上，却惊人地相似。这不是巧合，也不是共祖的遗产，而是进化在不同路径上抵达了相似答案的又一案例。
鸟类和哺乳动物的大脑，在形态上差异巨大，但在功能和电路上，却惊人地相似。这不是巧合，也不是共祖的遗产，而是进化在不同路径上抵达了相似答案的又一案例。
2025年2月，《Science》连续发表的两篇研究，直接对数十年来神经科学领域最大的争议之一给出最具说服力的证据：鸟类与哺乳动物的高级认知能力，不是从共同祖先那里继承来的，而是分别独立演化出来的。
这意味着，脊椎动物的智能，至少进化了两次。
过去几十年，一派代表人物是Harvey Karten。他认为，尽管鸟类没有哺乳动物那种六层结构的新皮层（neocortex），但其大脑中的“背侧脑室脊（DVR）”在功能和电路上与新皮层高度对应。这一观点提出于1969年，一度统治教科书。
另一派是Luis Puelles。他从胚胎发育入手，追踪神经细胞在发育过程中的来源与归宿。他发现，鸟类DVR和哺乳类新皮层起源于胚胎时期完全不同的区域。这说明，两者不是同源结构。
两种理论长期各说各话，互不认同。Karten专注于成人脑电路相似性，Puelles关注胚胎起源差异。几十年过去，缺乏统一证据将二者整合。
直到现在。
Fernando García-Moreno、Bastienne Zaremba 等人打通了两条路径。他们使用单细胞RNA测序（single-cell RNA sequencing），同时追踪细胞类型、电路结构、发育轨迹，覆盖鸡、老鼠和壁虎三种动物。在横截面上对比脑区电路，在纵截面上观察神经元从胚胎到成体的迁移与分化。
结果明确：结构相似，但发育路径不同。
换句话说，鸟类和哺乳动物分别用不同的原料、不同的施工工艺，搭建出高度相似的神经电路。这是经典的趋同演化（convergent evolution）。
DVR与新皮层在基因调控、细胞迁移时序、起源区域上全部不同，但都最终承担了相似的认知任务：信息整合、推理、计划、学习。
Zaremba团队更进一步，绘制了迄今最详细的鸟类脑图谱。他们发现，鸟类大脑在胚胎阶段的神经元生成区域极度灵活，最终发育出的神经元类型并不受限于起始位置。这打破了长期以来“位置决定类型”的观点。
哺乳动物的神经元遵循稳定映射：皮层起源于皮层、杏仁核起源于杏仁核。而鸟类没有这么规整。这是一场惊人的前脑重组。
这意味着，智能脑的构建，在脊椎动物中并非只有一种路径。
第三项独立研究由Niklas Kempynck等人主导，使用深度学习算法分析了人类、老鼠、鸡的大脑发育相关DNA序列。他们发现，尽管DVR和新皮层不是同源结构，但它们的发育受控于部分相同的基因调控元件。这不是矛盾，而是对上述结论的补充：类似的功能电路，可以通过不同的解剖途径，在相似的基因驱动下重构出来。
抑制性神经元（inhibitory neurons）的保守性尤其引人注目。在哺乳动物和鸟类之间，某些负责调节神经活动的细胞类型跨物种保持一致。这类神经元可能是认知电路稳定运行的基本单元。
最重要的是，鸟类不是靠“低配版本”模仿哺乳动物的大脑。它们用截然不同的形态结构达到了同样的认知高度。这是对传统“形似功能优”神经解剖观念的直接打击。
研究还强调，尽管结构不同，但认知电路在系统层级的组织方式上受限于某些演化约束。Tosches指出，在脊椎动物内部，能实现高阶认知的电路结构可能仅有少数几种演化自由度。路径可以不同，终点却高度收敛。
这种“解剖多样性下的功能收敛”本质上是适应性压力和复杂任务驱动下的自然演化优化结果。认知，不是某种唯一高贵的进化奖赏，而是一种复杂世界生存策略。
类比并不稀奇：章鱼拥有完全独立于脊椎动物的智能，其大脑结构更像“分布式系统”，触手内神经元密集，自主性极高。但其问题解决能力、逃逸技巧、工具使用并不亚于乌鸦或黑猩猩。
从摄像头一样的眼睛，到独立发明飞行，再到金字塔式的结构体，趋同演化不是偶发，是生物系统中的常态。
大脑电路也一样。
不同的结构，不同的发育轨迹，不同的细胞谱系，最后都能实现类似的功能输出。这说明认知并不是从某个中心化模板复制粘贴的结果，而是环境约束下，系统性能优化驱动下的局部最优。
AI研究者对此也应当警觉。长期以来，我们构建人工智能系统，往往试图模拟人类新皮层的功能架构。但如果鸟类用完全不同的方式达成同样目标，那么AI是否也能跳出类人范式，模拟乌鸦而不是人类？
从演化角度看，智能不是线性进化结果，而是多个分支分别找到了认知电路的高适应度区域。
从神经科学角度看，智能不是由皮层层级数决定，而是由电路模式与调节机制决定。
从方法学角度看，打通发育视角与成熟结构，是破解进化谜题的关键。Puelles与Karten的结合，正是这条道路的范例。
我们不再是地球上唯一能思考的存在，也不是智能进化的唯一答案。
来源：老胡科学一点号