摘要:人类大脑的进化经历了从节肢动物奇虾(约5.4亿年前)到现代智人(10万年前)的漫长过程,包括早期进化阶段、灵长类动物的演变、显著变化(如脑容量增加、新皮层扩展)以及现代脑的特征(如语言中枢的演化)。
人类大脑的进化经历了从节肢动物奇虾(约5.4亿年前)到现代智人(10万年前)的漫长过程,包括早期进化阶段、灵长类动物的演变、显著变化(如脑容量增加、新皮层扩展)以及现代脑的特征(如语言中枢的演化)。
1. 早期进化阶段:
● 大约5.4亿年前,节肢动物奇虾可能是最早拥有大脑的生物之一。
奇虾
● 5.3亿年前,脊椎动物海口鱼出现,标志着大脑雏形的诞生。
● 4.4亿年前,甲胄鱼的大脑在进化中逐渐发展。
● 4亿年前,生物进化出10对脑神经,提升了感官能力。
● 3.8亿年前,肉鳍鱼成功上岸,大脑演化出植物性神经和原脑皮。
● 2亿年前,吴氏巨颅兽的大脑出现新皮层,神经系统快速发展。
2. 灵长类动物的进化:
● 6500万年前,恐龙灭绝后,灵长类动物普尔加托里猴出现,其大脑新皮层的光滑度接近老鼠。
● 从南方古猿开始的约400万年间,人类脑容量逐步提升。
● 南方古猿的脑容量在440 - 530毫升之间,约为现代人脑容量的35%。
3. 人类大脑的显著变化:
● 在过去200万年间,人类大脑体积增加了约三倍。
● 过去80万至20万年间,新皮质区域显著增长。
● 大脑仅占人体体重的2%,但消耗身体总能量的25%。
● 人类从树上来到草原后,生存环境变化促使大脑加快进化。
● 直立行走和长途猎杀能力的发展为大脑提供了更多养分。
● 解放的双手产生大量信息,刺激脑容量增加。
4. 现代脑的特征:
● 新皮层的爆发式进化始于200万年前。
● 新皮层体积占大脑比例从黑猩猩的30%跃升至人类的80%。
● 前额叶皮层的扩展是现代脑的核心标志。
● 语言中枢的演化是重要里程碑,10万年前智人演化中定型。
5. 大脑发育的生物学基础:
● 人类大脑皮质中有160亿个神经元,是智力的物质基础。
● 神经干细胞自我更新能力增强,神经发生时间延长。
● 调控大脑皮质发育的核心信号通路包括ERK、PKA、YAP和SHH。
人类大脑的进化是对环境变化的适应过程,尽管带来许多好处,但也面临生物学和生理学上的限制。未来大脑的进化方向仍需更多研究探索。
来源:茶余论史