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《最强大脑:为什么人类比其他物种更聪明》

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最强大脑:为什么人类比其他物种更聪明封面
书    名
最强大脑:为什么人类比其他物种更聪明
作    者
【巴西】苏珊娜?埃尔库拉诺-乌泽尔 著;缪文 译
译    者
 
页    数
 
ISBN
 
出版社
中信出版社
出版日期
2016-10-31
字    数
 
标    签
最强大脑:为什么人类比其他物种更聪明

目录

  1. 1前言
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内容简介

人类的大脑是一个谜——它的重量只有体重的2%,可它工作时消耗的能量却占身体每天所需能量的25%。这些能量都去哪儿了?我们的大脑和老鼠、鲸鱼、大猩猩的大脑相比,最特别的地方在哪里? 为了回答这些问题,作者苏珊娜•埃尔库拉诺-乌泽尔提出了一种崭新的研究方法:比较不同物种的大脑神经元数量。通过大量细致的研究,苏珊娜得出结论:人脑之所以耗能巨大,是因为其大脑中与认知能力密切相关的神经元数量远大于其他物种。 为什么只有人类拥有巨大的神经元数量?由于神经元数量越多,大脑的重量越大,对应的身体重量也越大,苏珊娜大胆推测:在进化过程中,可用卡路里量的有限性强迫大型类人猿在身体重量和脑子重量之间做出选择。人类因为掌握了烹饪技术而使在短时间内摄入大量卡路里以支持大脑运转成为可能。其他物种则不得不牺牲神经元数量,将摄入的卡路里用于维持身体运转。 那么,烹饪是否是对人类进化起决定性作用的唯一元素?人类是否将永远拥有“最强大脑”?关于大脑,还有许多问题等待我们回答,还有许多未知的领域等待我们探索……

全文目录

前 言 我们当然特别,难道不是吗 // IX | 第一章 | 人类统治 人类至尊:演化的进程 // 005 比应有的结果更具优越性的人脑 // 011 脑化指数 // 016 脑化指数的问题 // 018 唯一的特别是处处特别 // 020 | 第二章 | 脑之汤 所有的脑子都是以同样的方式构建的吗 // 027 没有实验室如何计算细胞数量 // 031 答案在汤中 // 033

前  言  我们当然特别,难道不是吗 // IX

 

|   第一章 |    人类统治

人类至尊:演化的进程 // 005

比应有的结果更具优越性的人脑 // 011

脑化指数 // 016

脑化指数的问题 // 018

唯一的特别是处处特别 // 020

 

|   第二章 |    脑之汤

所有的脑子都是以同样的方式构建的吗 // 027

没有实验室如何计算细胞数量 // 031

答案在汤中 // 033

 

|   第三章 |    有脑子吗

像我们一样的灵长类 // 045

非洲的大小哺乳动物 // 049

 

|   第四章 |    脑子不是以同种方式构建的

啮齿类和灵长类之外 // 067

神经元缩放规则的不同意味着什么 // 076

灵长类动物的优势 // 080

做个灵长类意味着什么 // 086

 

|   第五章 |    卓越,但不特殊

溶解人脑 // 092

按其他灵长类动物构建脑子的方式 // 095

人类演化:类人猿与古人类 // 098

 

|   第六章 |    屋子里的大象

大象的脑之汤 // 114

到底是什么影响了认知能力 // 116

鲸目动物的情况 // 121

 

|   第七章 |    扩展的是哪个皮层

相对于剩余脑区的大脑皮层扩展 // 137

前额叶皮层扩展了吗 // 140

 

|   第八章 |    身体的因素

更大的体型意味着更大的神经元吗 // 162

 

|   第九章 |    需要多少能量

运行一个脑子的代价 // 175

先讲点儿历史 // 177

回到未来 // 179

更大的神经元,更高的神经胶质细胞/神经元比例 // 185

一个神经元消耗多少 // 192

那么,它消耗多少呢 // 194

那么为什人脑消耗这么多 // 201

 

|   第十章 |    脑子还是肌肉:鱼与熊掌不可兼得

能量输入 = 能量输出 // 210

卡路里摄入的限制 // 213

脑子还是肌肉 // 218

 

|   第十一章 |    为烹饪向你的神经元致谢

更多能量,更少时间 // 229

为什么烹饪能提供这么多能量 // 234

生食者的情况是怎样的 // 238

那么,什么是人类的优势呢 // 239

 

|   第十二章 |    但是,大量的神经元还不够

作为认知原材料的更多神经元 // 245

现代技术革命 // 255

 

后  记 我们在自然界中的位置 // 259

致 谢 // 263

在线阅读

一直以来,我们视人类的认知能力为所有动物中的翘楚。但人类不是最年轻的、最后演化出的物种。我们的脑子有一些独一无二的特性,使它的认知能力足够思考自身的构建方式,并思考自身超过其他所有脑子的原因。如果是我们把其他动物放于显微镜下观察,那么人类的脑子一定有什么东西是其他动物的脑子没有的。 重量无疑是最明显的候选参数—如果脑子是产生意识的区域,那么更重的脑子就应该意味着更发达的认知能力。但是,这样屋子里的大象就是大象自己了:它跟鲸目动物一样,脑子比人类的更大,但是在行为的复杂性和灵活性上不如我们。此外,认为更大的脑子拥有更强的认知能力,这就预设了脑子的构建方式是一致的,至少脑子大小和神经元数量的关系一致。但是我们已经看到,灵长类动物的脑子跟其他动物的脑子构建方式不一样。 现在我的同事和我已经知道大脑由多少个神经元构成,我们可以重新定义更多的脑子,并测试这种定义的适用性。如果神经元是产生认知意识的源头,那么单纯的神经元数量也许应该最先被考虑,这样就不用考虑脑子的尺寸,有更多的神经元应该就意味着更强的认知能力。很多认知能力过去被视作人类特有的,而现在人类和其他动物的认知差异被认为是程度的差别,也就是可以量化的差别。我们使用的工具的复杂性令人印象深刻,甚至能设计制造其他工具的工具,但是大猩猩也会使用树枝挖白蚁,乌鸦不仅能编织绳索来获取食物,而且会把它藏起来备用。心理学家艾琳•佩普伯格(Irene Pepperberg)的非洲灰鹦鹉亚历克斯会造词形容物件,黑猩猩和大猩猩虽然由于解剖学构成上的限制不会说话,也能学会使用手语沟通。黑猩猩还能理解层次序列:在展示给它们几个数字之后,它们能按照数字增大的方式依次触摸标有对应数字的方块,其处理速度跟受过高度训练的人一样快。黑猩猩跟其他灵长类动物一样会评估其他个体的精神状态,从而会表现出欺骗行为。甚至连鸟类都能知悉其他个体的精神状态,喜鹊会在围观者在场时囤积食物,并在围观者离去之后立即取回食物再藏到秘密的地方。黑猩猩和大猩猩、大象、海豚以及喜鹊能在镜子中认出自己,识别出置于自己头部的标记物。 以上是证明人类外物种认知能力的基本证据,但是这样的观测孤例并不能用于物种间的比较—如果我们想要找到使一些物种的认知能力让其他物种难以望其项背的原因的话。此外,我们还会碰到目前最大的问题:如何以适用于不同物种的认知能力度量方式,比较大量不同物种的认知能力?当然,数字不是每个问题的解决方案,但有些时候数字是很有效的。

一直以来,我们视人类的认知能力为所有动物中的翘楚。 但人类不是最年轻的、最后演化出的物种。我们的脑子有一些独 一无二的特性,使它的认知能力足够思考自身的构建方式,并思 考自身超过其他所有脑子的原因。如果是我们把其他动物放于显 微镜下观察,那么人类的脑子一定有什么东西是其他动物的脑子 没有的。

重量无疑是最明显的候选参数—如果脑子是产生意识的 区域,那么更重的脑子就应该意味着更发达的认知能力。但是, 这样屋子里的大象就是大象自己了:它跟鲸目动物一样,脑子比 人类的更大,但是在行为的复杂性和灵活性上不如我们。此外, 认为更大的脑子拥有更强的认知能力,这就预设了脑子的构建 方式是一致的,至少脑子大小和神经元数量的关系一致。但是 我们已经看到,灵长类动物的脑子跟其他动物的脑子构建方式 不一样。

现在我的同事和我已经知道大脑由多少个神经元构成,我们可以重新定义更多的脑子,并测试这种定义的适用性。如果神 经元是产生认知意识的源头,那么单纯的神经元数量也许应该最先被考虑,这样就不用考虑脑子的尺寸,有更多的神经元应该就 意味着更强的认知能力。很多认知能力过去被视作人类特有的, 而现在人类和其他动物的认知差异被认为是程度的差别,也就是 可以量化的差别。我们使用的工具的复杂性令人印象深刻,甚至 能设计制造其他工具的工具,但是大猩猩也会使用树枝挖白蚁, 乌鸦不仅能编织绳索来获取食物,而且会把它藏起来备用。心理 学家艾琳•佩普伯格(Irene Pepperberg)的非洲灰鹦鹉亚历克 斯会造词形容物件,黑猩猩和大猩猩虽然由于解剖学构成上的 限制不会说话,也能学会使用手语沟通。黑猩猩还能理解层次序 列:在展示给它们几个数字之后,它们能按照数字增大的方式依 次触摸标有对应数字的方块,其处理速度跟受过高度训练的人 一样快。黑猩猩跟其他灵长类动物一样会评估其他个体的精神状 态,从而会表现出欺骗行为。甚至连鸟类都能知悉其他个体的精 神状态,喜鹊会在围观者在场时囤积食物,并在围观者离去之后 立即取回食物再藏到秘密的地方。黑猩猩和大猩猩、大象、海豚 以及喜鹊能在镜子中认出自己,识别出置于自己头部的标记物。

以上是证明人类外物种认知能力的基本证据,但是这样的 观测孤例并不能用于物种间的比较—如果我们想要找到使一些 物种的认知能力让其他物种难以望其项背的原因的话。此外,我 们还会碰到目前最大的问题:如何以适用于不同物种的认知能力 度量方式,比较大量不同物种的认知能力?当然,数字不是每个问题的解决方案,但有些时候数字是很有效的。

由于认知能力的复合性, 一种跨物种认知能力比较的方 法是这些各自独立测定过的方法复合,从而构建一个数字来代 表“通用认知”,也就是可在不同物种间比较的参数。这种元 分析方法的适用范围只限于在体型、生活习性和兴趣(灵长类 拥有灵巧手指并喜爱蜜饯水果,设计给它们的与蜜饯水果有关 的任务显然不适用于狗或者大象)相近的物种间比较,它被罗 伯特• 迪纳尔(Robert deaner) 和合作者所用, 在 2007 年为 人类外灵长类物种设计了一个通用认知度量。有趣的是,他们 发现在与脑子相关的参数中,与通用认知系数的变化最同步的 是脑子重量和大脑皮层重量,而不是脑化系数或相对大脑皮层 重量。也就是说,对于人类外灵长类动物而言,脑子越大或者 大脑皮层越重,其认知能力就越强。我们已经知道,更大的灵长类动物的脑子,其构成需要更多神经元,这样一来,相对于 脑化系数,单纯的神经元数量应该是更好的认知能力指示参数, 至少在人类外物种中是成立的。

一个类似的研究扩展到了更丰富的物种,该研究是 2014 年 由埃文• 麦克莱恩(evan macLean) 领导的国际小组做出的。 通过使用相反的策略,将物种间通用的测试限制在两个,这些来 自 12 个国家的研究者对各自了解和方便采样到的被试动物进行 了这两项测试,这些动物大部分是灵长类,也包括一些小型的啮 齿类、亚洲象以及各种鸟类。测试检测了自我控制力,这是一种 依赖前额叶皮层的认知能力,前额叶负责整个大脑皮层相互之间的关联。其中一个测试是在被试动物从视野内不可见的 A 点获取 食物之后,在其注意下,将食物移动到 B 点,然后检查被试动物是否能控制自己不再去 A 点寻找食物。对于人类旁观者来说,现 在食物显然应该在 B 点获取,而不是 A 点—但这是由于我们有 人脑,而其他动物没有。大部分动物需要一定数量的尝试之后 才会改变策略去 B 点寻找食物。现在,与自我控制测试表现最具 相关性的参数是大脑容量,除了非洲象之外—虽然体型在所有 被试动物中最大,但它在该测试中表现极差。其中可能的原因包 括“它不关心任务或者食物”和“它喜欢通过不执行任务来让它 的观察者恼怒”。我认为,训练猴子执行对人类来说非常简单的 任务极为困难,原因在于它们对任务的简单性感到失望:“算了 吧,想让我做那种事情?给我点儿有挑战性的事情做!给我玩电子游戏!”

不过,对我来说最有趣的可能性在于,非洲象的前额叶皮 层中神经元不足,不够解决测试中那样的自我控制决策问题。过 去我们已经认知到,灵长类和啮齿类动物的脑子构建方式是不同 的,对于各自的体型,神经元的数量关系也不同。我们预测到, 如果其脑子的构建方式跟啮齿类动物一样,非洲象的大脑皮层将 仅含有 30 亿个神经元,其小脑中将含有 210 亿个神经元,作为比较,我们的大脑皮层和小脑分别含有 160 亿个神经元和 690 亿个神经元。如果非洲象的脑子以灵长类动物的方式构建,那 么它的大脑皮层将含有 620 亿个神经元,小脑中含有 1 590 亿 个神经元,这些数值是非常巨大的。但是,大象既不是啮齿类动物也不是灵长类动物,它属于非洲兽总目,跟我们研究过的 小型动物象鼩、金鼹一样。根据研究,它们的脑子缩放的方式 非常像啮齿类动物。

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