與其它物種相比，人類擁有非凡的認(rèn)知能力。那么，我們的腦部究竟有什么獨(dú)到之處，使得我們能在眾多物種間脫穎而出呢?

—— 猜測(cè) ——

人類非凡認(rèn)知與神經(jīng)元數(shù)有關(guān)

曾經(jīng)我們認(rèn)為，很多認(rèn)知能力是人類獨(dú)有的。但現(xiàn)在人們意識(shí)到，人類與其它動(dòng)物之間的認(rèn)知差異只是程度問(wèn)題。在動(dòng)物界，大猩猩能夠以枝條為工具挖出白蟻;猴子可以學(xué)習(xí)用耙子來(lái)獲取視線以外的食物;烏鴉不僅會(huì)用電線獲取食物，還會(huì)保存它們，以便后續(xù)重復(fù)使用;黑猩猩甚至能和大象合作，獲取那些憑借自身力量無(wú)法獲得的食物;喜鵲會(huì)在旁觀者在場(chǎng)時(shí)藏匿食物，等到旁觀者離開后，再把它轉(zhuǎn)移到另一個(gè)秘密位置……那么究竟是什么因素，讓一些物種獲得了超出其它物種的認(rèn)知能力呢?

腦容量是一個(gè)顯而易見的候選者：如果大腦是產(chǎn)生意識(shí)認(rèn)知的部位，更大的腦容量意味著更高的認(rèn)知能力。但顯然，大象有著比人類更大的腦容量，卻不具備像人類一樣靈活而復(fù)雜的行為。此外，如果認(rèn)為更大的腦容量等同于更高的認(rèn)知能力，就意味著假設(shè)所有物種的大腦構(gòu)造都是一致的，腦體積和神經(jīng)元數(shù)量之間的關(guān)系也是相似的。但是，和其它哺乳動(dòng)物相比，靈長(zhǎng)動(dòng)物明顯更具優(yōu)勢(shì)。

這個(gè)候選者顯然不被看好，于是絕對(duì)神經(jīng)元數(shù)量(單位體積內(nèi)的神經(jīng)元數(shù)量)就成了另外一個(gè)候選者。既然神經(jīng)元可以產(chǎn)生認(rèn)知，那么更多的神經(jīng)元應(yīng)該意味著更高的認(rèn)知能力。不過(guò)這個(gè)候選者會(huì)不會(huì)被淘汰呢?

—— 印證 ——

科學(xué)家“數(shù)”出象腦神經(jīng)元數(shù)量

對(duì)于腦重量是人類3倍多的非洲象，它們的絕對(duì)神經(jīng)元數(shù)量會(huì)更多嗎?如果答案是肯定的，那么之前的假說(shuō)——物種認(rèn)知能力與神經(jīng)元的絕對(duì)數(shù)量相關(guān)，就是錯(cuò)誤的。反之，就說(shuō)明對(duì)于人類非凡的認(rèn)知能力，最簡(jiǎn)單的解釋就是無(wú)與倫比的大腦神經(jīng)元數(shù)量。

為了找出答案，科學(xué)家決定對(duì)象腦進(jìn)行研究。他們計(jì)劃將非洲象的腦部溶解成“湯”后，對(duì)其中的細(xì)胞核進(jìn)行計(jì)數(shù)。這一過(guò)程每次只能處理不超過(guò)3到5克的組織，而非洲象的腦半球重量超過(guò)2.5千克，這意味著必須將象腦切成數(shù)百個(gè)小塊來(lái)處理、計(jì)數(shù)。并且切割應(yīng)該是系統(tǒng)化的，而不是隨機(jī)的。于是，科學(xué)家們把象腦半球平放在工作臺(tái)上，用兩個(gè)L型支架框住。一個(gè)人左手握住象腦、右手持刀平穩(wěn)而輕柔地來(lái)回切割，另一個(gè)人握住支架，讓它們保持在原位。經(jīng)過(guò)數(shù)次切割，科學(xué)家得到了平整地躺在工作臺(tái)上的象腦切片“面包”，包括16片皮層區(qū)的切片、8片小腦切片、一整個(gè)腦干以及一個(gè)20克的巨大嗅球(相當(dāng)于一只大鼠腦質(zhì)量的10倍)。接下來(lái)，他們將紋狀體、丘腦和海馬體等內(nèi)部結(jié)構(gòu)從皮層中分離，然后把皮層切成小塊，并按照灰質(zhì)和白質(zhì)進(jìn)行分類。

在大家的共同努力下，科學(xué)家們用半年時(shí)間完成了對(duì)非洲象腦半球的所有處理。

—— 答案 ——

誰(shuí)腦皮層神經(jīng)元多誰(shuí)就更聰明

最終的結(jié)果令人欣喜。非洲象腦的神經(jīng)元數(shù)量遠(yuǎn)多于人腦，它們有2570億個(gè)神經(jīng)元，是人類的3倍。但是，其中高達(dá)98%的神經(jīng)元都位于小腦。雖然在之前研究過(guò)的其它哺乳動(dòng)物中，大部分腦神經(jīng)元也都聚集在小腦，但比例從未超過(guò)80%。盡管非洲象的大腦皮層尺寸很大，但整個(gè)大腦皮層神經(jīng)元的數(shù)量卻只有56億個(gè)。這一數(shù)字與比它體積小得多的人類大腦皮層中的160億個(gè)神經(jīng)元相比，可以說(shuō)是相形見絀。

對(duì)于最初的問(wèn)題，科學(xué)家的試驗(yàn)給出了答案：人腦的神經(jīng)元總數(shù)并沒(méi)有比象腦更多。但非洲象多數(shù)的神經(jīng)元都集中在小腦，而其大腦皮層體積雖是人類的兩倍，神經(jīng)元數(shù)量卻只有人腦的三分之一。因此，問(wèn)題的關(guān)鍵可能在于大腦皮層。大腦皮層和小腦中許多的神經(jīng)元是天然分離的。人腦認(rèn)知能力優(yōu)于象腦只能歸因于人大腦皮層中巨大的神經(jīng)元數(shù)量。

為什么只有人腦，既與其它物種相似，同時(shí)又如此獨(dú)特，以至于能夠賦予我們思考哲學(xué)問(wèn)題的能力?對(duì)于這個(gè)問(wèn)題有一個(gè)簡(jiǎn)單的解釋：首先，我們是靈長(zhǎng)類，這賜予人類一種優(yōu)勢(shì)——能夠?qū)⒋罅可窠?jīng)元裝進(jìn)較小的大腦皮層里。其次，感謝我們的祖先帶來(lái)的技術(shù)創(chuàng)新，使我們得以擺脫能量的約束。人類大腦只占不到2%的體重，卻占了至少20%的代謝率。對(duì)其它動(dòng)物而言，在野外攝取食物獲得的能量，并不足以支持如此豐富的大腦皮層神經(jīng)元活動(dòng)。