大脑居然不是用来思考的？可能是为了控制动作而产生

　　来源：科学大院　　

　　此刻，你正开动大脑读这几句话。大家都知道，所有人的头里都有个大脑，如果把大脑从颅骨里拿出来，人就死了……这是一个普遍的常识，但我们对大脑的了解并非一朝一夕得来的。

　　我们自认为知道的……

　　最早提到大脑的文献是公元前 1600 年古埃及的一份纸草书 （这份纸草书称为“埃德温?史密斯纸草书”。显然，它不是以自己的古埃及作者命名的，而是以 1862 年购入这份纸草书的收藏家命名的。）。这份纸草书近乎于一篇科学文献，写的是头部在受到击打等暴力创伤的后果。作者是一位外科医生，他很可能处理过战争创伤。这是最早描述了脑脊髓液和大脑皮层的文献，堪称史无前例。因为当时，人们对身体的这一部分及其作用还不甚了解。

　　公元前 4 世纪，思想家亚里士多德认为大脑只是个散热器，脑袋大可以帮助人们保持冷静，所以人类比其他动物更理性。虽然希波克拉底等人对此产生了怀疑，但许多学者还是站在亚里士多德一边，把思想和情感归于心脏。在几个世纪里，出于道德和（或）宗教的原因，人们很少进行人体解剖，所以这方面认知也没什么进展。公元 2 世纪，盖伦曾指出思想形成于颅骨内。但直到 19 世纪，人们才了解脑信号的电性质，20 世纪初，神经元才被发现。

　　今天，大家都知道了思想、情感、对世界和自己的认识形成于脑中。我们的大脑极为复杂，甚至可以说是人类至今所知宇宙中最复杂的结构。人类当然以此为傲。这让我们感到自己在自然界中地位特殊，很开心地忘了自己的其他特质：比起某些动物，我们的感官可以说是极不发达；我们没有厚厚的皮毛和锋利的爪子，牙齿也不够锋利……人类应该算是一种弱小的生物。但实际上，人类是一种大型动物，比起大部分天上飞的、水里游的、地上跑的、草里爬的或是一动不动的动物，我们都要更大、更强。智人（Homo sapiens）是可怕的长跑健将，可以把猎物追得筋疲力尽；他们的视力也不差（患有近视和散光的不算）。然而，惊人的脑指数（脑指数（Encephalization Quotient）用于衡量某一物种大脑与身体的比例，这也是大脑的实际大小和预期大小之比，预期大小按照相近物种的身体比例得出。比如，人类的脑指数是 7.44，倭黑猩猩的脑指数是 2.80，猕猴的脑指数是 2.09。）才是人类的骄傲，仿佛我们具有一种“超能力”一样。我们很容易把大脑当成人类区别于其他生物的标志，因为不管就个人而言还是对全体人类来说，我们都对大脑的运作方式和进化史都知之甚少，也不清楚大脑如何产生了一种无法解释的东西――意识。

　　人类曾经的无知实在令人汗颜。未来几千年后，人类可能也认为今天的我们对大脑的认识十分有限，对大脑运作的猜测太过草率。不过有一件事可以肯定：大脑不是用来思考的。你可能会痛斥我“太荒谬！”所有人都知道，我们用大脑思考，这显而易见啊。我们确实用大脑思考，脑力在人类进化史上也扮演了很重要的角色。然而，“大脑是用来思考的”这句话的问题出在“用来”一词上。这个随手拈来的词看似无关紧要，却恰恰体现出我们没有真正领会进化论。如果大脑是用来思考的，那么所有大脑都应该会思考。我们快速回顾一下大脑的进化过程，就会发现事实并非如此。

　　大脑进化简史

　　大脑进化史这一节受到大卫?罗布森《大脑简史》（A brief history of the brain）一文的启发。此文于 2011 年发表在《新科学家》杂志上。

　　大脑能运行起来，是因为组成大脑的细胞能对化学信号或电信号做出反应，协调应对环境。这种能力可不是一朝一夕造就的。有研究表明，非常原始的单细胞生物领鞭毛虫用一种化合物交流，而这种化合物和人类大脑神经元交换的化合物一样。领鞭毛虫也有钠离子通道（允许钠离子通过的膜状结构），和人类大脑神经元用来传输电信号的通道一样。领鞭毛虫很可能类似于 8.5 亿年前动物界诞生之初的生物。



　　其次，多细胞生物的某些细胞专管信息传递，让生物能更好地回应环境变化。海绵没有神经系统，但人们却在它们身上找到了类似于神经突触的结构 （神经突触是两个神经元之间专门的接触区域，用于交换化学信号。）。

　　大约 6 亿年前，我们的祖先还像虫子一样，它们变得两侧对称，一些神经元聚集起来形成神经节，中枢神经系统由此发展。最精密的神经节在嘴和眼的旁边。在脊椎动物中，文昌鱼有初级的大脑，它由一个控制游动的结构和一个控制视觉的结构组成。这一目的动物几亿年来一直如此，没有再给自己的脑添加灰质，但过得也挺好。有人甚至认为，肠鳃纲（包括海蠕虫）在一代代的进化中失去了大脑。这证明，有大脑也不全是好处。大脑的运作成本很大，要消耗很多能量，所以保留它未见得有益。

　　运动是解谜的关键

　　神经生物学家丹尼尔?沃尔伯特认为，这些都说明动物获得大脑，完全是因为需要运动：怎么移动，怎么回应环境，怎么做出合适的动作……也许，正是因为面对这些挑战，动物的前身才在自然选择的促使下慢慢产生了大脑。

　　海鞘纲的奇特性质佐证了这种观点。这是一种原始形态的海洋脊椎动物，与我们化石中的共同祖先近似。在其生命周期中，幼虫阶段十分“自由”，而成虫阶段需附着在其他物体上。幼虫阶段的海鞘能游泳，在找到附着物后，它就变态进入成虫阶段，永远不再移动。因为不需要再做任何运动，海鞘会消化掉自己的神经系统。

　　继续沿着“进化树”观察演变过程，我们就会发现脊椎动物进化出了鱼的形态。其大脑发展出的一些结构今天依然在人类的大脑中。比如视顶盖，它让我们注意到视野中值得关注的物体。又如杏仁核，该组结构位于边缘系统的中心，边缘系统与情绪密切相关。所以，杏仁核参与判断刺激能带来何种情绪，我们本能的恐惧反应和愉悦反应都源于这一区域。



　　接下来，生命在进化树上化为两栖类，继续受益于更大、更复杂的大脑。2.5 亿年前，哺乳动物出现了，它们的大脑相对于身体迅速增长。在远古哺乳动物的颅骨化石中，人们发现最先发展起来的是嗅觉和触觉相关区域。更晚一些，与人类有亲缘关系的动物发展出脑半球外层，这个新皮质与边缘系统紧密相关。6500 万年前，恐龙消失，哺乳动物兴盛，灵长类在环境的“选择”下变得视觉发达、行动灵敏，而这些特征都少不了大脑的处理能力。

　　进化到了灵长类，进化历程已过大半。灵长类动物行为复杂，个体间的互动和社会生活也变得重要起来。我们比较不同种类的灵长类就会发现，个体间关系越多，大脑就越大，额新皮质就越发达。大脑已能够运用海量信息进行抽象和推理。人科（即灵长类中“我们”这一科）的大脑越来越大，而灵长类中与人科相近的其他科却没有获得更大的大脑，它们变成了各种猿和猴。但是，这一切还有待一个重要事件的发生――人类直立行走，离开丛林……我们祖先的大脑直到 2500 万年前才与灵长类近亲彻底区分开，这一变化的真相尚不清楚，反正肯定不是为了研究数学或追寻存在的意义。

　　这次，大脑增长可能与咀嚼肌有关。我们祖先的饮食变了，咀嚼的需求减小，咀嚼肌也就没那么发达了。颅骨的物理束缚很可能减少了，于是颅骨得以扩展，给大脑留出更多空间。从此，各个组织开始相辅相成，事态开始急速发展：更大的大脑可以想出更好的办法，获得更多的资源，而多得的资源又营养了大脑，让大脑变得更大……人类学会用火后，烹煮食物也起到了类似的作用。结果，脑子越大的个体越容易存活，其后代亦然。

　　随着语言、工具和学习的发展，文化出现了。这为人类的生存带来了新的优势。一旦学会说话，自然选择必然促使相关生理特征固定下来。加上性竞争――它让孔雀的尾羽更艳丽夺目，人脑再度增大（具体机制还在研究之中）。终于在 20 万年前，智人出现了，我们的旅程开始了。我们是进化历程中一个暂时的极端，正如之前所有世代的祖先一样。

　　貌似寥寥几笔就讲完了人类大脑的进化史。但是我们不能就此以为，自然中有一种力量促使生命向着拥有越来越大的大脑发展。某些脊椎动物看似如此，但这远不是其他更大范围的生物的普遍规律。另外，从智人诞生之初到现在，我们的大脑其实轻微地缩小了。而且别忘了，在人类中，拥有最大大脑的是尼安德特人，他们在三四万年前就已经消失……

　　大脑最初产生是为了运动身体。那么，大脑到底是如何产生的？生态系统最终被拥有发达大脑的物种统治，这又作何解释？像我们这样庞大的大脑，其真正的作用是什么？

　　预测未来？

　　我们周围的生物都是复杂进化的结果，它们继承了前代的特征。物种、个体之间的竞争慢慢消灭了不适合生存与繁殖的物种和个体，无情地推动基因不停突变、混合。经过 30 多亿年的进化，如今生物具有的特征都能保证最大存活概率――只要环境继续遵循以前的规律变化。由此说来，大脑和胰腺、大脚趾一样，我们今天拥有它们，是因为它们帮助了我们的祖先生存和（或）繁殖。从定义上说，所有器官都是生存器官。这是进化论的基础。虽是老生常谈，我们还是看看这种观点能把我们带向何方。



　　上文已经说过，大脑很可能是为了控制动作而产生的，不会动就没有大脑。可是，大脑为什么会变大？大脑对生存有何作用？两个问题的答案其实密不可分。巨大的大脑可以更好地预测周围将发生的事，以便采取行动，保证生存。我们可以把大脑视作展现未来的腺体，动物借此做出合适的举动。

　　大脑如何“展现未来”？来看看它如何一步步运作。大脑先把视觉、嗅觉、平衡、疼痛等感官信息集中起来。从接受信号、传输、综合、转译到形成环境认知需要几百毫秒――画面是一瞬间之前的，所以感知其实属于过去！动作也一样，中枢神经系统的某处产生命令，通过神经传给器官，再做出动作，这也需要几百毫秒，所以动作也不可能立即做出，只能在一刹那之后。

　　动物必须有能力对环境带来的挑战、机会和危险做出适当反应，才有最大的生存概率和繁殖机会，并把特征传给后代。礼尚往来：大脑利用瞬间之前的数据忠实地描绘瞬间之后的世界，让身体及时反应，提高生存和繁殖的机会；身体也保护、滋养大脑，将大脑的生成编码在基因中。大脑的主要作用是让身体跟上环境，尽管有不可消除的延迟。

　　在《自私的基因》一书中，理查德?道金斯在乔治?C。 威廉斯所做研究的启发下，认为生物都是由基因产生的“生存机器”，身体只是基因的载体，保证基因的传播。大脑让我们的祖先活得足够长，能有效地繁殖，所以大脑适应生存。但是，如果生存是大脑产生的唯一推动力，那么我们对世界的认知就无须符合现实。因为对人类这种社会性种族来说，其他因素可能比现实更重要。从人类生存角度来说，他人形成的环境最重要，甚至胜于自然环境，大脑应该能适应这一重大因素。在这种环境中，理性――以推理形成思想的结构性思维，并不一定是最好的，所以数学、逻辑、某些科学学科和一些特别费脑子事情从根本上就不吸引人。我们觉得这些事情很复杂，是因为我们的祖先并不需要在这上面出类拔萃，进化并没有让他们天生具有这些能力！

　　总而言之，我们能拥有认知能力和智力，是因为自然选择了能够预测“社会互动”等情况的大脑，也是因为我们的祖先在选择性伴侣时更看重大脑。

　　人类并不一定要有理性思维的能力。但是，这种能力无疑能带来巨大优势，让人类世代都能更有效、更长久地开发赖以生存的资源。可以想见，这种非常独特的特征一出现，就被自然选择青睐。然而，拥有一个巨大大脑需要消耗很多能量，这不见得是动物真心想要的装备。证据是，有巨大大脑的动物很少。人类可能是整个地球生命史上唯一拥有如此复杂大脑的生物。我们也不知道为什么……

　　不管怎样，好好用吧！

　　总之，你在思考时用的器官只是漫长进化史的意外成果。在这一过程中，大脑带来的一连串好处为“意识”的出现做好了准备，而意识是推理和思考的先决条件。不管意识的出现是生命合理的必经阶段，还是概率极小的偶发事件，为什么会存在这种“思考物”？这个问题本身就会让我们思考很久……大脑不是用来思考的，所以思考是一种复杂而充满陷阱的活动。为了好好思考，我们还要对付直觉性错误。这是大脑固有的问题，因为它原本是要适应草原的生存环境！我们要用科学方法筛选想法，避免粗略的推理偏差和成见。科学方法是我们达到精炼思想的最佳选择，可以让我们摆脱大脑的历史遗留问题和不理性的糟粕。

　　大脑，是第一个探究自己存在理由的器官。