人类为什么最聪明？剑桥大学团队发现关键线索

　　学术经纬学术经纬2022060107：44发表于北京
　　在万千生命中，人类有着独一无二的认知能力。为什么我们的大脑比所有其他生命都更加聪慧？这个问题充满了无尽的魅力，也吸引科学家从不同角度给出了答案。而现在，一项发表于《自然神经科学》的研究从信息处理的角度提供了全新的观点。
　　我们的大脑是如何处理信息的？随着研究的深入，我们对这个问题的理解也在不断变化。目前的理论认为，大脑是一个分布式信息处理系统：由紧密相连的不同元件，也就是大脑区域构成，而这些不同区域之间的信息交互，则是通过输入和输出信号系统来实现。
　　但这只是答案的一部分。在最新研究中，来自剑桥大学的研究团队将脑区之间的信息处理分解为两类。这时，我们与其他灵长类动物在信息处理方式上的差异，就部分解释了人类与众不同的认知能力的来源。
　　图片来源：123RF
　　让我们首先来看前文提到的第一种信息处理方式。这种方式存在于处理听觉、视觉与运动等信息的功能区，这些脑区依靠严格的输入与输出方式交换信息，这种方式确保了信息可重复、可靠的传输。
　　以视觉为例，我们的眼睛接受到信息后，会将信息传至大脑后端的枕叶区域。但两只眼睛提供的信息在很大程度上是重复的，也就是说，大脑相应区域收到了大量冗余的信息输入。比如说，你只用左眼看见了一棵树，换成两只眼睛，看见的依然是一棵树。这种处理方式就被命名为冗余（也称分享）信息处理。
　　冗余的存在显然是有意义的。它确保了信息的可重复性与可靠性，即使一只眼睛的信息出了问题，另一只眼睛也能将信息传给大脑。这种能力对于物种的生存至关重要。在这种情况下，不同区域间的连接有着固定的线路，就如同需要电话线的座机。
　　但看到这里，你可能已经在想：两只眼睛看见的信息可不全是冗余的。这正是接下来要说的第二种情况。某些类型的视觉信息需要两只眼睛协作才能接收到。例如，一只眼睛能看见一棵树，但要知道它离我们有多远，则需要来自两只眼睛的信息。
　　这就是不同于冗余的第二种信息处理方式：协同（或互补），即大脑不同区域构成的网络，实现了更复杂的信息整合。
　　不同脑区中，冗余与协同这两种信息处理方式的比重有所差异（图片来源：参考资料〔2〕）
　　这种协同处理在支持更复杂认知功能（例如注意力、学习、工作记忆、社交等）的大脑区域中最为普遍。如果说冗余处理方式是座机，协同方式更接近于移动电话。协同作用大量发生的区域，包括皮层前部与中部，这里整合了来自不同大脑区域的信息。因此相比于感觉与运动功能区，这些区域与大脑其他部分的连接更普遍、高效。
　　那么，这两种信息处理方式的比重差异，是让我们脱颖而出的因素吗？
　　研究团队利用人类与灵长类近亲的脑成像与遗传分析结果，分析了协同这种通过复杂网络来构建信息的能力，在人类和灵长类近亲中是否不同。
　　在脑成像对比中，研究团队的一个关键发现是，协同信息处理方式在人类大脑信息中的比例要高于猕猴大脑。而人类与猕猴的大脑对冗余信息处理的依赖程度相似。
　　在向人类的演化过程中，协同处理方式的重要性明显提升（图片来源：参考资料〔2〕）
　　此外，这项研究还特别关注了两者在前额叶皮质区域的差异，这里是支持高级认知功能的脑区。研究显示，猕猴的前额叶皮质脑区中，冗余信息处理更为普遍；而人类则是协同信息处理占主导地位。
　　伴随着演化的进程，前额叶皮质区域也发生了明显的扩张。对比人类与黑猩猩的大脑发现，相比于黑猩猩，人类大脑扩张更明显的区域，对协同处理方式的依赖程度也越重。
　　随后的遗传数据分析也提供了更多证据：与协同信息处理相关的大脑区域，更有可能表达人类特有的基因，而这些基因与大脑发育与功能息息相关。
　　综合这些发现，这项研究指出，在灵长类向人类演化的进程中，新获得的脑组织可能主要用于协同信息处理。这种信息处理方式带来的优势，也让我们获得了远超近亲的认知能力。这个遗失许久的答案，也让我们距离完全理解人类的大脑与认知更进一步。
　　参考资料：
　　〔1〕Whatisitaboutthehumanbrainthatmakesussmarterthanotheranimals？Newresearchgivesintriguinganswer。RetrievedMay27th，2022fromhttps：theconversation。comwhatisitaboutthehumanbrainthatmakesussmarterthanotheranimalsnewresearchgivesintriguinganswer183848
　　〔2〕Luppi，A。I。，Mediano，P。A。M。，Rosas，F。E。etal。Asynergisticcoreforhumanbrainevolutionandcognition。NatNeurosci（2022）。https：doi。org10。1038s41593022010700