来自猩猩的你，为什么脑袋更大更聪明？

　　人类的脑容量（上）大约是黑猩猩（下）的三倍。｜Paul Gervais, Histoire naturelle des mammifères (1854)
　　作者｜卓思 上海理工大学副教授
　　编辑｜陈天真
　　从达尔文的《物种起源》开始，我们就知道，人类和黑猩猩是近亲，有着共同的祖先，基因相似度极高。
　　不过，黑猩猩的脑容量只有大约370毫升，人类则达到了1350毫升，而且我们的脑门那块，也就是前额叶皮质要大很多。正是从如此发达的大脑中，涌现出各种稀奇古怪的想法，让人类具有强烈的好奇心和缜密的逻辑，创造出哲学、艺术、科学，表达自我，解释自然。
　　可问题是，为什么人类的大脑比猩猩更大呢？答案可能是，一个关键的基因差异导致人类的大脑更晚熟，结果慢工出细活，人类的大脑长到了猩猩的三倍那么大。
　　人类的大脑有何不同？
　　在成熟的人类大脑中，大约有1000亿个神经元，也就是神经细胞。神经元的形状像是一棵树，树根是轴突，树干是细胞体，树枝是树突。
　　神经元示意图。｜Devin K. Phillips
　　每个神经元可以与周围1000多个神经元建立连接，据估计， 大脑中有超过60万亿个神经元连接，形成了一个错综复杂的网络，从中涌现出我们的思想、情感和行为 。比如，正是因为你的大脑对自身感到好奇，才指导小脑做出＂点击＂这个动作，开始阅读这篇文章，而此时此刻，你后脑勺的视觉皮层正在辛勤工作，处理眼前的文字信息。
　　当一个神经元想要与另一个神经元对话时，会向轴突发送一个电信号，为了快马加鞭传送信号，轴突往往非常长，直到与另一个神经元的树突相遇，才像在驿站中转一样，将信号交接出去。树突则负责从四面八方接收其他神经元的信号，所以像树枝一样生出许多分叉。
　　大量神经元彼此连接，形成错综复杂的网络。｜medium
　　和人体内功能各异的其他细胞一样，神经元也由胚胎干细胞分化而来。在胚胎发育初期，胚胎干细胞首先分化成圆柱形的 神经祖细胞 ，然后神经祖细胞不断分裂增殖，经过一段时间后逐渐成熟，并减慢增殖速度，伸长形成树形的神经元细胞。在这个阶段，神经祖细胞增殖的次数越多，随后产生的神经元就越多。
　　大脑的这个发育过程深刻地影响着生物的智力水平。智能更发达的物种，大脑皮层往往更大，神经元更多。比如， 人类大脑的神经元数量是我们的灵长类近亲黑猩猩和大猩猩的3倍之多 。
　　那么，人类的大脑为什么比猩猩更大呢？3月24号，发表在《细胞》杂志上的一项最新研究发现，关键差异可能只在于一个基因开关。
　　为什么人类大脑比猩猩大？
　　要研究真实的大脑很难，于是生物学家利用人类、大猩猩和黑猩猩的干细胞培养出大脑组织，也就是 大脑类器官 ，来模拟真实大脑。
　　结果发现，与真正的大脑类似，人类的大脑类器官比猩猩的大得多。而之所以出现这种差异，是因为对于大猩猩和黑猩猩，神经祖细胞的增殖时间在 5 天左右，而这个过程在人类的神经祖细胞中被延长到了大约7天。这使得人类神经祖细胞保持圆柱形的时间更长，它们紧锣密鼓，以指数速率频繁分裂，最终生成了相当于大猩猩和黑猩猩3倍数量的神经元。
　　图中是培养5周时间的大脑类器官。人类大脑的类器官比大猩猩和黑猩猩大得多（从左到右）｜S.Benito-Kwiecinski/MRC LMB/Cell
　　不过，到底是怎样的洪荒之力为人类争取到了这2天时间呢？答案是一种名为 ZEB2 的关键基因，它就像是一个分子开关，控制神经祖细胞什么时候停止转化。与猩猩相比， 在人类大脑发育过程中，这个基因开关的激活时间要晚一些，从而延长了祖细胞的增殖分化过程，最终增加了神经元的数量 。
　　接下来科学家们又开了一个更大的脑洞：如果人为操纵这个基因开关，能让猩猩的大脑长到像人一样大吗？结果发现，在猩猩的神经祖细胞中，如果延迟开关激活时间，就可以使猩猩的大脑变得更接近人类；反之在人类神经祖细胞中，如果提前激活开关，也能让人类的大脑变得与猩猩更类似，简直可以实现无缝切换。
　　作为万物灵长，
　　人类和猩猩的差异到底有多大？
　　由于类器官并不能代替真正的大脑，目前的研究只能说是一种可能性，我们还不能确定，让人类大脑比猩猩更大的原因是否果真如此。
　　不过，人类与猩猩大脑的差异或许只在于一个分子开关，这不禁引人思考：自诩为万物灵长的人类，我们和猩猩的差异到底有多大？
　　4月15日，《细胞》杂志报道了一项重大科学突破：科学家将人类干细胞注射到猴子胚胎中，生成了人-猴嵌合体胚胎，有望在未来培育出人体器官进行移植，结果引发了广泛的伦理争议。其中一个重要的争议是，这是否会导致人类和其他物种的界限变得模糊？
　　科学家将人类干细胞注射到猴子胚胎中，生成了人-猴嵌合体胚胎。｜Weizhi Ji/KMUST
　　我们习惯假定，物种之间的边界是自然存在、固定不变的，而人类在所有物种当中居于最高地位。可真的是这样吗？
　　如果大脑这个让人类最有优越感的器官，它之所以更大更聪明，可能只是由于生命演化过程中一次偶然的基因突变，我们该如何看待人类和其他物种的关系？又该如何利用自然的这份馈赠？是傲慢地站在食物链顶端，残酷掠夺其他物种的生存领地，逼迫它们走向灭绝？还是更加平等地关注这个星球上的其他物种，保护它们不受伤害？
　　在为人类谋求福利的同时，能够超越单个物种的限制，看见整个自然界，恐怕才是我们作为万物灵长的骄傲所在。