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作为高级动物,人类的大脑可能并没那么特殊

科普小知识2022-07-27 20:54:36
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作为高级动物,人类的大脑可能并没那么特殊

科学家们一直认为,人类大脑每天消耗的能量比其他动物多。尽管人脑仅占体重的2%,但它的日消耗量超过了我们基线能量预算的25%。然而,10月31日发表在《人类进化杂志》上的一项研究比较了22种动物的相对大脑消耗,发现人类并不像我们想象的那么特别。

杜克大学人类化学助理教授道格·博耶是这项研究的主要作者,他说:“我们的大脑可能没有那么特别,这挑战了人类进化研究中的一个重要概念。”

博耶和他的研究生阿丽安娜·哈灵顿研究了人类大脑如何吸收能量。因为大脑由血液中的葡萄糖提供能量,研究人员测量了颅动脉周围骨管的横截面积。通过将这些测量结果与之前公布的大脑葡萄糖摄入量和头骨内部体积进行比较,他们研究了七种动物,包括小鼠、大鼠、松鼠、兔子、猴子和人类。研究人员发现,动脉周围较大的血管可以向大脑输送更多的血液,从而向大脑输送更多的葡萄糖。

然后,他们用多元回归计算了其他15个大脑的葡萄糖摄入量,包括狐猴、树鼩和东南亚的一些灵长类动物。正如所料,研究人员发现人类比啮齿动物和猿类分配给大脑更多的能量。与静止代谢率(动物呼吸、消化和保持体温所消耗的能量)相比,人类大脑需要更多的能量,几乎是黑猩猩的两倍,是松鼠、老鼠和兔子的三到五倍。

但是一些动物的大脑也“饥饿”。例如,树鼩在相对大脑消耗方面与人类相似。像人类一样,环尾狐猴和侏儒狨猴(世界上最小的猴子)从身体向大脑提供尽可能多的能量。博耶说:“事实上,这很正常,因为大脑这种结构的代谢成本主要取决于它的大小,而且许多动物的脑体比(脑体比)比人类大。”

在此之前,一些研究人员还根据神经元计数的原理计算了大脑所需的能量。然而,目前用于估计大脑能量需求的方法依赖于骨骼的测量,而不是像神经元这样的软组织,这意味着我们可以使用动物化石来估计大脑的能量需求,包括早期人类祖先。哈灵顿说:“你只需要一个完整的头骨和一些颈椎骨来完成测量。”然而,研究人员表示,这些数据并没有显示这些“饥饿”的大脑是否已经进化,这些巨大的消耗只是进化的“副产品”。