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我一直觉得很奇怪，为什么一听到有人提出“人类大脑有没有什么独特功能”一类的问题，许多神经科学家就激动得要命。一些可见的生理差异造就了我们的独特性，这种观点接受起来很容易，可为什么说到人类大脑的特点及其运作方式就这么敏感呢？最近，我向一些神经科学家提出了以下问题：倘若你正在记录海马切片发出的电脉冲信号，事先你并不知道这一切片来自老鼠、猴子还是人类，你能判断它们之间的差异吗？换句话说，人类神经元有什么独特的地方吗？未来的大脑工作者能利用这类神经元培养出人类的大脑吗？猴子或老鼠的神经元也能做到这一点吗？我们能够假设说，每一个神经元本身并没有什么独特的地方，成为人类的奥妙在于大脑神经连接的精妙？
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随便摘录几段回答你就能看出人们的反应何其激烈。“细胞就是细胞罢了。它是一个通用的加工单元，蜜蜂和人类的细胞只有大小上的差异。如果你按比例放大老鼠、猴子或人类的锥体细胞，哪怕有天神助你一臂之力，你也没法看出它们之间的区别。”就是这样！当我们研究老鼠或者蚂蚁的神经元时，其中的机制和人类神经元并无差异，句号，回答完毕。
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这里还有另外一种回答：“大脑中有多种神经元类型，这些神经元的反应特点各不相同。但就哺乳动物来说——我认为神经元就是神经元。该神经元的输入和输出（以及突触成分）决定了它的功能。”漂亮！动物神经元在生理上又一次跟人类保持了一致。没有这种假设前提，费力地研究这些神经元就毫无意义了。相似的地方当然是有的。但真的就没有区别吗？
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人类是独一无二的。数百年来令科学家、哲学家甚至律师困惑不解的是，我们独特在哪些地方？为什么会这样独特？一旦尝试区分动物和人类，大家就围绕各种观念和数据的意义打起了论战，等硝烟散尽，我们获得了更多信息，得以建立更严密可靠的理论。有意思的是，这场探索证明，许多互相对立的看法似乎各有其正确性。
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显而易见，人类在生理上独一无二；但同样显而易见的是，人跟其他动物的区别，存在于更为复杂的层面上。我们创造艺术，品尝美食，设计复杂的机器，一部分人还懂得量子物理。我们不需要神经科学家告诉我们，这一切都是大脑在发号施令，但我们需要有人解释它到底是怎么做到的。我们有多独特？我们怎么个独特法？
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大脑如何推动我们的思维和行动，至今仍然是个谜。众多未知中最大的一道谜题是，源自深层无意识中的想法，怎样变成了意识。研究大脑的方法日益成熟，一些谜题解开了，但解开一道谜题，往往意味着带来了更多的谜题。脑成像研究令一些原本被普遍接受的原则遭到了怀疑，另一些原则则大打折扣。举个例子，有一种想法是这样的：大脑像个多面手，它以同样的方式处理所有输入信息，接着将之一一搭配起来。较之15年前，对这种看法的接受度现在已经大大降低。脑成像研究表明，大脑的不同区域会被不同类型的信息激活。看着一种工具（为实现特定目的制造出来的人工物品），你的大脑并非整个参与到思考它怎么用的问题当中；相反，只有一个特定区域被激活来观察工具。
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这一领域的发现带来了很多问题：对应着各自区域的信息到底有多少种？激活每一区域的特定信息是什么？为什么一类活动有特定区域，其他活动却没有？要是我们没有针对某类信息的特定区域，那会怎么样？尽管复杂的成像技术能告诉我们，大脑的哪一部分参与了特定类型的思考或行动，但它们无法说明大脑的那个部分到底是怎么回事。如今，学者们认为，大脑皮层“恐怕是科学界已知最复杂的实体”1。
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大脑本身就够复杂的了，研究它的学科又极多 [1]，得出了成千上万的信息域，相关的数据汗牛充栋。一门学科所用的词汇，往往在另一门学科中具有完全不同的含义。糟糕或错误的解释会扭曲发现所得，并成为不准确的理论基础，引起偏颇的理论争辩。或许要等几十年后才会有人对这些东西产生怀疑或进行重新评价。政客和其他公众人物经常曲解或忽视对己方观点不利的结果，以支持特定的议程，或一举扼杀不符合自己政治意图的研究。不过，别沮丧！科学家就像是嘴里含着骨头的狗。他们不断地啃啊舔呀，最终琢磨出道理。
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让我们像过去那样探索人类的独特性吧——从观察大脑入手。它的外观能告诉我们什么特别的东西吗？
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脑袋大一定智慧多吗
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比较神经解剖学的工作恰如其名。它比较不同动物大脑的大小和结构。这一点很重要，因为要想知道人类大脑有什么独特之处，你首先得弄清楚各类大脑有什么相似和相异之处。过去这活儿也算容易，用不上什么设备，锯子够锋利、天平够精确也就行了。直到19世纪中叶，能用的东西就是这么些。接着，查尔斯·达尔文发表了《物种起源》，人是否和猿出自同一祖先成了首要的大问题。比较解剖学吸引了人们的目光，站在舞台中央的则是大脑。
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神经科学在发展历史中提出过某些假设。其中之一是，认知能力的提高跟大脑随着进化越变越大有关系。达尔文就是这么看的，他写道：“人和高等动物，显然只有程度上的区别，种类上别无二致。”2他的盟友神经解剖学家赫胥黎也持同一看法，认为人的大脑没有什么独特的地方，就是特别大3。坊间普遍接受的概念如下：所有哺乳动物的大脑都由同样的成分构成，但随着大脑越变越大，其功能越来越复杂，由此带来了我们在学校学到的进化阶段图：人位于进化阶梯的最顶端，而不是单列在进化树之外1。然而，现任哥伦比亚大学人类学教授的拉尔夫·霍洛韦（Ralph Holloway）不同意这一看法。20世纪60年代中期，他提出：认知能力的进化改变是大脑重新组织的结果，而不光是由大小变化带来的4。人类大脑跟其他动物的区别——说到底，也就是各类动物大脑之间的区别，到底是数量上的还是质量上的？这一争论还将持续下去。
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美国耶基斯国家灵长类动物研究中心（Yerkes National Primate Research Center）的神经科学家托德·普罗伊斯（Todd M.Preuss）解释了为什么这一分歧会引发如此多的争议，以及为什么新发现的大脑连接性差异会被人视为“不合时宜”1。有关皮层组织的诸多概念是以“数量”假设为基础的。它令科学家们相信，使用其他哺乳动物（如老鼠和猴子）大脑模型所发现的结果，可以外推到人类身上。如果说这不正确，必定会在其他很多领域引发震荡，比如人类学、心理学、古生物学、社会学等。普罗伊斯主张，要比较研究哺乳动物的大脑，而不是以其他较低等动物（比如老鼠）的大脑为模型解释人类大脑如何运作。他和很多人都发现，在微观层面，不同哺乳动物的大脑差别可大了5。
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这种数量差异的假设正确吗？好像不然。从绝对体积上来说，许多哺乳动物的大脑都比人类大。蓝鲸的大脑是人类的5倍6。难道说它比人类聪明5倍？难说。它要控制更庞大的身躯，大脑结构又相对简单。虽然亚哈船长 [2]似乎发现了一条有思想的鲸鱼，可这毕竟不是普遍现象。故此，重要的或许是大脑的相对体积，即大脑相对于身体的大小，通常叫作“相对大脑容量”。以这样的方式计算脑的大小差异，鲸鱼才算回归了本来面貌：它的大脑容量仅占体重的0.01%，而人类的大脑则占体重的2%。与此同时，再来看看另外一个例子：囊鼠的大脑占体重的10%。实际上，19世纪初，解剖学家乔治·居维叶（Georges Cuvier）指出：“同等条件下，个子小的动物大脑相对较大。”6
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事实证明，随着身躯的减小，可以预期大脑的相对体积会增大。
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然而，跟个头相当的哺乳动物相比，人类大脑平均要大4～5倍7。其实，在原始人类（猿）这一支上，大脑体积的发展速度比躯干快得多。其他灵长动物则并没有这种发展趋势，自从跟黑猩猩分道扬镳之后，人类大脑的体积突飞猛涨8。黑猩猩的大脑重约400克，人类大脑却重达1300克6。所以说，我们的脑袋真的挺大。这一独特性，可以解释我们的智慧之源吗？
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还记得尼安德特人吗？他们的体格跟智人差不多9，但颅骨容量比智人稍大，大约是1520立方厘米，而现代人一般为1340立方厘米——也就是说，他们的相对大脑容量比人类还大。他们有着跟人相似的智力吗？尼安德特人制造工具，从遥远的地方运输原材料；他们发明了标准化技术，制造长矛和工具10。大约50000年前，他们开始装饰自己的身体，安葬死者11。许多研究者认为，这些活动暗示他们存在一定程度的自我意识，而且开始了象征性思考6，而象征性思考是人类语言必不可少的组成部分12。没人知道他们的语言能力达到了何种水平，但有一点可以确定，尼安德特人的物质文化不如同一时期的智人复杂13，14。尽管尼安德特人的大脑比智人大，却不如智人能干，但它显然比黑猩猩要高级。“大脑体积”理论的另一个问题在于，智人的大脑比之前减小了大约150立方厘米，但文化和社会结构却变得更为复杂。因此，相对大脑容量固然重要，但还不是全部的奥妙所在。由于我们面对的是“科学界已知最复杂的实体”，想必这一结果并不会令人感到意外。
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从我个人的观点来看，我对大脑体积说从来不感冒。过去45年里，我一直在研究“裂脑”病人。为了控制这些病人的癫痫症，医生通过手术把他们大脑的两个半球分离开来。手术后，左右脑无法再进行有意义的沟通，彼此之间孤立开来。这样一来，一个互相关联、总重1340克的大脑，就成了两个670克的大脑。这对智力有什么影响吗？
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嗯，没有多少。相反，我们看到的是人类在漫长进化改变中发展出来的大脑分工。左半球是聪明的那一半。它说话，思考，做出猜测。右脑则不然，用象征性的说法，它是左脑不争气的堂兄弟。然而，它也有一些优于左脑的技能，尤其是在形象感知方面。然而，就我们目前所讨论的内容，最重要的一点是，就算左脑跟右脑分开，只剩下670克，它的认知能力也跟之前一样。聪明的大脑不光是靠大小。
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在我们结束对大脑体积问题的讨论之前，还有一些来自遗传学领域的激动人心的新信息。遗传学研究掀起了许多科学领域的革命，神经科学恰在其内。在自然选择论者看来，似乎有理由认为，人类大脑体积的膨胀是自然选择通过多种机制发挥作用的结果。基因是染色体上的功能区域，这些区域由DNA序列 [3]构成。有时候，DNA序列会出现细微变化，这样一来，特定基因的作用也会存在某种程度上的不同。这种变异的DNA序列叫作“等位基因”。因此，花朵颜色的基因代码在DNA碱基对上出现变化，便带来了不同的花色。倘若某一等位基因对生物体起着极为重要的正面作用，比如提高了生物体的生存适应性或繁殖可能性，便能带来对该等位基因的“正向选择”或“定向选择”。自然选择倾向于这种变异，该等位基因很快就会变得随处可见。
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虽然我们还不知道所有基因的功能，但涉及人类大脑发展的许多基因跟其他哺乳动物的有所不同，具体来说，是跟其他灵长类动物的有所不同 [4]。在胚胎发育期间，这些基因参与决定大脑中有多少神经元、大脑的体积有多大。神经系统中处理日常“家务”的基因，也就是参与最基础细胞功能（如新陈代谢、蛋白质合成等）的基因，在各物种之间没有太大差异15。研究人员已经确定了两种负责规范大脑体积的基因：小脑症基因16和ASPM基因（即异常纺锤型小脑畸形症相关基因）17[5]。人们能发现这两种基因，是因为倘若它们存在缺陷，便会造成一种会通过生育遗传给其他家族成员的问题。这两种基因中的任何一种有问题，都会带来先天性小头畸形——一种常染色体隐性 [6]神经紊乱。这种紊乱有两个主要特点：一是头部明显小于正常值（大脑体积小，但结构正常），二是非进行性智力迟滞。人们根据这两种基因缺陷导致的疾病给它们取了相应的名字。体积减少得最多的是大脑皮层（请记住这一点）。事实上，患者的大脑体积减少得太过明显（比正常值低3个标准差），居然变得跟早期的原始人类差不多大了！18
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芝加哥大学兼霍华德·休斯医学研究所（Howard Hughes Medical Institute）的遗传学教授布鲁斯·拉恩（Bruce Lahn）所在的实验室最近进行了一项研究，表明在智人的进化过程中，自然选择的压力驱使这两个基因发生了重大变化。证据表明，（无缺陷的）小脑症基因顺着整个灵长类世系加速进化19，而（同样无缺陷的）ASPM基因则是在人类和黑猩猩分开之后进化得最为迅速20，这就暗示这些基因是我们祖先大脑体积迅速增大的成因。
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加速进化意味着什么，不言自明。在这些基因的作用下，携带者产生了一种极具竞争优势的特点。拥有它们的人会繁衍出更多的后代，于是这些基因占据了优势。研究人员并未满足于上述结果，他们还想知道，这些基因能否解答这个问题：人类大脑还在继续进化吗？事实证明，人们通过这些基因找到了答案：人类大脑的确在继续进化。遗传学家的推论是，如果一种基因是在人类物种的形成过程中为了增强适应性而进化出来的——就跟增加大脑体积的这些基因一样，那么它们可能仍然在继续进化。为什么这么说呢？
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