19 世纪的时候,有科学家观察黑猩猩和人类的行为差异。他们发现黑猩猩能使用简单工具,可就是没法像人类这样创造复杂工具,更别提发展出语言和文明了。
这一百多年来,无数研究者都想弄明白,为啥同样是灵长类,人类就比黑猩猩聪明这么多?有人说跟大脑大小有关,可后来发现有些动物大脑比人类还大,智力却远不如人。也有人说跟大脑神经元数量有关,可黑猩猩大脑神经元数量也不少,这答案好像又不对。
直到最近,我关注到一个研究团队的新发现,才算把这事儿的脉络理出点眉目。一开始,他们也走了不少弯路。
最开始,团队想用传统方法研究大脑结构。就是把人类和黑猩猩的大脑切片,然后在显微镜下观察。可连续做了十几次实验,都没发现啥特别的差异。那些神经细胞看起来都差不多,排列方式也没啥明显不同。
这时候,有人提议换个思路。既然从细胞结构上找不到突破口,那不如看看大脑里的基因表达情况。说干就干,团队开始提取大脑中的 RNA,分析基因的活跃程度。
在实验进行到第 36 小时的时候,仪器显示的数据突然出现了异常。有一组基因在人类大脑中的活跃程度,比在黑猩猩大脑中高出了好几倍。这情况完全超出了大家的预料,难道是仪器出问题了?
团队赶紧检查仪器,一遍又一遍校准。可不管怎么测,这组基因的表达差异都存在。后来他们发现,这组基因跟大脑中神经元的连接有关。人类大脑中,神经元之间能形成更复杂、更密集的连接网络。
为了验证这个发现,团队又设计了一个对照实验。他们把人类和黑猩猩的神经细胞放在培养皿里,观察它们的生长情况。结果发现,人类的神经细胞会长出更多的分支,这些分支之间的连接也更牢固。
其实,这就好比两个人搭建积木。黑猩猩只能搭建出简单的小房子,而人类能搭建出高楼大厦,还能在里面设计复杂的管道和电路。大脑中神经元的连接越复杂,处理信息的能力就越强,学习和记忆的效率也越高。
不过,这里还有个疑问。既然这组基因这么重要,那为啥在进化过程中,只有人类的这组基因变得如此活跃呢?团队又开始查阅大量的进化生物学资料,对比人类和黑猩猩的基因序列。
最后发现,在人类进化的过程中,这组基因附近发生了一段 DNA 片段的插入。这段插入的 DNA 片段,就像一个 “开关”,把这组基因的活性给大大提高了。而黑猩猩的基因中,并没有这段插入的片段。
说到底,人类比黑猩猩聪明,并不是因为拥有了某种全新的基因,而是在现有基因的基础上,通过基因表达的调控,让大脑具备了更强的信息处理能力。这个发现也让我们意识到,进化过程中哪怕是微小的基因变化,都可能带来巨大的生理和行为差异。
现在想想,咱们的大脑还真是厉害。它就像一个精密的仪器,在进化的过程中不断优化升级。不过,关于大脑还有很多未解之谜。比如,除了这组基因,还有没有其他基因也在影响人类的智力?大脑中的神经元连接是如何在学习和记忆过程中不断调整的?
未来,研究团队还计划深入探索这些问题。他们打算用基因编辑技术,在动物身上模拟人类的这种基因变化,看看会不会让动物的智力有所提升。如果真的能实现,或许能为治疗一些智力发育障碍疾病提供新的思路。
每次了解到这样的科研进展,我都特别兴奋。科学探索就是这样,不断遇到问题,不断寻找答案,在这个过程中,我们对自己、对世界的认识也在不断加深。咱们每个人的大脑都蕴藏着无穷的潜力,真期待未来能解锁更多大脑的秘密 😊