腦袋越大，人越聰明？

大腦子是什麼意思

從人類的進化過程來看，好像是腦子越大越聰明。

比如現代黑猩猩的腦容量只有420毫升，而現代人的平均腦容量有1350毫升。生活在300多萬年前的非洲的原始人類“露西”（Lucy），腦容量只有400毫升左右。200萬年前直立人出現，腦容量就增加到800毫升。看來腦容量是伴隨著人類智力的發展而增大的。

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從表面上看，大的腦容量可以容納更多的神經元，自然智力也會比較高。但是如果我們把目光擴大一點，看看其他動物，就發現這個說法不完全成立。比如牛的大腦（約440克）比老鼠的大腦（約2克）重200倍以上，和黑猩猩差不多。但是牛不但遠不如黑猩猩聰明，也不比老鼠更聰明。就是同為狗，體型巨大的狗有時還不如體型小的狗聰明。烏鴉的腦子只有10克重，卻是最聰明的鳥類之一。

大的腦容量不一定等於高智力。體型較大的動物一般腦容量也比較大。但是這“多出來”的神經元並不一定是用來提高智力的，而是首先要滿足對大的身體的控制和管理。

為了弄清腦質量和體質量的關係以及這種關係對智力的影響，荷蘭的解剖學家杜波伊斯（Eugene Dubois）及其同事收集了3690種動物的腦質量和體質量。他的後繼者們對這些資料進行分析後發現，隨著動物身體變大，腦子的質量並不成比例地增大，而是體質量的0。7～0。8次方，也就是大約3/4次方。

比如麝鼠的體質量是小鼠的16倍，但是麝鼠的腦質量只有小鼠的8倍。把這些體質量和腦質量輸入到對數座標上，橫座標為體質量，縱座標為腦質量，就可以經過數學分析得到一條直線，從這條直線可以從動物的體質量計算出腦質量的預期值。

一些動物的座標正好在這條直線上，比如小鼠、狗、馬和大象。有些動物的座標在這條直線上方，說明它們的腦質量超出預期值，應該比較“聰明”。高出直線越遠，說明腦質量超過預期值越多，就應該越“聰明”。

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實際情況也好像是這樣。比如人的腦質量超出預期值7。5倍，是所有動物中最高的，也最“聰明”。海豚是5。3倍，猴子是4。8倍，都相當“聰明”。反過來，如果動物的座標是在這條直線以下，也就是它們的腦質量低於預期值，就應該比較“笨”。牛的比值是0。5，也就是它的腦質量只有預期值的一半，也的確比較“笨”。

不過這個規律也有例外。比如南美捲尾猴的腦質量與“預期值”的比例就高於黑猩猩，但是遠不如黑猩猩“聰明”。對於體型巨大的動物，如藍鯨，腦質量與預期值的比例也很低（約0。25），但是藍鯨顯然是比較“聰明”的動物。所以腦質量和智力的關係，還需要更深入的探討以找出更好的指標。

人類大腦皮質中神經元的數量已經是世界第一

討論了腦的容量與智力的關係，我們能不能換一個角度，看看腦中神經元的數目與智力的關係呢？

不過人腦中不是所有的神經元都與思維有關。比如負責身體一些基本活動的神經中心就主要在延髓中。植物人全無意識，但是這些基本生理活動照常進行。所以負責這些活動的神經元可以被認為是與智力無關而不加考慮。小腦佔腦總體積的約10%，其神經元（主要為顆粒細胞）被認為是與運動的協調有關，也可以不加以考慮。

大腦神經元 概述圖，來源：百度百科

而大腦占人腦總質量的82%，其中的大腦皮質（大腦表面幾毫米厚的組織，是大腦神經元的集中分佈的區域）與人的思維直接有關。其他哺乳動物的大腦也佔腦體積的大部分，和人類的大腦的結構和功能類似，所以大腦皮質裡面神經元的數目也許是估計動物智力的一個更好的指標。

的確，如果我們比較不同動物中大腦皮質中神經元的數量，那人類明顯是第一位，大約有120億個神經細胞（不同的實驗室得出的數值不完全相同，大約是在110億～140億）。即使鯨魚的腦比人腦大好幾倍，其大腦皮質裡面神經元的數量也還比人類的要少一些，為100億～110億。鯨類動物大腦皮質中神經元的數目和人相近，智力卻遠不如人。這說明足夠數量的神經元是高智力的必要條件，卻不一定是充分條件。

訊號在神經元之間傳輸的速度很重要

人類大腦中的120億個神經元本身並不能自發產生智力。嬰兒出生時，大腦中的神經元已經完全形成，也就是已經擁有了這120億個神經元。但是新生的嬰兒並沒有明顯的智力。要經過數年的時間，智力才逐漸由這些神經元發展出來。而且智力的發展有一個關鍵期，與外部環境密切相關。

思維過程涉及大腦的不同區域，訊號需要沿著神經元之間的通路（我們把這些通路統稱為神經纖維）在不同區域的神經元之間進行傳遞和交換。訊號在大腦的不同區域之間傳播的途徑越順暢，速度越快，大腦處理資訊的速度就越快，智力就有可能更高。

神經纖維 概述圖，來源：百度百科

而神經纖維傳輸訊號的速度是比較慢的。不同的神經纖維傳遞訊號的速度從每秒0。5米到每秒100米左右。如果我們假設平均值為每秒10米，那就是每傳輸1個1釐米的距離需要1毫秒。在這種傳輸速度下，腦的尺寸對資訊傳輸時間就有很大的影響。

比如牛的大腦比老鼠的大腦重200多倍，直徑為6～7釐米，比老鼠的不到1釐米大很多。訊號從牛大腦的一邊傳到另一邊的時間也要長6毫秒左右。如果思維需要腦中多個部分之間資訊的多次來回交換，牛“思考”所需要的時間就更長了。

訊號傳遞途徑越短，人的智商越高

人的大腦皮質是分為許多功能區的，思維過程需要資訊在多個功能區之間交換。不同的人在功能區之間的距離上有所不同。為了研究訊號在功能區之間傳輸距離的長短是否與人的智力有關，科學家用不同的方法測定了不同的人大腦中功能區之間的距離，再把這些資料與這些人的智力相比較，得出了類似的結果。

比如荷蘭Utrecht大學醫學院的Martijn van den Heuvel 等用功能磁共振（functional magnetic resonance imaging）來測定處於休息狀態時人腦不同功能區之間的距離。實驗結果表明，有最簡訊號傳輸路徑的人，智商最高。

英國劍橋大學的神經影象專家Edward Bullmore 用腦磁圖（magnetoencephalography）來估算大腦中不同區域之間訊號傳輸的速度，並且和測試物件的短期記憶力相比較，發現區域之間具有最直接聯絡，訊號傳輸速度最快的人，具有最好的短期記憶力。

這些研究結果都支援了上面的想法，即神經功能區之間的距離和訊號在這些功能區之間傳輸的速度直接有關，也和智力的高低有關。

大腦功能定位 來源：見水印

你也許要問，人大腦的大小和質量不是都差不多嗎？為什麼功能區之間的距離還會不同呢？這是因為不同的人大腦皮質的形狀不同。人的大腦表面不是平滑的，而是佈滿了溝回。這使得大腦皮質可以容納下更多的神經元。沒有兩個人的溝回形式是一樣的，由於大腦皮質是分為許多功能區的，不同的溝回形式意味著人與人之間功能區之間的距離不同，訊號在這些功能區之間傳輸所需要的時間也不同。

對於一個特定的人來說，如果兩個功能區之間的距離比平均距離要短，與這兩個功能區有關的智力就有可能比較高。但是另外兩個功能區之間的距離也許又比平均距離要長，與這些功能區有關的智力也許就比較差。這或許可以部分解釋為什麼不同的人所具有的才能不同。

愛因斯坦的腦質量只有1230克，相當於1194毫升，明顯低於人類1350毫升的平均值。但是他的大腦的頂葉部位有一些特殊的山脊狀和凹槽狀結構。較小的大腦和特殊的溝回結構，也許造成了愛因斯坦進行思維時所需的神經通路特別短和通暢，從而形成了他超人的智力。但是他在語言上似乎比常人差，到了3歲才會說話。

《上帝造人有多難——生命的金鑰》

略有刪改

作者：朱欽士

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