TED演讲：人类大脑最特别的地方在哪里？

问：是什么让人类比其他动物更聪明？答：烹饪。这个答案真是吃货的福音！烹饪熟食能够使得我们在短时间为身体提供更多能量，而充足的能量使大脑进化出超出普通哺乳动物的数倍的神经元……啥都别说了，菌菌要去吃热乎乎的夜宵了！

片长：13分22秒，人类大脑最特别的地方在哪里？

以下内容整理自：TED | 人类大脑最特别的地方在哪里？

对于人类的大脑来说，什么是最特别的？我们为什么要研究其他的动物？而不是他们研究我们？有没有什么是人类大脑可以做的，而其他动物的大脑不能做的？十年前，我对这些问题产生兴趣。

所有的大脑的构成方式不尽相同

科学家认为，他们知道大脑不同的组成部分，即使那些都是基于一些非常小的证据。科学界认为所有的哺乳动物的大脑，包括人类的大脑，是由同样的东西组成，一系列的神经元和大脑的大小总是成为成正比。这个意味着，两个同样大小的大脑应该有同样数量的神经元。如果我们说神经元是大脑功能信息处理的单位，那么两个大脑各自的拥有者应该有的相近的认知能力。然而，其中一个是黑猩猩，而另一大脑属于一头母牛。也许牛有很丰富的精神生活，并且很聪明，他们选择不会让我们意识到这一点，但我想大多数人会同意，相比于牛来说，黑猩猩具有更加复杂以及灵活的行为。所以这是第一个征兆，显示“所有的大脑的构成方式都是一样的”不是特别正确。

我们不妨继续这个比喻。如果所有的大脑由相同的方式组成，那么将大脑大小不同的动物拿来做比较，大一点的大脑对于小一点的大脑来说应该具有等多的神经元，并且越大的大脑，它的主人应该更有认知能力，所以最大的脑应该具有最好的认知能力。这里有个坏消息：我们的大脑，不是最大的一个。我们的大脑重量在1.2和1.5公斤之间，而大象的大脑在四、五公斤之间，鲸鱼大脑可重达9公斤。这就是为什么科学家们说我们的大脑肯定是非常特别的，来解释我们的认知能力。它必须是真的非同寻常，一个例外情况。他们的大脑可能会更大，但我们的更好，并且我们的大脑可以变得更好。对于我们的身体的大小，我们的大脑皮层面积比我们应该有的更大。因此，这样将会给我们额外皮质去做更多有趣的事情，而不是只主管我的身体。比较我们自己和巨猿，大猩猩可以是比我们大两到三倍，但它的大脑比我们的小，我们的大脑比大猩猩的大三倍。

人类的大脑需要消耗很多能量

人类的大脑也特别在它使用的能源的量。虽然它的重量只有全身的2%，但是它单独使用你身体每天所需能量的25%。2000卡路里中的500卡路里仅仅只是为了让你的大脑的工作。人类的大脑已经比应有的大小大出很多了，相对他应该消耗的来说，它消耗了更加多的能量，所以它很特殊。为什么进化的规则应用到了其他生物，但不是我们？也许两个大小相似的大脑，实际上可以由数目不同的神经元组成；也许是一个非常大的大脑，相对于一个更具规模适度的大脑，不一定需要具有更多的神经元；也许相比于其他大脑来说，人类的大脑具有最多的神经元，无论其规模大小。所以这成为了对于这个答案来说最重要的问题。

您可能会听到或读到过我们有1000亿个神经元。10年前，我就问我的同事们他们是否知道这个数字是从哪里来的，但没人知道。我通过深入细致的研究文献，试图找出该数字的原始参考，但我找不到它。似乎其实没有人去真正的数过人类大脑里面的神经元数量，或者其他任何的大脑里面神经元的数量。

所以我想出了我自己的方式，来统计大脑里面的细胞，它最重要的一个步骤是将大脑溶解在试剂里。它的工作方式：你将一个大脑或部分的大脑，让它溶化在洗涤剂里，洗涤剂会破坏细胞膜，但保持细胞核不变，所以你最终会看到细胞核悬浮。溶液中包含所有细胞核，可以摇晃它，并使这些细胞核在液体中均匀分布。通过在显微镜下观察，只需四个或五个这种细胞核均匀分布的样本，可以数数原子核，并能够计算知道有多少脑细胞。这样很简单、非常直接，并且速度也很快。所以我们使用了这种方法来计数神经元。

目前为止，我们计数了几十个不同的物种。结果发现，所有的大脑都是由不同的方式组成的。以啮齿类动物和灵长类动物为例：在大一些的啮齿类动物大脑里，神经元的平均尺寸在增加。所以，大脑非常迅速地膨胀，尺寸增长比获得神经元更加快。但灵长类动物的大脑增加神经元，而不是神经元平均尺寸增大。在大脑里添加神经元的结果是，灵长类动物的大脑和啮齿动物相同大小的脑相比,总有更多的神经元。大脑越大，这种差异性也会越大。

人类的大脑又是如何呢？我们平均有860亿个神经元，其中有160亿个存在于大脑皮质里。如果你认为大脑皮质是下列功能的基础：意识、逻辑和抽象推理，那么这160亿个神经元对大脑皮质来说是最重要的。我想这是对于我们能拥有卓越的认知能力最简单的说明。我们发现了大脑的大小和其神经元数目之间的关联是可以用数学模型来计算的，我们可以计算出人类大脑如果被作成像是一个啮齿类动物的大脑会如何——有着860亿神经元的啮齿类动物大脑将重36公斤。巨大的大脑将会被它自己本身的重量所挤压，这个不可能的大脑需要一个89吨的身体。

和其他的灵长类动物作比较，你会发现一般的灵长类动物，如果有着860亿神经元，将会有一个约1.2公斤的大脑，在大约66公斤身体中这似乎刚刚好。我们的大脑和其它灵长类动物的大脑一样。所以人类大脑的特别之处不在于其神经元的数目，从这方面看它只是一个大的灵长类动物的大脑。我想这是个非常谦卑和发人深省的思考，提醒了我们在自然界的位置。

能量的摄入量限制了大脑的大小

为什么我们的大脑消耗这么大的能量？人类和其他物种的大脑神经元消耗相同的能量，平均每日，每十亿个神经元消耗六个卡路里的热量。所以一个大脑全部精力的消耗是简单的，线性函数可计算其神经元的数目。结果发现，人类的大脑消耗如此多的能量的原因是，它有大量的神经元；而且由于我们是灵长类动物，在一个特定大小的身体里，人类比任何其他的动物，有着更多的神经元。因为我们是灵长类动物，我们的大脑的相对消耗量是很大的。

所以我们为什么有数量巨大的神经元，特别是，如果巨猿比我们更大，那为什么他们沒有一个有着更多神经细胞，比我们还大的大脑呢？我想，可能有一个简单的原因。他们只是不能负担一个大型的身体，以及多量的神经细胞共存所需的能量。一方面，我们计算着一个灵长类动物每一天借由吃生的食物获取多少能量；另一方面，有多少能量在一个特定大小的身体中消耗，有多少能量在含有特定数量神经元的大脑中消耗。然后我们结合身体尺寸，找到灵长类动物每天花一定时间在吃上面，能够负担得起的大脑神经元数目。

然后我们发现，一个灵长类动物每天吃八个小时，才能够负担最多530亿神经元，但是与此同时，它的身体不能超过25公斤。任何比这更重的重量都使它必须放弃一些神经细胞。当你吃的像灵长类动物时，庞大的身体和大数量的神经元不可兼得。

一个方法超出此种代谢限制就是每一天花更多的时间在吃饭上面，但是，这样是很危险的，某种程度上，它是不可能发生的。例如大猩猩和红毛猩猩，能够负担约300亿个神经元。它们每天花八个半小时吃饭，这似乎是它们所能做的一切。9个小时的每日饲喂是灵长类动物的实际限制。

人类通过烹饪提高了能量的摄取效率

那我们呢？根据我们的860亿神经元和60到70公斤的体重，我们应该每天要花超过九个小时在吃饭上，这是不可行的。如果我们像灵长类动物一样吃，我们不应该在这里。

我们怎么在这里呢？唯一的选择是以某种方式从相同的食品上获取更多的能量。引人注目的是，这和我们的祖先早已发现的完全匹配。在一百五十万年前，他们发明了烹饪，在食物进入你身体前预先消化食物。煮熟的食物比较软，所以他们更容易嚼烂，在你的嘴里完全粉碎，这就使他们能够完全被消化并且被你的肠道所吸收，这使得它们在更少的时间内带来更多能源。所以烹饪让我们有更多的时间，去用我们的神经元做更多有趣的事情，而不是只想着食物，寻找食物，并吞噬下食物，花去整整一天。

由于烹饪，曾是一个沉重的负担且极其昂贵的、有着一大堆神经元的大脑，现在能够成为一项重要资产。我们可以为神经元提供能量，并且把时间用在去做一些有趣的事情。这就解释了为什么人类的大脑在进化过程中增长如此之快。由于烹饪，我们可以负担得起这么大的大脑，我们迅速地进步着，从生食到文化、农业、文明、杂货店、电力、冰箱，所有这些事物。现今使我们能够快速得到我们一整天所需的所有能量，来自于你最喜欢的快餐食品。所以曾经的一种解决办法，现在成为了一个问题。讽刺的是，我们在生食中寻找解决方案。

人类的优势是什么？我们有什么东西是其他动物没有的吗？我的答案是我们有最大数量神经元存在于大脑皮层中，并且我认为这能最简单地解释为什么我们有卓越的认知能力。还有就是我们做了什么是没有其他动物做的？我认为使我们能够达到这么多的，最多数量的神经元存在于大脑皮质中的基本原因是两个词，我们做饭。没有其他动物烹饪它们的食物，只有人类才做。而且我认为，这就是我们是怎么成为人类的。

研究人类大脑改变我对食物的想法。现在我看看自己的厨房，然后我向它鞠躬，然后我谢谢我的祖先想到这个有可能使我们成为人类的发明。