2016/9/18 15:05

大腦血流量增加可能也是為了滿足神經(jīng)細(xì)胞間的連接需求。智力越高，大腦越需要不斷地從血液中吸取氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

過(guò)去人們一直認(rèn)為，人類智力的進(jìn)化只是簡(jiǎn)單地與大腦尺寸有關(guān)，而最近一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，人類智力的進(jìn)化與大腦血液供應(yīng)的關(guān)系更加密切，顛覆了傳統(tǒng)觀點(diǎn)。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在《Royal Society Open Science》雜志上。

該研究是澳大利亞阿德萊德大學(xué)生物科學(xué)學(xué)院心血管生理學(xué)研究所和南非金山大學(xué)大腦功能研究組和進(jìn)化研究所的新合作項(xiàng)目，研究人員發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)化過(guò)程中，人類大腦不僅變得更大，還比以前之前想象的更加“嗜血”。

該研究小組通過(guò)觀察血管在頭骨化石中留下的小孔，計(jì)算了人類祖先大腦的血液流動(dòng)如何隨時(shí)間改變。該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人，阿德萊德大學(xué)Roger Seymour教授說(shuō)，“我們發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)化過(guò)程中，人類大腦尺寸增加了350%，但驚人的是，大腦血流量增加了600%。我們認(rèn)為，在思維和學(xué)習(xí)能力的發(fā)展過(guò)程中，大腦神經(jīng)細(xì)胞之間的連接越來(lái)越復(fù)雜，大腦血流量增加可能也是為了滿足神經(jīng)細(xì)胞間的連接需求。智力越高，大腦越需要不斷地從血液中吸取氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。”

“大腦代謝越活躍，需要的血液越多，因此所供應(yīng)的動(dòng)脈越大，通過(guò)頭骨化石可精確地測(cè)量動(dòng)脈的大小。”

本文共同作者，金山大學(xué)Edward Snelling博士說(shuō)，“非洲祖先生物化石揭示了過(guò)去大腦動(dòng)脈供應(yīng)的變化。化石中這些小孔的尺寸反映了從三百萬(wàn)年前的古猿到現(xiàn)代人，大腦血流量是如何增加的。”

本文的另一位作者 Vanya Bosiocic說(shuō)，“在整個(gè)進(jìn)化過(guò)程中，大腦功能的發(fā)展似乎與人類生長(zhǎng)所需的時(shí)間相關(guān)，也與細(xì)胞鄰里之間的合作、資源爭(zhēng)奪等有關(guān)，這似乎很好地驗(yàn)證了大腦對(duì)血液和能量的需求增加。”

近距離了解該研究

科學(xué)家們從考古發(fā)現(xiàn)和頭骨化石中大腦的尺寸來(lái)推斷人類認(rèn)知的進(jìn)化。一種更直接的認(rèn)知測(cè)量方法是檢測(cè)大腦的代謝率——它與大腦的血流速率成正比。古人類大腦的血供應(yīng)幾乎都是由內(nèi)頸動(dòng)脈來(lái)完成，傳送血管的小孔尺寸可以在古人類頭骨化石中被測(cè)量，并被用于計(jì)算腦血流速率。

研究發(fā)現(xiàn)，從南猿到早期智人，腦血流速率不成比例地增加(異數(shù)增長(zhǎng)指數(shù)為1.41)，指數(shù)高表明早期智人的腦組織代謝強(qiáng)度增加。在古人類的三百年進(jìn)化史中，腦組織的血流速率增加了1.7倍，但當(dāng)把腦體積增加也考慮在內(nèi)，腦血流量速率增加了6倍。

研究人員認(rèn)為，這可能與神經(jīng)元之間的連接、突觸活動(dòng)和認(rèn)知功能的增加有關(guān)，而這一切最終都取決于腦代謝率。