如何讓大腦更聰明？（二）長跑促進大腦變大

雋武　清風(fēng)

擁有一個聰明的大腦，或者讓你的后代更聰明，這幾乎是每個人的夢想。這也許因為，聰明的人擁有各種各樣的優(yōu)勢：他們在生活中會得到更好的教育，獲得更好的工作，掙更多的錢，并且可能活得更長久。

在這一系列文章的第一篇，我們闡述了智力和心理學(xué)的某些關(guān)系。今天我們將回溯人類大腦的發(fā)展與體育運動，具體說是大腦與任何體育運動的基礎(chǔ)能力之一——跑步——的關(guān)系。

智力取決于大腦體積相對于身體的大小嗎？

多年以來，科學(xué)家以大腦體積相對于身體大小的方法來衡量動物的智力程度。例如，雖然人類的大腦并不是地球物種中體積最大的，但相對于人類的身體大小而言是非常大的。

目前，英國倫敦大學(xué)學(xué)院、德國康斯坦茨大學(xué)和馬克思普朗克鳥學(xué)研究所組建的一支科學(xué)研究小組發(fā)現(xiàn)大腦體積和身體大小兩個因素之間的關(guān)系與不同物種不同進化機制密切相關(guān)。至關(guān)重要的是，研究人員發(fā)現(xiàn)衡量動物智力程度的主要因素是身體大小，而不是大腦體積。例如，蝙蝠的進化歷史顯示它們身體減小的速度快于大腦體積，從而逐漸增大了大腦體積的相對大小。因此，體形較小的蝙蝠能夠進化提高飛行機動性，其聰慧的大腦可在雜亂的環(huán)境中覓食。這項研究報告發(fā)表在《美國國家科學(xué)家學(xué)報》上。

這項研究的負(fù)責(zé)人杰倫·斯馬爾斯說：“當(dāng)使用大腦體積相對于身體大小作為智力衡量標(biāo)準(zhǔn)時，這個假設(shè)總是以大腦體積的變化為主。目前，最新研究顯示動物大腦體積和身體大小之間的關(guān)系比之前預(yù)想的更加復(fù)雜。身體大小的變化并不取決于大腦體積變化，反之亦然。此外，大腦體積和身體大小的獨立性變化屬性，在不同物種之間是完全不同的。”

英國倫敦大學(xué)學(xué)院研究人員收集了數(shù)百種現(xiàn)代和遠古滅絕的蝙蝠、食肉目動物和靈長目動物的大腦體積和身體大小數(shù)據(jù)，之后繪制出每一物種歷史進化的大腦體積和身體大小的對比圖。歷經(jīng)數(shù)百萬年，除了蝙蝠之外，多數(shù)動物的身體增長速度快于大腦增長速度。

考慮到這些差異性，研究人員認(rèn)為大腦體積的大小并不是衡量物種智力程度的重要依據(jù)，而是身體大小這一因素。

人類的聰明得益于身體耐力嗎？

然而，一些科學(xué)家提出了關(guān)于人類進化的新觀點：我們現(xiàn)在之所以這么聰明，部分是由于幾百萬年前，我們比大多數(shù)哺乳動物在遠足或長跑方面更勝一籌。人類的大腦因運動而成型、銳化——于是乎，我們?nèi)孕杞?jīng)常鍛煉來使大腦以最佳狀態(tài)運轉(zhuǎn)。

身體耐力對人類進化的作用一直深深吸引著人類學(xué)家，并一度引發(fā)過流行的理論。2004年，美國哈佛大學(xué)的進化生物學(xué)家丹尼爾·E·利伯曼和猶他大學(xué)的丹尼斯·M·布蘭布萊在《自然》雜志上發(fā)表過一篇影響深遠的文章《耐久性長跑與人類的進化》。他們認(rèn)為，我們的二足動物祖先存活下來的原因是持久奔跑。通過絕對的耐力逮住速度更快的獵物，或跑或走始終跟在獵物后面直至它們筋疲力盡。

耐力帶來食物提供生存所需的能量，因而最初的長跑能手得以延續(xù)基因。如此看來，自然選擇讓早期的人類變得愈發(fā)體格強健，利伯曼博士及其他科學(xué)家寫道：他們的身體進化出長腿、短趾、少毛和復(fù)雜的內(nèi)耳系統(tǒng)以保證直立行走時的平衡與穩(wěn)定——運動塑造了人類的形體。

而與此同時，人類也出現(xiàn)了另一項進化特征：變得更聰明、大腦體積迅速增長，很多科學(xué)家一直以來都認(rèn)為這與運動沒什么關(guān)系。人類學(xué)家稱，基于我們現(xiàn)在的個頭、再比較其他哺乳動物，我們大腦的體積是應(yīng)有的3倍大。

進化學(xué)家曾把這種“特大號大腦”的現(xiàn)象歸因為食肉以及我們祖先的社交需求——這或許是最具決定性的原因。早期人類的打獵行動需要以群體為單位謀劃實行，這便要求有精密的思維模式。于是，科學(xué)家得出推論：善于交流的人獲得了進化上的成功。據(jù)此推論，大腦進化是由于人需要思考。

長跑可能促使人類大腦變大

現(xiàn)在一些科學(xué)家也認(rèn)為，體力活動也在人類大腦體積變大中發(fā)揮了重要作用。2012年1月在《英國皇家學(xué)報B》上發(fā)表了關(guān)于人腦進化一文的美國亞利桑那大學(xué)人類學(xué)家戴維·A·里奇?zhèn)惓诌@樣的看法。

為證明此論點，他和自己的同事們開始在現(xiàn)有數(shù)據(jù)中探尋哺乳動物大腦體積與耐力的關(guān)系。研究對象包括狗、豚鼠、狐貍、小鼠、狼、大鼠、靈貓、羚羊、貓鼬、山羊、綿羊和非洲大羚羊。學(xué)者們發(fā)現(xiàn)了一個明顯的模式：像狗和大鼠這樣天生具有高耐力、據(jù)推測已進化上千年的物種，大腦的體積相對身體的大小而言比例更大。

研究者還查看了近期的一些實驗結(jié)果，其中小鼠和大鼠被系統(tǒng)地培育成馬拉松運動員。那些自覺主動地在轉(zhuǎn)輪上跑得更久的實驗室動物被挑選出來進行交配，最后得到一種“長跑健鼠”。有趣的是，幾代下來，這些動物體內(nèi)促進組織生長與健康的物質(zhì)開始原發(fā)性地呈現(xiàn)高濃度，包括一種稱作腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（ BDNF）的蛋白。這些物質(zhì)對于身體的耐力表現(xiàn)十分重要，也促進大腦生長。

戴維·A·里奇?zhèn)惖雀鶕?jù)上述實驗結(jié)果提出，體力活動有可能曾幫助早期人類變得更聰明。他說：“我們認(rèn)為，在早期從事采集和狩獵活動的祖先中，那些更強壯、更積極的人得以存活——就像實驗室的長跑健鼠一樣，把自己的生理特征遺傳下來，耐力不斷增加，也包括BDNF水平的提升。終于，早期運動健將的體內(nèi)聚集了足夠的BDNF，以至于有一些可從肌肉轉(zhuǎn)移至大腦，從而推動了腦組織的生長。”

這些早期的人類繼而開始運用他們逐漸壯大的能力，去思考和推理更好的捕獵方法。從進化角度來看，他們成為了營養(yǎng)最佳、最成功的物種。因運動而智慧，又因智慧而使運動更有效率。

最終，良性循環(huán)導(dǎo)致人們能夠理解高深的數(shù)學(xué)，能夠發(fā)明出iPad。不過這都是很久很久以后的事情了。

里奇?zhèn)惒┦康奈恼潞献髡摺⒚绹晾Z伊大學(xué)香檳分校人類學(xué)副教授約翰·D·波爾克說，從廣義上來講，如果體力活動曾經(jīng)幫助過我們的大腦發(fā)展成型，那么，它現(xiàn)在仍可能對大腦的健康具有重要意義。此觀點是有科學(xué)支持的。他說，最近一些研究顯示，“定期鍛煉，就算只是走走路”也會讓人心智更強健，“從幼年到老年都如此”。

值得注意的是，里奇?zhèn)愅瑫r說，認(rèn)為追著獵物長跑促使大腦進化的假說當(dāng)然只是個假想，而且?guī)缀鯚o法證明。但這假說太引人注目了，曾與上述新論文作者合作過的哈佛大學(xué)利伯曼博士稱：“我毫不懷疑健壯身體與聰慧大腦間的聯(lián)系有著深厚的進化基礎(chǔ)。這種聯(lián)系把‘追逐你的記憶這個短語變得比以往理解的意思更字面化了。這足以成為我們馬上積極鍛煉起來的強大

動力。”endprint