雖然人腦並非腦部發展過程的最佳傑作,因為每種生物的腦部都是順應特有的生活方式發展,不過從投資的角度來看,人腦的發展肯定是一個特殊的範例。與我們最近的親戚黑猩猩相比,人腦裡的神經元數目是黑猩猩的三倍之多。事實上,人腦裡有860 億個神經元,以超過100 兆條的神經相連,人腦是我們迄今見過最複雜的結構。

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關於人腦如何演化成現今的樣貌,科學研究的說明多半集中於大腦的皮質。皮質位於大腦的最外側,呈皺摺狀,皮質的皺褶程度與大小有關,隨著皮質的擴張,處理能力也會隨之增大,但面積這麼大的皮質要裝進空間有限的頭顱裡,唯一的方法就是反覆褶疊。

人腦的皮質區在腦部所占比例遠大於其他靈長類,其他皮質較小的物種,例如狗、貓及黑猩猩,牠們的皺褶也比人腦少得多,至於大鼠、小鼠及狨猴,牠們的腦部就像去了皮的生雞肉一樣平滑,沒有任何皺褶。

有些人認為,人腦皮質的擴張是為了不斷想出新點子來應付挑戰,例如適應複雜的社會生活,或是預測下一餐的獵物何時會出現,以及如何抓住獵物,隨後當我們靠著大腦,想出把食物弄熟的方法,結果腦就變得更大了,因為烹飪讓我們得以從食物獲取更多卡路里,如此周而復始,人類就有了十分大的皮質區,讓我們得以出謀劃策、神遊古今,並且有能力因應前所未見的新事物。這套說法還算言之成理,但完全忽略了動作的影響。 

目前有個新的理論,把「動作」這個重要細節,加進人類起源的故事中。新理論主張人類的前瞻思考能力,並非出自大腦的抽象演算,而是迫於想出新移動方式的演化壓力(evolutionary pressure)。根據此一觀點,人類在腦內構思的能力,可以往前追溯到人類還不存在的時代,當時人類祖先的遠親需要找到新的出行方式。

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人類與其他猿類的共同祖先,在2,500 萬年前從演化樹上與猴類分道揚鑣。古早的猿類住在樹上,跟牠們的表親猴子一樣,但猿類的體型較大、體重較重,身手也較笨拙,所以經常面臨從樹上墜地的風險,牠們解決這個問題的方法挺合理的─ 既然無法像猴子般在樹間靈巧地行走和跳躍,不如靠雙手支撐全身的重量,牢牢抓住上方的樹枝來移動。

這個策略的效果不錯,經過數百萬年的演化(肩部做了一些調整),古早的猿類有了臂躍行動(brachiation)的能力,就像今天的長臂猿一樣,能夠利用臂躍行動在樹上快速移動。

英國杜倫大學(Durham University)的演化人類學家羅伯特.巴頓(Robert Barton)指出,雙臂交互擺盪前進其實是一種複雜的動作,不能只靠一個含糊的行動計畫,就妄想能順利從A 點盪到B 點。當你在樹叢間擺盪前進時,需要能快速判斷每個動作的後果,例如,手要抓住哪裡,身體盪過去後再抓住哪一根樹枝,那根樹枝撐不住體重,所以要抓住這裡才安全。 

這不僅意謂著早期猿類有能力在飛躍時制定計畫,而且能隨機應變,臨時修改行動計畫。巴頓曾在2014 年發表一篇論文指出,為了支持臂躍行動這個新技能而增加的大腦迴路,不僅讓人類祖先的體操技能大為精進,同時也為頭腦體操(mental gymnastics)打下基礎。

然而指揮這些超快速動作的迴路,居然不在大腦皮層,而是在外觀像花椰菜的小腦裡。從構造來看,小腦是位於腦下方的獨立結構,大約從早期猿類開始在樹林間臂躍行進時,小腦便開始擴張,而且與皮層相比,大的不成比例,此一趨勢在類人猿(great apes)的演化過程中一直持續下去,分化為人類祖先的這個分支後,小腦則是加速擴張。

小腦的構造使得擴張過程相當順利,小腦像是一座悉心照料的葡萄園,裡頭排列著井然有序的神經元,與傳輸超快速的線路相連,換言之,一個「模組」能以相當快的速度複製並栓緊。至少從演化的時序表(timescale)來看是如此。

直到最近演化生物學界才對此發現提出「那又怎樣」的質疑,因為小腦一直被視為負責控制精細動作,為了支援複雜的新動作技能,小腦會擴張有什麼好大驚小怪的。1990 年代後期與21 世紀初期,學界才開始改變他們對小腦的看法。大家逐漸認清,小腦不只控制動作,還能控制思考及情緒。 

從大腦顯影與追蹤整個腦部的神經元後發現,許多演化而來的較新小腦「模組」,會直接連線到前額葉皮質區,也就是負責規畫與前瞻性思考,並協助微調情緒反應的區域。事實上,小腦只有一小部分與控制動作的其他腦區連結,其餘的小腦則專門負責思考與感受。

巴頓的理論指出,臂躍行動涉及動作與前瞻性思考,以及擔心從高處墜地的恐懼,這促使我們學會了序列思考法(sequential thinking),幫助我們應付各式難題,包括了解語言及數字的規則、製作簡單的工具及說故事,甚至是登陸月球及返回地球。 

這不禁令我們聯想到與人溝通時,一旦對話變得話不投機,與我們預期不符時,我們往往會感到不知如何是好,而且心情往下墜,說不定也跟臂躍行動有關。不論是編織圍巾,還是思考下棋的一連串布局,這些技能不僅需要精細的動作控制,還須規畫一系列能達到目標的行動,因此序列思考,對於前述技能格外有幫助。

此外,還能解釋黑猩猩是如何想出一連串動作,成功用樹枝「釣」到一堆白蟻,巴頓指出:「人類懂得如何依序用一連串行動來達成目標的能力,有點像是我們理解世間因果關係的基礎。」 

本文截選自⟪愈「動」愈成功