它促成了人腦的進化？一個基因的突變讓我們與眾不同
有人將愛因斯坦的大腦切成片，想搞清天才為什麼聰明，卻沒發現異樣。這說明，普通人和天才的大腦一樣，至少在器質上一樣。但我們並不知道，人類大腦何時、為什麼會變得如此聰明？
最近一位兒科醫生在雪貂身上找到了關於這個問題的些許線索：一個簡單基因的突變，讓我們有了特別皺巴的大腦皮層。論文發表在4月11日的《自然》雜誌上。
一個基因的突變讓我們與眾不同？
大腦分灰質和白質。內芯白，表面灰。吃過豬腦花的人知道，大腦是皺皺巴巴的。人類的大腦特別皺，表面積比近親黑猩猩高出3倍。所以人類把黑猩猩關進了籠子，而非相反。而最近，導致人類大腦特別皺的一項基因被找到了。
克里斯多福·沃爾什是美國霍華德休斯醫學研究所（HHMI）的研究員，他的實驗室前幾年關注胚胎大腦的病變：大腦在成型時有時會出錯，導致大腦皮層即灰質較少。使得患兒的頭部比正常情況小。小頭畸形有遺傳根源，前兩年肆虐的寨卡病毒也會造成小頭症。
以前，科學家利用小鼠做模型，研究小頭症。但小鼠大腦比人類大腦小千倍，且缺乏人腦中豐富的幾種腦細胞。其大腦萎縮也不是很明顯。
沃爾什和同事們想到了一種新的實驗動物——雪貂，沃爾什說，雪貂是一種快速繁殖的更大的哺乳動物，也有更大的大腦皮層，皺皺巴巴，與人類相似。
研究人員發現，一種名叫ASPM的基因，在人類胚胎發育過程中影響大腦灰質的生長。在小頭症案例中，ASPM的滅活使得人類大腦的體積減少了50%，與黑猩猩的大腦相當。
於是通過滅活ASPM基因，研究人員創造出了第一隻神經系統突變的雪貂。這種被修改了基因的雪貂大腦比正常雪貂的大腦小很多，腦重量少了40%。
從雪貂模型中研究人員發現，小頭症缺陷與一種叫ORG的膠質細胞有關。ORG是由幹細胞變來的。沃爾什的論文指出：ASPM調節幹細胞和ORG之間的轉換時間，從而影響到後續各種神經細胞的比例。總之，調節ASPM可以改變大腦中的神經細胞數量，或許就是因為人類的ASPM基因發生了突變才讓我們有了與眾不同的大腦。
灰質越多越文明？
如果將哺乳動物的大腦一字排開，很容易發現人類與其它物種的區別——灰質特別發達（表層皺褶最深）。大象是為數不多的腦子比人大的生物，象腦比人腦重3倍；但是人類的灰質神經元細胞有160億個，是大象的3倍。
在雪貂身上的發現讓我們不禁聯想到，現代人與古代類人猿，還有一些原始人的區別，或許ASPM基因是關鍵。大腦皮層因為ASPM基因的變異而顯著增加，也許是幾萬年來人類加速進步的基礎。
這並非誇大灰質的地位。儘管科學家仍未揭開所有奧秘，但讓人類脫離蒙昧的那些能力，無疑與灰質緊密相關。
比如今年一項研究發現，大腦的頂葉和顳葉交匯處的灰質多少，與一個人換位思考的能力有關。表現更無私的那些人，在這一部位有更多的灰質。而很多古人類學家認為，生物學上的利他主義本能，是現代智人傾向於團體合作的基礎——這是否來源於灰質的增加呢？
再比如，與間歇性暴怒障礙（IED）患者相比，行為溫和的人在大腦額葉邊緣的灰質更多。IED指的是受外界刺激容易失控和訴諸暴力，患者並不喜歡或認同暴力，只是難以自控。過激舉動與大腦灰質的明顯關聯提示我們：抑制簡單本能，代之以更社會化、更理智的行動，以灰質增多為基礎。
此外，也有研究發現體重正常者比起肥胖者，有更多的大腦灰質。一些肥胖症患者更難以控制本能，才會過量飲食。大腦灰質中涉及人類行為習慣的背側紋狀體部分，在兩者之間存在差異。
還有近年的一系列研究表明：放縱動物本能的行為，會減少某部分的大腦灰質（比如沉迷遊戲、酗酒）；文明和自製的行為則增加大腦灰質（比如練習冥想、學習外語）。
隨著人的成熟，灰質密度會增加。而且，女性的腦體積雖然較男性小9%，但灰質密度比男性高，這或許可以解釋為什么女性的認知表現更好。
什麼讓腦容量快速增大？
如果ASPM基因突變奠定了一切文明的基礎，這個突變是何時開始的呢？沃爾什傾向於認為，ASPM的突變讓我們超越了幾十萬年前與我們分道揚鑣的親戚——尼安德特人。
但很遺憾，還沒有證據能證明沃爾什的猜想。研究古人類大腦演化的權威、哥倫比亞大學的拉爾夫·霍洛威指出，最近400萬年內，人的腦容量一直在增加，從不足400毫升增加到今天的1400毫升。第一次飛躍在東非的早期智人頭顱標本中可以看到。而人的大腦從800毫升至1500毫升期間，身體尺寸沒有任何明顯變化。
霍洛威認為，尼安德特人的顱骨與最近的智人相比，沒什麼特別，腦容量還稍大一些。
至於大腦灰質因為什麼急劇增加？現在還只有一些猜想。有假說認為，烹飪食物可能是推動神經元數量增長的原動力，或者生活在水濱的人類轉以魚類和貝類為食，提供了大腦發育的必要營養。
還有一種假說認為：環境和食物資源的變化青睞更聰明的大腦，這種變遷或許來自氣候變化，或許是因為人類遷徙到遠離赤道的地區；也有可能是人類遷徙到寄生蟲較少的地區，讓更多能量從免疫系統轉向大腦。
還有一派學者在分析各地化石數量和腦容量的聯繫後認為，大腦的發達是因為人口密度增加，社會關係變得複雜，使更聰明和善於社交的人，有更大的機率留下後代。這個理論也可以解釋人類大腦為何快速增大——這種競爭一代比一代激烈。
霍洛威認為，社會競爭假說聽起來非常有道理，但證實這類假說的難度在於，幾百萬年的人腦演化歷史，只有二十幾個顱骨標本為證。我們看不到早期人類的大腦。迄今發現最古老的腦組織，來自一顆6000年前的佛羅裡達的頭顱。
（本文部分材料由霍華德休斯醫學研究所提供）