【現在和未來的研究】解開大腦進化的三個謎團

為什麼人的大腦會變得這麼大？

 

 
　我目前在研究人類智能的進化，主要關注語言，但這裡有三大謎團。一是隨著時間的推移大腦容量的爆炸性增長。甚至在人屬出現之前，大腦就已經逐漸擴大，雖然它與現代猿類沒有太大區別，但從製造石器開始就顯著擴大[下圖中紅色→表示]。這是怎麼發生的？
 

僅靠大腦大小無法解釋的智力進化

　第二個謎團是，我們智人的大腦容量並沒有比古代人類（海德堡人和尼安德特人）擴展那麼多，一些研究表明它實際上正在縮小。此外，儘管據說出現在 25 萬年前，但繪畫和雕塑等象徵性人工製品已被創造出來，工具的使用大約在 20 萬年前就開始了。不僅沒有發現大腦大小和人類活動之間存在簡單的對應關係，導致我們走到今天，而且在大約 XNUMX 年中發生了什麼也是一個巨大的謎。
 

為什麼古代文明幾乎同時開花？

　最後的謎團更近一些，在冰河時代結束 1 年後，從狩獵和採集轉向農業，中東、非洲、東亞、南亞、中美洲和南美洲。，智人文明在全世界幾乎同時出現和開花。雖然這些文明是多種多樣的，但它們也有不少共同點。為什麼同時這段時間大腦沒有發育，智力的遺傳變異不太可能是偶然發生的。這是第三個奧秘。

　解開這些謎團的關鍵之一是認為人類固有的某種東西可以稱為認知特質。用更簡單的術語來說，它是關於假設一種叫做潛在能力的東西。構成人類特定認知活動的元素也存在於胚胎水平的其他動物物種中。事實上，我們發現猴子在實驗環境中可以使用工具。換句話說，在自然環境中，沒有“提示”就無法展示能力。但是，能力本身是裝備的，我們認為我們可以做到，但我們沒有做到。
 

 

解開謎團的關鍵，“三維小生境構建”

　支持這種思維方式的是“生態位建設”的概念和將其擴展為三層的“三層生態位建設”的概念。生態位是自然界中的棲息環境，其中包含物種生存所需的資源，而自己創造它就是生態位建設。
　
　三要素之一是與環境相關的生態位，以及創造它的“環境生態位建設”。人屬為自己製造工具，但工具有明確的“目的”。因此，在工具開始普及的社會中，個人需要適應工具的使用，並逐漸在同一代或下一代之間共享。我相信，通過這個過程，人類特有的意向性被展現出來，一個“環境生態位”正在加速構建。

　二是“腦神經生態位的構建”，與腦神經組織和功能有關。當一個新的環境被創造出來時，人類的大腦會不斷地對其做出反應。當沒有工具的猴子被放置在使用工具的環境中時，大腦的頂葉會膨脹，從而產生新的顱神經組織，從而能夠進行工具適應的物理信息處理。通過適應環境來創造新的神經資源被稱為“大腦生態位構建”。

　第三個是“認知生態位構建”，它涉及使用顱神經的認知功能。人類還利用負責工具使用所必需的空間信息處理功能的腦神經系統，進行抽象語言、數學、社會結構等信息處理。換言之，可以利用原先提供的認知機制進行新的認知。我稱之為“認知利基建設”。

　新認知改變環境。結果，顱神經功能得到改變，大腦得以發育。這樣，三個生態位的周期性互動就是“三維生態位構建”，或者準確地說，是第一階段。隨著您逐漸擴展您的利基結構，您可能會積累在新的利基中為您提供良好服務的潛在能力。

　智人一定是因為工具的使用和三維生態機制的作用，經歷了一個轉折點，獲得了語言等獨特的能力，才達到了現在的智力水平。這是我目前的假設。
★我省略了三元生態位建設的第二階段。想了解的請閱讀預定於2月發布的《認知科學課程10心與腦2腦-環境-隱藏在認知圈中的人類進化的意向驅動力-三個利基構建的相變》（Atsushi入木/山崎由美子）”）

　那麼，未來人類智能會繼續進一步進化嗎？提示之一是人工智能技術的進步。

　可以說，迄今為止，人類進化一直受到大腦結構和可用資源等物理和生物限制。事實上，我們只知道和思考少數幾個時空。但是，由於三元生態位構建的深層基本原理不受物理約束，我覺得通過使用人工智能和物聯網創建一個新的概念空間來突破這一點的可能性。

　如果我們能善用這些，我們就可以把西方科學，把事物分解成最小的單位來追求真理，和東方的世界觀，從整體上去思考宇宙和人類，對人類的理解。我有一個夢想，也許可以融合甚至改變現有的科學框架。
 

 

給高中生的寄語

　聽到別人的成功故事很有趣，但不要認為他們是理所當然的。那個人的成功是由他的性格和當時所處的環境帶來的，不太可能和你一樣。但是，您也許能夠發現成功故事背後的一些秘密，並將其用於您的優勢。

　基於這些假設，對每個人來說重要的是，如果有你想做的事情，那就去做。當然，我也經歷過，但從一開始就做自己想做的事的機會並不多。大多數時候，你唯一能做的就是選擇你現在能做的最接近的事情，然後從那裡開始。但是，如果你有成果，你就會得到周圍人的認可，你會得到更多的挑戰和選擇。其中，總有一些接近我想做的事情。

　我的經驗是，當我重複這個過程時，我逐漸接近了我真正想做的事情。當然，不要忘記你最初想做的事情。

　　另一方面，在上述情況下，我認為我們別無選擇，只能逐步創造一個我們可以為所欲為的環境。正如我已經提到的，我年輕的時候對語言很感興趣，語言是人文學科的對象，從那時起我就想科學地研究人類。我們能做的就是我們現在所說的跨學科研究。然而，當時能進行這種研究的大學還很少。如果你進入自然科學，你將無法學習人文學科，反之亦然。

　因此，在做我現在能做的事情的同時，我一直在滿懷熱情地自己修改現有的科學框架。有靈活想法的是年輕一代。無論您將來想成為一名研究人員，還是積極參與政府或商業活動，我都希望您始終保持開拓新領域和迎接任何挑戰的精神。