從人類的大腦發(fā)育進(jìn)程學(xué)習(xí)創(chuàng)新的最佳路徑

01

目前生活在地球的人都屬于大約20萬年前在非洲大陸形成的智人游两。大家都知道我們和500萬年前是一家的黑猩猩的基因有98.77%是相同的垃环,即使從器官上來看缩滨,其實(shí)根本的差距也沒多少翘县, 人類高度復(fù)雜的大腦是幾乎是唯一能明顯把人類和黑猩猩區(qū)分開來的器官帜羊。

不過人類在胚胎階段并看不來有什么特殊晨横,事實(shí)上洋腮,所有脊椎動(dòng)物的胚胎都是特別相似的。19世紀(jì)早期手形,第一次發(fā)現(xiàn)不同動(dòng)物物種胚胎之間如此相似的生物學(xué)家們(和他們的小伙伴)幾乎都要驚呆了啥供。

這在一定程度上也反映了他們?cè)谶M(jìn)化上的關(guān)系。 在進(jìn)化上接近的物種库糠,在胚胎發(fā)育過程中也會(huì)更像伙狐。

  • 第4周的時(shí)候,人類胚胎幾乎和其他任何脊椎動(dòng)物 - 鳥瞬欧、爬行動(dòng)物或者哺乳動(dòng)物 - 的胚胎是分不出來的贷屎;
  • 到第6周,就只和其他哺乳動(dòng)物很像了艘虎;
  • 到第7周唉侄,只和特定的靈長類很像了,比如猴子和黑猩猩野建。

02

這種物種內(nèi)部個(gè)體之間以及不同物種之間發(fā)育的相似性揭示了:

在進(jìn)化上属划,早期發(fā)育的策略一直是很保守的恬叹。

考慮到從一個(gè)單獨(dú)的受精卵到最終形成這么多非常復(fù)雜的各種器官,必須要經(jīng)過一系列對(duì)時(shí)機(jī)要求特別高的裂變和重組榴嗅,這也是合情合理的妄呕。

對(duì)進(jìn)化來說,利用一個(gè)現(xiàn)存的結(jié)構(gòu)比起對(duì)每一個(gè)物種從頭完全開始會(huì)容易的多嗽测,比如把前肢變成一個(gè)翅膀绪励;再比如一個(gè)靈長類的大腦皮層,放大就成了人類的大腦皮層唠粥。

進(jìn)化演進(jìn)的動(dòng)能是對(duì)隨機(jī)突變的自然選擇疏魏,變化在發(fā)育中發(fā)生的越靠后,就越可能造就一個(gè)能養(yǎng)活的后代晤愧,而不是一個(gè)可怕的錯(cuò)誤大莫。

所以在常規(guī)發(fā)育序列的后期增加變化,而不是在早期剛開始的時(shí)候官份,整個(gè)發(fā)育進(jìn)程會(huì)容易的多只厘。

這也是為什么流產(chǎn)在孕期早期更常見的原因。

03

搞清楚這種保守性舅巷,從胚胎的形成開始羔味,人類的大腦比消化系統(tǒng)或者循環(huán)系統(tǒng)需要更長的時(shí)間才能完成發(fā)育也就不奇怪了。這種保守性同樣還解釋了神經(jīng)系統(tǒng)區(qū)域性發(fā)展的策略钠右。

控制基礎(chǔ)功能比如呼吸和進(jìn)食的大腦結(jié)構(gòu)赋元,比起控制復(fù)雜功能比如語言和推理能力的要早的多。

胎兒大腦簡要的發(fā)育進(jìn)程:


  • 到孕期第9周飒房,胚胎就成了胎兒搁凸,胎兒的大腦還沒怎么發(fā)育,但是脊髓已經(jīng)形成狠毯,甚至開始工作护糖。

    早熟的脊髓控制著胎兒最開始的移動(dòng),比如頭的移動(dòng)和四肢的反射反應(yīng)嚼松。不過這時(shí)候的動(dòng)作還很微弱嫡良,孕婦是感覺不到的。

  • 到第13周惜颇,感覺信息的中樞系統(tǒng)丘腦開始發(fā)育皆刺,小腦葉片也開始形成。

  • 到24周凌摄,腦干已經(jīng)可以工作羡蛾,但是大腦皮層還不能工作,皮層表面大部分仍然是光滑的锨亏。

  • 到胎兒出生痴怨,大腦皮層也還遠(yuǎn)沒有發(fā)育完成忙干。

04

大腦皮層負(fù)責(zé)語言和抽象思維能力,也是人類大腦和其他靈長類大腦區(qū)分最大的區(qū)域浪藻。

大腦皮層的腦溝有三種尺寸捐迫,主要的、次要的和第三級(jí)別的爱葵,其中第三級(jí)別的腦溝在不同的個(gè)體之間變化非常巨大施戴,這也意味著它們不是完全由基因決定的。

第三級(jí)別的腦溝萌丈,直到出生前最后一個(gè)月才開始形成赞哗,然后延續(xù)到孩子的第一個(gè)生日也不會(huì)完全形成。

大腦皮層處理神經(jīng)元里面的信息辆雾,每個(gè)細(xì)胞就像計(jì)算機(jī)電路板上一個(gè)晶片一樣肪笋,都是一個(gè)獨(dú)立處理單元。大腦皮層的面積越大度迂,就有越多的處理單元藤乙。

沿著系統(tǒng)發(fā)生樹,也就是說從老鼠惭墓、貓坛梁、到猴子、到人類诅妹,不僅大腦皮層相對(duì)大腦的其他部分會(huì)越來越大罚勾,而且有更多和更深的環(huán)繞毅人,因此表面面積和相應(yīng)的細(xì)胞數(shù)量都增長了很多倍吭狡。

從胎兒后期到出生后第一年,大腦皮層的表面面積和細(xì)胞數(shù)量還會(huì)持續(xù)快速增長丈莺。

05

出生之后前3年划煮,大腦發(fā)育過程還很劇烈。比如從出生到嬰兒1歲生日缔俄,大腦的重量差不多可以增長2倍弛秋,從成人重量的1/4長到差不多成人重量的3/4。

不過和胎兒期的大腦發(fā)育有一個(gè)明顯區(qū)別俐载,就是:

嬰兒期的大腦發(fā)育很多時(shí)候是微觀上的變化蟹略。

表面上來看,出生后的大腦改變并不算大遏佣,但內(nèi)部增長了多達(dá)幾十億的細(xì)胞挖炬。

06

擁有如此復(fù)雜大腦的人類也是從一個(gè)受精卵開始,讓我們不由慨嘆生命是如此神奇状婶∫饬玻慨嘆之余馅巷,神奇背后的規(guī)律或許更值得我們深思。

人類大腦的整個(gè)發(fā)育進(jìn)程可以看做進(jìn)化保守策略的一個(gè)典型樣板草姻,然而人類動(dòng)用智力的水平已經(jīng)如此之高 - “早就已經(jīng)上天了”钓猬。

仔細(xì)想想,這和目前很多人非常推崇的“在保守基礎(chǔ)上小步迭代”創(chuàng)新的最佳路徑其實(shí)也是想通的撩独。

”不要重新發(fā)明輪子”敞曹,你看,以創(chuàng)新著稱的特斯拉就沒重新發(fā)明輪子综膀,它們用的輪胎是固特異的异雁。

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