比較與演化神經科學
集中化與頭化
集中化與頭化是兩條反覆出現的大趨勢。當我們把動物從簡單到複雜排成一列、觀察牠們神經系統的構造方式時,就會一次次看到這兩條趨勢。集中化是指神經細胞(神經元)不再稀疏而均勻地散布在全身,而是聚攏成少數幾條緻密的「電纜」和團塊——神經索,以及神經節(一團團神經元的結),它們充當共用的指揮線。頭化則是與之密切相關的另一種傾向:把其中最豐富的神經組織,連同眼睛等主要感覺器官,堆積到身體的某一端,而這一端在漫長的演化中就變成了頭部。可以想像一座小鎮:起初每戶人家都有一部電話,胡亂地連向鄰居;後來它慢慢圍繞幾條幹線和靠近前門的一個總機重建——那個總機逐漸變成大腦,大致就是這兩個詞講述的故事。
動物為什麼一再朝這個方向演化?一隻向前移動、穿行於世界的生物,總是用牠的前端最先遇到新的食物、配偶和危險,因此把眼睛、嗅覺和味覺的傳感器放在那裡,並把牠們接入附近的一個決策中樞,比讓每個信號都橫跨全身長途奔走更划算。把神經元聚攏在一起還能縮短彼此之間的「布線」,使信號更快,並讓動物在行動前先把許多條信息流匯合起來。這並不是一架以人類居於頂端的階梯——許多類群以不同程度進行集中化與頭化,少數(如某些海星)反其道而行,把神經系統重新鋪散開來。但在蠕蟲、昆蟲、章魚和脊椎動物之間,那種朝向集中神經索與塞滿傳感器的頭部的反覆漂移,是腦演化中最清晰的規律之一;它也幫助解釋了為什麼如此多活躍的動物最終都長出一個可辨認的、領頭在前的頭部。
集中化講的是把神經元捆束在一起,頭化講的是把牠們集中到頭端——二者常常攜手發生,卻並非同一回事。
又稱
另見