比较与演化神经科学

新皮层的演化

新皮层是哺乳动物大脑外层那薄薄的、分为六层的一片组织,承担着大部分知觉、随意运动和复杂思维。它的演化讲述的是:这片与众不同的薄片如何只在哺乳动物身上出现,又如何从所有脊椎动物共有的一小块更简单的前脑生长出来。在爬行动物或鸟类身上,与之对应的区域要小得多,多半只有一到三层,因此那整齐叠起的六层结构,正是把哺乳动物新皮层区分开来的标志性特征。

所有脊椎动物的大脑都基于一份共同的早期蓝图搭建,其前端有一个叫作「外套」的顶盖。新皮层就是在两亿多年前最早的哺乳动物身上,从这个顶盖的一个区段——背侧外套——生长出来的。鸟类和爬行动物用同样的起始材料走向了不同的方向:它们没有造出分层的薄片,而是造出密集成团的细胞,这同样能支撑起非凡的智能。这就是为什么一只聪明的乌鸦根本没有新皮层,却能在某些任务上与猿类一较高下——演化从同一份祖先顶盖出发,找到了不止一种造出聪明前脑的办法。

一旦这种基本的分层设计出现,它便在某些支系上巨幅扩大,其中最突出的就是通向人类的灵长类,在它们身上这片薄片的面积急剧膨胀,并通过折叠才能塞进颅腔。这种增长主要来自增加更多同样重复排列的细胞柱,而不是发明新的部件,所以小鼠的皮层和人类的皮层看起来就像同一套设计方案的小号版和大号版。理解这一起源之所以重要,是因为新皮层是语言、规划和抽象推理的所在;追溯它的历史可以看出,这些能力是通过改造旧结构拼装出来的,而不是凭空加装了一个全新的大脑。

乌鸦没有六层的新皮层,却能制作工具、解开多步骤的谜题,因为它的前脑是用与哺乳动物分层薄片同源的那块祖先顶盖,造出了密集成团的细胞。

同一块祖先前脑顶盖,在哺乳动物身上长成了分层皮层,在鸟类身上长成了成团的核团——通向智能的两条路径。

「新」皮层中的「新」只是说它在各类皮层中演化得最晚;它由之生长出来的那块前脑顶盖却十分古老,与爬行动物和鸟类共有。

又称
neocortex originisocortex evolution新皮层起源新皮層起源