人类智能是如何进化的?人类学家研究这个问题已经有几十年了，他们通过研究考古发掘中发现的工具、使用火的证据等等，以及从头骨化石中测量脑容量的变化。
最近古人类学家发现了一种评估我们祖先智力的新方法。通过研究头骨化石，他们确定了古人类的大脑需要多少血液和多少能量来维持运转。这种能源使用可以衡量他们思考了多少。研究人员发现，血液流向大脑的速度可能比大脑大小更能反映认知能力。
大脑就像一台超级计算机
研究人员经常假设，人类祖先的智力增长发生在大脑变大的时候。
这不是一个不合理的假设；对于现存的灵长类动物来说，大脑中的神经细胞的数量几乎与大脑的体积成正比。其他对哺乳动物的研究表明，大脑的代谢率，也就是运行所需的能量几乎与它的大小成正比。
大脑中的信息处理涉及到神经细胞(神经元)和它们之间的连接(突触)。突触是信息处理的场所，很像计算机的晶体管开关。
人类大脑包含超过800亿个神经元和多达1000万亿个突触。虽然大脑只占身体的2%，但它消耗了一个人休息时大约20%的能量。大约70%的能量被突触用来产生神经化学物质，在神经元之间传递信息。
为了了解我们祖先的大脑消耗了多少能量，我们需要关注血液流向大脑的速率。因为血液为大脑提供必要的氧气，它与突触能量的使用密切相关。
人类的大脑每秒钟需要大约10毫升的血液。无论一个人是醒着、睡着、在做练习还是在解决棘手的数学问题，这种变化都微乎其微。
在这方面，我们可以把大脑看作是一个相当昂贵的能源超级计算机。计算机的容量越大，维持运行所需的能量就越大，其供电电缆也需要越大。大脑也是一样：认知功能越高，代谢率越高，血液流量越大，供血动脉也越大。
哈尔滨发现的古代“龙人”头骨
从头骨测量动脉大小
血液流向大脑的认知部分，即大脑，通过两条颈内动脉。这些动脉的大小与流经它们的血液流速有关。
就像管道工会在更大的建筑中安装更大的水管以适应更高的水流量一样，循环系统也会调整血管的大小以适应血液在其中的流动速率。流速又与器官所需的氧气量有关。
研究人员通过50项涉及哺乳动物超声或磁共振成像的研究，建立了血流速率与动脉大小之间的关系。内颈动脉的大小可以通过测量允许它们穿过头骨底部的孔的大小来确定。
接下来，他们测量了96种现代类人猿头骨上的这些洞，包括黑猩猩、猩猩和大猩猩。我们将这些头骨与生活在大约300万年前的11个南方古猿的头骨进行了比较。
黑猩猩和猩猩的大脑容量约为350毫升，而大猩猩和南方古猿略大一些，为500毫升。传统观点认为，南方古猿至少应该和其他物种一样聪明。
然而，研究表明，南方古猿的大脑血液流量只有黑猩猩或猩猩的三分之二，而有大猩猩的一半。
人类学家经常把南方古猿放在猿类和人类之间的智力水平，但我们认为这可能是错误的。
在人类和其他灵长类动物中，颈内动脉的血流率似乎与大脑的大小成正比。这意味着如果大脑的大小翻倍，血液流动的速度也会翻倍。
这是意料之外的，因为大多数器官的代谢率随着器官大小的增加而增加得更慢。在哺乳动物中，一个器官的大小增加一倍通常只会增加大约1.7倍的代谢率。
这表明灵长类动物大脑的代谢强度——即每克大脑物质每秒消耗的能量——随着大脑体积的增大，其增长速度比预期的要快。古人类的生长速度甚至比其他灵长类动物还要快。
在440万年前的地猿和智人之间，他们的大脑几乎变大了5倍，但血液流速却增长了9倍多。这表明每克大脑物质消耗的能量几乎是前者的两倍，这显然是由于突触活动和信息处理的增加。
在所有灵长类动物中，血液流向大脑的速度似乎都随着时间的推移而增加。但在古人类谱系中，它的增长速度要比其他灵长类动物快得多。这种加速与工具的发展、火的使用以及部落群体内部的交流是同步的。
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