راز کوچک شدن مغز انسان در طول زمان

مغز انسان‌ مدرن حدود ۱۳ درصد از مغز انسان‌های خردمندی (هوموساپینس) که حدود صد هزار سال پیش زندگی می‌کردند، کوچک‌تر است. دلیل این موضوع هنوز برای پژوهشگران یک معماست.

به طور سنتی، اعتقاد بر این است که «مغز بزرگ» ما آن چیزی است که گونه ما را از سایر حیوانات متمایز می‌کند. ظرفیت ما برای تفکر و نوآوری به ما اجازه داد تا هنر را خلق کنیم، چرخ را اختراع کنیم و حتی بر روی ماه فرود آییم.

بدون شک، در مقایسه با سایر حیوانات هم‌اندازه، مغز ما بسیار بزرگ است. مغز انسان در شش میلیون سال گذشته، یعنی از زمان آخرین جد مشترک ما با شامپانزه‌ها، تقریباً چهار برابر بزرگتر شده است. با این حال، مطالعات نشان می‌دهد که این روند بزرگ شدن مغز در هوموساپینس یا همان انسان خردمند، معکوس شده است. در گونه ما، اندازه متوسط مغز در طول ۱۰۰ هزار سال گذشته کوچک شده است.

برای مثال، در یک مطالعه اخیر در سال ۲۰۲۳، ایان تاترسال، دیرین انسان‌شناس و مدیر بازنشسته موزه تاریخ طبیعی آمریکا در نیویورک، حجم جمجمه انسان‌های اولیه را در طول زمان ردیابی کرد. او مطالعه خود را از قدیمی‌ترین گونه شناخته شده شروع کرد و با انسان‌های مدرن پایان داد.

او دریافت که بزرگ شدن سریع مغز به طور مستقل در گونه‌های مختلف انسان‌تباران و در زمان‌های مختلف در آسیا، اروپا و آفریقا رخ داده است. گونه‌هایی که مغزشان در طول زمان رشد کرده است شامل جنوبی‌کپی عفاری، انسان راست قامت، انسان هایدلبرگی و انسان نئاندرتال هستند.
با این حال، روند بزرگ شدن مغز در طول زمان با ظهور انسان‌های مدرن وارونه شد. جمجمه‌های مردان و زنان امروزی به طور متوسط ۱۲.۷ درصد کوچکتر از جمجمه هوموساپینس‌هایی است که در آخرین عصر یخبندان زندگی می‌کردند.

تاترسال می‌گوید: «ما جمجمه‌های بسیار عجیبی داریم، بنابراین انسان‌های اولیه بسیار راحت شناخته می‌شوند و اولین آن‌ها مغزهای بسیار بزرگی داشته‌اند».

از پادکست رد شوید و به خواندن ادامه دهید

اسطوره تختی

در مجموعه چهار قسمتی «اسطوره تختی» از زندگی شخصی، ورزشی و اجتماعی غلامرضا تختی می‌شنویم.

پادکست

پایان پادکست

یافته‌های تاترسال با یافته‌های دیگران مطابقت دارد. برای مثال، در سال ۱۹۳۴، گرهارد فون بونین، دانشمند آلمانی‌تبار وابسته به دانشگاه شیکاگو در ایلینوی، نوشت که «نشانه قطعی از کوچک شدن مغز انسان حداقل در اروپا در ده‌ هزار یا بیست هزار سال گذشته وجود دارد».

اما چگونه می‌توانیم این کاهش چشمگیر را توضیح دهیم؟ تاترسال پیشنهاد می‌کند که کوچک شدن اندازه مغز از حدود صدهزار سال پیش آغاز شده است که با دوره‌ای مطابقت دارد که در آن انسان‌ها از یک سبک تفکر شهودی‌تر به چیزی تغییر روش دادند که او آن را «پردازش اطلاعات نمادین» می‌نامد. یعنی برای درک بهتر محیط اطراف خود به روشی انتزاعی‌تر فکر کردند.

به گفته تاترسال «این زمانی بود که انسان‌ها شروع به تولید مصنوعات نمادین و حکاکی‌هایی با تصاویر هندسی معنادار کردند».

تاترسال معتقد است کاتالیزوری که باعث این تغییر در سبک تفکر شد، اختراع خود به خود زبان بود. این امر منجر به بازسازی مسیرهای عصبی مغز به روش متابولیکی کارآمدتری شد و به انسان‌ها اجازه داد تا بازدهی بیشتری داشته باشند.

به عبارت دیگر، از آنجایی که مغزهای کوچکتر و بهتر سازمان‌یافته توانستند محاسبات پیچیده‌تری انجام دهند، مغزهای بزرگ‌تر و پرهزینه از نظر متابولیکی به سادگی غیرضروری شدند.

تاترسال می‌گوید: «به نظر من، احتمالا اجداد ما اطلاعات را به نوعی با نیروی خام پردازش می‌کردند و هوش در این زمینه با اندازه مغز مقیاس‌بندی می‌شد. بنابراین هرچه مغز شما بزرگتر می‌بود، بیشتر از آن بهره‌مند می‌شدید».

«اما شیوه تفکر ما متفاوت است. ما دنیای اطراف خود را با واژگانی از نمادهای انتزاعی تجزیه می‌کنیم و این نمادها را برای پرسیدن سوالاتی مانند «چه می‌شد اگر؟» دوباره کنار هم قرار می‌دهیم».

«این نوع تفکر نمادین باید مجموعه‌ای بسیار پیچیده‌تر از اتصالات درون مغز را نسبت به گذشته نیاز داشته باشد. به نظر من این است که داشتن این اتصالات اضافی به مغز اجازه داد تا انرژی را به طور کارآمدتری مصرف کند».

با این حال، برخی دیگر از دیرین‌شناسان استدلال می‌کنند سابقه فسیلی نشان می‌دهد که مغزها اخیرتر از آن چیزی که تاترسال پیشنهاد می‌کند شروع به کوچک شدن کرده‌اند. به این معنی که این تغییر نمی‌تواند به زبان مرتبط باشد. تاریخی که تاترسال برای اکتساب زبان تعیین می‌کند (صدهزار سال پیش) نیز مورد اختلاف است.

جف مورگان استیبل، پژوهشگر علوم شناختی از موزه تاریخ طبیعی در کالیفرنیا می‌گوید: «من این نظریه را دوست دارم، فکر می‌کنم واقعاً درخشان است».

«اما ما داده‌هایی ندیده‌ایم که نشان دهد کوچک شدن مغز به صدهزار سال پیش برمی‌گردد و منجر به روند معکوس اندازه مغز و بزرگ شدن دوباره آن نشده است. اما بعد از آن اندازه مغز دوباره شروع به رشد کرد، بنابراین داده‌ها هنوز با این فرضیه مطابقت ندارند».

استیبل معتقد است که تغییرات اقلیمی و نه زبان می‌تواند مغزهای کوچکتر ما را توضیح دهد. در مطالعه‌ای در سال ۲۰۲۳، او جمجمه‌های ۲۹۸ هوموساپینس را در پنجاه‌ هزار سال گذشته تحلیل کرد. او دریافت که مغز انسان‌ها در حدود ۱۷هزار سال گذشته – از پایان آخرین عصر یخبندان – در حال کوچک شدن بوده است. هنگامی که او با دقت سابقه تغییرات اقلیمی را بررسی کرد، دریافت که کاهش اندازه مغز با دوره‌های گرمایش اقلیمی همبستگی دارد.

استیبل می‌گوید: «آنچه ما دیدیم این بود که هر چه آب و هوا گرمتر باشد، اندازه مغز انسان کوچکتر است و هر چه آب و هوا سردتر باشد، مغز بزرگتر است».

مغزهای کوچکتر ممکن است به انسان‌ها اجازه داده باشد که سریع‌تر خنک شوند. به خوبی شناخته شده است که انسان‌ها در آب و هوای گرم بدن‌های لاغرتر و بلندتری را برای از دست دادن بیشینه گرما تکامل داده‌اند. ممکن است مغزهای ما نیز به شیوه‌ای مشابه تکامل یافته باشد.

استیبل می‌گوید: «امروزه اگر هوا گرم شد می‌توانیم تی‌شرت بپوشیم، در استخر بپریم یا کولر روشن کنیم، اما ۱۵هزار سال پیش این گزینه‌ها برای ما وجود نداشت».

«مغز بزرگترین مصرف‌کننده انرژی در بین تمام اندام‌هاست، زیرا حدود ۲ درصد از جرم بدن ما را تشکیل می‌دهد اما بیش از ۲۰ درصد انرژی متابولیکی وضعیت استراحت ما را مصرف می‌کند. بنابراین، اگر مغز مصرف‌کننده عظیمی از انرژی و گرما باشد، احتمالاً باید با آب و هوا نیز سازگار شود. نظریه ما این است که مغزهای کوچکتر گرما را بهتر از میان می‌برند و خروجی گرمای کمتری نیز دارند».

این یافته نشان می‌دهد که گرم شدن سریع کره زمین امروزه می‌تواند باعث کوچک‌تر شدن بیشتر مغز ما شود.

ظهور تمدن‌های پیچیده

احتمالا برجسته‌ترین نظریه ارائه شده برای توضیح کوچک شدن مغز ما این است که این کاهش از زمانی شروع شد که اجداد ما شکارچی-گردآورنده بودن را کنار گذاشتند، ریشه دواندند و شروع به ساختن جوامع پیچیده کردند.

در سال ۲۰۲۱، جرمی دسیلوا، انسان‌شناس دانشگاه دارتموث در آمریکا، فسیل‌های جمجمه‌ را از زمان روداپیتکوس که از نخستیان دوران میوسن بود (۹.۸۵ میلیون سال پیش) تا انسان‌های مدرن (۳۰۰ هزار تا ۱۰۰ سال پیش) تجزیه و تحلیل کرد. او محاسبه کرد که کوچک شدن مغزهای ما تنها از سه‌ هزار سال پیش شروع شده است، تقریباً در همان زمانی که تمدن‌های پیچیده برای اولین بار شروع به ظهور کردند. (اگرچه او بعد از انجام این مطالعه زمان تخمین خود را اصلاح کرده و استدلال می‌کند که کاهش اندازه مغز بین ۲۰ هزار تا پنج هزار سال پیش رخ داده است).

دسیلوا پیشنهاد می‌کند که تولد جوامع و امپراتوری‌های پیچیده به این معنی بود که دانش و وظایف می‌توانستند گسترش پیدا کنند. مردم دیگر مجبور نبودند همه چیز را بدانند و از آنجایی که افراد برای زنده ماندن مجبور نبودند به اندازه قبل فکر کنند، مغز آنها کوچک‌تر شد.

با این حال، این نظریه نیز مورد مناقشه است.

اوا جابلونکا، استاد بازنشسته موسسه کوهن در تاریخ فلسفه علم در دانشگاه تل آویو در اسرائیل می‌گوید: «همه جوامع شکارچی-گردآورنده به همان شکل، مثلا مصریان سه‌ هزار سال پیش، پیچیده نشدند، اما اندازه مغز در این جوامع نیز کاهش یافته است».

جابلونکا استدلال می‌کند که حتی اگر مغزها با ظهور جوامع پیچیده کوچک شدند، لزوماً به این معنی نیست که مغزهای کوچکتر یک پاسخ تطبیقی بودند.

«اگر سه‌هزار سال پیش جوامع بسیار بزرگ‌تر و پیچیده‌تری ظهور کردند، این می‌تواند با تفاوت‌های بسیار بزرگ‌تر در طبقات اجتماعی مرتبط باشد. اگر در نتیجه بزرگ شدن جوامع اکثریت مردم فقیر بودند، پس می‌دانیم که فقر و سوء تغذیه و چیزهایی از این قبیل می‌تواند مغز در حال رشد را به خطر بیندازد».

مارتا لاهر، از مرکز مطالعات تکامل انسانی لیورهیوم دانشگاه کمبریج، همچنین پیشنهاد کرده است که کمبود مواد مغذی می‌تواند کوچک شدن جمجمه‌های ما را توضیح دهد. او در سال ۲۰۱۳ استخوان‌ها و جمجمه‌ها را از سراسر اروپا، آفریقا و آسیا تحلیل کرد. او دریافت که بزرگترین مغزها متعلق به انسان خردمند یا همان هوموساپینس است که ۳۰ هزار تا ۲۰‌ هزار سال پیش زندگی می‌کرد و مغز انسان‌ها از ده هزار سال پیش شروع به کوچک شدن کرد.

این در بازه زمانی است که تصور می‌شود اجداد ما شکارچی-گردآورنده بودن را کنار گذاشته و به کشاورزی روی آوردند. او استدلال می‌کند که وابستگی به کشاورزی ممکن است باعث کمبود ویتامین و مواد معدنی شده باشد که جلوی رشد را گرفته است.

در همین حال، برخی دانشمندان پیشنهاد کرده‌اند که جمجمه‌های انسان در نتیجه خود اهلی‌سازی کوچک‌تر شده‌اند. این نظریه بر اساس این واقعیت است که گونه‌های اهلی مانند سگ‌ها و گربه‌ها (که به خاطر رفتار دوستانه‌شان پرورش داده می‌شوند) مغزهایی دارند که ۱۰ تا ۱۵ درصد کوچکتر از مغز اجداد وحشی آنهاست. اگر انسان‌های خوش‌رفتارتر و اجتماعی‌تر از دیدگاه تکاملی موفق‌تر بودند، ممکن است مغزها با گذشت زمان کوچک شده باشند. اما همه با این نظریه قانع نشده‌اند.

جابلونکا می‌گوید: «من نظریه خود اهلی‌سازی را قبول ندارم. خود اهلی‌سازی، اگر اتفاق افتاده باشد، باید چیزی حدود ۸۰۰ هزار سال پیش رخ داده باشد و هیچ مدرکی وجود ندارد که نشان دهد مغز انسان در آن زمان کوچک شده است».

پس این نظریه‌ها ما را به کجا می‌رسانند؟ متأسفانه، برای درک اینکه چرا مغزها کوچک شده‌اند، باید دقیقاً مشخص کنیم که کوچک شدن از چه زمانی شروع شده است. اما سابقه فسیلی این کار را تقریباً غیرممکن می‌کند. پیدا کردن فسیل‌های قدیمی‌تر سخت‌تر است، بنابراین داده‌ها به شدت به سمت نمونه‌های جدیدتر منحرف شده است. همچنین برای برخی از گونه‌هایی که بقایای آن‌ها به خوبی حفظ نشده است، ما در حال حاضر به چند یا حتی یک جمجمه وابسته هستیم.

تاترسال می‌گوید: «آنچه ما می‌دانیم این است که در دوران پلیستوسن، مغز انسان‌ها تقریباً به اندازه مغز نئاندرتال‌ها بوده، که بسیار بزرگ‌تر از اندازه متوسط مغز انسان‌های امروزی است».

«میانگین تمام مغزهای هوموساپینس که بیش از حدود ۲۰ هزار سال قدمت دارند، نیز بالاست. اما اینکه کاهش اندازه از چه زمانی شروع شده، کاملاً مشخص نیست زیرا سابقه فسیلی موجود آنقدر خوب نیست. همه آنچه که می‌دانیم این است که در آن زمان مغزها بزرگ بودند و امروز حدود ۱۳ درصد کوچکتر هستند».

آیا ما در حال کم‌هوش‌تر شدن هستیم؟

اگر مغزها کوچکتر می‌شوند، این چه معنایی برای هوش انسانی دارد؟ بسته به اینکه کدام نظریه را قبول می‌کنید، مغزهای کوچکتر می‌توانند ما را باهوش‌تر یا احمق‌تر کنند یا اصلاً هیچ تأثیری روی هوش نداشته باشند.

این درست است که اندازه مغز همه چیز نیست. مغز مردان به دلیل اندازه بزرگتر بدن حدود ۱۱ درصد بزرگتر از مغز زنان است. با این حال، تحقیقات نشان داده است که زنان و مردان توانایی شناختی مشابهی دارند. برخی شواهد مورد مناقشه وجود دارد که نشان می‌دهد گونه‌های انسان‌تباران با مغز کوچکتر مانند انسان فلورسی و انسان نالدی قادر به رفتارهای پیچیده بودند، که نشان می‌دهد نحوه اتصال عصب‌ها در بخش‌های مختلف مغز تعیین‌کننده نهایی هوش است. با این حال، به طور کلی، داشتن مغز بزرگتر نسبت به اندازه بدن با هوش همبستگی دارد.

استیبل می‌گوید: «واقعیت این است که اندازه مغز ما در حال حاضر به طور قابل توجهی در حال کاهش است، نتیجه منطقی این است که ظرفیت ما برای هوش بیشتر در حال کوچک شدن است یا حداقل در حال رشد نیست».

«با این حال، ما در ده هزار سال گذشته ابزارها و فناوری‌هایی ایجاد کرده‌ایم که به ما اجازه می‌دهند شناخت را به مصنوعات منتقل کنیم. ما می‌توانیم اطلاعات را در کامپیوترها ذخیره کنیم و از ماشین‌ها برای محاسبات خود استفاده کنیم. بنابراین ممکن است مغزهای ما ظرفیت کمتری برای هوش و توانایی ذهنی داشته باشند، اما این بدان معنا نیست که ما به عنوان یک گونه جمعی در حال کم‌هوش‌تر شدن هستیم».