肯特州大藉由分析腦中神經物質 提出原始人類神經化學假說

Ann Gibbons, Dopamine may have given humans our social edge over other apes, Science, 2018/1/22.


【本刊訊】人類是最具社會化的動物,能透過言語溝通、有能力與同伴合作或是能與公車上的陌生人閒聊等。長久以來,科學家嘗試將與人類大腦構造最相似的猩猩進行比較,近期由美國肯特州立大學(Kent State University)研究發現人類獨特的社交能力最初的發展可能是來自於簡單的大腦化學,也就是神經化學的範疇。

神經解剖學家數十年來一直試圖找出除了明顯的腦部大小外,人類與靈長類大腦之間的主要差異。早期人類祖先開始直立行走、使用工具或開發更多、更複雜的社交活動時,此時間可推至600~200萬年前,因此,在1960年代時,哥倫比亞大學的人類學家霍洛威(Ralph Holloway)則提出過一項假說,認為人類的大腦在約180萬年前開始改變。

然而,大腦中的神經物質並不能隨著人死亡入土後被保存下來,如何觀察到這些變化則考驗著科學家。因此,這次研究人員嘗試透過尋找人類與現存的靈長類動物之間神經化學的關鍵差異。實驗收集了6種死於自然原因的腦組織樣本,分別是人類、黑帽捲尾猴(tufted capuchin)、豚尾獼猴(pig-tailed macaque)、東非狒狒(olive baboons)、大猩猩(gorilla)和黑猩猩(chimpanzee)。

研究人員將基底核進行切片,並將位在大腦底部、包含神經細胞和纖維的紋狀體區域進行分析,此部位為負責傳遞、交換大腦中運動、學習和社會行為相關信號的場所。研究人員將這些切片進行染色並與不同的神經傳導物質進行化學反應,包括多巴胺(dopamine)、神經肽Y(neuropeptide Y, NPY)和血清素(serotonin)等,而這些都是與社交活動、合作行為等相關的物質。

研究人員隨後測量並分析切片中的神經傳遞物質,發現與其他靈長類相比,人類和猿(大猩猩、黑猩猩)具有較高的神經肽Y和血清素,而人類的紋狀體中多巴胺含量則比猿更多;而乙醯膽鹼—— 一種與主導和占領行為相關的神經化學物質,人類與猿相比則相對於較少。

研究人員表示這些神經物質組合起來造就出人類與其他物種區分開來的關鍵,這些神經化學的差異可能引發其他進化性的改變,像是人類的一夫一妻制或語言發展。研究人員進一步提出一項原始人類神經化學假說,認為女性會選擇外向但並不強勢的男性為伴;狩獵時與他人合作的男性更容易成功捕捉到獵物;相互分享工具的製造技能,最後發展出語言等,這些一步步地反饋在人類腦中,使多巴胺水平逐漸增加。

而這些神經化學變化,研究人員則認為早在440萬年就已存在,相較於黑猩猩侵略性的獠牙,當時始祖地猿(A. ramidus)的尖牙已經大量減少,這意味著當他們露出牙齒時,可能是微笑著發出合作的信號。

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