范德比尔特的新研究发现,人类和其他温血动物的存活时间——以及他们达到性成熟的时间——可能与他们的大脑有关,而不是他们的身体。更具体地说,身体较大或代谢率较慢的动物不会活得更久;它是一种大脑皮层神经元较多的动物,无论大小。
“无论你是在观察鸟类、灵长类动物还是人类,你在一个物种的皮层中发现的神经元数量预测了该物种寿命变异的大约75%,”该研究的作者、心理学和生物学副教授说。科学苏珊娜赫库兰诺-胡泽尔。与通常用于比较动物的标准相比,体型和代谢仅根据物种预测20-30%的寿命,并留下许多不一致之处,如鸟类比相同体型的哺乳动物长十倍。最重要的是,人类被认为是一个“特殊”的进化怪胎,童年很长,更年期很晚。但这项发表在《比较神经病学杂志》上的研究发现,这种研究并不准确。人类需要像他们的大脑皮层神经元一样长的时间才能发育成熟,并且在此之后还能活得像预期的一样长。
研究
在这项研究中,Herculano-Houzel检查了来自AnAge数据库的700多种温血动物,该数据库收集了全面的长寿记录。然后,她将这些记录与她关于不同动物物种大脑中神经元数量的海量数据进行了比较。
Herculano-Houzel对数百个物种的数据进行了颜色编码,发现鹦鹉和鸣禽,包括乌鸦,系统地比体重相近的灵长类动物长寿,而这些灵长类动物比体重相近的非灵长类哺乳动物长寿。“同样,对于相似的特定基础代谢率,鹦鹉和鸣禽比许多哺乳动物物种,尤其是非灵长类动物的寿命更长,达到性成熟需要更长的时间,”赫库兰诺-胡泽尔说。她以前见过这种模式:她以前的研究确定了大脑是什么样的,表明鹦鹉和鸣禽比类似大小的灵长类动物有更多的皮质神经元,这些灵长类动物比任何其他类似大小的哺乳动物有更多的神经元。她的新分析证实了她的怀疑:温血动物物种的寿命均匀增长,大脑皮层神经元的绝对数量也是如此。Herculano-Houzel说,“一个物种的皮层神经元越多,它的寿命就越长——不管它是鸟类、灵长类动物还是其他哺乳动物,它的大小和它燃烧能量的速度都没有关系。”
是独一无二的吗?问奶奶
对进化和人类行为感兴趣的人类学家和研究人员一直认为,人类物种的独特之处在于,人类在童年和青春期有很长的时间来学习和社交。如果更大的动物活得更长,那么大猩猩应该比人活得长——但它们不会:人类比它们活得长。一个有利的假设是,由祖母照顾可能会导致人类推迟成熟,并超出预期地延长绝经后的寿命。但是来自Herculano-Houzel的新数据显示,人类对于其他哺乳动物物种也不例外。鉴于我们大脑皮层中神经元的数量,人类只需要达到性成熟所需的时间——而他们的寿命与神经元的数量一样长。原来体型和寿命没有关系。Herculano-Houzel说,“现在我们可以说,人类在童年时期的消耗与成熟时期的消耗一样长,就像大脑皮层的神经元数量一样。”与包括大猩猩在内的其他物种相比,它更长,因为人类大脑皮层中的神经元最多。
Herculano-Houzel说:“值得注意的是,大脑皮层中的神经元越多,就越需要一个物种达到不仅身体成熟,而且精神独立的地步。”“延迟也给了那些皮层神经元更多的物种更多的时间从经验中学习,因为它们与环境相互作用。”如果更长的寿命伴随着更多的皮质神经元,这些物种也将享受更大的代际重叠,因此它们有更多的机会传递所学。“这意味着,对于那些拥有大量皮质神经元的人来说,奶奶仍然是生命的基础;她可能不是我们这个物种长寿的原因,”Herculano-Houzel相信。
皮层的功能
皮层神经元多和长寿有什么联系?Herculano-Houzel表示,这是研究人员需要解决的新问题。“数据显示,温血动物积累伤害的速度与其年龄相同。但减少寿命的是大脑皮层的损伤,而不是身体的其他部位;大脑皮层神经元越多,寿命就越长。足以保持你的身体机能,”她说。与身体的其他部分相反,它可以获得新细胞来补充旧细胞,皮质神经元被认为必须持续一生。
虽然皮层通常与认知有关,但赫库兰诺-胡泽尔认为,皮层更基本的功能是长寿的关键。Herculano-Houzel说,“皮层是大脑的一部分,它可以使我们的行为变得复杂和灵活。有,但远远超出认知,进行心理数学和逻辑推理。”“大脑皮层还可以调整和学习如何应对压力并预测它们,从而提高身体的适应能力。这包括保持你的生理功能平稳运行,确保你的心率、呼吸频率和新陈代谢正常。你在做什么,你感觉如何,你期待接下来会发生什么。显然,这是影响寿命的一个关键因素,”她补充道。
脑汤
Herculano-Houzel开创了一种快速准确测量大脑神经元数量的方法。她取了脑组织和分解的细胞,然后贴上荧光标签漂浮在ld里。
quo;脑汤”中的细胞核并计数它们来制造“脑汤”。与Vanderbilt杰出心理学教授Jon Kaas合作,她研究了有多少神经元组成不同的灵长类动物大脑,包括类人猿。与巴西的同事一起,她首次准确计算出人类大脑中的神经元数量 - 平均为860亿,这使其成为一个扩大的灵长类大脑。小心你的大脑!
一旦人类和其他物种到达青春期,衰老开始,并且没有办法获得神经元。事实上,研究表明人类可以在前额皮质中丢失神经元。所以Herculano-Houzel说要好好照顾你的头脑,保持这些皮质神经元的健康和忙碌,这是长期和良好生活的最佳选择。