大脑的衍化

大脑的衍化

人类具有如此奥妙的大脑,是有其衍化过程的。神经系统是大脑功能的执行控制系统。而神经系统也有其发展过程,最后才衍化成十分完善的人类大脑。

单细胞的原生物是靠对环境“刺激”的敏感性来定向活动的。到后来由于生物进化产生的多细胞动物——腔肠动物,便产生了神经系统的萌芽。最初的神经细胞(又叫“神经元”)是一种特殊的细胞,从它的细胞主体伸出许多纤维并发出极为精细的分支,它是协调各个细胞的反应系统。

神经细胞的功能极其微妙而复杂,甚至在简单的水平上,人们就已经有点难于解释所发生的现象。可以说,还弄不清环境中的变化(物质的浓度变化、温度变化、光线亮度变化,水流运动变化,或与某物体碰触)如何作用到神经细胞上。不管什么刺激,将引起冲动,并跨过一种很微小的间隙,而传到下一个神经细胞,这样就使神经冲动由一个细胞传递到另一个细胞。腔肠动物(如海蜇),神经冲动在整个机体传播。海蜇以它身体一部分或全部的收缩来产生反应。如果刺激是和一种食物颗粒的接触,那么海蜇便通过它的触手的收缩把食物颗粒吞食掉。

这一切都是在严格的自动控制下进行的。大自然一开始并没有设计大脑,脑的出现是一系列漫长历程的进化的结果。这些进化事件正巧产生了有用的特性,在各个阶段给有机体带来具备脑的有利条件。在生存斗争中,如果一种动物对环境的变化比它的竞争者更敏感,反应更迅速,便会在自然选择中受益。比如,一种动物碰巧在身体上的某点对光线极为敏感,就有很大的好处,必然地进化为眼点,最后出现眼睛。

人体的某些神经纤维能以每秒100千米的速度传递冲动,而某些无脊椎动物的神经传导速度较慢,每小时只有1/6千米。

脊索动物神经索的位置有一个根本性的变化。主要的神经干(称为“脊索”)走行在背部,而不是在腹部——所有较低等的动物都是沿腹部走行。移到背部看来似乎是一种退步:将神经索置于更暴露的位置。但是脊椎动物使神经索包含于骨性脊柱之中而得到很好的保护。脊骨虽然首要功能是保护神经索,却还产生了种种惊人的好处,因为它作为脊索动物的大梁,承负着躯体的重量。从脊骨伸出肋骨围成了胸腔,伸出牙骨装载牙齿以咀嚼食物,还伸出长肌形成四肢。神经索最终发展为脑。