哈佛大学科学家在人脑进化中发现了令人惊讶的隐藏催化剂

该研究假设，“预先消化”的食物有助于大脑发育。

大而有能力的人类大脑是进化的奇迹，但它如何从较小的灵长类动物大脑进化成今天的创造性、复杂的器官是一个谜。科学家们可以确定我们的进化祖先何时进化出更大的大脑，当人类祖先从被称为南方古猿的双足灵长类动物进化而来时，大脑的大小大约增加了两倍。

但是，为什么它会发生——是什么刺激了这种变化——仍然难以捉摸。虽然有些人认为，火的使用，以及随后的烹饪发明，为我们的祖先提供了足够的营养，让我们的大脑较大的祖先成为主导者，但一种新的理论指出了不同的火花：发酵。

饮食在大脑进化中的作用

了解我们的大脑如何生长的关键很可能植根于我们吃什么以及如何吃，该研究的作者之一Erin Hecht说，该研究最近发表在Nature Communications Biology上。

“脑组织在代谢上是昂贵的，”人类进化生物学助理教授说。“它需要大量的卡路里来维持它的运行，在大多数动物中，有足够的能量来生存是一个持续存在的问题。因此，为了让大脑较大的南方古猿生存下来，它们的饮食必须有所改变。提出的理论包括这些人类祖先消费的变化，或者最普遍的是，烹饪的发现使他们能够从他们吃的东西中获得更多可用的卡路里。

但这一理论的问题在于，最早的证据将火的使用定在大约150万年前，比原始人大脑的发育要晚得多。“我们祖先的颅容量在250万年前开始增加，保守地认为，在大脑大小增加和烹饪技术可能出现之间的时间线中，大约有100万年的差距，”该论文的合著者之一凯瑟琳·L·布莱恩特（Katherine L. Bryant）解释说，她目前是法国艾克斯-马赛大学语言、交流和大脑研究所的研究员。“其他一些饮食变化一定是释放了对大脑大小的代谢限制，而发酵似乎可以满足要求。

赫克特补充道：“无论他们的饮食发生什么变化，都必须在大脑开始变大之前发生。

发酵：大脑生长的新视角

她继续指出，在过去几年中，研究人员已经假设了其他选择，例如食用腐烂的肉。在这篇新论文中，赫克特和她的团队提出了一个不同的假设：缓存（或保存）的食物是发酵的，这种“预先消化”的食物提供了一种更容易获得的营养形式，为更大的大脑提供燃料，让我们的大脑更大的祖先通过自然选择生存和茁壮成长。

这种转变可能是一个快乐的意外。“这不一定是有意为之，”赫克特认为。“这可能是缓存食物的意外副作用。也许，随着时间的流逝，传统或迷信可能导致促进发酵或使发酵更稳定或更可靠的做法。

这一假设得到了以下事实的支持：人类大肠在比例上比其他灵长类动物小，这表明我们适应了已经被发酵化学过程分解的食物。此外，发酵食品存在于所有文化和各种食物群体中，从欧洲的葡萄酒和奶酪到亚洲的酱油和纳豆或大豆。

赫克特认为，对大脑对发酵和非发酵食物的反应进行额外的研究可能是有用的，嗅觉和味觉受体之一可能有用，也许使用古老的DNA。对于进化生物学家来说，这些都是其他研究人员可以研究的沃土。（赫克特的重点更多地放在“大脑回路如何进化以支持复杂的行为”上，对活着的人类和狗进行研究。

随着研究的进展，布莱恩特看到了广泛好处的可能性。“这一假设也让我们作为科学家有更多理由探索发酵食品对人类健康和维持健康肠道微生物组的作用，”她说。“近年来，有许多研究将肠道微生物组不仅与身体健康联系起来，而且与心理健康联系起来。