시간이 지나면서 인간의 뇌가 왜 작아졌나

현대인의 뇌는 10만년 전에 살았던 호모 사피엔스의 뇌보다 약 13% 더 작습니다.

 

전통적으로 우리의 "큰 뇌"는 우리 종을 다른 동물과 구별시키는 것으로 생각됩니다. 사고와 혁신에 대한 우리의 역량을 통해 우리는 최초의 예술 작품을 만들고, 바퀴를 발명하고, 심지어 달에 착륙할 수도 있었습니다.

 

확실히 비슷한 크기의 다른 동물과 비교할 때 우리의 뇌는 거대합니다. 인간의 뇌는 마지막으로 침팬지와 공통조상을 공유한 이후 600만년 동안 크기가 거의 4배로 늘어 났습니다. 그러나 연구에 따르면 호모 사피엔스 에서는 뇌가 커지는 경향이 역전되었습니다 . 우리 종의 평균 뇌 크기는 지난 10만년 동안 줄어들었습니다.

 

예를 들어, 최근 2023년 연구 에서 뉴욕시에 있는 미국 자연사 박물관의 고인류학자이자 명예 큐레이터인 Ian Tattersall은 시간이 지남에 따라 고대 호미닌의 뇌 케이스 부피를 추적했습니다. 그는 알려진 가장 오래된 종으로 시작하여 현생 인류로 끝났습니다.

 

그는 급속한 뇌 확장이 서로 다른 호미닌 종에서 독립적으로, 그리고 아시아, 유럽, 아프리카 전역의 서로 다른 시기에 일어났다는 것을 발견했습니다. 시간이 지나면서 뇌가 성장한 종으로는 오스트랄로 피테쿠스 아파렌시스 , 호모 에렉투스, 호모 하이델베르겐시스 , 호모 네안데르탈렌시스 등이 있습니다 .

 

그러나 시간이 지남에 따라 뇌가 커지는 추세는 현생인류가 등장하면서 완전히 바뀌었습니다. 오늘날 남성과 여성의 두개골은 마지막 빙하기에 살았던 호모 사피엔스 의 두개골보다 평균 12.7% 더 작습니다.

"우리는 매우 특이한 모양의 두개골을 가지고 있기 때문에 초기 인류는 알아보기가 매우 쉽습니다. 그리고 최초의 인류는 극도로 큰 뇌를 가지고 있습니다."라고 Tattersall은 말합니다.

 

Tattersall의 발견은 다른 사람들의 발견을 복제합니다. 예를 들어, 1934년에 일리노이주 시카고 대학교 소속의 독일 태생 과학자인 게르하르트 폰 보닌(Gerhardt Von Bonin) 은 "적어도 지난 10,000년 또는 20,000년 동안 유럽에서 [인간 두뇌의] 감소의 확실한 징후가 있습니다"라고 썼습니다. 연령."

 

그렇다면 이 놀라운 감소를 어떻게 설명할 수 있을까요? Tattersall은 뇌 크기의 축소가 약 100,000년 전에 시작되었다고 제안합니다. 이는 인간이 보다 직관적인 사고 방식에서 그가 "기호적 정보 처리"라고 부르는 방식으로 전환한 기간에 해당합니다. 주변 환경을 더 잘 이해하세요.

 

더 작고 더 잘 조직된 뇌가 더 복잡한 계산을 수행할 수 있게 되면서 대사적으로 비용이 많이 드는 더 큰 뇌는 불필요해졌습니다.

Tattersall은 "이것은 인간이 의미 있는 기하학적 이미지가 포함된 상징적 인공물과 조각품을 생산하기 시작한 시기였습니다."라고 말합니다.

 

Tattersall은 이러한 사고 방식의 변화를 가져온 촉매제가 언어의 자발적인 발명이라고 믿습니다. 이로 인해 뇌의 신경 경로가 보다 대사적으로 효율적인 방식으로 재구성되어 인간이 더 많은 돈을 벌 수 있게 되었습니다.

 

즉, 더 작고 더 잘 조직된 뇌가 더 복잡한 계산을 수행할 수 있게 되면서 대사적으로 비용이 많이 드는 더 큰 뇌는 단순히 불필요해졌습니다.

 

"내 생각에는 아마도 우리의 전임자들이 일종의 무차별적인 방식으로 정보를 처리했고, 이런 맥락에서 지능은 뇌 크기에 따라 확장된 것 같습니다. 따라서 뇌가 클수록 뇌에서 더 많은 것을 얻을 수 있었습니다."라고 Tattersall은 말합니다.

 

"하지만 우리의 사고 방식은 다릅니다. 우리는 우리 주변의 세계를 추상적인 기호의 어휘로 분해하고 그 기호를 재구성하여 '만약에?'와 같은 질문을 던집니다.

 

"이러한 종류의 상징적 사고에는 이전보다 훨씬 더 복잡한 뇌 내부 연결 세트가 필요했을 것입니다. 제가 제안하는 바는 이러한 추가 연결을 통해 뇌가 훨씬 더 에너지 효율적인 방식으로 기능할 수 있다는 것입니다."

 

그러나 다른 고생물학자들은 화석 기록을 보면 태터솔이 주장하는 것보다 더 최근에 뇌가 줄어들기 시작했다는 사실이 드러났는데, 이는 변화가 언어와 연관될 수 없다는 뜻이라고 주장합니다. Tattersall이 언어 습득 시기를 (100,000년 전)로 정한 날짜도 논쟁의 여지가 있습니다.

 

캘리포니아 자연사 박물관의 인지과학자 제프 모건 스티벨(Jeff Morgan Stibel)은 “나는 이 이론을 좋아합니다. 정말 훌륭하다고 생각합니다.”라고 말합니다.

 

Stibel은 언어가 아닌 기후 변화가 우리의 작은 뇌를 설명할 수 있다고 믿습니다.

 

"그러나 우리는 100,000년 전에 뇌 크기가 다시 증가하기 시작한 역전이 발생하지 않은 쇠퇴가 있었다는 것을 보여주는 데이터를 본 적이 없습니다. 그 당시에는 쇠퇴가 있었습니다. 그러나 뇌 크기가 다시 커지기 시작했기 때문에 데이터는 아직 그 가설과 일치하지 않습니다."

 

Stibel은 언어가 아닌 변화하는 기후가 우리의 작은 뇌를 설명할 수 있다고 믿습니다. 2023년 연구 에서 그는 지난 50,000년 동안 298마리의 호모 사피엔스 의 두개골을 분석했습니다 . 그는 마지막 빙하기 이후 약 17,000년 동안 인간의 뇌가 줄어들었다는 사실을 발견했습니다. 그는 기후 기록을 주의 깊게 조사한 결과 뇌 크기 감소가 기후 온난화 기간과 상관관계가 있다는 사실을 발견했습니다.

 

"우리가 본 것은 기후가 따뜻할수록 인간의 뇌 크기는 작아지고, 기후가 차가울수록 뇌는 커진다는 것입니다."라고 Stibel은 말했습니다.

 

더 작은 뇌로 인해 인간은 더 빨리 식을 수 있었을 것입니다. 더운 기후에 사는 인간은 열 손실을 최대화하기 위해 더 날씬하고 키가 큰 신체로 진화했다는 것은 잘 알려져 있습니다 . 우리의 두뇌도 비슷한 방식으로 진화했을 가능성이 있습니다.

 

"요즘에는 더워지면 티셔츠를 입고 수영장에 뛰어들거나 에어컨을 켤 수 있지만 15,000년 전에는 이러한 옵션을 사용할 수 없었습니다."라고 Stibel은 말합니다.

 

"뇌는 모든 기관 중에서 에너지를 가장 많이 소비하는 기관입니다. 무게는 우리 체중의 약 2%이지만 휴식 중인 대사 에너지의 20% 이상을 소비합니다. 따라서 뇌가 에너지와 열을 엄청나게 소비한다면, 우리의 이론은 뇌가 작을수록 열을 더 잘 발산하고 열 방출도 감소한다는 것입니다."

 

이번 발견은 오늘날 빠르게 따뜻해지는 지구로 인해 우리의 두뇌가 더욱 위축될 수 있음을 시사합니다.

 

복잡한 문명의 출현

아마도 우리의 뇌가 줄어드는 것을 설명하기 위해 제시된 가장 두드러진 이론은 우리 조상들이 수렵 채집 생활을 그만두고 뿌리를 내리고 복잡한 사회를 건설하기 시작했을 때 시작되었다는 것입니다 .

 

 

2021년 미국 다트머스대학 인류학자 제레미 데실바(Jeremy DeSilva)는 중신세 인류인 루다 피테쿠스 (985만년 전)부터 현생 인류(30만~100년 전)에 이르는 두개골 화석을 분석했다. 그는 복잡한 문명이 처음 출현하기 시작한 것과 거의 같은 시기에 우리의 뇌가 3,000년 전에 줄어들기 시작했다고 계산했습니다(그 이후로 그는 뇌 크기의 감소가 20,000년에서 5,000년 사이에 일어났다고 주장하면서 자신의 추정치를 수정했지만 ).

 

영양 결핍은 우리의 두개골 수축을 설명할 수 있습니다.

 

DeSilva는 복잡한 사회와 제국의 탄생이 지식과 ​​업무가 확산될 수 있음을 의미한다고 제안합니다. 사람들은 더 이상 모든 것을 알 필요가 없었고, 개인이 더 이상 생존을 위해 많은 생각을 할 필요가 없게 되자 뇌의 크기도 줄어들었습니다.

 

그러나 이 이론 역시 논쟁의 여지가 있다.

 

"모든 수렵채집 사회가 3,000년 전 이집트인처럼 복잡해진 것은 아닙니다. 하지만 이러한 사회에서도 두뇌 크기는 감소했습니다."라고 콘 역사 연구소의 명예 교수인 에바 자블론카(Eva Jablonka)는 말합니다. 이스라엘 텔아비브 대학교 과학 및 사상 철학 박사.

 

Jablonka는 비록 복잡한 사회가 출현했을 때 뇌가 줄어들었다고 해도, 더 작은 뇌가 반드시 적응 반응이었다는 것을 반드시 따르는 것은 아니라고 주장합니다.

 

"3,000년 전에 훨씬 더 크고 복잡한 사회가 출현했다면 이는 사회 계층의 훨씬 더 큰 차이와 관련이 있을 수 있습니다. 결과적으로 대다수의 사람들이 가난했다면 우리는 빈곤과 영양실조 및 이와 유사한 것들이 개발도상국을 위태롭게 할 것이라는 것을 알고 있습니다. 뇌."

 

케임브리지 대학교 인간 진화 연구 센터의 마르타 라르(Marta Lahr)도 영양 결핍이 두개골 수축을 설명할 수 있다고 제안했습니다. 2013년에 그녀는 유럽, 아프리카, 아시아 전역의 뼈와 두개골을 분석했습니다. 그녀는 가장 큰 뇌를 가진 호모 사피엔스가 20,000~30,000년 전에 살았고, 인간의 뇌는 10,000년 전부터 줄어들기 시작했다는 사실을 발견했습니다.

 

이것은 우리 조상들이 수렵채집 생활을 중단하고 농업으로 전환했다고 생각되는 기간 내에 있습니다 . 그녀는 농업에 대한 의존으로 인해 비타민과 미네랄 결핍이 생겨 성장이 둔화되었을 수 있다고 주장합니다.

 

한편 일부 과학자들은 인간의 두개골이 자기 가축화의 결과로 작아졌다고 제안했습니다. 이는 개나 고양이와 같은 가축화된 종 (친화성을 위해 사육됨)이 야생 조상보다 뇌가 10~15% 더 작다는 사실을 근거로 합니다. . 진화론적 관점에서 볼 때 더 친근하고 사회적인 인간이 더 성공했다면 시간이 지남에 따라 뇌가 줄어들었을 수도 있습니다. 그러나 모두가 확신하는 것은 아닙니다.

 

"나는 자기 가축화 이론을 믿지 않습니다"라고 Jablonka는 말합니다.

 

언제 크기 감소가 시작되었는지는 기록이 그다지 좋지 않기 때문에 완전히 명확하지 않은 질문입니다 – Ian Tattersall

 

"자기 가축화가 일어났다면 아마도 80만년 전쯤에 일어났을 것입니다. 그리고 그 당시 인간의 두뇌가 줄어들었다는 증거는 전혀 없습니다."

 

그러면 우리는 어디로 가는가? 불행하게도 뇌가 수축하는 이유를 이해하려면 수축이 시작된 정확한 시점을 정확히 찾아내야 합니다. 그러나 화석 기록으로 인해 이것은 거의 불가능한 일이 되었습니다. 오래된 화석은 찾기가 더 어렵기 때문에 기록은 새로운 표본 쪽으로 크게 치우쳐 있습니다. 잘 보존되지 않은 일부 종의 경우 현재 우리는 몇 개 또는 심지어 단일 두개골에 의존하고 있습니다.

 

"우리가 알고 있는 것은 홍적세 당시 인간의 두뇌는 네안데르탈인의 두뇌와 거의 같은 크기였으며 이는 오늘날 인간 두뇌의 평균 크기보다 훨씬 더 컸다는 것입니다."라고 Tattersall은 말합니다.

 

" 약 2만년 이상 된 모든 호모 사피엔스 뇌 의 평균 도 높습니다. 하지만 크기가 감소하기 시작했을 때 기록이 그다지 좋지 않기 때문에 완전히 명확하지 않은 질문입니다. 우리가 아는 것은 그 당시에는 뇌가 컸는데, 오늘날에는 그 뇌가 약 13% 더 작습니다."

 

우리는 점점 덜 똑똑해지고 있나요?

두뇌가 줄어들고 있다면 이는 인간 지능에 어떤 의미가 있을까요? 당신이 믿는 이론에 따라, 더 작은 두뇌는 우리를 더 똑똑하게 만들 수도, 더 멍청하게 만들 수도 있고, 지능에 전혀 영향을 미치지 않을 수도 있습니다.

 

두뇌 크기가 전부가 아니라는 것은 사실입니다. 남성의 뇌는 신체 크기가 크기 때문에 여성의 뇌보다 약 11% 더 큽니다 . 그러나 연구에 따르면 여성과 남성은 비슷한 인지 능력을 가지고 있는 것으로 나타났습니다. 호모 플로레시엔시스(Homo floresiensis) 와 호모 날레디(Homo naledi) 처럼 뇌가 작은 호미닌 종들이 복잡한 행동을 할 수 있다는 논란의 여지가 있는 증거가 있는데, 이는 뇌의 연결 방식이 지능의 궁극적인 결정 요인임을 암시합니다. 그러나 일반적으로 신체 크기에 비해 뇌가 더 큰 것은 지능과 관련이 있습니다.

 

"현재 우리의 뇌 크기가 현저히 감소하고 있다는 사실은 더 큰 지능을 위한 우리의 능력이 줄어들거나 적어도 성장하지 않는다는 논리적 결론을 낳습니다."라고 Stibel은 말합니다.

 

"그러나 지난 10,000년 동안 우리가 해온 일은 인지를 인공물에 오프로드할 수 있는 도구와 기술입니다. 우리는 정보를 컴퓨터에 저장할 수 있고 기계를 사용하여 사물을 계산할 수 있습니다. 따라서 우리의 두뇌는 지능과 두뇌 능력을 위한 용량이 줄어들지만 이것이 우리 종 전체가 덜 똑똑해지고 있다는 의미는 아닙니다."