왜 인간의 두뇌는 작아졌을까

0. 단톡방에서 우연히 인간의 뇌 용량이 적어진 이야기가 나와서, 자료조사 겸 썰을 풀었는데, 그냥 묻기 아까워서 포스팅을 합니다.

https://www.hani.co.kr/arti/animalpeople/ecology_evolution/1016502.html

인류, 3천년 전부터 ‘정보의 외장화’로 뇌 용량 줄였다

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1. 인간의 뇌 용적이 줄어든 것은 사실이나, 250~200만년 전 폭발적으로 뇌용적이 늘어난 것에 비하면 미미한 편.

• 첫번째 그래프 참조
  • https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fevo.2021.742639/full
    
    

•  뇌 크기 감소 가설 자체에 반대하는 논지의 기사들도 있음 (실제로는 줄어들지 않았다.)
  https://www.advancedsciencenews.com/no-the-human-brain-did-not-shrink/
  https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fevo.2022.963568/full

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2. 뇌 용량이 커지려면 충분히 가공된 영양분이 필요. (당분, 열량)

• 뇌는 "비싼 조직"이기 때문에.. (비싼 조직 가설)
• 뇌 용량이 커지는 시기에 있었던 일 = 화식
  https://www.hani.co.kr/arti/culture/book/501932.html

인간이 직립하게 된 건불로 익힌 음식 때문이었다?

• 과일 먹는 유인원이 뇌가 가장 크다.
  https://www.sciencetimes.co.kr/news/%EC%98%81%EC%9E%A5%EB%A5%98-%EB%87%8C%EA%B0%80-%EC%BB%A4%EC%A7%84-%EC%9D%B4%EC%9C%A0%EB%8A%94-%EB%A8%B9%EC%9D%B4-%EB%95%8C%EB%AC%B8/

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• 다만 영양분만 많다고 커지는 건 아님.
  • 시멘트 많다고 아파트 잘 짓는 거 아님. (없으면 못지음)
  • 칼슘 많이 먹는다고 뼈 잘 붙지 않음. (없으면 안붙음)
• 그러면 비싼 조직을 유지할 영양소를 충분히 확보한 환경에서, 어떤 요인들이 뇌의 크기에 영향을 줄까?
•  

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3. 뇌는 동물에게 필수적인 조직인가?

• 멍게는 유충때는 뇌를 가지고 헤엄을 치다가, 정착하면 말 그대로 뇌를 소화시켜버림. 움직일 이유가 없기 때문.
  ("꿈꾸는 기계의 진화" 중 우렁쉥이의 회귀 中)
• = 좋은 게 좋다고 필요도 없는데 뇌를 유지시키지는 않는다.

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4. 사회적 뇌 가설

= 인간의 뇌가 커진 것은 사회성을 확보하여 집단행동을 하기 위함이다
https://m.khan.co.kr/science/science-general/article/201712072037005#c2b

[전문가의 세계-뇌의 비밀] (14) 뇌 속의 또 다른 뇌 ‘사회적 뇌’ 인류 생존의 역사를 썼다

• 필요한 능력 :
  • 개인을 구별하는 능력 : 얼굴 표정
  • 피아를 식별하는 능력
  • 소통능력 : 언어
• 곤충 사회의 예를 보면
  • 사회적 뇌 가설을 지지 : 사회생활을 하는 곤충들이 큰 뇌를 가짐 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5095391/

 

• 곤충 사회의 복잡도(complexity)가 높으면 오히려 "고등한" 뇌 용적이 떨어짐.
  https://whyy.org/segments/how-social-societies-may-play-a-role-in-insect-brain-size/
  
  또한
  
    * 인간의 social network의 크기와 편도체의 크기가 연관성이 있다.
  https://www.nature.com/articles/nn.2724
  
  종합하자면 사회성은 신피질의 발달이 전제되어야하지만 고도로 복잡해지거나 분업이 잘 되는 환경에서는 신피질의 역할이 중요하지 않다. (직관적으로 알 수 있을듯)

Social complexity influences brain investment and neural operation costs in ants

 

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5. 생태학적 가설

• 비싼 조직(화식), 사회성보다 생존을 위한 생태적 환경에 따라 뇌가 커졌다.
  
  • http://m.dongascience.com/news.php?idx=22710

사람 뇌는 왜 커졌나? 사회성 vs 환경적응 vs 유전자 이론 각축

 

• 사람의 대뇌피질의 본질은 '이야기꾼'. 복잡한 운동을 하기 위한 미래 예측 모듈의 복합체. (꿈꾸는 기계의 진화)
• 다시 말해 불규칙하고 위험한 불안한 환경이 규칙적이고 안전한 문명사회보다 뇌가 발달하기 좋은 환경.
  • 도시를 떠나지 않은 새들의 뇌를 관찰해보면, 뇌의 크기를 키우는 전략과 줄이는 전략이 모두 나타남. 즉 같은 환경이더라도 다른 방향으로 적응할 수 있음
  • https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fevo.2020.00058/full

 

Brain Size and Life History Interact to Predict Urban Tolerance in Birds

 

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6. 감각과 뇌의 용량

• 시각과 후각의 균형.
  • 어둠에 노출시 시각기관 전문화로 인해 시신경엽(optic lobe) 및 뇌 크기 증가.
  • 단, 후각 중심의 환경에서는 후신경엽이 발달하나 총 뇌 용량은 감소함.
  • https://www.mdpi.com/2075-4450/12/5/461

A Review of Effects of Environment on Brain Size in Insects

• 여기에 더해, 감각자극의 질(다양성)이 떨어진 것도 영향을 줄 것으로 보임. 종 자체의 분화도 있으나 감각자극의 질은 개체단위에서도 영향을 줌.

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결론 :

• 뇌의 크기는 화식으로 충분한 영양소를 확보한 이후 폭발적으로 크기가 증가하였으며 사회적 행동, 미래예측, 환경에의 적응을 위해 뇌의 기능을 발전시키는 것이 생존에 유리했을 것임.
• 유래없는 규모의 사회집단을 구성하게 되었으므로, 뇌 기능이 필수적이지 않은 케이스가 생김. 개인의 생존에 불리한 형질도 사회시스템에 편승하여 생존이 가능해짐.
• (또한 신피질의 가장 중요한 기능이 운동을 위한 미래예측에 있음을 감안하면, 안정적인 사회시스템/고도로 분업화된 사회는 구성원의 뇌 기능은 퇴화시킬 수 있을 듯 합니다.)

 

이러한 요인들이 종합적으로 작용하여 적어도 일부에서는 뚜렷하게 크기가 감소하였다고 생각합니다.