“喷气燃料对大脑的演变” - 在大草原的“金发姑娘”景观中可能导致更高的智力

患有障碍和闭塞，陆地环境可能有助于推动大脑中的规划电路。

曾经怀疑像人类这样的土地动物如何变得比水生祖先更聪明？你可以感谢你走的地面。

西北大学研究人员最近发现，复杂的景观 - 用树木，灌木丛，巨石和镰刀点缀 - 可能有助于陆地住宅的智力比水生祖先更高。

与阔水的巨大空虚相比，土地呈现出障碍和闭塞。通过为猎物提供空间来隐藏和捕食者进行潜水攻击，土地上可能的栖息地可能有助于导致规划策略 - 而不是基于习惯的人 - 对于许多这些动物来说。

但研究人员发现规划没有给我们的祖先在所有景观中占据祖先。研究人员的模拟表明，有一个金发姑娘的障碍 - 不是太少，而不是太多 - 捕食者的感知，其中规划真正闪耀的优势。在简单的景观中，如开放的地面或像密集丛林一样的景观，没有优势。

“所有的动物 - 在陆地或水中 - 有相同的发展时间，所以为什么土地动物大部分聪明人？”问道西北的Malcolm Maciver，谁领导了这项研究。“我们的工作表明，这不仅仅是关于头部的东西，而且是关于环境中的内容。”

而且，不，海豚和鲸鱼不会落入较少智能的海洋生物的类别。两者都是陆地哺乳动物，最近（进化说话）返回水。

本文将于今日（六月十六日）在“自然通信”期刊上发表。

Malcolm Maciver教授解释了Goldilocks-Lights的杂乱程度有助于推动大脑中的规划电路。

它是Maciver进行的一系列研究中的最新研究，该研究推进了陆地动物如何演变的能力。在西北部神经生物学教授Dan Dombeck正在进行后续研究中，Maciver将通过在机器人可重构环境中的小动物的实验中对测试产生的预测。

Maciver是西北部麦卡尔米克工程学院的生物医学与机械工程教授，以及Weinberg艺术和科学学院的神经生物学教授。Ugurcan Mugan，博士。候选人在Maciver的实验室，是本文的第一作者。

模拟生存

在以前的工作中，Maciver表明，当动物开始侵入3.85亿年前的土地时，他们获得了比他们在水中更远的百次百倍的能力。Maciver假设是在能够看到的背景下的捕食者或猎物可能需要更多的大脑力量而不是狩猎空洞的开阔水。然而，新研究的超级计算机模拟（一台PC的35年的计算）透露，虽然看到进一步是有利于规划，但这是不够的。相反，只有长距离视觉和景观的组合，以及混合开放区域和更密集的植被区导致了明确的规划胜利。

“我们推测，在大脑的演变上搬到陆地浇筑的喷射燃料，因为它可能具有最严重的认知操作：“想法”，“兼顾”。“它可以解释为什么我们可以出去海鲜，但海鲜不能为我们出去。”

Okavango Delta的拼凑而成的景观是“金发姑娘景观”的一个很好的例子，其中规划巨大的生存收益导致导致的能力。

为了测试这一假设，Maciver及其团队开发了计算模拟，以测试猎物的生存率在两种不同的决策策略下积极地被捕食者捕猎：习惯为基础（自动，例如输入您已经记忆的密码）和基于计划的（想象多个方案并选择最佳方案）。该团队创造了一个简单的开放世界，没有视觉障碍来模拟水生世界。然后，他们添加了不同密度的对象来模拟土地。

最聪明的生存

“当定义复杂认知时，我们区分了基于习惯的行动和规划，”Maciver说。“关于习惯的重要事项是它是不灵活和结果的独立性。这就是为什么你在改变它之后一段时间进入旧密码。在规划中，您必须想象不同的期货并选择最佳潜在结果。“

在研究中检查的简单水生和陆地环境中，用于捕食的捕食性的生存率低，使用了基于习惯为基于习惯的行动和有能力计划的人。高度包装的环境也是如此，例如珊瑚礁和致密的雨林。

“在那些简单的开放式或高度打包的环境中，没有益处计划，”Maciver说。“在开放的水生环境中，你只需要沿着相反的方向奔跑并希望最好。虽然在高度打包的环境中，只有几条路径需要，而且你无法战略策略，因为你看不到很远。在这些环境中，我们发现规划不会提高生存机会。“

金发姑娘景观

然而，当植被和地形的斑块穿插着类似于大草原的开放区域时，模拟显示，与基于习惯的运动相比，规划导致巨大的生存退款。由于规划增加了生存的机会，所以进化将选择允许动物以想象未来情景的大脑电路，评估它们然后制定一个。

“随着斑驳的景观，有一个透明和不透明区域的空间和远程视野的相互作用，这意味着您的运动可以隐藏或揭示您对对手的存在，”Maciver说。“Terra Firma成为象棋委员会。随着每一个运动，你有机会展开战略。

“有趣的是，”他指出，“当我们用黑猩猩近七百万年前从树木中的生活中分开并在大脑规模中迅速四倍，古生态学研究指向我们的入侵斑驳的景观，类似于我们的研究亮点，作为给予战略思维的最大收益。“

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参考：“具有长视范围的空间规划益处从复杂的自然环境中的视觉掠夺者逃脱”由Ugurcan Mugan和Malcolm A. Maciver，2012年6月16日，自然传播.DOI：
10.1038 / S41467-020-16102-1

该研究得到了国家科学基金会脑倡议（奖项ECCS-1835389）的支持。