為啥大拇指的長(zhǎng)短能反映腦子的大小？

來源 | 生物谷 （ID：BIOONNEWS）

大家有沒有這樣的經(jīng)歷：興致勃勃想貼個(gè)手機(jī)膜，結(jié)果氣泡越按越多；想學(xué)別人貼假睫毛，手卻像失去方向感，一只眼睛貼十幾分鐘；看到別人DIY出精美手作，也跟著教程學(xué)，卻一學(xué)一個(gè)大走樣……

沒錯(cuò)，互聯(lián)網(wǎng)上總不乏自嘲為“手殘黨”的段子，但反觀另一邊，卻有人能在指甲蓋上畫《千里江山圖》，在米粒大小的地方組裝機(jī)械——這差距，到底從何而來？

其實(shí)，做不好精細(xì)活，除了耐心不足，很多時(shí)候還和我們對(duì)手指細(xì)微動(dòng)作的控制能力有關(guān)。但你不知道的是，無論你是“手殘黨”還是“手工大神”，我們?nèi)祟愓w都已經(jīng)站在了靈長(zhǎng)類動(dòng)手能力的頂峰！而這，很大程度上要?dú)w功于我們那兩根對(duì)生的拇指（opposable thumb）。

這不最近，一項(xiàng)由英國雷丁大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究，通過分析95種靈長(zhǎng)類動(dòng)物（包括古人類化石），為我們揭示了一個(gè)頗具顛覆性的發(fā)現(xiàn)：拇指越長(zhǎng)，腦子往往越大，尤其是新皮層體積更發(fā)達(dá)。這意味著，人類的聰明才智并非只源于大腦的發(fā)育，而可能和進(jìn)化中一根“小小拇指”的變化密切相關(guān)。換句話說，靈巧的手和智慧的大腦是共同進(jìn)化的，這所謂“心靈手巧”真的是有科學(xué)佐證的！

圖1：標(biāo)題

想解決的“進(jìn)化懸案”

眾所周知，人類之所以能統(tǒng)治地球，有倆件“神器”功不可沒：一是夠大的大腦（能想復(fù)雜問題、搞技術(shù)創(chuàng)新），二是夠靈活的手（能把想法變成實(shí)物，比如從石器到手機(jī)）。

但學(xué)界一直有個(gè)疑問：這倆“神器”是各自進(jìn)化，還是“組隊(duì)升級(jí)”？之前雖有人猜它們是一起進(jìn)化的，但證據(jù)都很間接——比如發(fā)現(xiàn)古人類化石有靈活的手骨，同時(shí)腦容量也大，可沒法證明這不是巧合。

所以這篇研究的核心目的，就是要找“實(shí)錘”：用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕y(tǒng)計(jì)方法，看看靈長(zhǎng)類的 “拇指能力”（精確抓握的關(guān)鍵，比如撿豆子、握工具）和腦容量到底有沒有必然聯(lián)系；順便還想搞清楚，大腦里的哪些部分（比如管運(yùn)動(dòng)的小腦、管高級(jí)認(rèn)知的新皮層）在“指揮”拇指干活。

為了搞清楚這個(gè)謎題，研究團(tuán)隊(duì)展開了首個(gè)大規(guī)模實(shí)證檢驗(yàn)。他們收集了橫跨 95 種靈長(zhǎng)類的數(shù)據(jù)，既有活著的（比如會(huì)用石頭砸堅(jiān)果的卷尾猴、人類的近親黑猩猩），也有化石物種（比如南方古猿、尼安德特人），幾乎覆蓋了所有靈長(zhǎng)類“家族分支”，并運(yùn)用系統(tǒng)發(fā)育比較分析的方法，直接檢驗(yàn)?zāi)粗搁L(zhǎng)度、手指長(zhǎng)度與大腦體積（腦容量、新皮層和小腦體積）之間的關(guān)系。

靈長(zhǎng)類的普遍規(guī)律

研究團(tuán)隊(duì)首先利用貝葉斯系統(tǒng)發(fā)育廣義最小二乘回歸（Bayesian PGLS）模型，對(duì) 95 種靈長(zhǎng)類的手部骨骼數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。他們發(fā)現(xiàn)，大拇指的長(zhǎng)度與手指的長(zhǎng)度在所有靈長(zhǎng)類中都高度相關(guān)，而且這種關(guān)系在 100% 的進(jìn)化樹樣本中都成立。換句話說，拇指并不是孤立進(jìn)化的，而是與整體手部比例緊密耦合。

圖2：靈長(zhǎng)類動(dòng)物手指長(zhǎng)度和拇指長(zhǎng)度的關(guān)系

不過，當(dāng)研究者進(jìn)一步把人類祖先（古人類）加入比較時(shí)，出現(xiàn)了“離群點(diǎn)”——除了南方古猿（Australopithecus africanus），幾乎所有古人類的拇指都比預(yù)期更長(zhǎng)，顯著超出了靈長(zhǎng)類的一般規(guī)律。這說明，人類祖先的手部進(jìn)化存在特殊加速，讓拇指更突出，為后來的精細(xì)操作奠定了解剖學(xué)基礎(chǔ)。

拇指長(zhǎng)度與大腦大小呈顯著正相關(guān)

接下來，研究團(tuán)隊(duì)把“大腦體積”納入模型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：即使控制了手部比例，大拇指長(zhǎng)度依舊與大腦大小存在顯著正相關(guān)。這也就是說——拇指更長(zhǎng)的物種，通常大腦也更大！并且，這個(gè)規(guī)律在所有靈長(zhǎng)類（包括非人類靈長(zhǎng)類）中都能觀察到，并不只是由人類推動(dòng)的。

進(jìn)一步分析顯示，即便去掉所有古人類，僅僅考察猴子和猿類，拇指長(zhǎng)度和腦容量之間的聯(lián)系依然成立。這進(jìn)一步證實(shí)，拇指變長(zhǎng)和大腦擴(kuò)張是伴隨而來的雙軌跡。這兩者或反映了感覺運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和認(rèn)知功能的協(xié)同進(jìn)化。

圖3：靈長(zhǎng)類動(dòng)物拇指長(zhǎng)度、手指長(zhǎng)度和大腦大小之間的關(guān)系

拇指越長(zhǎng)≠會(huì)使用工具

以往，我們總覺得“會(huì)用工具”是手腦發(fā)達(dá)的標(biāo)志，比如黑猩猩會(huì)用樹枝掏白蟻，卷尾猴會(huì)用石頭砸堅(jiān)果，肯定是因?yàn)樗鼈兊哪粗父L(zhǎng)、腦子更大嗎？

但結(jié)果卻恰恰相反！“工具使用模型”顯示：會(huì)用工具和不會(huì)用工具的靈長(zhǎng)類，拇指長(zhǎng)度與腦容量的關(guān)系完全沒差異——不管是“真正用工具”（把物體拿出原場(chǎng)景用），還是“制造工具”（比如修改樹枝），甚至排除“圈養(yǎng)觀察”、“單個(gè)個(gè)體會(huì)用”的情況，結(jié)果都是一樣。

這說明什么？拇指長(zhǎng)、腦子大，不代表就一定會(huì)用工具；反過來，會(huì)用工具也不是“倒逼”拇指變長(zhǎng)、腦子變大的唯一原因。比如有些不會(huì)用工具的靈長(zhǎng)類，拇指和腦容量的比例也很標(biāo)準(zhǔn)。而我們?nèi)祟愔詴?huì)用復(fù)雜工具，更多是因?yàn)樵凇笆帜X協(xié)同進(jìn)化”的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步發(fā)展出的技能，不是“因”而是“果”！

最后，研究者還針對(duì)大腦的兩個(gè)關(guān)鍵區(qū)域——負(fù)責(zé)高級(jí)認(rèn)知功能的新皮層與負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)的小腦，分析了它們與拇指長(zhǎng)度的關(guān)聯(lián)性。通過對(duì) 49 個(gè)具備腦區(qū)數(shù)據(jù)的靈長(zhǎng)類物種進(jìn)行研究，結(jié)果顯示：拇指長(zhǎng)度僅與新皮層體積呈現(xiàn)顯著正相關(guān)（中位數(shù) β 值范圍為 0.16-0.20，且在 100% 的進(jìn)化樹拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中均滿足統(tǒng)計(jì)顯著性，即 p?<0.05），而與小腦體積之間未發(fā)現(xiàn)任何關(guān)聯(lián)。

圖4：腦區(qū)體積與拇指長(zhǎng)度的關(guān)系

這一結(jié)果看似與我們以往“手指靈活度主要依賴小腦”的認(rèn)知相悖，但深入分析后會(huì)發(fā)現(xiàn)其合理性：新皮層中的運(yùn)動(dòng)皮層，是實(shí)現(xiàn)拇指“精準(zhǔn)控制”的核心——比如用拇指與食指協(xié)作捏起一顆細(xì)小的糖果，或是穩(wěn)穩(wěn)握住一支筆，都需要運(yùn)動(dòng)皮層直接下達(dá)精細(xì)的動(dòng)作指令；而新皮層中的頂葉皮層，則承擔(dān)著“感覺-運(yùn)動(dòng)整合”的功能，比如當(dāng)我們伸手觸摸物體時(shí)，頂葉皮層會(huì)快速處理觸覺信號(hào)，判斷物體的形狀、硬度，進(jìn)而調(diào)整拇指的抓握力度與角度，這些都是實(shí)現(xiàn)精確抓握的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

相比之下，小腦的角色更像是“整體運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)員”，它的核心作用是保障一系列連貫動(dòng)作的流暢性——例如打字時(shí)多個(gè)手指的交替按鍵、系鞋帶時(shí)手指與手腕的配合等，而非直接決定拇指自身的“長(zhǎng)度與功能”關(guān)聯(lián)。就像我們用拇指敲擊手機(jī)鍵盤時(shí)，能否精準(zhǔn)按到目標(biāo)字母，依賴的是新皮層的“精準(zhǔn)指揮”；而能否快速完成一段文字輸入、減少手指卡頓，則取決于小腦的“協(xié)調(diào)能力”，二者分工明確，共同支撐起了手部的復(fù)雜動(dòng)作。

小結(jié)

總之，看完這研究，大家再看自己的大拇指，是不是突然覺得它真不簡(jiǎn)單了！

原來，我們的長(zhǎng)拇指和大腦袋，是一場(chǎng)演化的“雙向奔赴”：更靈巧的手需要更復(fù)雜的大腦來控制；更聰明的大腦也鼓勵(lì)更精細(xì)的操作行為。而在這場(chǎng)協(xié)作中，新皮質(zhì)扮演了核心角色——它不僅是思考、語言的基地，也是我們“手靈巧”的背后推手。

所以，現(xiàn)在，何不用你經(jīng)過百萬年協(xié)同進(jìn)化的大腦和拇指，“手腦合一”地為本文點(diǎn)個(gè)贊呢~

參考文獻(xiàn)：

Baker J, Barton RA, Venditti C. Human dexterity and brains evolved hand in hand. Commun Biol. 2025 Aug 26;8(1):1257. doi: 10.1038/s42003-025-08686-5. PMID: 40858795; PMCID: PMC12381199.

撰文 | Cathy

編輯 | lcc

來源 | 生物谷 （ID：BIOONNEWS）

未經(jīng)授權(quán)，禁止二次轉(zhuǎn)載，如有需要聯(lián)系原公眾號(hào)