在萬千生命中，人類有着獨一無二的認知能力。為什麼我們的大腦比所有其他生命都更加聰慧？這個問題充滿了無盡的魅力，也吸引科學家從不同角度給出了答案。而現在，一項發表於《自然·神經科學》的研究從信息處理的角度提供了全新的觀點。
我們的大腦是如何處理信息的？隨着研究的深入，我們對這個問題的理解也在不斷變化。目前的理論認為，大腦是一個分佈式信息處理系統：由緊密相連的不同“元件”，也就是大腦區域構成，而這些不同區域之間的信息交互，則是通過輸入和輸出信號系統來實現。
但這只是答案的一部分。在最新研究中，來自劍橋大學的研究團隊將腦區之間的信息處理分解為兩類。這時，我們與其他靈長類動物在信息處理方式上的差異，就部分解釋了人類與眾不同的認知能力的來源。
讓我們首先來看前文提到的第一種信息處理方式。這種方式存在於處理聽覺、視覺與運動等信息的功能區，這些腦區依靠嚴格的輸入與輸出方式交換信息，這種方式確保了信息可重複、可靠的傳輸。
以視覺為例，我們的眼睛接受到信息后，會將信息傳至大腦後端的枕葉區域。但兩隻眼睛提供的信息在很大程度上是重複的，也就是說，大腦相應區域收到了大量“冗餘”的信息輸入。比如說，你只用左眼看見了一棵樹，換成兩隻眼睛，看見的依然是一棵樹。這種處理方式就被命名為“冗餘”（也稱“分享”）信息處理。
冗餘的存在顯然是有意義的。它確保了信息的可重複性與可靠性，即使一隻眼睛的信息出了問題，另一隻眼睛也能將信息傳給大腦。這種能力對於物種的生存至關重要。在這種情況下，不同區域間的連接有着固定的線路，就如同需要電話線的座機。
但看到這裡，你可能已經在想：兩隻眼睛看見的信息可不全是冗餘的。這正是接下來要說的第二種情況。某些類型的視覺信息需要兩隻眼睛協作才能接收到。例如，一隻眼睛能看見一棵樹，但要知道它離我們有多遠，則需要來自兩隻眼睛的信息。
這就是不同於“冗餘”的第二種信息處理方式：“協同”（或“互補”），即大腦不同區域構成的網絡，實現了更複雜的信息整合。
這種協同處理在支持更複雜認知功能（例如注意力、學習、工作記憶、社交等）的大腦區域中最為普遍。如果說“冗餘”處理方式是座機，“協同”方式更接近於移動電話。協同作用大量發生的區域，包括皮層前部與中部，這裡整合了來自不同大腦區域的信息。因此相比於感覺與運動功能區，這些區域與大腦其他部分的連接更普遍、高效。
那麼，這兩種信息處理方式的比重差異，是讓我們脫穎而出的因素嗎？
研究團隊利用人類與靈長類近親的腦成像與遺傳分析結果，分析了協同這種通過複雜網絡來構建信息的能力，在人類和靈長類近親中是否不同。
在腦成像對比中，研究團隊的一個關鍵發現是，協同信息處理方式在人類大腦信息中的比例要高於獼猴大腦。而人類與獼猴的大腦對冗餘信息處理的依賴程度相似。
此外，這項研究還特別關注了兩者在前額葉皮質區域的差異，這裡是支持高級認知功能的腦區。研究顯示，獼猴的前額葉皮質腦區中，冗餘信息處理更為普遍；而人類則是協同信息處理佔主導地位。
伴隨着演化的進程，前額葉皮質區域也發生了明顯的擴張。對比人類與黑猩猩的大腦發現，相比於黑猩猩，人類大腦擴張更明顯的區域，對協同處理方式的依賴程度也越重。
隨後的遺傳數據分析也提供了更多證據：與協同信息處理相關的大腦區域，更有可能表達人類特有的基因，而這些基因與大腦發育與功能息息相關。
綜合這些發現，這項研究指出，在靈長類向人類演化的進程中，新獲得的腦組織可能主要用於協同信息處理。這種信息處理方式帶來的優勢，也讓我們獲得了遠超近親的認知能力。這個遺失許久的答案，也讓我們距離完全理解人類的大腦與認知更進一步。