能不能根據神經細胞的數量，判斷一個生物的智慧程度？

12-03

比如大象的神經細胞數量是10^11數量級，人的是10^10數量級。是不是大象比人更加有智慧，只不過大智若愚?

首先題主的數據是錯誤的。以整個神經系統來說，大象的神經細胞（神經元）數量是2.3×10^10，人則是8.5×10^10。對哺乳動物特有的大腦皮層來說，非洲象的神經元數量為1.1×10^10，而人是1.9×10^10至2.3×10^10 [1]。所以不管怎麼說，人的神經元數量都是多過象的。

腦主要由神經元和膠質細胞這兩種細胞構成，由於大象的腦約5 kg，大於人腦的1.3-1.5 kg [2]，細胞大小又是相同的，所以可以知道大象腦內總細胞數的確是大於人類，但多出來的細胞並非神經元，而是膠質細胞。雖然膠質細胞參與認知功能的作用還沒有完全研究清楚，但目前可以確定的是，膠質細胞主要起支持保護作用，而在認知功能中神經元是起絕對主要作用的。所以就算智慧程度以神經元數量界定，既然大象的神經元數量並沒有多過人類，大象也不會比人類更聰明。不過也要看到大象與人類的神經元數量是在一個數量級上的，這是其他動物都達不到的。

不同物種的智慧程度很難通過某個單獨的指標來衡量。例如大家都知道，大腦體積不能決定智慧程度，不然有著8 kg大腦的抹香鯨就是這個地球上最聰明的動物了。神經元數量也不是一個良好的指標，不然以貓2倍於狗的神經元數量，應該比狗聰明得多，但目前比較公認狗是比貓更聰明的。

腦/體重比例（Brain-to-body mass ratio）曾經是用來衡量物種之間智慧程度的重要指標。例如最大的抹香鯨體重是普通大象的20倍，而腦重量卻只有大象的2倍不到，腦/體重比例一下就顯出了兩者的巨大差距。但現在看來腦/體重比例仍然過於簡單，因為體重輕的動物佔了巨大優勢，比如人的腦/體重比例為1:40，鳥的比例為1:14，顯然人不可能比鳥笨的。

於是，人們針對哺乳動物，設計了一種新的演算法：腦化指數（Encephalization quotient）。腦化指數與腦/體重比例相似，也描述大腦與身體比例之間的關係，但在其中考慮到了動物異速生長的因素，現在看來比較符合實際情況。常見哺乳類動物的腦化指數如下[3]：

儘管看上去比較完美，但腦化指數也不能成為決定物種智慧的唯一指標，有些研究發現在靈長類動物的智慧評價中，大腦體積比腦化指數更好使。也有其他大量的研究認為大腦摺疊的程度（即表面積）、突觸數量、突觸複雜性、突觸上特定蛋白數量、大腦組織結構等等，都對物種智慧起著重要的作用。這些因素可能在將來被新的演算法分析，得到一個更準確的衡量物種智慧的方式。

最後，既然說到大象了，就再回到大象上來。我們了解海豚聰明，知道猩猩聰明，也知道烏鴉和某些鸚鵡很聰明，甚至狗也算比較聰明，但對慢吞吞的、卷著鼻子喝水的大象卻沒有足夠的認識。前面提到，大象與人類的神經元數量是在一個數量級上，這是構成大象智力的基礎。那麼大象都擁有什麼？

與人類、猩猩和海豚類似，具有大且複雜的大腦皮層，這是認知高級功能的基礎所在；
大且複雜的海馬組織，這是記憶能力的基礎；
與人類類似，剛出生時並非完全形態，大腦需要經過很長一段時間的發育至成熟，往往需要10年左右，這就決定了這段時間內的智力水平會飛速提高。
極強的社會屬性。象群是這個世界上最緊密的有社會性組織之一，只有一個家庭成員的死亡才能拆散一個家庭，而這種摧毀往往是精神層面上的。如象媽媽可能在小象意外死亡後，在整個象群的末尾慢吞吞地孤獨行走。
無私，這種無私甚至體現在對別的物種上。比如人會心疼流浪狗，大象也會。例如在印度，一頭負責將圓木插入地洞的大象，有一天突然拒絕插入圓木了，然後人們發現因為地洞里躺了一隻狗，直到人們將狗抱出，大象才繼續工作。
自我醫療。如非洲象會咀嚼紫草科樹木的樹葉來療傷。
死亡儀式。大象可能是地球上除了人類以外唯一具有死亡儀式的物種。有人觀察到部分儀式有：用鼻子輕觸屍體，年長大象發出隆隆的聲音，小象發出哭泣和尖叫的聲音，大家一起將樹葉、樹枝和塵土蓋在屍體上，靜靜地站在屍體身邊守護1-2天等等。
會娛樂，會模仿聽過的聲音。
會使用工具，使用鼻子像人類使用手臂一樣，會玩球，會用棍子，這個大家都看過。
會畫畫[4]。能欣賞音樂[5]。
有自我意識，會照鏡子。雖然有很多動物都會對鏡子做出反應，但很少知道鏡子裡面的是自己，大象則是知道的動物之一[6]。

所以說，物種之間的智慧難以判斷和衡量，我們目前還無從了解大象的智慧和思維。當我們與大象對視的時候，誰能意識到我們是這個陸地上最有智慧的兩個物種呢？誰能意識到大象也可能在默默觀察我們呢？當我們使用象牙製品的時候，可能就在殘害這個大陸上的另一種智慧生物。所以，沒有買賣就沒有殺戮。

好吧，這下跑題跑得太徹底了……

Reference:
[1] List of animals by number of neurons
[2] Brain size
[3] Encephalization quotient
[4] http://www.youtube.com/watch?v=He7Ge7Sogrkfeature=related
[5] http://www.nytimes.com/2000/12/16/arts/think-tank-a-band-with-a-lot-more-to-offer-than-talented-trumpeters.html
[6] Mirror test

首先謝謝邀請我來回答。這個問題看起來挺簡單，但涉及幾個在智能判斷方面很關鍵的問題。比如，什麼是智能？如何判斷智能？如何判斷智能高低？大腦神經細胞的在數量上的作用？神經細胞的聯結方式等等。下面讓我來花些時間說說我的想法：

1，什麼是智能？幾個例子，一塊石頭顯然是沒有智能的；一本書也是沒有智能的；那一本字典有沒有智能呢？也許大家還說沒有。那再進一步，層經討論過的一個chinese box有沒有智能呢？他的假設是在一個房子里，有一些只懂德文的人，房間里有所有的把英文翻譯成中文的文獻資料。在房間的一邊遞進去一個英文紙條，房間內的人利用所有的文獻把這個英文翻譯成中文。在另一邊遞出來。那這樣的一個房子的體系有沒有智能呢？也許你說有，有有的道理，也許你說沒有，因為他們還是在機械的做一些事情。再進一步，一隻狗或者貓有智能么？問這些問題只為啟發你思考。智能其實代表著一種學習的能力，一種把外界發生的情況變成自身經驗的過程，然後變成自身經驗後又能反潰於現實世界的能力。 所以從這個角度來講，以上的例子只有阿貓阿狗是有智能的。

2，如何判斷智能？有人說是圖靈測試，如果能過圖靈測試，就是有智能的。如果這樣，那顯然不公平，以圖靈測試的判斷方式來看，如果找兩個真人去做圖靈測試，而非一真人一電腦，也一定會有一個真人被判斷成沒有智能。那也太荒唐了。以我看來，判斷智能是一個非常主觀的東西，如果從一個人主觀來判斷，某個東西或者是事物有以上對智能的定義的能力，或多或少，都是有智能的。好像你這次拿了個拖鞋往貓身上砸過去，它沒跑，被砸了。下次你再舉拖鞋，它就知道跑了，這就是智能。

3，如何判斷智能的高低？個人認為，這個智能高低不能作整體生物的比較，比如你不能比較人和大象哪個智能更高。而應該比較人和大象在哪個方面所表現出來學習和記憶並反饋的能力更強。就好像你不能說小貝和丁俊暉誰更牛B一樣，即使他們都是人，但所表現出來的才能是非常的不一樣的。大象有著非常驚人的記憶力，他們要記得幾年前僅僅走過一次的某條小路，哪裡有個小水塘，哪裡有風沙，這些是他們能否生存下來的關鍵。在這方面人類肯定是不如大象的。而其他很多方面，人表現的會比大象好。而大象為了在非常少的重複次數能記住大量的長久很難遺忘的路的細節，也需要耗費比人類記路多得多的腦細胞。在這一點上，你可以認為大象用了非常大比例的大腦去記憶對他非常重要的一件事。

4，神經細胞的問題，分兩個方面：一是數量，二是聯結方式。首先想說的是，神經細胞的數量，或者大概可以認為的腦容量是有高級智能的一個基礎。如果沒有足夠的神經細胞，是無法有高級智能的。而之後的聯結方式是決定這些神經細胞的工作效率地。如果神經細胞的聯結方式越清晰，越有條理，就越容易對外界形成穩定而快速的反應，也會更容易接受新的有用的信息並去除在信息中的一些不必要干擾。我們從小到大不斷學習的過程就是把這個聯結方式建立和理清而讓他更高效的過程，這個過程是漫長的，是不斷重複的一種強化。

綜上所述，智能其實代表著一種學習的能力，一種把外界發生的情況變成自身經驗的過程，然後變成自身經驗後又能反潰於現實世界的能力。判斷智能是一個非常主觀的東西，如果從一個人主觀來判斷，某個東西或者是事物有以上對智能的定義的能力，或多或少，都是有智能的。而對於生物體上的某一項能力，腦容量/神經細胞個數是基礎，穩定高效的聯結是其形成智能的有效保證。

剛好前兩天看到一個ted視頻，和這個問題相關。這裡是鏈接：Suzana Herculano-Houzel: What is so special about the human brain?。

視頻中的演講者從人類大腦為什麼有超乎動物的智能(cognitive abilities)開始，進行了一系列的研究來比較人類和其他動物的大腦有什麼不同。首先根據演講者的實驗，人類平均具有860億個神經元(86 billion neurons),其中有160億個是位於大腦皮層(cerebral cortex), 根據解釋，如果大腦皮層被認為是意識和邏輯推理和抽想思考能力的載體，那麼人類的這160億是所有動物大腦皮層中數量最多的神經元，這可以解釋為什麼人類有超越其他動物的智力(We found that we have, on average, 86 billion neurons, 16 billion of which are in the cerebral cortex, and if you consider that the cerebral cortex is the seat of functions like awareness and logical and abstract reasoning, and that 16 billion is the most neurons that any cortex has, I think this is the simplest explanation for remarkable cognitive abilities.).

根據以上，我想生物的智慧程度並不是和神經元的數量直接相關的，而更多的取決於位於大腦皮層的神經元數量。

另外，這個演講也提到了關於生物大腦的一些特徵：

第一，大腦的神經元數量和大腦的體積並不是簡單的線性關係。比如兩種不同的動物，即使它們的大腦體積相同，神經元的數量也可以相差很多。典型的例子是嚙齒動物(rodent)和靈長類動物(primate)，相同的大腦體積，靈長類動物有更多的神經元。這是因為嚙齒動物大腦的神經元體積會隨著神經元數量的增加而增加，所以它大腦的體積會幾何倍數的增大，而靈長類動物的神經元體積保持不變。根據這個理論和研究人員的實驗，如果嚙齒動物動物具有人類的860億個神經元，那麼大腦的重量將會是36公斤，很顯然這是不可能的，所以這也說明人類不屬於嚙齒動物。從另一方面講，如果是靈長類動物，860億的神經元只需要1.2kg的大腦，這個和人類大腦的平均重量相符(1.2-1.5kg),所以更加證明了人類是靈長類動物的結論。

第二，大腦的重量和身體的重量沒有直接的關係。大象的大腦平均是4kg，大於人類的1.2-1.5kg，這個似乎很容易理解，因為大象體積也大。所以直接的推論是，大猩猩(gorilla)和人類比，大腦自然也會大？答案是否定的。Gorilla大腦重量只有人類的三分之一，但是身體卻有人類的2到3倍重。這是為什麼呢？她發現，除了人類以外的靈長類動物，他們的神經元數量小於人類的根本原因是，他們的飲食無法同時提供龐大的身體和大腦消耗的能量。也就是說，生物必須要在體重和大腦神經元數量之間找到一個平衡。假設大猩猩每天進食8個小時，如果要負擔530億個神經元，那麼身體的重量就不能超過25公斤，顯然現實中的大猩猩是不能負擔這麼多neuron的。

再來看看人類，860億的neuron加上60到70kg的身體重量，如果我們和猩猩一樣吃生的食物(raw food)，為了獲取充足的能量，我們需要每天花9個小時的時間來吃東西(其實做為一個吃貨我表示很興奮lol)，這顯然不是現實。所以人類能保持生存和智力的重要原因是：我們的祖先發明了做飯！！！這使得食物更加容易消化，所以我們可以從同等的食物中提取更多的能量，而不用每天花9個小時的時間吃，可以用更多的時間來做一些有意義的事情，比如在知乎上回答問題。。。。

PS：

當時看視頻到最後的時候被這個結論震撼到，很多看似理所當然的東西其實都是很深奧的道理在後面。

演講者翻閱了所有的資料都找不到關於人類神經元在100億數量級的原始出處的資料，所以她親自實驗，確定這個數量應該在86億左右，不過她並沒有提供關於大象的準確數據。

本人不是神經方面的專家，只是剛好看到這個視頻，所以發帖共享，如果有錯誤，請指出。

樓上回答的好多……我有一些自己的看法。在這說一下，不足之處，還望指教。
目前在神經科學領域，智能的生理學基礎尚未搞清。還不知道到底是那些腦區，哪些細胞形成了所謂的智能。
我先擅自做主將神經系統，細胞分為兩類。一類是看起來很有用，但是其實很低級的系統，細胞。比如說各種感受器和效應器細胞。聽皮層，視皮層細胞，還有運動皮層細胞。這些細胞的功能一目了然，收集信息並加以少量的整合。
第二類細胞，是所謂的高級細胞，海馬，杏仁核，還有廣大沒有研究清楚的腦區和細胞。這些細胞和智能的形成是正相關的。
然後我的觀點是，根據高級細胞的數量和在大腦中全部神經細胞占的比例，決定了這種動物的智能程度。
回到樓主的例子，大象的神經細胞可能比人類要多一些。我想其中很大一部分細胞都是主管運動和各種感受器細胞，也就是所謂的低級細胞。而高級細胞的數量和比例是遠低於人類的。所以說大象沒有人類這麼高的智商。

同時感覺我的觀點也有很多局限。我的觀點集中於對神經元進行分類，而大腦中，只有10%是神經元，90%是膠質細胞。而且記得某老師說過，人和小鼠大腦的區別有很多在於膠質細胞。我覺得膠質細胞在智能中也是有重要作用的，但是由於研究的還不深入，在這沒法提出什麼假說……

回答完畢，還請一樓@卞遠多多指教。謝謝。

update:2013.11.24
多謝@yangscar 同學指點。杏仁核主管恐懼，應該歸為低級細胞。但是海馬，畢竟和記憶相關，我覺得歸於高級細胞要好些。多謝點評。

這個問題前邊好多人都從各個角度說明了，還有長篇大論型的。我就簡單點兒吧。

1：神經元的數量當然是衡量神經系統複雜程度的一個側面，另一個方面是神經元之間連接的數量。大象的我不知道，但我熟悉的大鼠體內，每個神經元和其他神經元都可能有成千上萬個連接。這些連接才是神經功能的曼妙所在。

2：有人把神經元跟計算機的晶體管相比，是很有意思的。不過需要指出的是，神經元間的連接以毫秒級別的速度在隨時改變，並且在特定環境的擾動下會誘發出長時間的狀態保持，又叫做可塑性，這被認為是學習和記憶的神經基礎（具體您如果感興趣的話可以參考一下LTP-長時程增強）

3：在神經科學領域，大家對於智能這件事情如何量化的衡量還沒有非常共識性的看法。即便是從學習和記憶這個側面來看，也分為不同層面，如：分子和細胞層次、網路層次、整體與行為層次。譬如：整體和行為層次的學習一般會拿大家喜聞樂見的訓練貓貓狗狗和猴子做實驗，考察的標準是動物的行為，及，這種行為和大腦（一般是精細到腦區或者某個核團水平）。而分子和細胞層次的學習和記憶一般就是做LTP、LTD、STDP實驗。如果是從後者的層次看，就算是果蠅、線蟲這類很簡單的生物也是有學習和記憶的神經基礎的。

4：個人意見：智慧的程度不僅僅有先天的因素，還跟後天的培養和判斷標準有關係。

給個拋磚引玉的答案：
智能高低應該和：
1.神經元數量
2.神經元的種類和組織形式
有關。

動物的話是不是像要看腦細胞占身體的比重吧

腦化指數是個經驗指數，並不能直接決定動物的智慧水平。
通過腦化指數可以判斷出某個物種在進化過程中，為中央神經系統付出了多大的相對代價，因而可以衡量「追求智慧」對該物種的生殖壓力有多大。

地球上動物的智慧水平由三個因素決定：

神經元數量
單個神經元的性能（反應速度、突觸數量、突觸電位精度）
神經元連接的宏觀結構

可以簡單的認為前兩個因素決定了一種動物的總運算能力。第三個因素決定了這種動物運算能力的側重點。比如，狗的總運算能力低於人類，但是嗅覺比人類發達。這不光因為狗鼻子能採集更豐富的信息，還因為狗的嗅覺皮層比人類發達，能夠從氣味中解析出更多信息。即使把狗鼻子移植到人類身上，由於人類嗅覺皮層的孱弱，人類也無法充分利用狗鼻子採集的信息。

體型越大的動物，就越容易擁有更多的神經元，所以在第一個因素方面有更大潛力。然而，人類和許多動物相比，神經元數量都在同一數量級；至於單個神經元的性能，我猜測其進化潛力早就榨乾了。所以我認為，人類超群的智慧，主要歸功於第三個因素，即神經元連接的宏觀結構。比如人類在語言和邏輯方面的特長，肯定有特定的神經元連接拓撲結構作為支撐。想想看，Intel的i7也並非僅僅把晶體管串聯起來就能運行這麼快吧？

谷歌大腦用電腦硬體模擬出的神經元數量其實已經和人類相當，但谷歌大腦功能和人類相比，仍然弱爆了。這是因為谷歌大腦的宏觀結構沒能模擬人腦的結構。谷歌大腦和人腦的差別，就好像大腿和手指的差別一樣，儘管大腿的肌肉和骨頭的重量都超過手指，但卻無法完成手指能完成的複雜工作。

打個比方，這個問題好像是「是不是伺服器集群節點越多，運算能力就越強」。
答案顯然不是。

國產1200w像素真八核安卓機完爆iphone5！！！

不能.

斯蒂芬·傑·古爾德的科普書籍《熊貓的拇指》里有專門的一節探討類似的問題：恐龍有著龐大的身軀，卻只有較小的腦容量，是否就能推斷恐龍愚蠢？作者通過對比體重從小到大的多種生物表明，隨著體形的變大，腦容量也會變大，但腦容量的增大速度小於體形的增大速度（體重增大一倍，腦容量增大2/3？）。由此得出恐龍的腦容量並不小。同理，大象的體重是比人高多於一個數量級，腦容量，以致神經細胞數量比人高一個數量級也不足為怪了。

神經細胞的數量大小對我們的智力高低並沒有影響。
我們大腦中有太多的神經細胞了，可是我們用于思考的並不多，也就是真正派上用場的神經細胞很少，不然就沒有愛因斯坦這種高智商之說啦。
影響我們智力的是神經細胞之間的鏈接，各種複雜的鏈接。產生的連接越多，在某種程度上說，我們越聰明。
不知閣下此刻神經細胞有沒有產生新的連接？

不莪地

智慧這個概念，就是如實認知世界上的規律的能力。我們人類通過觀察火，掌握了很多關於火焰的屬性，並且這些存在於我們頭腦的對火的抽象認識，和火的真實情況一致，我們可以利用這些既有結論和規律，來預測和利用火，那麼可以說，人類是有智慧的。

智慧程度不能根據神經細胞數目判斷，因為在數目前面，有一個更重要的因素，就是結構，結構比數量更重要地影響了智慧。而對於結構一致的生物，在供能充足的前提下，顯然神經細胞數量越多，智慧也越高。但是就算都是人，你都不能保證腦子裡面結構一樣，神經元連接方式，每個人的情況都千差萬別。有的繁雜啰嗦，有的精簡有效。

我覺得把這些都是物質基礎，類似於計算機的硬體，而智慧，應該是思考方式、演算法，類似於軟體。
以上純屬個人扯蛋。

本來不想黑農企的，但是這個問題太對口了！！！
R9 390X 流處理器2816個 GTX980 2048個
但是在最新的天梯圖上GTX980還是小勝R9 390X的，
N卡流處理器個數可是少近800個哦~

能通過代碼行數來衡量整個工程進度么

我也覺得樓上都講得比較完整了。首先智慧程度本來很難定義。其次無論是神經元數量，神經元連接拓撲方式，還是神經元之間的信號傳遞方式，都有可能與智能有關。

搬來科學松鼠會一文結論：取決於神經細胞數量，膠質細胞數量，突觸功能。
http://songshuhui.net/archives/79831

就拿電腦做比喻吧。兩台差不多的電腦，一台裝的是WIN7，一台裝的是DOS。軟體程度的不同，就導致功能效率上的不同。人類只是在某種程度上大腦編寫的軟體走到前面了而已。

有一定關係，但是要說跟人比就不能比了，不恰當地說：人這種生物，已經開掛了。但是動物之間比較還是（在一定程度上）可以的，比如海豚和鯨，大腦非常大，肯定比倉鼠聰明，實驗也證明如此。此外，群居性的動物，由於交流頻繁，起到了「集思廣益」的作用，智慧程度較高。大猩猩，海豚等比較聰明的動物都是群居的。反之「單幹」的動物往往是靠牙尖嘴利等身體素質，而不是靠分工合作，比如蛇和老鷹。

神經細胞數量應該和智慧是有一定的被動關係，但不主動影響。簡單說：神經細胞的數量只代表記憶量，即細胞數量越多，記憶量得基礎值越大，和智慧沒有直接影響。
打個比方，兩個大小不同的房子，其哪個性價更高，在乎與它們的大小、原材料、裝修設計...等，房子的大小容量占性價的一點，但不佔主點。性價可以暫時理解為智商。
所以：神經細胞的數量，只代表生物的記憶量，不代表生物的智慧水平。