动物世界充满了不同类型的智能，从水母简单的身体协调能力到蜜蜂的导航能力、鸟类复杂的歌声和人类富有想象力的象征思维。

在今天发表在《英国皇家学会学报 B》上的一篇文章中，我们认为所有这些动物智力的进化都是由大脑计算能力的五个主要变化决定的。

每一次变化都是生命史上的一个重要转折点，改变了可以进化的智力类型。

协调问题

第一次智力转变是具有神经系统的动物的发育。一些人认为单细胞生物表现出适应性和复杂的行为和学习形式，但这些仅限于微小的生命。

多细胞体使动物能够变得更大并利用全新的物理领域。然而，多细胞体需要协调才能作为单个实体积极移动。神经系统解决了协调问题。

最简单的神经系统看起来就像我们在水母中看到的那种扩散神经网络。这对于协调身体来说非常有用，但它不太擅长将信息组合在一起。

培养大脑

第二次转变是向中央神经系统的转变。随之而来的是大脑，以及结合来自不同感官的信息的能力。

大脑可以成为整个身体的主要协调器，这使得新型身体得以进化：具有专门肢体和特殊感觉结构的身体。

我们在现代蠕虫、水蛭和缓步动物中看到了这些非常简单的大脑。有了这些大脑，动物就可以整合感官，从感官输入中学习，协调和定向它们的动作。

简单的大脑将感觉输入转化为运动输出。我们可以将信息流视为从信息到行动的“前馈”。

反馈循环

第三个转变是更复杂的大脑，特别是带有反馈的大脑。当一个过程的输出反馈到该过程中时，我们称之为“循环”。

昆虫有循环大脑。蜜蜂的才华——它们快速学习不同类型的艺术、识别抽象概念和导航到目标位置的能力——都是由它们的循环大脑实现的。

并行处理

第四个转变是由多个循环系统构成的大脑，每个循环系统彼此循环连接。这里信息流在循环系统中迭代。我们在鸟类、狗、爬行动物和鱼类身上都看到了这样的大脑。

这允许大规模并行处理信息。相同的信息可以同时以多种不同的方式使用，并且可以识别不同类型信息之间的关系。

这些循环系统网络就是鸟类如此擅长学习歌曲中复杂序列的原因。为什么鸟类、老鼠和狗善于了解事情发生的内容、地点和时间；以及为什么猴子可以学习操纵物体的新方法来解决问题并制作基本工具。

自我改变的大脑

第五个转变是大脑可以根据需要修改自己的计算结构。在计算机科学中，这称为反射。

反思性大脑可以学习特定任务的最佳信息流，并修改其动态处理信息的方式，以最快、最有效的方式完成任务。

人类的大脑具有反思能力，这种能力使我们的想象力、思维过程和丰富的精神生活成为可能。它还为符号语言的使用打开了大门，进一步拓展了我们的思维，因为它帮助我们彼此有效地沟通和协调。

不同的大脑适应不同的生活方式

这些转变中的每一个都是神经系统信息流结构的一系列进化变化。每一次转变都从根本上改变了神经系统的功能，并为认知开辟了新的可能性。

这些转变是相互依存的。例如，如果不首先发展集中化，就不可能出现复发。但这个故事并不是智人位于顶端的梯子。

我们的故事描述了五种根本不同类型的大脑。一个并不比另一个更好，每个只是不同。

我们可能会声称我们是最聪明的动物，也许我们确实是，这取决于你如何衡量它。但蜜蜂可以做人类做不到的事情。

我们的智力需要更长的童年，其中我们甚至一年都不能走路；蜜蜂从其蜂巢中出来、翅膀变干的那一刻起就完全发挥了功能。蜜蜂只需不到 20 分钟的飞行时间就能学会在蜂巢周围导航数公里；从火车回家时我仍然会迷路。

水母或蠕虫可能不是爱因斯坦，但它们可以承受足以杀死或瘫痪哺乳动物的损伤程度。

不同类型的大脑适合动物不同的生活方式，并支持不同类型的动物思维。这五个转变帮助我们理解我们在动物智力的惊人多样性中的地位。