脳と体の質量の比率

脳体重比（脳体重比とも呼ばれる）は、脳の質量と体重の比であり、動物の知能の概算値であると仮定されているが、多くの場合、かなり不正確である。より複雑な測定法である脳化指数は、複数の分類群にわたる大きく異なる体サイズの異成長効果を考慮に入れている。^{[ 1 ] [ 2 ]}ただし、生の脳体重比は入手が容易であり、種内またはかなり近縁な種間での脳化を比較するための有用なツールである。

動物の脳の大きさは通常、体の大きさに比例して大きくなります（つまり、大型動物は通常、小型動物よりも脳が大きい）。 ^{[ 4 ]}ただし、その関係は線形ではありません。ネズミなどの小型哺乳類は、脳と体の比率が人間と似ている場合がありますが、ゾウは比較的低い脳と体の比率を持っています。^{[ 4 ] [ 5 ]}

動物では、脳が大きいほど、より複雑な認知タスクに利用できる脳の重量が増えると考えられています。しかし、大型動物は自分の体を表し、特定の筋肉を制御するためにより多くのニューロンを必要とします。そのため、絶対的な脳の大きさではなく相対的な脳の大きさで動物をランク付けすると、観察された動物の行動の複雑さとよりよく一致します。脳と体の質量の比率と行動の複雑さの関係は完全ではなく、最近の大脳皮質の進化やさまざまな程度の脳の折り畳みなど、他の要因も知能に影響を与えます^{[ 6 ]。}これらは皮質の表面積を増加させ、これは人間では知能と正の相関があります。この例外として注目すべきは脳の腫れで、名目上は表面積が大きくなりますが、脳の腫れに苦しむ人の知能は変化しません^{[ 7 ] 。}

イルカは、すべての鯨類の中で脳と体重の比率が最も高い。^{[ 11 ]}爬虫類では、オオトカゲ、テグー、アノール、および一部のカメ類が最も高い。鳥類では、オウム、カラス、カササギ、カケス、ワタリガラスが最も高い脳と体重の比率を示している。両生類については、研究はまだ限られている。タコ^{[ 12 ]}またはハエトリグモ^{[ 13 ]}は、無脊椎動物の中で最も高い比率を持つが、一部のアリの種は、質量の14～15%が脳にあり、これは動物の中で知られている中で最も高い値である。サメは、マンタと並んで魚類の中で最も高い比率を持つ（ただし、電気を発するゾウウオの比率は80倍近く高く、約1/32で、人間の比率よりわずかに高い）。^{[ 14 ]}ツパイは、人間を含む他のどの哺乳類よりも脳と体重の比率が高い。^{[ 15 ]}ツパイは体重の約10%を脳に蓄えている。^{[ 16 ]}

一般的に、動物が大きいほど、脳と体重の比率は小さくなります。そのため、大型のクジラは体重に比べて脳が非常に小さく、ネズミのような小型の齧歯類は比較的大きな脳を持ち、脳と体重の比率は人間と似ています。^{[ 4 ]}一つの説明としては、動物の脳が大きくなっても神経細胞の大きさは同じままで、神経細胞が増えることで脳の大きさが体の他の部分よりも小さくなるということが考えられます。この現象は、E = CS ^rの形式の式で表すことができます。ここで、EとSは脳と体重、r は動物の科によって異なる定数（ただし、多くの脊椎動物では 2/3 に近い^{[ 17 ]}）、Cは頭部化係数です。^{[ 12 ]}

動物の脳化係数Cの主な決定要因は、進化系統ではなく、生態的ニッチであると主張されてきた。^{[ 17 ]}スティーブン・ジェイ・グールドはエッセイ「ブライのバウンティ号」^{[ 18 ]}で、脳化指数が非常に低い脊椎動物を見ると、脳の質量は脊髄の質量よりもわずかに小さいと指摘した。理論的には、知能は、脳から脊髄の重量を差し引いた後の動物の脳の絶対量と相関する可能性がある。この式は、脊髄を持たない、あるいは場合によっては中枢神経系を持たない無脊椎動物には役に立たない。

最近の研究によると、ヒト以外の霊長類では、脳全体のサイズは脳と体重の比率よりも認知能力のより良い指標である。種の総体重は、前頭葉を空間的関係に合わせて調整した場合にのみ、予測サンプルよりも大きくなる。^{[ 19 ]}しかし、脳と体重の比率は、食肉目哺乳類における問題解決能力の変動の優れた予測因子であることが判明した。^{[ 20 ]}

人間の場合、脳重量と体重の比率は個人によって大きく異なり、低体重の人では過体重の人よりもはるかに高く、乳幼児では成人よりも高くなります。同様の問題は、体脂肪量がかなり多い海洋哺乳類を扱う場合にも発生します。そのため、一部の研究者は、脳重量よりも除脂肪体重の方がより良い予測因子であると考えています。^{[ 21 ]}

• 頭蓋容量
• 頭蓋計測
• 脳化指数
• ニューロン数による動物のリスト
• 骨相
• シャウエンベルクの索引

• https://web.archive.org/web/20050325105538/http://www.wsu.edu/~taflinge/mindwork/mawint1.html
• 体質量と脳質量の関係を示すグラフ
• 『ブライの戦艦』 —スティーブン・ジェイ・グールド
• スザナ・ヘルクラノ・ホウゼル：人間の脳の何がそんなに特別なのか？（TEDトーク、2013年6月）