1951年2月,愛因斯坦到美國波士頓的麻州綜合醫(yī)院接受最新的腦電圖儀(EEG)檢驗,。研究人員測出他的腦電圖(俗名“腦波”)背景值之后,,就請他思考科學問題,,讓儀器描繪出他大腦的活動模式,。愛因斯坦在心里解一元二次方程式,儀器指針就劇烈地上下震蕩,,研究人員正在贊嘆自己竟然有幸目睹絕世天才腦子的活動情形,,指針忽地平靜下來。
研究人員立即上前問他正在想什么,,儀器居然偵測不到,。愛因斯坦回答道,他聽見了雨聲,,才想起雨鞋套忘在家里了,。
1955年4月18日凌晨1:15,愛因斯坦在普林斯頓醫(yī)院撒手人寰,,享年76歲,。上午,病理科主任哈維醫(yī)師(Thomas S.Harvey)進行驗尸,,愛因斯坦的好友兼遺囑執(zhí)行人內森(Otto Nathan,,1893-1987)在場,證實愛因斯坦的死因是腹腔大動脈破裂,。此外,,哈維還做了一件事,他取得了愛因斯坦長子漢斯的同意,,將愛因斯坦的腦子取出,,留給科學界做研究。漢斯與內森的條件是:研究結果必須發(fā)表在科學期刊上,。
根據哈維的記錄,,愛因斯坦的腦子重1230公克,低于男人的平均值,,并不出眾(數學王子高斯的腦子就比較符合我們對天才的期望,,重1492公克,比平均值稍高),。哈維簡單地測量了這個腦子后,,除了拍照存真,還請了一位畫家為它做素描,。然后,他將整個腦子切成240塊,,每一塊的位置都有詳細記錄,。最后,,他找上賓州大學一位他信任的實驗室技師,進一步處理那些腦塊,,并選擇代表腦子各個部位的腦塊,,制作一組切片,固定在供顯微鏡觀察的玻璃片上,。
于是愛因斯坦的大腦分別裝進了10個儲存組織學切片的盒子里,,以及兩個大玻璃瓶中。哈維將切片分送給他認識或信任的研究人員,。齊默曼得到了一盒,,因為哈維在耶魯醫(yī)學院上過他的課。
齊默曼發(fā)現愛因斯坦的大腦非常正常,,要說有什么異常之處,,就是他的大腦比同年齡的人更為健康,退化的跡象較少,。至于其他人,,即使震于愛因斯坦的大名,也不知道如何下手研究他的大腦標本,,理由是:學界對于天才與一般人的大腦究竟有什么差異,,從來沒有定論。
直到1985年,,第一篇愛因斯坦大腦的研究報告才問世,,由美國加州大學柏克萊分校的神經科學家戴蒙(Marian Diamond)教授領銜。她的團隊檢驗了四塊愛因斯坦大腦的皮質,,分別代表左右前額葉上段與頂葉下段,,以另外11人做對照組。
他們發(fā)現,,愛因斯坦的左頂葉,,神經元與神經膠細胞的比例小于常人。神經膠細胞是神經元的支援細胞,。根據過去的研究,,哺乳類神經元與神經膠細胞比例,從小鼠到人有逐步降低的趨勢,,有些學者因而推測,,神經元執(zhí)行的功能越復雜,越需要神經膠細胞的支持,。也就是說,,在哺乳類中,神經元與神經膠細胞比例可當做反映智力的量表,。
此外,,從神經解剖學來說,,頂葉下段皮質是聽覺、視覺,、觸覺信息匯聚之處,,我們又有神經心理學病例,顯示頂葉下段受傷后,,病人就無法進行復雜的思考,,閱讀、寫字,、計算能力都受損,。
作者再從愛因斯坦的夫子自道,推論他的思考模式基本上反映了頂葉下段皮質的功能,,因此愛因斯坦的革命性成就,,與這個組織學發(fā)現有因果關聯了。
第二篇研究論文發(fā)表于1996年,,作者是阿拉巴馬大學柏名頓分校神經學助理教授安德森(Britt Anderson),。他發(fā)現,愛因斯坦的右前額葉皮質(運動區(qū))比對照組薄,,可是皮質中的神經元數量與對照組無異,。換言之,愛因斯坦的大腦皮質中,,神經元密度較高,。
這個發(fā)現有什么意義?安德森醫(yī)師推論,,這表示愛因斯坦大腦皮質神經元有較佳的傳訊效率,,因而可以解釋愛因斯坦的超卓天才。
最幸運的研究者是加拿大漢米爾頓麥克馬斯特大學的維特森博士(Sandra Witelson),。雖然哈維只給了她19塊愛因斯坦的大腦,,可是哈維在切開大腦之前拍攝的照片與記錄,也借給了她,。因此她得以研究愛因斯坦大腦的整體形態(tài),。
維特森指出,愛因斯坦大腦的頂葉異常發(fā)達,,在形態(tài)上也有特異之處,,例如側腦裂并不明顯,特別是左半球,。因此頂葉下段皮質中的神經元易于相互聯系,,我們的視覺-空間認知、數學思考、運動知覺,,極端依賴大腦頂葉下段皮質,,愛因斯坦在這些認知域中表現的超卓智力……也許與他頂葉下段不尋常的形態(tài)有關。
1999年,,這篇論文在知名的國際學術期刊《柳葉刀》(Lancet)發(fā)表,維特森一夕成名,,成為各大媒體競相報道的對象,。不久,她的演講費就上升到3500美元一場,。一位漢米爾頓名流捐款100萬美元給她做研究,,校方籌集了相對基金(100萬美元)設立一個神經科學講座教授職位,由維特森擔任,。
我們從這三篇論文究竟學到了什么,?齊默曼曾做過這樣的評論:飛毛腿死了之后,解剖他的腿,,可以找到他成為飛毛腿的秘密嗎,?神經醫(yī)師雷波爾(Frederick E.Lepore)說得好:
我們對愛因斯坦的大腦著迷,透露的是我們對大腦的假設,,以及對天才的景仰,。
人腦之謎: 假如只用半個大腦 人照樣上大學?
人類大腦到底還有多少潛力沒有開發(fā)?有專家曾估計,,普通人僅僅使用了大腦能力的4%,,有高達96%的潛力還沒有開發(fā),就算像愛因斯坦一樣的天才也只用了大腦能力的10%,。然而如這位專家一樣,,很多研究者對大腦潛力的推測往往停留在理論上,難以讓人信服,。
人類大腦
從小被切除左腦的一位患者,,順利完成了大學學業(yè),并正常參加工作,,說明人的大腦至少有一半潛力沒能開發(fā),。
最近中國科學院心理研究所尹文剛研究員向記者披露的病例證明,人類大腦至少有一半的潛力沒有開發(fā),。尹研究員多年來掌握的20多個病例有一個共同的特點,,患者都只有一半大腦,正是對這些病例的研究,,讓尹研究員得出了前文的結論,。
據尹研究員介紹,這些“半腦人”基本上都是因為小的時候患有癲癇或著其他腦疾病,,導致一側大腦沒有發(fā)育好,。為了取得較好的治療效果,,醫(yī)生就把有問題的一半切除,只剩下一半大腦,。
其中一位“半腦人”不但考入了大學,,而且順利畢業(yè),現在同正常人一樣工作生活,。當年做腦切除時,,此人年齡尚小,當時因患癲癇病,,一側腦出現萎縮,,左腦一側的一些功能已經轉移到另外一側的右腦。切除左腦后,,他曾出現了輕微的語言表達問題,,不過很快就得以恢復。這位考上大學并順利畢業(yè)的患者,,在后來的發(fā)展中除了肢體靈活性稍差,,其他方面都和常人無異。
一般人都認為一半大腦根本不夠用的,,上述“半腦人”的故事到底告訴我們什么呢,?“只有一半大腦,能大學畢業(yè),,能正常生活,,什么都是正常的,說明人類有一半大腦就已經夠了,,換句話說,,人大腦的潛力起碼有50%沒開發(fā)呢!”尹研究員這樣概括這些病例背后的意義,。
尹研究員告訴記者:“人腦具有可塑性,,對于大腦患有嚴重疾病的人來說,患病部位切得越晚越容易出問題,。年齡大的正常人切除其一半大腦是會出問題的,。所有切除大腦獲得成功的都是年齡小的,而且有的腦已經萎縮了,,切掉一側使另一側功能不受疾病的干擾,,所以表現得更好。這種大腦功能的代償需要在年齡較小的時候進行,。一般認為在十來歲時進行切除,,問題就比較大了,年齡越小效果越好。”
人類大腦的發(fā)展是越來越特化的,,往往特定區(qū)域承擔相應的功能,,但是這種對應關系并不是絕對的。
結合對其他試驗進行進一步分析后,,尹研究員又有許多新發(fā)現,,其中心理學界一般認為的左側大腦出現損傷后,大腦功能偏到一側,,語言功能就會出現障礙的結論值得進一步探討,。在實際試驗中他發(fā)現,損傷發(fā)生后,,患者真正出現語言問題的比例很小,原因沒法解釋,。相反數學功能變得比較差,,但不能確定數學功能就是左側大腦的功能。
“切掉的大腦不論是左側還是右側,,都發(fā)現其數學能力損失要比語言能力多一些,。到底是大腦的哪一側負責數學能力,目前還不好說,,通常認為,,左側負責數學的能力比較強,左側也同樣負責語言功能,,但是左側損傷后,,語言功能并未過多損傷。”尹研究員說,。
尹研究員進一步介紹說:“從我的觀察來看,,人類的大腦是越來越特化的,大腦的很多區(qū)域分化得越來越明顯了,,大部分人都用右手,,只有10%的人用左手,這種現象是人類進化的表現,,正好反映了人類大腦的偏側化,,是非常好的趨勢。
目前研究中發(fā)現左腦中的語言區(qū)中,,有專門負責說話的語言區(qū),,負責聽話的語言區(qū),還有理解意思的語言區(qū),。分辨一個東西是否運動,,也有特定區(qū)域來負責。而要辨別一個東西是什么,在哪里,,在大腦中完全是兩個地方在管,。人類大腦的特化是越來越明顯。
“大腦越高級就越特化,,這像中藥鋪的藥品分類一樣,,吸收知識很多的時候,會自動分門別類,。從語言上來說,,大腦會將名詞放在一塊,動詞放在一塊,,反映出特化是個趨勢,。有專家認為,特定的區(qū)域負責特定的功能,,但實際上其他的區(qū)域也可以代替其功能,,發(fā)揮新的作用。不能認為大腦一個區(qū)域只能干這個,,不能干別的,,不能絕對化。另外就是大腦的群集指揮很神奇,,某一個單個細胞可能沒什么重要,,由于大腦有140億個神經元,人腦中的聯系點是無數的,,形成很復雜的網絡,,這種網絡是可塑的。”
尹文剛指出,,左腦確實對右腦有一定的壓抑功能,,右腦在脫離左腦控制后,一些功能會有更好的發(fā)揮,。
雖然左腦在人的心理活動中占據著重要的作用,,但并不意味著其一些功能是不能替代的,做了左腦切除手術卻可以基本無礙生活的例子說明了這一點,。尹研究員大膽地提出:“左腦的功能越來越主要,,左腦在控制著右腦活動,右腦功能沒有發(fā)揮,,恰恰是左腦在控制,。左腦功能一旦解除,右腦功能是能發(fā)揮出來的,。”
尹研究員解釋說:“左側大腦對右側大腦是有抑制功能的,,左側大腦損傷后,,右側大腦的一些功能會出現,而且會表現得更好一些,。從白癡天才等很多例子來看,,人的左腦損傷以后所表現出來的功能,恰恰是右腦被壓抑的功能,。對于很多白癡天才,,你無法發(fā)現他的大腦哪里有問題。這些人的一些所謂‘天才’的大腦功能是右腦的功能,。在大腦正常時是表現不出來的,。”
尹研究員指出:由于左腦可以控制和壓抑右腦的功能,所以由于某種原因失掉控制時,,右腦中本能的東西會釋放出來,。一些人腦損傷之后某一方面的潛在的能力得以發(fā)揮,成為某個領域內的“天才”往往與此有關,。
有一些專家提出“八元智力說”也為此提供了佐證,。尹研究員具體解釋說:“大腦的很多智力功能可以分開存在。比如有些語言表達能力差的人,,可能數學運算能力強。不能用語言能力去判斷是否智力好,。同理有的人音樂能力特別強,,但數學能力很差。有人動作能力很強,,協調能力好,,但數學能力很差。所以說,,一個人聰明與否是很多種成分在里面的,,如邏輯、數學,、言語表達,、動作、繪畫,、音樂等,,它們之間相對獨立,一方面不行,,另一方面可能很好,。”
大腦某些區(qū)域受損傷后,從前被這些區(qū)域控制的大腦功能可能會釋放出來,,比如大腦額葉受傷以后一些受額葉控制的功能會表現出來,。額葉正常的功能是負責信息轉換,,靈活處理事情。聰明的人額葉發(fā)達,,往往善于轉換,。一旦額葉損傷后會出現持續(xù)做同一件事的癥狀,正是被其控制的一些功能釋放出來的結果,。雖然有可能會釋放一些從前被壓抑的“天才”的能力,,有的時候也會釋放出我們不需要的一些功能,比如將大腦切開后,,本來各司其職的兩只手,,會出現“打架”的情況。說明腦損傷會引發(fā)“天才”區(qū)域啟動的觀點還是存在一定問題的,。
尹文剛,,中國科學院心理研究所研究員、博士生導師,。曾任英國倫敦大學高級講師,,1991年在英國倫敦大學學院心理系獲博士學位,1983年在中國科技大學研究生院獲神經心理碩士學位,。他還是美國APA會員,、中國康復醫(yī)學會康復心理學會副主任委員。