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爱因斯坦大脑的研究进展综述

更新时间:2020-04-28 08:18点击:

 一位老人庄重地打开一个罐子,从里面取出一个湿淋淋的人类小脑。他用刀切下一块,放进塑料药瓶里,然后把瓶子递给了一位慕名来访的客人。
 
  这位老人名叫托马斯 · 哈维,是美国的一个病理学家,而罐子里保存的是着名物理学家、相对论的创立者阿尔伯特 · 爱因斯坦(1879-1955)的大脑。1955 年,托马斯 · 哈维在美国普林斯顿大学医院(爱因斯坦于当年 4月18日在这里因病去世)对爱因斯坦的尸体进行解剖时,经过爱因斯坦的长子汉斯的允许,取下了他的大脑,对其进行拍照,并且保存下来,希望未来专家们能够研究爱因斯坦的大脑。在此之后的几十年里,爱因斯坦的大脑受到全世界众多人的关注。
 
  在 80 年代,哈维将爱因斯坦的大脑切成 240片,其中的一部分给了一些好奇人士,其余的便装在玻璃罐子里。90 年代后期,哈维把剩余的爱因斯坦的大脑样品装在特百惠保鲜容器里,带着它与记者麦克· 帕德尼提一起去加利福尼亚州拜访爱因斯坦的孙女。哈维曾经打算把这些样品送给爱因斯坦的后人,但是最后他改变了主意,决定还是自己继续保存。后来哈维把爱因斯坦的大脑样品交还给了普林斯顿大学医院。
 
  几十年以来,许多研究人员仔细研究了爱因斯坦不完整的大脑及其照片,计数了它的细胞,测量了它的尺寸,描述了它的形状,还将它与普通人的大脑进行了比较。研究过程中发现的任何一点异常之处,都可能成为解释爱因斯坦的天才的原因:他的不可思议的思想实验、丰富的想象力以及数学与音乐才能。
 
  但是一些专家认为,对爱因斯坦大脑的这些研究都是徒劳的,因为标本的随意性、研究者的个人看法以及人们对智力与大脑之间关系的模糊理解,使有关结论值得商榷。
 
  对名人死后的大脑进行研究,希望揭开其思想和智力奥秘,已经有几个世纪的历史了。例如着名的前苏联领导人列宁(1870-1924)、美国着名诗人沃尔特 · 惠特曼(1819-1892)以及德国着名数学家卡尔· 弗里德里希 · 高斯(1777-1855)的大脑都曾经被人们摘取进行过研究。19 世纪的科学家曾经为这样的问题进行过激烈的争论:解剖学是否能够真正反映人的思想和智力情况。
 
  如今这样的哲学分歧仍然存在。一些研究人员认为,人的智力与大脑中这个或那个区域相对应;一些人则认为,人的智力与颅相学有关。颅相学是一种认为人的心理与特质能够根据头颅形状来确定的心理学假说,由德国解剖学家弗朗兹· 约瑟夫 · 加尔 (1758-1828) 于1796 年提出,当时在法国、英国和美国等国家曾经非常流行。1843 年,法国生理学家弗朗西斯·马戎第(1783-1855)将颅相学称为“当代的伪科学”.颅相学已被证明是伪科学。
 
  那些研究爱因斯坦大脑的专家们非常清楚他们的研究可能具有争议性。然而 , 他们认为他们能够发现一些有价值的东西。1985 年,美国加利福利亚大学伯克利分校的神经系统科学家玛丽安 · 戴蒙德女士在一家杂志上发表文章称,她发现爱因斯坦的大脑中有比较多的被称为神经胶质的细胞。这些神经胶质细胞支持左侧顶叶“思考”神经元的运行,左侧顶叶位于左耳后方,负责空间关系和数学计算。戴蒙德女士据此推测说,这“可能反映了爱因斯坦表现出的不寻常的概念思维依赖于对这一组织的超强利用”.
 
  1999 年,美国另一位神经系统科学家桑德拉 · 威特森女士报告说,她发现爱因斯坦大脑顶叶中的褶皱与沟槽的形状与常人不同,非常奇特,这表明它们的发展期很可能比普通人的要早。她猜想,这种形状可能与爱因斯坦的视觉、空间能力以及数学思维有关系。托马斯 · 哈维在1996 年也与另一位作者联合发表了一篇论文,认为爱因斯坦大脑中的神经元密度较大,它们之间的联系速度可能更快。
 
  美国佛罗里达州立大学的人类学家迪安 · 福尔克女士在2013 年发表的一篇有关大脑研究的论文中,描述了人类大脑的表面。她对托马斯 · 哈维拍摄的爱因斯坦大脑的照片进行了研究,并将其与另外 85个大脑的表面进行对照,从中发现了许多有趣的现象。例如,在爱因斯坦大脑中控制左手的区域,存在一个多节的褶皱。这样的构造在演奏弦乐器的音乐家们的大脑中非常突出。而爱因斯坦正是一位出色的小提琴家,对音乐有很深的造诣。
 
  问题变得越来越奇特。爱因斯坦大脑中控制语言能力的布洛卡区(注:布洛卡区是语言的运动中枢 , 主要功能是编制发音程序,在19 世纪 60 年代由法国医生布洛卡发现而得名)异常复杂,控制嘴巴周围面部肌肉的区域向前突出(这让人想起爱因斯坦伸出他的舌头的照片)。迪安 · 福尔克女士在一篇论文中指出,爱因斯坦大脑的额叶有额外的脑回,这被认为是参与思想实验的一个重要生物组织;另外,爱因斯坦的大脑中负责接收视觉与空间信息的右顶叶也很大。这篇论文的合着者、美国新泽西州罗伯特 · 伍德 · 约翰逊医学院的神经学家弗雷德里克· 莱波雷对此感到惊讶,他猜测,大脑中的顶叶区域是否就是决定爱因斯坦想象时空曲率能力的因素。
 
  “但是这些我们都无法证明,我们只是觉得这非常有趣。”莱波雷说。“这个大脑的构造与普通人的大脑不同,而它的主人爱因斯坦恰好是我们这个时代一位着名的天才人物。”
 
  研究人员认为,上述研究结果令人兴奋。但是美国纽约州佩斯大学的心理学教授特伦斯 · 海恩斯却认为,这些基本上是胡说八道。“如果你一开始就带着‘这是一个天才人物的大脑’的偏见,那么肯定会从中找到一些特殊之处以确认你的偏见。”海恩斯说。他指出,在研究爱因斯坦大脑的着作中,充斥着草率的思想。
 
  不久前,海恩斯严厉批评了美国着名心理学杂志《大脑与认知》上发表的 9 篇有关爱因斯坦大脑研究的文章。他指出,玛丽安 · 戴蒙德女士有关神经胶质细胞的研究并不盲目,有一点道理;而托马斯 · 哈维发现爱因斯坦大脑中神经元密度较大的价值值得怀疑,因为有报道说,精神分裂症患者大脑中的神经元密度也比较大。海恩斯还说,迪安 · 福尔克女士对于她的有关大脑褶皱的发现并没有充分的证据来证明。
 
  海恩斯并不是对此持怀疑观点的唯一一人。英国诺丁汉大学的精神病学家勒纳 · 帕拉尼亚潘也对比较不同大脑中褶皱的行为提出质疑。如果是分析两个不同物种的大脑,褶皱较多的确实更聪明。但是,他指出,还没有人能够证明这一结论同样适用于比较人类的大脑。所以爱因斯坦大脑中这些多余的褶皱究竟意味着什么,目前还不清楚。
 
  美国波士顿大学的神经病理学家安 · 麦基女士曾经对遭受脑震荡足球运动员的慢性创伤性脑病进行过研究,她认为大脑的结构并不是决定大脑功能的唯一因素。这是因为大脑的结构只是其中的一部分原因。神经脉冲在大脑内部积极传递,每时每刻与远处或邻近的结构相连接。如果不考虑大脑各区域之间的关系,这样的研究就非常片面。“神经之间的关系会逐渐消失,”麦基指出,“这些只有进行功能性研究才能发现,而研究死后的大脑是不可能做到的。”
 
  美国霍华德大学的生理学教授马克·布尔克说,托马斯·哈维特殊的切片方式使大脑的研究变得很困难,即使是利用最公正、最先进的细胞计数技术。他回忆起自己曾经前往位于马里兰州银泉市的美国国家卫生与医学博物馆,那里保存着爱因斯坦大脑的部分切片。不过令他感到失望,“我只是摇了摇头,说‘很遗憾,这不是系统的切片'.”布尔克回忆说。
 
  但是,即使爱因斯坦的大脑足够完整,并且使用现代化的科学工具对其进行研究,我们可能仍然无法判定他的卓越才华究竟来自何处。
 
  美国哈佛大学的神经科学教授艾伯特 ·加拉布尔达认为,即使能够让爱因斯坦复活,我们也无法解释他的想法。“爱因斯坦确实与众不同,但人们不知道其中的奥秘,而正因为如此,他成了一个伟大的物理学家。”他说,“也许是因为多年研究物理学对他的大脑产生了积极的影响。”

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