爱因斯坦的大脑

作者:曹玲

爱因斯坦的大脑0

( 爱因斯坦 )

英国《自然》杂志的网站评选了2012年最受欢迎的十大新闻,其中第一大新闻有关爱因斯坦的大脑。

虽然爱因斯坦生前发表了300篇科学论文,但他无法简单描述出自己是如何思考的。爱因斯坦有一次说:“一个新的想法会突然出现,不知道从哪儿冒出来。”他的思想天马行空,作为一个理论家,他在思考物理学课题时,有时想象自己骑着一道光线飞行,或者被困在电梯里自由坠落。“我很少通过文字来思考,只有当一个想法闪现后,我才会尝试用文字来表达出来……毫无疑问,我们的思维大多数时间不以符号为载体,而且大多数是下意识的思维。”当有人告诉他许多人通过文字来思考时,爱因斯坦笑了。

关于爱因斯坦大脑的研究少得可怜,几十年过去了,只有几篇经过同行评议的论文来自这些分散的样品。最近,佛罗里达州立大学(Florida State University)的人类学家迪恩·福尔克(Dean Falk)和同事得到了14张不同角度的爱因斯坦大脑照片,将其和85个人的大脑进行了比较,结果发表在2012年11月份的《大脑》杂志上。

作为一个研究古人类神经中枢演变过程的专家,福尔克博士习惯于研究那些已经不存于世的脑部。她发现爱因斯坦脑部顶叶区域的皮层高低起伏与众不同,暗示着爱因斯坦脑部那些与数学、视觉、空间认知有关的皮层经过了重新分布。福尔克对本刊记者说:“这些新照片显示了以前出版的图片中从未显露的爱因斯坦大脑部分。我们已经鉴定了他的大脑皮质中大部分的外部细节,爱因斯坦大脑中某些部位的沟回样式和具有的复杂性真是令人震惊,并且与普通人的大脑相比有些部分非常罕见。”

比如,大脑的前额皮质是一个和抽象思维有关的重要区域,这个区域复杂的沟回样式或许能够提供特别大的表面积,和伟大的思维能力有关。福尔克博士说,他们还注意到一个不常见的特征,大脑右侧的躯体感觉皮质十分独特,其中与左手相关的区域较为发达,这或许与爱因斯坦娴熟的小提琴技艺有关。

爱因斯坦的大脑1( 佛罗里达州立大学的人类学家迪恩·福尔克 )

2010年,福尔克在《进化神经科学前沿》上发表研究结果称,爱因斯坦大脑顶叶皮层左右异常不对称,但不清楚这有什么影响,似乎是有得亦有失。爱因斯坦和顶叶相邻的太阳穴皮层比常人小,这个区域和语言能力有关,这可能是他3岁才会说话的原因。

爱因斯坦大脑的故事一直是一个传奇。故事始于1955年4月18日,这位76岁的诺贝尔物理学奖获得者逝世于美国普林斯顿,据作家帕德尼的描写:安静的小镇挤满了记者和科学界名人,“那天就像是一位先知的去世,场面看来有点疯狂”。普林斯顿大学病理科主任托马斯·哈维(Thomas Harvey)解剖了爱因斯坦的尸体,取下他的大脑并开始研究。但随后他并没有把大脑放回头颅内,而是用棉毛球填充了爱因斯坦的大脑,将头盖骨复位,缝合了头皮。同时,他将切下的大脑放进实验室的容器里浸泡。做完这一切后,哈维告诉普林斯顿医院院长杰克·考夫曼,他切下了爱因斯坦的大脑想用作研究,考夫曼认可了他的做法,认为这么做有助于医院扬名。

第二天《纽约时报》登出消息称,爱因斯坦的大脑被盗,盗贼是哈维。看到这一消息,爱因斯坦的儿子汉斯·阿尔伯特(Hans Albert)立即愤怒地打电话给哈维。哈维辩解说:“标准的解剖程序应该包括摘除大脑保存。我保证,我将成为爱因斯坦大脑的忠实守护者,我只将大脑用于科学研究,有关研究报告也只在科学杂志上发表。”最后,汉斯被说服了。

哈维拍下了爱因斯坦的大脑照片,然后将它切成了240块,每一块的位置都有详细记录并贴上卷标。最后,他找到宾州大学一位最权威的实验室技师,进一步处理那些脑块,并选择代表大脑各个部位的脑块,制作一组切片,固定在供显微镜观察的玻璃片上。于是爱因斯坦的大脑分别装进了10个储存组织学切片的盒子里,以及两个大玻璃瓶中,放在办公室一个啤酒冷藏箱里。

由于哈维拒绝将大脑交给普林斯顿医院,1960年他被解雇,饱受科学界相关人士的争议和指责。随后,他带着这些大脑样本离开普林斯顿,一度失踪。他经历了离婚、长途搬家、失业和吊销行医执照,后来成为堪萨斯州的一名塑料厂组装工人。2010年,哈维去世3年后,其继承人同意将所有的样本转送给美国健康和医学国家博物馆。

哈维生前曾将一些大脑切片交给三名他所信任的科学家进行研究,他们分别是加州大学伯克利分校的马里恩·戴蒙德(Marion Diamond)、阿拉巴马大学的布里特·安德森(Britt Anderson)和加拿大麦克马斯特大学的桑德拉·维特森(Sandra Witelson)。

1985年,戴蒙德发表研究报告指出,爱因斯坦大脑左侧某个区域的神经胶质细胞要比普通人多出73%,这使得神经细胞能得到更多能量,效率更高,爱因斯坦的思考能力和空间概念因此比常人更好。

1996年,安德森发表文章称,爱因斯坦大脑重量只有1230克,这比普通男子大脑1400克的重量还小,大脑皮层比一般人薄,据此推断爱因斯坦大脑神经细胞密度比普通人高,使得传递信息的效率大大提高。

1999年,加拿大麦克马斯特大学的神经生物学家维特森在《柳叶刀》杂志上发表文章,称爱因斯坦的大脑顶叶比平常人要宽15%,这些顶叶与空间意识、视觉意识以及数学能力有关;除此之外,大脑的顶下小叶缺少一条特殊的裂缝,导致两块关键的脑部区域成为一个整体。维特森认为,一般情况下,大脑中神经连接密集的地方形成凸起的脑回,而神经连接比较稀少的地方则凹下变成脑沟,爱因斯坦戛然而止的外侧沟,正反映了他顶叶下部区域比一般人神经连接密集。爱因斯坦聪明绝顶可能与这些脑部特征有关。

然而,针对天才大脑的研究往往无疾而终。《华尔街日报》曾报道,休斯敦大学政治经济学家保罗·格里高利(Paul Gregory)发现,苏联科学家曾对列宁的脑部从事过绝密研究,希望在死去的脑细胞中找到其萌发社会革命思想的智力种子,格里高利在共产党文档库中发现了这份深藏的1936年医学报告。2009年,德国余力希医学研究院(Institute of Medicine in Juelich)的研究人员分解了一个能流利掌握60国语言的翻译的脑部,希望找到其超强语言能力的秘密。然而,上述两项研究都没有结论性的发现。

“研究爱因斯坦的大脑就像研究诺斯特拉德马斯(法国占星家)的作品。”英国卡迪夫大学的认知神经科学家克里斯·查伯斯(Chris Chambers)对本刊记者说,“你可以从前面、后面甚至侧面解读它,并得出任何你想要的结论。”

“我们最终不可避免要犯下逆向推理和错误归纳的逻辑学错误:爱因斯坦的大脑的某些部分可能和别人的不一样,这也解释了他的超凡能力。但是这些差异可能并没有任何功能性价值,这使得得出的任何结论都非常不堪一击。”查伯斯说。他说,人脑结构存在巨大的可变性,因此在试图解答这些发现时又提出了另一个问题。“我们只是在研究一个大脑,由此得出有关大部分人类的确定性结论几乎是不可能的。人类的大脑体积形状各不相同,且目前并没有发现它与认知存在任何关系。很少人具有我们从教科书上看到的‘正常大小’大脑,即使是爱因斯坦也没有。”

纵使即便是证实了爱因斯坦脑部异常,但还有一个“鸡生蛋,蛋生鸡”的问题:究竟是大脑天赋异禀使得爱因斯坦成为伟大的物理学家,还是长年的物理学思考令他脑部某些区域特别发达?福尔克告诉本刊:“两个因素很可能相辅相成,不管怎么说,关于爱因斯坦大脑的研究都会鼓励未来更多的研究。下一个符合逻辑的步骤便是试图生成爱因斯坦的‘连接体’,即一个描绘大脑内部连接的综合性地图,除此之外,将爱因斯坦的大脑与其他天才的大脑进行对比也是另一个可能的研究方向。” 大脑爱因斯坦