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天才的大脑是什么样?即使逝世了55年,爱因斯坦的大脑仍然是无法回避的话题。爱因斯坦是20世纪最伟大的科学家之一。自从这位天才学者的大脑被解剖后,各种回答层出不穷。它到底有什么异常之处?它是否带有智慧的钥匙?至今一直是个谜。
55年前的邂逅
一切都开始于1955年4月18日,这一天是星期一。在美国新泽西州普林斯顿医院的一间病房内,凌晨1时15分,在嘟哝了几个单词之后,这位从不穿袜子,向牛顿时空吐舌头的人物去世了,终年76岁。这位创立相对论的理论家不愿自己的坟墓变成朝圣地,因为这与他的低调性格不符。按照他的遗愿,他的朋友和遗嘱执行人没有组织任何葬礼仪式。当天16时30分,爱因斯坦的遗体在只有亲人和密友在场的情况下火化。傍晚时分,由数10亿个“历史性”原子构成的几捧灰色粉末飘洒在新泽西的天空。尘归尘,土归土,这位有史以来也是20世纪伟大的学者就这样结束了在这个世界的历程。或者说几乎结束,因为与此同时,他最令人着迷的器官还漂浮在甲醛里!当时谁也没有料到,这些在50年前贡献了光子、相对论和布朗运动三大发现的胶质物,将成为现代社会媒体报道最多、“旅行”最多的“圣物”之一,还时常引发轰动。
应该说,在解剖爱因斯坦的遗体时,事情并未像应该发生的那样进行。普林斯顿医院42岁的法医部主任托马斯·哈维医生受命解剖“天才”的遗体,以确定其死亡的确切原因。哈维来自肯塔基一个公谊会教徒家庭,毕业于耶鲁大学,已婚,是3个孩子的父亲。他每年进行1 00多次解剖手术,具有这个行业的人特有的谨慎性格。本来,对他来说,这一次解剖也不过是例行公事。
然而这次,一种谦逊与骄傲混杂的情感压倒了他。“我遇到了一个机会,一个千载难逢的机会,有幸在这个特殊时刻成为那个特殊的人。”这位经验丰富的医师后来不断地重复这句话。
在奥托·内森的监督下,哈维从凌展开始工作,切开了“天才”的胸部和腹部,触摸了心脏,并将它从胸腔摘除。哈维发现,在主动脉内壁上覆盖着胆固醇沉积块,然后抽出溢到腹膜内的3.5升血。毫无疑问,爱因斯坦死于腹部主动脉瘤破裂。随后,哈维取出肺,他发现,作为一个“老烟枪”,爱因斯坦的肺居然呈现出健康的粉红色。然后是胃、肾、肠……解剖工作应该就到此为止了。但就在此时,哈维开始向颅骨进军。他切开颅骨,让大脑暴露在外,随后极其小心地将它从颅腔中取出。
被切成240块
这颗著名的大脑重1.230千克,对于一个如此伟大的“天才”头脑来说,这个级别差强人意。随后,哈维通过脑动脉向大脑注入甲醛,并将其浸在10%的福尔马林溶液中。当时,人们认为他的大脑质量能让天平的指针失控。尽管爱因斯坦的大脑使人失望,但仍然有人相信,一个人的智商与他的大脑体积之间有着直接联系。甚至在很久之后的20世纪90年代初,一位美国学者在分析了美军文献中的人体测量数据之后,仍坚称自己找到了这一联系的证据。在不少人脑瓜里,另一种与之相似的观点也根深蒂固:女性大脑质量不及男性,因此她们在智力上比男性低下。这种陈词滥调引中自法国解剖学家保罗的研究,他在19世纪末致力于计算两性大脑的平均质量,并发现男性的大脑比女性的要重181克。
接下去事态开始激化。因为哈维曾宣布将于4月25日举行新闻发布会阐述对这珍贵圣物的研究计划,但奥托·内森被有关发布会的种种传闻激怒,在他的施压下,哈维只得取消新闻发布会。这时,美军要求得到这一“战利品”,但被哈维坚决拒绝。绝不可能让他放弃“他的”宝物!况且他已经开始了对爱因斯坦大脑的处理:它变得像马苏里拉奶酪一样有弹性,而质量则在两周内缩水了135克。哈维从各个角度给它拍了照片,请一位画家为它画了素描。他将大脑的左右半球切成240个小块,每块约10立方厘米,每一块的位置都被他记录在底片上。随后,他把这些小块浸在火棉胶中,以进行组织切片。
奇怪的是,多少年过去了,托付给美国多个实验室进行的分析结果都令人失望:爱因斯坦的大脑正常得不能再正常。尽管在1962年,神经科学研究计划在麻省理工学院步入正轨,预示着将来分子生物学、遗传学、物理,以及数学模型等的结合,但应该说,神经科学还处于摸索阶段。就像是15世纪的拓荒者在开垦完全没有坐标的领地,记忆、感觉、动机、运动、动作计划、直觉与推理等所有现象的内在机制依旧成谜。
当内森询问研究进展时,哈维采取极有耐心的拖延战术,媒体的压力最后终于减退了。哈维在奇特的条件下,于1960年放弃了在普林斯顿医院的职务(直到1975年,他才正式从医院辞职),不过没有忘记把他的“战利品”打包到纸箱里带走,哈维也在此时放弃了他的职业生涯。
答案层出不穷
此后20年内就再也没有他的消息!奥托·内森不时给他写信。但是哈维总是搪塞过去。他又结过两次婚,主要以病理学家的身份在万宝路精神病院工作,随后他离开新泽西,迁往堪萨斯。为了写一篇关于爱因斯坦大脑的文章,《新泽西月刊》的一名年轻记者史蒂文·利维开始寻找哈维,并终于在1 978年春在威奇托城找到了他。66岁的哈维同意接见他,但并不十分热心。一开始,哈维什么也不愿说,但最后还是承认,正是他本人拥有爱因斯坦的大脑。在采访开始了很久之后,哈维才腼腆地说,爱因斯坦的大脑就在他们交谈的办公室里。哈维找出了一个有“科斯达苹果酒”标志的纸箱,从中取出两个很大的广口瓶,改变整个世界的大脑碎片就在里面。
史蒂文·利维的文章——《我寻找爱因斯坦大脑的历程》在1 978年8月发表。媒体马上拥向威奇托城,包围了哈维的住处与办公室。《科学》杂志为此事辟出了半页版面,报道题为“撼动了物理学的大脑安息在苹果酒箱子里”。来自全世界的信件堆满了哈维的邮箱,要求哈维将他的宝物献出至少一部分。这位好医生的回答毫不含糊。他再次打点行装,搬到了威斯顿,一个位于堪萨斯城西北、仅有1300人的密苏里小镇。居民们很快就得知他们这位全科医生的“小秘密”,他会小心地向当地的小学生展示他的宝物。
1983年春,哈维将几块大脑样本送给加州大学柏克莱分校的神经解剖学家玛丽安·戴蒙教授。她发现,爱因斯坦左侧顶叶下段的神经胶质细胞比例异常地高。而顶叶下段控制着数学推理与空间思维的能力,这为解释爱因斯坦的天才提供了途径?玛丽安·戴蒙保持谨慎。她在与哈维共同署名的文章中叙述了她的发现,文章于1985年发表在专业杂志《实验神经 学》上,但是没有什么影响。不过神经科学不断积累有关中枢神经系统生物机制的新发现,是这些机制主宰着处于不断变化过程中的中枢神经系统的复杂运行。脑成像技术的飞跃发展使人们可以识破这个神秘星球的某些秘密,它所包含的神经细胞数量可以与一个星系中的星星数量媲美。那种认为大脑是台机器的幻想曾经存在了许多年,人们认为大脑被分成许多密封的小室,其中分别储藏着语言、记忆与推理的基础。而现在,我们知道,思想是在一个互相作用的整体里产生的,因为人体的最高器官远远不是一个一致体,它里面混杂着各种复杂结构。而且,大脑完全不是一个孤立密封的生物部件,它的发展与良好运作取决于环境,这两者并不是某种简单的生物决定论的玩物。
20世纪90年代中期,哈维第一次将其中几块送给在阿拉巴马大学任教的布里特·安德森。这位神经生理学家将其与其他作为对照物的大脑进行了比较,他发现爱因斯坦的右前额叶皮质(运动区)比对照组薄,可是皮质中的神经元数量与对照组无异。换言之,爱因斯坦的大脑皮质中,神经元密度较高。安德森推论,这表示爱因斯坦大脑皮质神经元有较佳的传讯效率,因而可以解释爱因斯坦的超卓天才。他的这一发现也与哈维联合署名,于1996年发表在《神经科学信札》上,也没有引起什么反响。而3年以后,发表在英国最大的医学杂志《柳叶刀》上的另一篇文章,《爱因斯坦异乎寻常的大脑》却将掀起一场名副其实的媒体龙卷风。
解剖引发论战
1995年底,哈维已经是80多岁高龄,并回到了距离普林斯顿30千米泰特斯威的一个平房呈生活。这时,他会见了加拿大安大略州的神经学家桑德拉·维特森。哈维之所以选择维特森是因为她拥有即使不是全世界、也是北美最全的人脑标本(35个男性样本,56个女性样本)。由此可以进行尖端的比较研究,以了解大脑各关键部位的运作机制。这些样本都来自神经与心理正常的志愿者,他们也具有与普通人无异的认知能力。哈维与他年轻的女同行之间产生了共识,结果这位顽固的医生托付给桑德拉·维特森和她的女助手德布拉·基加24块爱因斯坦的大脑切块。而这个双人组合没多久就在大脑外侧沟后段发现了它在解剖学上的异常之处。
首先是爱因斯坦大脑左右半球的顶下叶区域异常发达,比普通人的平均厚度多出一厘米,这造成爱因斯坦大脑宽度超过普通人15%左右。报告指出,位于大脑后上部的项下叶区在视觉空间认知、数学思维和运动想象力方面发挥着重要作用,该区域的异常发达在一定程度上可解释为什么爱因斯坦会形成自己独特的思维方式。爱因斯坦本人就曾描述说,他的科学思维过程具有较强视觉性,而语言在其中所起的作用似乎不大。维特森和基加还指出,爱因斯坦的左右顶叶同样发达,而通常情况下,右顶叶的体积较小,因为受到邻近的语言区域的压迫。这就可以解释这位物理学家为何在幼年说话结巴。
爱因斯坦大脑的另一显著特征是其缺少常人大脑中的一种皱沟。该皱沟通常位于大脑皮层相邻的脑回之间,一般横贯顶下叶区。研究人员推测说,缺少这一皱沟很可能会导致位于顶下叶区的神经元彼此间更容易建立起联系,因而使思维更为活跃。维特森说,根据对目前她拥有的大脑标本的分析,爱因斯坦大脑的这些特点是唯一的。
最后,爱因斯坦的大脑没有顶盖,这一结构控制手部的运动和触感,不过这并没有影响他成为一名不错的业余小提琴手。
这篇发表在《柳叶刀》上的文章与德布拉·基加,还有哈维共同署名,引起了相当的反响。那些最乐观的人们十分激动:在爱因斯坦去世40多年之后,人们终于在解剖学上找到证据,可以解释爱因斯坦和他的数千亿个神经是更基本的,还有每秒在神经细胞间传递的数以亿计的信息。论战进行得如火如荼,哈维则有足够的时间回顾1955年4月的那个早晨以来的历程。那天,他只动了几下解剖刀就撼动了自己的命运。1997年初,作家迈克尔·帕特尼提说服哈维去加利福尼亚拜访爱因斯坦的孙女埃荚琳。他在《送爱因斯坦回家》一书中讲到,他们开着一辆租来的别克车,后备箱里装着特百惠保鲜盒,里面就是“世纪大脑”的一些样本。在旧金山郊区进行的这场会面没有产生什么结果。派拉蒙电影公司曾经计划根据这本“公路旅行书”拍一部电影,由保罗·纽曼饰演哈维的角色。但是这位好医生并不喜欢这本书,他对金钱也从来没有兴趣,他非常礼貌地拒绝了这一提议。
当然,随着时间的过去,猎奇的狂热也渐渐平淡。而那些不平凡的组织块,依然寂寞地在玻璃瓶中沉浮。要走的路依然很长,一个天才的“大脑机器”将给神经科学研究带来莫大机遇。1 998年,哈维决定将他珍贵的遗产留给艾略特·克劳斯医生,他在多年之后继承了哈维在普林斯顿医院病理科的职务。一切仿佛环环相扣,又回到了最初的起点。
55年前的邂逅
一切都开始于1955年4月18日,这一天是星期一。在美国新泽西州普林斯顿医院的一间病房内,凌晨1时15分,在嘟哝了几个单词之后,这位从不穿袜子,向牛顿时空吐舌头的人物去世了,终年76岁。这位创立相对论的理论家不愿自己的坟墓变成朝圣地,因为这与他的低调性格不符。按照他的遗愿,他的朋友和遗嘱执行人没有组织任何葬礼仪式。当天16时30分,爱因斯坦的遗体在只有亲人和密友在场的情况下火化。傍晚时分,由数10亿个“历史性”原子构成的几捧灰色粉末飘洒在新泽西的天空。尘归尘,土归土,这位有史以来也是20世纪伟大的学者就这样结束了在这个世界的历程。或者说几乎结束,因为与此同时,他最令人着迷的器官还漂浮在甲醛里!当时谁也没有料到,这些在50年前贡献了光子、相对论和布朗运动三大发现的胶质物,将成为现代社会媒体报道最多、“旅行”最多的“圣物”之一,还时常引发轰动。
应该说,在解剖爱因斯坦的遗体时,事情并未像应该发生的那样进行。普林斯顿医院42岁的法医部主任托马斯·哈维医生受命解剖“天才”的遗体,以确定其死亡的确切原因。哈维来自肯塔基一个公谊会教徒家庭,毕业于耶鲁大学,已婚,是3个孩子的父亲。他每年进行1 00多次解剖手术,具有这个行业的人特有的谨慎性格。本来,对他来说,这一次解剖也不过是例行公事。
然而这次,一种谦逊与骄傲混杂的情感压倒了他。“我遇到了一个机会,一个千载难逢的机会,有幸在这个特殊时刻成为那个特殊的人。”这位经验丰富的医师后来不断地重复这句话。
在奥托·内森的监督下,哈维从凌展开始工作,切开了“天才”的胸部和腹部,触摸了心脏,并将它从胸腔摘除。哈维发现,在主动脉内壁上覆盖着胆固醇沉积块,然后抽出溢到腹膜内的3.5升血。毫无疑问,爱因斯坦死于腹部主动脉瘤破裂。随后,哈维取出肺,他发现,作为一个“老烟枪”,爱因斯坦的肺居然呈现出健康的粉红色。然后是胃、肾、肠……解剖工作应该就到此为止了。但就在此时,哈维开始向颅骨进军。他切开颅骨,让大脑暴露在外,随后极其小心地将它从颅腔中取出。
被切成240块
这颗著名的大脑重1.230千克,对于一个如此伟大的“天才”头脑来说,这个级别差强人意。随后,哈维通过脑动脉向大脑注入甲醛,并将其浸在10%的福尔马林溶液中。当时,人们认为他的大脑质量能让天平的指针失控。尽管爱因斯坦的大脑使人失望,但仍然有人相信,一个人的智商与他的大脑体积之间有着直接联系。甚至在很久之后的20世纪90年代初,一位美国学者在分析了美军文献中的人体测量数据之后,仍坚称自己找到了这一联系的证据。在不少人脑瓜里,另一种与之相似的观点也根深蒂固:女性大脑质量不及男性,因此她们在智力上比男性低下。这种陈词滥调引中自法国解剖学家保罗的研究,他在19世纪末致力于计算两性大脑的平均质量,并发现男性的大脑比女性的要重181克。
接下去事态开始激化。因为哈维曾宣布将于4月25日举行新闻发布会阐述对这珍贵圣物的研究计划,但奥托·内森被有关发布会的种种传闻激怒,在他的施压下,哈维只得取消新闻发布会。这时,美军要求得到这一“战利品”,但被哈维坚决拒绝。绝不可能让他放弃“他的”宝物!况且他已经开始了对爱因斯坦大脑的处理:它变得像马苏里拉奶酪一样有弹性,而质量则在两周内缩水了135克。哈维从各个角度给它拍了照片,请一位画家为它画了素描。他将大脑的左右半球切成240个小块,每块约10立方厘米,每一块的位置都被他记录在底片上。随后,他把这些小块浸在火棉胶中,以进行组织切片。
奇怪的是,多少年过去了,托付给美国多个实验室进行的分析结果都令人失望:爱因斯坦的大脑正常得不能再正常。尽管在1962年,神经科学研究计划在麻省理工学院步入正轨,预示着将来分子生物学、遗传学、物理,以及数学模型等的结合,但应该说,神经科学还处于摸索阶段。就像是15世纪的拓荒者在开垦完全没有坐标的领地,记忆、感觉、动机、运动、动作计划、直觉与推理等所有现象的内在机制依旧成谜。
当内森询问研究进展时,哈维采取极有耐心的拖延战术,媒体的压力最后终于减退了。哈维在奇特的条件下,于1960年放弃了在普林斯顿医院的职务(直到1975年,他才正式从医院辞职),不过没有忘记把他的“战利品”打包到纸箱里带走,哈维也在此时放弃了他的职业生涯。
答案层出不穷
此后20年内就再也没有他的消息!奥托·内森不时给他写信。但是哈维总是搪塞过去。他又结过两次婚,主要以病理学家的身份在万宝路精神病院工作,随后他离开新泽西,迁往堪萨斯。为了写一篇关于爱因斯坦大脑的文章,《新泽西月刊》的一名年轻记者史蒂文·利维开始寻找哈维,并终于在1 978年春在威奇托城找到了他。66岁的哈维同意接见他,但并不十分热心。一开始,哈维什么也不愿说,但最后还是承认,正是他本人拥有爱因斯坦的大脑。在采访开始了很久之后,哈维才腼腆地说,爱因斯坦的大脑就在他们交谈的办公室里。哈维找出了一个有“科斯达苹果酒”标志的纸箱,从中取出两个很大的广口瓶,改变整个世界的大脑碎片就在里面。
史蒂文·利维的文章——《我寻找爱因斯坦大脑的历程》在1 978年8月发表。媒体马上拥向威奇托城,包围了哈维的住处与办公室。《科学》杂志为此事辟出了半页版面,报道题为“撼动了物理学的大脑安息在苹果酒箱子里”。来自全世界的信件堆满了哈维的邮箱,要求哈维将他的宝物献出至少一部分。这位好医生的回答毫不含糊。他再次打点行装,搬到了威斯顿,一个位于堪萨斯城西北、仅有1300人的密苏里小镇。居民们很快就得知他们这位全科医生的“小秘密”,他会小心地向当地的小学生展示他的宝物。
1983年春,哈维将几块大脑样本送给加州大学柏克莱分校的神经解剖学家玛丽安·戴蒙教授。她发现,爱因斯坦左侧顶叶下段的神经胶质细胞比例异常地高。而顶叶下段控制着数学推理与空间思维的能力,这为解释爱因斯坦的天才提供了途径?玛丽安·戴蒙保持谨慎。她在与哈维共同署名的文章中叙述了她的发现,文章于1985年发表在专业杂志《实验神经 学》上,但是没有什么影响。不过神经科学不断积累有关中枢神经系统生物机制的新发现,是这些机制主宰着处于不断变化过程中的中枢神经系统的复杂运行。脑成像技术的飞跃发展使人们可以识破这个神秘星球的某些秘密,它所包含的神经细胞数量可以与一个星系中的星星数量媲美。那种认为大脑是台机器的幻想曾经存在了许多年,人们认为大脑被分成许多密封的小室,其中分别储藏着语言、记忆与推理的基础。而现在,我们知道,思想是在一个互相作用的整体里产生的,因为人体的最高器官远远不是一个一致体,它里面混杂着各种复杂结构。而且,大脑完全不是一个孤立密封的生物部件,它的发展与良好运作取决于环境,这两者并不是某种简单的生物决定论的玩物。
20世纪90年代中期,哈维第一次将其中几块送给在阿拉巴马大学任教的布里特·安德森。这位神经生理学家将其与其他作为对照物的大脑进行了比较,他发现爱因斯坦的右前额叶皮质(运动区)比对照组薄,可是皮质中的神经元数量与对照组无异。换言之,爱因斯坦的大脑皮质中,神经元密度较高。安德森推论,这表示爱因斯坦大脑皮质神经元有较佳的传讯效率,因而可以解释爱因斯坦的超卓天才。他的这一发现也与哈维联合署名,于1996年发表在《神经科学信札》上,也没有引起什么反响。而3年以后,发表在英国最大的医学杂志《柳叶刀》上的另一篇文章,《爱因斯坦异乎寻常的大脑》却将掀起一场名副其实的媒体龙卷风。
解剖引发论战
1995年底,哈维已经是80多岁高龄,并回到了距离普林斯顿30千米泰特斯威的一个平房呈生活。这时,他会见了加拿大安大略州的神经学家桑德拉·维特森。哈维之所以选择维特森是因为她拥有即使不是全世界、也是北美最全的人脑标本(35个男性样本,56个女性样本)。由此可以进行尖端的比较研究,以了解大脑各关键部位的运作机制。这些样本都来自神经与心理正常的志愿者,他们也具有与普通人无异的认知能力。哈维与他年轻的女同行之间产生了共识,结果这位顽固的医生托付给桑德拉·维特森和她的女助手德布拉·基加24块爱因斯坦的大脑切块。而这个双人组合没多久就在大脑外侧沟后段发现了它在解剖学上的异常之处。
首先是爱因斯坦大脑左右半球的顶下叶区域异常发达,比普通人的平均厚度多出一厘米,这造成爱因斯坦大脑宽度超过普通人15%左右。报告指出,位于大脑后上部的项下叶区在视觉空间认知、数学思维和运动想象力方面发挥着重要作用,该区域的异常发达在一定程度上可解释为什么爱因斯坦会形成自己独特的思维方式。爱因斯坦本人就曾描述说,他的科学思维过程具有较强视觉性,而语言在其中所起的作用似乎不大。维特森和基加还指出,爱因斯坦的左右顶叶同样发达,而通常情况下,右顶叶的体积较小,因为受到邻近的语言区域的压迫。这就可以解释这位物理学家为何在幼年说话结巴。
爱因斯坦大脑的另一显著特征是其缺少常人大脑中的一种皱沟。该皱沟通常位于大脑皮层相邻的脑回之间,一般横贯顶下叶区。研究人员推测说,缺少这一皱沟很可能会导致位于顶下叶区的神经元彼此间更容易建立起联系,因而使思维更为活跃。维特森说,根据对目前她拥有的大脑标本的分析,爱因斯坦大脑的这些特点是唯一的。
最后,爱因斯坦的大脑没有顶盖,这一结构控制手部的运动和触感,不过这并没有影响他成为一名不错的业余小提琴手。
这篇发表在《柳叶刀》上的文章与德布拉·基加,还有哈维共同署名,引起了相当的反响。那些最乐观的人们十分激动:在爱因斯坦去世40多年之后,人们终于在解剖学上找到证据,可以解释爱因斯坦和他的数千亿个神经是更基本的,还有每秒在神经细胞间传递的数以亿计的信息。论战进行得如火如荼,哈维则有足够的时间回顾1955年4月的那个早晨以来的历程。那天,他只动了几下解剖刀就撼动了自己的命运。1997年初,作家迈克尔·帕特尼提说服哈维去加利福尼亚拜访爱因斯坦的孙女埃荚琳。他在《送爱因斯坦回家》一书中讲到,他们开着一辆租来的别克车,后备箱里装着特百惠保鲜盒,里面就是“世纪大脑”的一些样本。在旧金山郊区进行的这场会面没有产生什么结果。派拉蒙电影公司曾经计划根据这本“公路旅行书”拍一部电影,由保罗·纽曼饰演哈维的角色。但是这位好医生并不喜欢这本书,他对金钱也从来没有兴趣,他非常礼貌地拒绝了这一提议。
当然,随着时间的过去,猎奇的狂热也渐渐平淡。而那些不平凡的组织块,依然寂寞地在玻璃瓶中沉浮。要走的路依然很长,一个天才的“大脑机器”将给神经科学研究带来莫大机遇。1 998年,哈维决定将他珍贵的遗产留给艾略特·克劳斯医生,他在多年之后继承了哈维在普林斯顿医院病理科的职务。一切仿佛环环相扣,又回到了最初的起点。