天才愛因斯坦的智慧到底來自何方?

  ■歷史上最聰明的那顆大腦,為何在一個被解職的醫生家中藏了五十年?

  ■它的主人三歲才會說話的原因找到了嗎?

  ■五十年來,科學家希望從中窺探出偉大的智慧緣自何方,他們發現了什麼?

  1955年,4月18日,凌晨。美國新澤西州,普林斯頓醫院。

  一位老人在病床上發出異樣的聲音,守夜的護士艾伯塔連忙走來探視。老人喃喃地說著她無法聽懂的語言。兩聲沉重的喘息後,他靜靜地去世了。後來人們推測,老人臨死前說的是他的母語德語——七十六年前,他出生在德國南部小城烏爾姆的一個猶太家庭,他的名字是阿爾伯特·愛因斯坦

  在之後很長的一段時間裡,作為人類歷史上珍貴的寶物之一,愛因斯坦的大腦卻跟隨一個被解職的醫生一起顛沛流離,直到五十年後才又回到普林斯頓醫院安頓下來。但在這段傳奇背後,科學家一直沒有放棄對愛因斯坦大腦的研究。正如愛因斯坦以他著名的公式捕捉到能量和物質的精髓,我們則在試圖捕捉天才的精髓……

  誰拿走了愛因斯坦大腦?

  愛因斯坦去世的當夜,病理醫師托馬斯·哈維打開了愛因斯坦的頭骨,往腦動脈中注入防腐劑,把大腦泡進固定藥水,這顆堪稱歷史上最聰明的大腦被保存起來。雖然哈維醫生許諾將愛因斯坦的大腦用於科學研究,並得到了愛因斯坦家人的許可,但這一舉動還是引發了無窮爭議。甚至有幾位著名的神經病理學家強烈建議哈維放棄這些樣品,可是哈維拒絕了。很快,他被普林斯頓醫院解職。

  隨後的時間裡,天才的大腦一直伴隨著哈維,帶給他厄運也帶給他短暫的盛名。他經歷了離婚、長途搬家、失業和吊銷行醫執照。他後來成為堪薩斯州的一名塑料廠組裝工人,與“垮掉的一代”中的著名頹廢詩人威廉·伯羅斯為鄰,兩人經常稱兄道弟,小酌痛飲……雖然伯羅斯曾常常吹噓“我想什麼時候搞到一塊愛因斯坦的大腦都行”,哈維卻對這些樣品視若生命。

  1997年,哈維帶著大腦樣品與記者麥克·帕德尼提一起橫穿美國去加州拜訪愛因斯坦的孫女。哈維曾經計劃把這些樣品送給科學家的後人,但是他最後改變了主意,迅速地離開了她家。在帕德尼提的描寫中,哈維是個怪異的老人,充滿了唐吉訶德式的幻想,時時爆發出莫名其妙的大笑。

  沉默的三十年

  公允地說,哈維對愛因斯坦大腦如此固執而熱衷,並不完全為了名氣,更不為金錢——他曾經多次拒絕高價購買這些大腦樣品的要求。哈維一直恪守對愛因斯坦一家的承諾,在自己後半生裡盡了最大努力,希望能用科學的方法解讀這位偉大科學家的智慧密碼。大腦一被固定,哈維就對它進行了仔細的測量,還從各個不同角度拍了許多照片。根據哈維的測定,愛因斯坦的大腦重為1230克。與人們對天才的期望不同,這個重量在七十多歲的老年男性裡,也不過是一個較低的數值。

  在哈維被解職後不久,他就將大腦帶到費城醫院,在那裡,經過嚴格訓練的技術員遵照權威的大腦解剖圖譜,把這團珍貴的中樞神經組織小心翼翼地切成了兩百四十塊。某些腦塊又被進而切成薄片,固定在玻璃片上。哈維一共製作出十二套這樣的腦片標本,隨後,他把這些標本寄給當年神經界最有名的科學家,希望他們能夠得出驚人的發現。剩下的組織被包裹在透明的火棉膠裡,懸浮在充滿甲醛固定液的大玻璃瓶中,靜默在哈維家的地下室或辦公室的紙板盒裡。

  在最初的三十年間,除了偶爾被科學家宣佈無論是大體形態還是神經細胞的數量都“與普通人的大腦沒有什麼區別”以外,這些獨一無二的神經組織,沒引爆任何科學發現。

  甚至,其間唯一的新聞轟動,只來自於愛因斯坦本身的名氣。1978年8月,《新澤西月刊》的記者史蒂夫·利維輾轉找到哈維,當裝有愛因斯坦大腦的玻璃瓶出現在利維面前時,他“完全失去了語言”,充滿震撼和崇拜地望著那些在清澈的固定液中上下起伏的“花生糖棒”般大小的腦組織塊——“那彷彿是宗教般的經歷”,史蒂夫後來寫道。他的文章立刻將新聞界推向癲狂,許多記者在哈維的辦公室外安營紮寨,把他的生活攪動得沸反盈天。當然,隨著時間的過去,獵奇的狂熱也漸漸平淡。而那些不平凡的組織塊,依然寂寞地在玻璃瓶中沉浮。

  玩玩具的老鼠和愛因斯坦

  上世紀八十年代初的一天,加州伯克利大學的教授瑪麗安·戴蒙德坐在丈夫的辦公室裡,無所事事,“只能獨自思考”。近二十年前她發現,如果把小鼠養在有各種玩具的環境中,它們腦中神經膠質細胞對神經元的比例,將比那些飼養在普通環境裡的老鼠要高。她認為,神經膠質細胞為神經元提供養料,它們的比例增高正暗示著,養在內容豐富的環境中的小鼠神經活動更為活躍,需要更多的營養。

  在這個無聊的下午,戴蒙德想到了實驗室牆壁上不知哪個研究生貼上去的對哈維的報道,突然意識到,她也許可以向哈維索取一些樣品,也許這顆不同尋常的大腦裡,神經膠質細胞的比例也比常人高呢?

  據戴蒙德說,她每隔六個月就要打電話騷擾哈維一次,堅持了三年之後,哈維終於寄給她四塊“方糖大小”的腦組織。她的實驗結果在1985年發表在《實驗神經病學》上,她將愛因斯坦的大腦和十一位普通人的大腦進行對比以後,發現位於左側頂葉的那塊標本裡,愛因斯坦大腦中神經膠質細胞的比例確實比其他人要高上一倍。

  “這一現象顯示了愛因斯坦在展示他非同尋常的理性思考能力時,這一腦區的活動得到增強。”她據此推論說。

  哈維渴盼已久的科學發現姍姍來遲,媒體掀起新一輪愛因斯坦狂潮。可是,這份研究報告在科學界飽受爭議。

  日本大阪生物科學所的堪沙博士,對戴蒙德所用的十一位“普通人”大腦提出質疑:這是些什麼樣的普通人?怎麼死的?愛因斯坦終年七十六歲,為什麼選取的這十一人平均壽命只有六十四歲?較高的膠質細胞比例是不是只是因為愛因斯坦的神經細胞在衰老過程中死亡更多?

  紐約佩斯大學的海因教授更直言不諱地說:“這項研究充滿了謬誤,其結果根本不可相信。”

  第一個真正的驚人發現

  又是一個十年過去了,一紙傳真出現在加拿大麥克馬斯特大學的教授桑德拉·維特森的面前,上面是一個簡潔的問題:您願意和我合作研究愛因斯坦的大腦嗎?落款是托馬斯·哈維。

  維特森並不認識哈維,但也許是由於愛因斯坦這四個字的魔力,她抄起一張白紙,寫上“Yes”,傳真回去。

  維特森當時擁有世界上最多的大腦標本——從1977年到1987年間她設法說服了120位癌症晚期病人捐獻他們的大腦。她的研究結果發表在許多高水平的學術雜誌上。最出名的,也最富爭議的,大約是她對男女大腦結構的比較。譬如,她發現在大腦顳葉裡一塊主管語言的區域,女性的神經元密度平均比男性要高出12%,這也許能夠解釋為什麼通常女性更善於交流。

  於是,在1995年,當84歲的哈維讀到維特森的文章時,他想,自己也許終於等來了那個能解開謎底的人。得到維特森的肯定答覆後,年邁的他小心翼翼地把裝有愛因斯坦大腦的玻璃瓶放在他破舊的道奇車裡,一路向北,駛過美加邊境,親自將它帶到了維特森的面前。

  維特森最後挑選了十四塊樣品,哈維還從來沒有給過別人這麼多的大腦樣品。但讓人意想不到的是,她最重要的發現卻不是來自於對這些樣品的直接觀察,而是源於1955年哈維給這顆大腦拍攝的照片。

  維特森發現,愛因斯坦的頂葉下部的區域比一般人寬。而且,一般人的大腦裡有一條叫做“外側裂”的腦溝穿過這裡,溝的尾稍劈入一塊名為“緣上回”區域,而在愛因斯坦的大腦照片上則顯示,他的外側裂在進入頂葉下部區域之前就與另一條腦溝合併,緣上回也顯得更為完整。

  維特森認為,一般情況下,大腦中神經連接密集的地方形成凸起的腦回,而神經連接比較稀少的地方則凹下變成腦溝,愛因斯坦戛然而止的外側溝,正反應了他頂葉下部區域比一般人神經連接密集。

  維特森的研究顯然比戴蒙德的更受禮遇,1999年,她的結果發表在《柳葉刀》上。

  直到今日,對愛因斯坦大腦的研究依然不時浮出水面。就在今年5月4號,佛羅里達州立大學人類學系的教授迪安·法爾克在《進化神經科學前沿》上發表了他的最新研究結果。他宣稱這顆大腦的結構中含有許多不對稱的成分,而很可能正是這些變化多端的溝回,造就了愛因斯坦與眾不同的天才。此外,他在愛因斯坦的右側運動皮層裡發現了一個特殊球狀的結構,這在其他音樂家的大腦中也有發現,很可能與愛因斯坦從小接受的小提琴訓練有關。

  “頂葉天才”的智慧究竟來自何方

  由於這些實驗都指向愛因斯坦與眾不同的頂葉,“頂葉天才”這樣的名號開始出現在各種媒體之上。那到底頂葉在哪裡,有什麼作用呢?

  舉起你的雙手,分別放在左右上耳廓的後部,貼著頭皮將手移向後腦勺,在頂部最突起的地方匯合。你的雙手剛才觸摸過的頭骨之下的這片區域,差不多就是頂葉之所在。

  而維特森所發現的愛因斯坦大腦中比常人更寬的下頂葉,在這片區域的後部偏下的地方。這裡是視覺、聽覺、體覺(來自身體各部分的感覺)和前庭器官的神經通路的交匯處,被許多科學家認為是人體綜合各種感覺,產生更高等的神經、認知活動的地方。這片腦區主管著視覺空間認知、數學能力和運動想像能力。如果頂葉受傷,病人將無法完成一些複雜的會話、閱讀和定位活動。

  作為史上最偉大的理論物理學家之一,愛因斯坦超凡的抽像能力無可置疑。而他曾經說過,自己幾乎不以語言文字的方式思考,而是像放電影一樣用圖畫般的想像力來思考問題,這與下頂葉的想像與空間認知功能遙遙呼應。進而,維特森等科學家推論,由於愛因斯坦的下頂葉擴大,影響了領近主管語言的區域發展。而愛因斯坦三歲才會說話的事實,大約已經家喻戶曉了吧?

  可是,這塊不過三指寬的區域真能解釋愛因斯坦的傳奇成就嗎?科學家們紛紛質疑。有人指出愛因斯坦中學時在畫圖和地理課上成績平平,與有一片發達頂葉的事實相左。而且,頂葉寬大者大有人在,最明顯的莫過於早年失明者。因為他們不再能接受視覺信號,所以頂葉的功能區域一直延伸到通常用來處理視覺信息的枕葉。如果頂葉擴大就能成就愛因斯坦,盲人學校早就成了諾獎基地了。

  另外,新英格蘭醫學院的教授弗德裡克·萊波雷(Frederick Lepore)指出,人不會一成不變,對一顆七十六歲的老齡大腦的研究,是否能解釋二十六歲以相對論震撼世界的那位年輕人的非凡神經活動,實在令人懷疑。實際上,即便我們能窺探到青年愛因斯坦的大腦溝回形狀,就一定能從中分析出他的智慧能力嗎?

  2005年,哈維終於交出了自己珍藏的樣品。愛因斯坦的大腦又回到了它被取出的地方——普林斯頓醫院。

  2007年4月5日,九十五歲的哈維在普林斯頓去世,在同一座城市裡,愛因斯坦的大腦依舊儲存在病理學實驗室的地下室中。五十二年前,當他親手取出的那塊傳奇的大腦時,他希望能借此窺探偉大的智慧緣自何方;而在他去世的時候,神經科學的發展已經遠遠突破了他當年所能想像的一切。然而,他所等待的開啟天書的那把鑰匙,卻始終不曾出現。





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