愛因斯坦去世后,“寶貝”大腦被切成了240片,成為眾多科學家殫精竭慮研究的對象,每一片中究竟暗藏著哪些不為人知的秘密?越過智慧超人與凡人的界限,在你我溝壑迂回的大腦深處,到底哪里主宰著智商? 毫無疑問,愛因斯坦是我們最好的參照物。在他去世7小時后,普林斯頓病理學家哈維·托馬斯(Harvey Thomas)解剖了這顆全世界頂尖聰明的頭腦——當時被切成片保存在福爾馬林溶液中。
托馬斯在仔細拍攝和觀察后報告說,愛因斯坦的大腦除了衰老帶來的微微皺縮,以及比平均大腦尺寸略小之外,并無特別之處,顯然,這決不是天才擁躉們想要的答案。
形狀跟智力究竟有沒有關系? 盡管動物們的進化顯示出“大腦袋有大智慧”的趨勢,可對人來說,腦容量與智力之間卻并非如此簡單的對應關系。大腦里的哪些區域決定了聰明愚笨,一直是各路科學家們津津樂道的話題。
對智力與大腦形狀之間關系的探究,早在19世紀初曾刮起一股熱潮。當時德國物理學家弗朗茨·約瑟夫·高爾(Franz Joseph Gall)提出,一個人的頭骨外形可以顯示他/她的人格特性和思維能力,有點“神神叨叨”的顱相學誕生了,于是當時的人們爭相“摸頭”,因為顱相學家相信,頭骨的隆起凹陷由大腦形狀造成,因而反應了代表不同思維能力的腦區發達與否。顱相學家還搜集了許多特別人物包括犯罪分子、天才的大腦,想找出它們與正常大腦的差別。可惜因為缺乏科學證據,風行一時的顱相學還是迅速從科學舞臺上消失了。
這顱相學雖然被定論為偽科學,可高爾首先提出的不同腦區負責不同功能的觀點卻成了現代腦科學的基石之一,很有點歪打正著的意思。現在,我們早就弄清楚了大腦皮層的四部分:額葉,頂葉,枕葉,顳葉,而于前額部位的額葉主要與推理、計劃、某些語言與運動以及問題解決能力有關,能取得這樣突破,可必須要感謝一位“非著名”大腦損傷病人菲尼亞斯·蓋吉(Phineas Gage)。
1848年9月13日,美國鐵路工人蓋吉遭遇了一場工傷,一根鐵棒從他的左臉頰刺入從頭頂正中穿出。大難不死的蓋吉在家休養了一年,吃喝拉撒都很正常,神志也很清醒,于是重回工作崗位。可是人們發現Gage性情大變:從前個性平和、聰明能干、做事有條不紊效率很高的工頭變成了一個反復無常、粗魯無禮、毫無耐心、倔強、不尊重其他工人的古怪家伙。Gage的案例引起了外科醫生的注意——左側大腦的前額葉部位被嚴重破壞會導致人性格的劇變,從此拉開了大腦功能定位的研究帷幕。如今,Gage的頭骨和那根鐵棒陳列在哈佛大學的博物館。
這里也有“G點”
利用頭皮上的電極記錄大腦頭皮上的電位變化情況,可以為智力研究提供有重要參考價值的數據。
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既然大腦的“總尺寸”看來對高智商沒啥貢獻,特別的腦區又對特定的思維能力有所貢獻,那么聰明的大腦會不會是因為在某幾個特定區域有特別的表現而產生的呢?
事實上,在大腦上尋找體現智力的結構與位置這一目標從來沒有被科學家們放棄。例如德國解剖學家Korbinian Brodmann根據細胞堆疊的結構特性將左右大腦半球各分為52個小區,建立了細致的大腦圖譜,對大腦的功能分區做出了進一步貢獻。但在無創傷成像技術出現之前,科學家們要想了解大腦的奧秘,能找到的人腦只有靠搜集死者的大腦,或者像蓋吉這樣的腦損傷病人。
好消息是,現代神經成像技術如今大顯神通,不僅能觀察人腦的結構,還能顯示出大腦的活動狀態,幫助我們在追尋智力本質的道路上邁出一大步。打個比方,在大腦中尋找智力本質所在,就好比在計算機的一堆硬件中挖出一個承載人工智能的芯片。而要理解人類的智力,第一關是揭開額葉的重要功能以及其中的細節,搞清特定腦區的活動與我們完成思維任務之間的聯系。
運用正電子斷層掃描(PET),劍橋MRC認知和腦科學單位的科學家約翰·鄧肯(John Duncan)領導的小組在2000年新發現了一個可以稱為大腦 “G點”的區域。研究人員讓志愿者完成不同的智力任務,比如智商測試中最常見的解決空間、語言和運動感知問題,同時監察他們的大腦活動。一般觀念認為思考涉及多種認知功能,而鄧肯發現一般智商測試中的任務只會引起大腦額葉外側皮質某個非常局限的區域活躍。但在完成與智商測量任務類似但不需要進行分析的問題時,大腦活動就不再局限于該處而是比較分散。
聰明的腦子愛“折騰” 那個叫額葉的地方無疑對智力的很多方面都很重要。有趣的是,相關研究顯示,比較聰明的人做智力測試時,往往額葉區活動比較少而不是更活躍。也許是因為他們覺得任務挑戰性不高不需要太動腦子吧。盡管研究人員相信額葉的神經環路是智力的基礎,但已有的科學發現只是顯示出兩者的相關性,并不等于其中有因果關系。目前你唯一可以牢記的事實是,思維鍛煉會改變大腦的結構和功能。
我們皺巴巴的大腦皮層又叫灰質,攤平后大約2-4微米厚,主要由層層疊疊的神經細胞構成。在每天接受教育、快速成長的青少年時期,咱們的大腦的結構也在發生著變化。美國國立精神健康中心的菲利普·肖(Philip Shaw)和他的同事們為了弄清灰質與智力水平的關系,利用磁共振技術采集了300多名7至18歲兒童的大腦圖像,并測量每張圖像上灰質的厚度;同時依照標準智商測試將這些兒童分為平均IQ(108分以下),高IQ(108分到120分),超高IQ(120分以上)三組。
然而,灰質與智商的關系比科學家預想的復雜很多,這三組兒童18歲時的大腦皮層總厚度沒有差別,但超高IQ組的兒童在7歲時灰質比較薄,在十一二歲前持續顯著增厚,之后再變薄。而平均IQ組的兒童從8歲時灰質即開始由最厚值慢慢減少。
這意味著在發育時期,灰質的發育越動態,孩子的智商越高。這一研究也同時強調了從幼兒到青少年,大腦皮層會經歷迅速的變化,并且這種變化很可能影響到你的最高智商。回想一下,如果你遺傳條件不錯,從小受到良好的照顧,包括合理的飲食、益于思維的各項活動,現在的智商肯定沒啥問題,要是上面的條件都不具備,那可就……
從顱相學到現代神經科學,人們一直懷有一個美好的夢想:塑造一個聰明的大腦。或許有點掃興的事實是,自打柏拉圖提出智慧由腦產生起,無數科學家對智力的探究只是讓我們知道了,大腦的某個區域可以作為執行智能的嫌疑部位,無法斷言大腦如何運作就冒出了這樣那樣的智慧火花,無法從一顆大腦的形態來鑒定天才,更無法定制一顆聰明絕頂的腦袋。就像一個大通關游戲,現在只打到第一關。
丘腦 是產生知覺的核心器官。從人全身活動中獲得的感知信息由丘腦轉送至大腦皮層。
大腦皮層 皺巴巴的大腦皮層由6層細胞構成,平均厚度為2毫米。青少年時期皮層厚度的變化方式指示了智商的高低。
海馬體 由此處往下延伸的海馬體是大腦中負責情節記憶的結構,受損會導致遺忘癥。
大腦額葉 大腦額葉包括與計劃、決擇有關的前額葉,損壞后會使人喪失部分語言能力的語言區,以及最新發現主管一般智力的區域。
枕葉 進入眼睛的信息都會到達位于枕葉的初級視皮層進行處理。
愛因斯坦“腦仁”里的玄機 美國加州伯克利大學的神經科學家瑪利亞·戴爾蒙德(Marian Diamond)是少數幾位獲得愛因斯坦腦片的幸運科學家之一。他比較了11個對照大腦的相應組織切片,發現愛因斯坦大腦中膠質細胞與神經元的比例高于常人,大腦左頂葉的膠質細胞是正常數量的兩倍。上世紀90年代中期,阿拉巴馬大學的布瑞蒂·安德森(Britt Anderson)又把注意力投向愛因斯坦的右前額葉。這是與工作記憶、計劃安排、智能行為的調節、運動協調等有關的區域。他發現此處的神經元數量與大小看來與常人無異,但皮層厚度比平均值更薄,也就是說愛因斯坦的皮層神經元比常人堆積地更為緊密。1998年,另一名科學家又從愛因斯坦的大腦照片中發現,愛因斯坦的頂葉比一般人要寬,也比正常大腦更為對稱,所以大腦更符合球形。總的來說,在某些對空間和邏輯能力很重要的關鍵腦區,愛因斯坦的大腦結構確實有點特別。
來源: 新探索QUO