美高梅注册网址 世界历史研究 爱因斯坦那颗大脑,究竟隐藏了什么

爱因斯坦那颗大脑,究竟隐藏了什么

1955年4月18日,爱因斯坦因主动脉瘤破裂在美国普林斯顿医院逝世。应召而来的病理学家托马斯·哈维(Thomas
Harvey)灵机一动,未经爱因斯坦家人许可,悄悄取走了这位享誉世界的物理学家的脑组织。实际上,爱因斯坦原本是希望遗体火化,哈维显然违背了他的意愿,还将他的脑组织进行防腐储存。此后,哈维勉强取得了爱因斯坦的儿子汉斯的同意,约定将来只能用于科学目的。但是,哈维自身缺乏分析这个器官的专业技能,因此他开始寻求其他专家的帮助。哈维耗费了30年岁月,才找到一位他以为最合适的专家。这场寻找之旅,改变了哈维的一生,他的珍贵「标本」也由此经历了一段离奇、可悲、充满伦理纠纷的历程。

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爱因斯坦并不是第一位被人以科学的名义取走脑组织的著名思想家,以往已有许多类似的例子。大约15年前,我听到我的微积分专业学生很沮丧地抱怨,世界上的「爱因斯坦」们在「神经解剖学」上显著优于他们这些凡人。从那时起,我就沉浸在这段所谓「精英之脑」研究的奇妙历史中。令人失望的是,我发现大部分人的脑组织都能达到学习大学微积分的水平。但这激发了我查阅相关科学文献的欲望,我想确切晓得,哪壹些脑部研究曾揭示过,卓越天才们的数学能力究竟从何而来。结果我发现,尽管在曾经的两个世纪里,科学家投入了极大的热情和努力,来探索杰出人才或天才的脑部解剖结构,但相比19世纪的研究,他们并没有取得更多发现。

爱因斯坦那颗不平凡的大脑究竟隐藏了什么?

假如要说这类研究毕竟有多失败,对爱因斯坦脑组织的研究大概是最突出的例子了。在我撰写这篇文章时,6篇有关爱因斯坦脑组织的报道涌现出来,一些媒体亦对此大吹大擂。每篇报道都强调某一解剖学特征大概与爱因斯坦的天分有关,但没有一篇报道真正弄清楚了人类天赋的解剖学基础。相反,它们只是为一堆破绽百出的脑部研究平添新料而已。对于这类脑部研究,一位评论家为它们取了一个统一的称呼:「天才的神经形态学」。

  • 历史上最聪明的那颗大脑,为何在一个被解职的医生家中藏了五十年?
  • 美高梅手机官方网站,它的主人三岁才会说话的原因找到了吗?
  • 五十年来,科学家希望从中窥探出伟大的智慧缘自何方,他们发现了什么?

寻找天赋的根源

1955年,4月18日,凌晨。美国新泽西州,普林斯顿医院。

在爱因斯坦去世前100年,科学家对天才脑组织漫长而曲折的探索就开始了。1855年,被誉为那个时代的「爱因斯坦」的德国数学家卡尔·弗里德里希·高斯(Carl
Friedrich
Gauss)逝世,他在哥廷根大学的同事负责对其尸体进行解剖并取出了脑组织。高斯的同事中,一个叫鲁道夫·瓦格纳(Rudolph
Wagner)的解剖学家将高斯的全脑放入酒精溶液中储存,并说服高斯的儿子,获得其许可,保留了这位天才数学家的脑组织以进行研究。瓦格纳研究高斯的脑组织是为了支援他坚定不移的信仰——勒内·笛卡尔(René
Descartes)的二元论哲学,即思维不只是脑部生理功能的总和。人类只是精密的机器,还是被上帝赋予了灵魂的肉体?这个问题是那个时代的热点话题。脑组织要么等同于意识,要么并非如此。对于瓦格纳来讲,上帝是否存在的答案恰恰就取决于此。


位老人在病床上发出异样的声音,守夜的护士艾伯塔连忙走来探视。老人喃喃地说着她无法听懂的语言。两声沉重的喘息后,他静静地去世了。后来人们推测,老
人临死前说的是他的母语德语——七十六年前,他出生在德国南部小城乌尔姆的一个犹太家庭,他的名字是阿尔伯特·爱因斯坦。

高斯的脑组织算是一个开端,随后瓦格纳收集到了更多的脑组织。不到7年的时间里,瓦格纳发表了两篇翔实的研究报告,对比了灵长类动物的脑部解剖结构。他的资料包括了964个脑组织,来自各行各业的人,比如英国诗人拜伦、法国博物学家乔治·居维叶(Georges
Cuvier)等。瓦格纳没有找到任何能否定「意识」二元论的证据,不管脑部重量,还是外表的复杂性,都不可以与智力水平相对应。居维叶的脑组织在重量排名上位居前茅,但一名普通工人的脑组织也非常大;高斯的脑组织表面具有错综复杂的沟回结构,但在一名洗衣女工的脑组织上,也能看到类似的结构。如此看来,天才与普通人的关键区别非常大概深藏于表面之下,甚至完全超越了脑部解剖结构。正如瓦格纳希望的那样,或许本质区别是源于某种神圣的因素——「机器中的幽灵」。

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那时的科学唯物论者对瓦格纳的发现并不满意,他们采取了创办脑组织捐赠机构这样大胆的行动,希望能确定非凡天资的物质基础。个人只要承诺将脑组织遗赠给某个同事,就能获得会员资格。19世纪末,自然科学开始取代宗教的地位,捐赠个人脑组织成为了一件很时尚的事情。脑组织捐赠机构的成立,使公众的热情达到了顶峰,然而由于缺乏确实可信的发现,这种热情非常快就衰退了。到20世纪初,脑组织标本已大量累积,但大部分都没有得到研究或者干脆被忽略了。


之后很长的一段时间里,作为人类历史上珍贵的宝物之一,爱因斯坦的大脑却跟随一个被解职的医生一起颠沛流离,直到五十年后才又回到普林斯顿医院安顿下
来。但在这段传奇背后,科学家一直没有放弃对爱因斯坦大脑的研究。正如爱因斯坦以他著名的公式捕捉到能量和物质的精髓,我们则在试图捕捉天才的精髓……

我们无法得知,哈维为何会对爱因斯坦的脑组织如此痴迷。大概是他想到了历史上的先辈,想到了那些曾被收集起来的名人之脑。也大概仅仅是因为他的好奇心胜过了一切。不过,20世纪50年代的政治氛围大概也激励了他。哈维晓得,在20世纪20年代,对天才之脑的解剖研究已上升到细胞水平。苏联科学家正在收集名人脑组织,意图汇聚成一个「万神殿」,其中就有列宁(Vladimir
Lenin)和斯大林(Joseph
Stalin)的脑组织。这些苏联科学家确立了一个祕密科研专案,该专案依据神经元的样式,绘制大脑半球的皮质分层结构,专业的叫法称为「细胞构筑学」(cytoarchitectonics)。他们不允许外人接触这些标本,并且总是摆出一副准备宣布一项伟大发现的姿态,尽管他们一直没有。正是冷战时期的竞赛和猜疑的氛围,促使哈维决定储存爱因斯坦的脑组织。

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天才之脑异于常人?

谁拿走了爱因斯坦大脑?

据说,哈维是一个古怪却细心的人。得到这神圣的遗物时,他像犯罪现场的侦查员一样,有条不紊地着手处理它。哈维从各个角度拍摄了大脑皮层的表面,并插入基准尺,以便从照片上就可进行测量统计。然后,他把标本送至美国宾夕法尼亚大学病理学实验室,委托给该实验室一个有才干的技术员——马尔塔·凯勒(Marta
Keller)。在接下来的8个月里,凯勒在哈维的严格指令下,运用当时处理神经组织最好的手段,将大脑皮层仔细剖割,并将切下的240个脑区逐一编号,全部包裹在一种名叫火棉胶的透明塑料材料里,又制作了12套封装了染色组织薄片的显微玻片。随后,哈维将几套玻片送到几个同行手里,但这些人并没有在玻片中发现任何特殊的东西,倒是哈维对脑组织的痴迷让他们感到有些奇怪。


因斯坦去世的当夜,病理医师托马斯·哈维打开了爱因斯坦的头骨,往脑动脉中注入防腐剂,把大脑泡进固定药水,这颗堪称历史上最聪明的大脑被保存起来。虽
然哈维医生许诺将爱因斯坦的大脑用于科学研究,并得到了爱因斯坦家人的许可,但这一举动还是引发了无穷争议。甚至有几位著名的神经病理学家强烈建议哈维放
弃这些样品,可是哈维拒绝了。很快,他被普林斯顿医院解职。

当今,爱因斯坦的脑组织样本散落在数个地方。哈维个人收藏的绘画、照片和组织玻片日前存放在美国国家卫生与医学博物馆。

随后的时间里,天才的大脑一直伴随着哈维,带给他厄运也带给他短暂的盛名。他
经历了离婚、长途搬家、失业和吊销行医执照。他后来成为堪萨斯州的一名塑料厂
组装工人,与“垮掉的一代”中的著名颓废诗人威廉·伯罗斯为邻,两人经常称兄道弟,小酌痛饮……虽然伯罗斯曾常常吹嘘“我想什么时候搞到一块爱因斯坦的大
脑都行”,哈维却对这些样品视若生命。

病理学家往往在摘除、储存及研究人体组织方面有一定的自主权,美国波士顿布莱根医院(Boston」s
Brigham and Women」s Hospital)的神经病理学家翁贝托·德·吉罗拉米(Umberto
De
Girolami)解释道。但是,「通过书面许可被摘除的组织都会受到医院的监管,从不被以为是主治病理医师的个人财产。」哈维却无视协议条款及院方要求,拒绝放弃这些珍贵的标本,最终在1960年被医院解雇。他收拾好行李离开波士顿,前往美国中西部地区,随身携带了两个玻璃瓶,一个存放有凯勒精心剖割的方糖大小的脑块,都用火棉胶包裹着;另一个储存著脑组织未被切割的部分。他把这两个瓶子、剩余的玻片,以及带有刻度的脑部照片都存放在一个啤酒冷冻机中,然后上路了。

1997年,哈维带着大脑样品与记者麦克·帕德尼提一起横穿美国去加州拜访爱因斯坦的孙女。哈维曾
经计划把这些样品送给科学家的后人,但是他最后改变了主
意,迅速地离开了她家。在帕德尼提的描写中,哈维是个怪异的老人,充满了唐吉诃德式的幻想,时时爆发出莫名其妙的大笑。

被医院解雇后,哈维经历了几次人生低谷,婚姻破裂、医师执照也被吊销,后来成为一名挤塑厂工人。他辗转各地,频繁搬家,一度与小说家威廉·S·伯勒斯(William
S.
Burroughs)为邻,两人称兄道弟,小酌痛饮。纵然这样,哈维从未对爱因斯坦之脑失去兴趣。最终,从爱因斯坦的尸体摘除脑组织30年后,哈维找到了一个神经科学家来研究它,更确切地说,是这位科学家主动找上了门。

沉默的三十年

1985年,美国加利福尼亚大学伯克利分校的玛丽安·C·戴蒙德(Marian C.
Diamond)从哈维那里要到了4个脑块,她对研究爱因斯坦的脑胶质细胞很感兴趣,胶质细胞对神经元起支援作用。在前期的小鼠试验中,戴蒙德发现,相比无刺激的环境,暴露在感官刺激比较多的环境中,会使胶质细胞与神经元的数量比升高。她猜测,也许有较高比例的胶质细胞,分布于爱因斯坦某些区域的大脑皮层中,这些脑区与较高阶的神经功能例如想象、回忆力及注意力有关联。


允地说,哈维对爱因斯坦大脑如此固执而热衷,并不完全为了名气,更不为金钱——他曾经多次拒绝高价购买这些大脑样品的要求。哈维一直恪守对爱因斯坦一家
的承诺,在自己后半生里尽了最大努力,希望能用科学的方法解读这位伟大科学家的智慧密码。大脑一被固定,哈维就对它进行了仔细的测量,还从各个不同角度拍
了许多照片。根据哈维的测定,爱因斯坦的大脑重为1230克。与人们对天才的期望不同,这个重量在七十多岁的老年男性里,也不过是一个较低的数值。

哈维收藏的爱因斯坦脑组织照片


哈维被解职后不久,他就将大脑带到费城医院,在那里,经过严格训练的技术员遵照权威的大脑解剖图谱,把这团珍贵的中枢神经组织小心翼翼地切成了两百四十
块。某些脑块又被进而切成薄片,固定在玻璃片上。哈维一共制作出十二套这样的脑片标本,随后,他把这些标本寄给当年神经界最有名的科学家,希望他们能够得
出惊人的发现。剩下的组织被包裹在透明的火棉胶里,悬浮在充满甲醛固定液的大玻璃瓶中,静默在哈维家的地下室或办公室的纸板盒里。

当戴蒙德检查哈维给她的4个脑块时,她在其中一个脑块中发现了她正在研究的现象,并断定,这个脑块中的神经胶质细胞的比例之所以比较高,是因为爱因斯坦对这部分组织的使用频度比较高。这一发现受到了媒体的狂热追捧,但是,记者们的报道让人们产生了这样的印象:因为胶质细胞较多,所以爱因斯坦非常会思考,而不是因为爱因斯坦经常进行思考,所以胶质细胞较多。

在最初的三十年间,除了偶尔被科学家宣布无论是大体形态还是神经细胞的数量都“与普通人的大脑没有什么区别”以外,这些独一无二的神经组织,没引爆任何科学发现。

此后不久,科学家试图从解剖学的角度对爱因斯坦的超凡智力做出解释。20世纪90年代,美国亚拉巴马大学伯明翰分校的布里特·安德森(Britt
Anderson)和加拿大麦克马斯特大学的心理学家桑德拉·维特尔森(Sandra
Witelson)将爱因斯坦的天资归功于他脑组织的其他特性。安德森注意到,爱因斯坦大脑前额叶区的脑细胞密度高于常人。而维特尔森则发现,爱因斯坦的顶盖不正常缺失,而顶盖是缝隙结构的一部分,能把大脑顶叶分为不同区域。据此,维特尔森声称,爱因斯坦拥有一个扩大了的皮层区域,这个区域与视觉空间及数学能力有关。


至,其间唯一的新闻轰动,只来自于爱因斯坦本身的名气。1978年8月,《新泽西月刊》的记者史蒂夫·利维辗转找到哈维,当装有爱因斯坦大脑的玻璃瓶出
现在利维面前时,他“完全失去了语言”,充满震撼和崇拜地望着那些在清澈的固定液中上下起伏的“花生糖棒”般大小的脑组织块——“那仿佛是宗教般的经
历”,史蒂夫后来写道。他的文章立刻将新闻界推向癫狂,许多记者在哈维的办公室外安营扎寨,把他的生活搅动得沸反盈天。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。

在接下来的10年中,科学家又对职业音乐家和伦敦计程车司机的不正常脑部结构做了许多有趣的研究,但并没有关于爱因斯坦脑组织的报道。直到2007年,哈维去世前后,现名为罗格斯·罗伯特·伍德·约翰逊医学院(Rutgers
Robert Wood Johnson Medical
School)的神经眼科医生弗雷德里克·E·莱波雷(Frederick E.
Lepore)发现了一些未曾曝光的爱因斯坦脑部照片,他将这些照片分享给了美国佛罗里达州立大学的古人类学家迪安·福尔克(Dean
Falk),后者主要从事脑演化研究。福尔克发现,爱因斯坦的脑部形态有一些不同寻常的特点,比如大脑皮层上有个球状突起物,形如「Ω」,前期研究以为,这一特征与音乐天赋有关。「我们可以进行有意思的推断,」福尔克写道,「爱因斯坦天赋异禀,在某种程度上也许与他的大脑皮层的解剖结构异于常人有关。」

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关于爱因斯坦脑部的最新研究,是福尔克与上海华东师范大学的门卫伟(Weiwei
Men)于2013年线上发表的一项研究,他们为这位物理学家惊人的思维能力,找到了另一个解剖学上的解释——除了独特的皮层形态和细胞结构外,福尔克与门卫伟以为,「至少在爱因斯坦大脑的两个半球之间,有某些区域的交流通路有所增强」。他们是通过比较爱因斯坦本人和对照人群的胼胝体(连线左右大脑的神经纤维束)的横截面积来进行推断的。

玩玩具的老鼠和爱因斯坦


世纪八十年代初的一天,加州伯克利大学的教授玛丽安·戴蒙德坐在丈夫的办公室里,无所事事,“只能独自思考”。近二十年前她发现,如果把小鼠养在有各种
玩具的环境中,它们脑中神经胶质细胞对神经元的比例,将比那些饲养在普通环境里的老鼠要高。她认为,神经胶质细胞为神经元提供养料,它们的比例增高正暗示
着,养在内容丰富的环境中的小鼠神经活动更为活跃,需要更多的营养。

在这个无聊的下午,戴蒙德想到了实验室墙壁上不知哪个研究生贴上去的对哈维的报道,突然意识到,她也许可以向哈维索取一些样品,也许这颗不同寻常的大脑里,神经胶质细胞的比例也比常人高呢?


戴蒙德说,她每隔六个月就要打电话骚扰哈维一次,坚持了三年之后,哈维终于寄给她四块“方糖大小”的脑组织。她的实验结果在1985年发表在《实验神经
病学》上,她将爱因斯坦的大脑和十一位普通人的大脑进行对比以后,发现位于左侧顶叶的那块标本里,爱因斯坦大脑中神经胶质细胞的比例确实比其他人要高上一
倍。

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