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全面解读爱因斯坦大脑(1)
http://www.100md.com 2015年1月1日 《百科知识》2015年第1期
     爱因斯坦一直被视为科学奇才,在其去世后,一些研究人员希望通过对其大脑的研究来解开这位科学巨匠获得成功的奥秘。然而,对爱因斯坦大脑研究的一些结果披露后,得出了截然不同的结论。一种结论是,爱因斯坦的大脑与常人有较大差异,因此造就了爱因斯坦这位科学天才。另一种结论则认为,爱因斯坦大脑与常人无异,他在科学上的成就并非大脑异于常人,而是有多种原因,如勤奋和努力。

    爱因斯坦大脑被保留之谜

    研究爱因斯坦的大脑必须要得到爱因斯坦大脑的样本,按照爱因斯坦的遗言是不可能得到爱因斯坦大脑的,因为遗言要求火化遗体,骨灰撒在秘密地点。不过,后人并没有按爱因斯坦的遗言处理他的遗体。

    1955年4月18日凌晨1时15分,爱因斯坦在美国新泽西州普林斯顿大学医院去世,享年76岁。当时托马斯·哈维是普林斯顿大学病理科主任,他和爱因斯坦只有一面之交,却成为爱因斯坦的验尸医生。对爱因斯坦的尸体和器官逐一检查、称重和描述外观后,哈维宣布爱因斯坦死于腹腔大动脉破裂。

    为了研究这位伟大的科学家,哈维说服了爱因斯坦的遗嘱执行人奥托·内森和爱因斯坦的长子汉斯,把爱因斯坦的大脑取了出来,以备日后研究。当时,内森和汉斯同意哈维取出爱因斯坦大脑的一个重要条件是,日后对爱因斯坦大脑研究的结果必须发表在科学期刊上。

    哈维按照解剖学标准切下爱因斯坦的大脑,然后进行测量,除了对大脑拍照存真,还请了一位画家为它做素描。然后,哈维把爱因斯坦的部分大脑切成240片切片,每片在大脑中的位置都有详细记录并贴上标签。

    爱因斯坦的大脑分别装进了10个储存组织学切片的罐子和两个大玻璃瓶中保存,这些器皿中都有甲醛防腐。由于私自保留爱因斯坦大脑,哈维丢掉了职位,但是爱因斯坦的大脑却因为哈维的保管和赠与一些科学家而得到研究和保存下来。

    爱因斯坦大脑的去向有两部分,一部分大脑切片是哈维赠予了一些他信得过的研究人员,由后者进行研究;另一部分大脑切片则被保存了下来。例如,在制作切片时,哈维借用了费城病理学家威廉·埃里克的实验室。为表示感谢,哈维赠送对方46片大脑切片。1967年埃里克去世,他的妻子将这些切片交给当地另一名医生艾伦·斯坦伯格。斯坦伯格又将切片转交给费城儿童医院高级神经病理学家露西·亚当斯。亚当斯于2013年初将爱因斯坦大脑的46片切片捐赠给费城一家医学博物馆——穆特博物馆。该馆于2013年4月开始公开展出爱因斯坦大脑的这些切片,其中一个切片可供参观者在显微镜下观看。

    哈维赠送了多少爱因斯坦大脑切片给多少研究人员,没有确切的数字,据说他后来进一步将爱因斯坦的其他大脑部分制成多达2000片切片,并将这些切片分发给了全球各地至少18名研究人员。因此,才有后来陆续发表的一系列研究结果。

    爱因斯坦大脑与常人有差异

    目前已经公开发表的爱因斯坦大脑研究结果有多个,主要有戴蒙德等人于1985年、安德森和哈维于1996年、基加等人于1997年、海因斯于1998年、维特森等人于1999年、科洛姆等人于2006年、福尔克于2009年、福尔克等人于2013年以及孟薇薇和福尔克等人于2014年发表的多项研究结果。

    在已经发表的研究结果中,多数研究结果表明爱因斯坦的大脑与常人的大脑有差异,而且这些差异表现在多个方面。

    差异之一:大脑细胞类型有差异。

    根据哈维的解剖记录,爱因斯坦的大脑重1230克,低于成年男性的平均值(1400克),并不出众,因此,从脑容量看,爱因斯坦的确与常人有差异,但是,这种差异不是人们所期待的应该大于常人。

    此后,第一份正式的学术研究报告于1985年发表,这份报告解释了爱因斯坦大脑与常人有何不同。美国加利福尼亚大学伯克利分校的玛丽安·戴蒙德等人对分别代表左右前额叶上段与顶叶下段的4片爱因斯坦大脑的皮质切片进行研究,并与另外11人的大脑切片做对照。结果发现,爱因斯坦的左顶叶神经元(神经细胞)与神经胶质细胞的比例小于常人。神经胶质细胞是神经元的支持、营养和保护细胞。过去的研究表明,哺乳动物神经元与神经胶质细胞的比例从小鼠到人有逐步降低的趋势。这表明,神经元执行的功能越复杂,越需要神经胶质细胞的支持。

    神经元与神经胶质细胞的比例小也意味着神经胶质细胞多,反之则少。换句话说,爱因斯坦大脑左顶叶神经元与神经胶质细胞的比例小于常人,表明爱因斯坦大脑这个部位的神经胶质细胞数量多于常人,因此比常人更聪明。

    此外,神经解剖学显示,顶叶下段皮质是听觉、视觉、触觉信息汇聚之处,顶叶下段受伤后,病人无法进行复杂的思考,阅读、写字、计算能力都会受损。爱因斯坦大脑左顶叶神经元与神经胶质细胞的比例异于常人也反映了他顶叶下段皮质功能可能优于常人。

    差异之二:神经元密度高。

    美国亚拉巴马大学柏名顿分校神经学助理教授安德森等人在1996年6月的《神经科学通讯》上发表题为《爱因斯坦大脑皮质厚度和前额叶皮质密度变化》的文章。安德森在文章中指出,他们通过与对照组的大脑进行比较,发现爱因斯坦的大脑右前额叶皮质(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。这显示,爱因斯坦的大脑皮质中神经元密度较高。

    安德森推论,爱因斯坦大脑皮质神经元有较好的传递信息的效率,因而可以解释爱因斯坦为何具有超凡才能。

    差异之三:大脑半球部分区域较大。

    1999年6月,加拿大麦克马斯特大学的桑德拉·维特森等人在英国《柳叶刀》杂志发表研究结果称,他们把爱因斯坦的大脑与99名已死亡老年男女的大脑进行比较研究,发现爱因斯坦大脑左右半球的顶叶下区域比普通人的平均厚度多出1厘米,即比常人多15%。由于爱因斯坦大脑的左顶叶比常人要大,大小和形态类似于右顶叶,因此爱因斯坦大脑顶叶部分比一般人对称。顶叶这个脑区主管视觉空间认知、数学能力和运动想象能力,这很有可能是爱因斯坦具有超凡的逻辑思维和空间认知能力的主要原因。这也说明,爱因斯坦异于常人的主要是左脑,而不是右脑。 (王晓冰)
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