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探究爱因斯坦的大脑,寻找他天才的线索

爱因斯坦的大脑在尸检时被保存下来,几十年来一直被研究。有人说,是时候让它安息了。

作者:Jenny Blair
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在哈维将爱因斯坦的大脑分割成 240 块之前,他从不同角度拍摄了它。这是俯视图。图片来源:美国国家健康与医学博物馆奥蒂斯历史档案馆

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一位老人撬开一个罐子,捞出一个滴着液体的 \text{human cerebellum}(人类小脑)。他用一把厨房刀切下一块,放入一个塑料药瓶里。然后,男人用裤子擦了擦手,将药瓶递给一位赞赏的访客。

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那颗大脑是阿尔伯特·爱因斯坦的。那个男人是托马斯·哈维,一位病理学家,他在 1955 年进行了尸检,并取出了、拍摄了、保存了这位伟大的物理学家的大脑。此后几十年,这颗大脑一直享有某种名气。在 80 年代,哈维将切片分发给好奇的人,其余的则保存在一对玻璃饼干罐里。(这些离奇的交易出现在 1994 年的纪录片《遗迹:爱因斯坦的大脑》中。)在 90 年代末,他把它带到全国各地,装在一个特百惠容器里,交给爱因斯坦的孙女,但她选择不收下。最后,他把它还给了普林斯顿医院,那里是他几十年前进行尸检的地方。

1955 年,托马斯·哈维在普林斯顿医院。(图片来源:Ralph Morse/The LIFE Picture Collection/Getty Images)

Ralph Morse/The LIFE Picture Collection/Getty Images

从那时起,研究人员一直仔细研究爱因斯坦大脑的切片、玻片和照片,计算细胞数量,测量尺寸,描述形状,并将其与普通人的大脑进行比较。任何偏离所谓正常值的变化都可能成为解释爱因斯坦天才的潜在原因:他令人难以置信的思想实验,他的动觉想象力,他的数学和音乐能力。

但一些专家认为,这一切都是徒劳的——标本的杂乱状态、探索者的希望性思维以及我们对心脑联系的模糊理解,都使得这些结论值得怀疑。

研究死后大脑以揭示其主人思想秘密的希望已经存在了几个世纪。弗拉基米尔·列宁、沃尔特·惠特曼和数学家卡尔·弗里德里希·高斯的 \text{brains}(大脑)是许多被取出研究的 \text{brains}(大脑)之一。19 世纪的科学家们曾就智力是否在于解剖结构,还是一个生命力——甚至不朽的灵魂—— \text{responsible for thoughts}(负责思考)而陷入激烈的争论。

这种哲学分歧至今仍然存在。一些研究人员认为大脑的这个或那个区域对应着某种心理官能;另一些人则认为这不过是 \text{phrenology}(颅相学),一种 19 世纪的伪科学,声称颅骨上的隆起可以解释个性。这个词甚至也困扰着一些功能性 \text{MRI}(磁共振成像)研究,这些研究通过测量血流的瞬时差异来试图将特定的思维过程与大脑的相应区域联系起来。

那些想要探索爱因斯坦大脑的人深知自己正在踏入一个充满争议的领域。尽管如此,他们仍然相信自己有所发现。1985 年,加州大学伯克利分校的神经科学家 Marian Diamond 报告称,爱因斯坦的大脑中有更多的 \text{glia}(胶质细胞)。这些细胞支持着左顶叶中的“思考”神经元,该区域位于左耳上方和后方,与空间关系和数学有关。她推测,这“可能反映了他对这个组织增强的使用,以表达他不同寻常的 \text{conceptual powers}(概念能力)”。七年后,日本大阪的一位研究人员提出了 \text{glia-to-neurons ratio}(胶质细胞与神经元比例)与爱因斯坦所谓的 \text{dyslexia}(阅读障碍)之间的联系。

这些照片展示了爱因斯坦大脑的左半球和右半球,从侧面观察,并略微向观察者倾斜。标签指的是大脑的各个部分。(图片来源:美国国家健康与医学博物馆奥蒂斯历史档案馆)

美国国家健康与医学博物馆奥蒂斯历史档案馆

1999 年,神经科学家 Sandra Witelson 报告称,爱因斯坦顶叶的折叠和沟壑的结构不寻常,表明它们可能比通常情况更早地在生命中发育。她想知道这种结构是否可能与这位物理学家在视觉、空间和数学思维方面的技能有关。哈维本人在 1996 年发表的一篇论文中也提出,大脑更高的 \text{neuron density}(神经元密度)可能 \text{make for faster communication between them}(使它们之间的通信更快)。

在 2013 年对最后一句话之前的照片进行的分析中,人类学家 Dean Falk 在右额叶(与抽象思维相关的区域)计数了四个脊(编号 1-4),比通常多一个。研究人员对这些异常情况的意义存在分歧。(图片来源:Frederick E. Lepore)

Frederick E. Lepore

最近,佛罗里达州立大学人类学家 Dean Falk 于 2013 年在《Brain》杂志上发表的一篇论文描述了该大脑的表面。在检查哈维的尸检照片并将其与 85 个参考大脑进行比较后,她注意到了一些有趣的特征。例如,它有一个 \text{omega sign}(欧米茄符号),这是大脑控制左手区域的一个结节状褶皱。这种变异在演奏弦乐器的音乐家中可能很突出。爱因斯坦是一位 \text{inveterate violinist}(狂热的小提琴家)。

接下来就更奇怪了。控制语言的区域之一,称为布罗卡氏区,异常 \text{convoluted}(盘曲),控制嘴部周围面部肌肉的区域则 \text{enlarged}(增大)(这一发现让人联想到爱因斯坦吐舌头的照片)。Falk 注意到额叶中有额外的 \text{convolutions}(盘曲),额叶被认为与思想实验有关。接收视觉和空间信息的右顶叶也很大。合著者 Frederick Lepore 怀疑顶叶是否是爱因斯坦 \text{envision space-time curvature}(设想时空曲率)能力的 \text{locus}(根源)。

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“但你没办法证明这一点,我们也没有。我们只是觉得它很有趣,”Lepore 说。“这个大脑与普通人脑不同,而恰好这个人就是我们这个时代 \text{arguably the genius}(可以说是最伟大的天才)。”

研究人员认为,这是令人兴奋的。佩斯大学心理学教授 Terence Hines 则认为这是 \text{stuff and nonsense}(胡说八道)。

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“如果你一开始就有‘这是个 \text{really smart}(非常聪明)的人的大脑’的先入之见,你就能找到一些证实你偏见的东西,”Hines 说。他说, \text{sloppy thinking}(粗心大意的思考)充斥着关于爱因斯坦大脑的研究文献。

一张放有著名大脑切片的玻片。(图片来源:Chris Helgren/Reuters/Corbis)

Chris Helgren/Reuters/Corbis

今年春天,Hines 在《Brain and Cognition》杂志上发表了一篇对九项爱因斯坦大脑研究的严厉批评。他指出,Diamond 的胶质细胞研究不是 \text{blinded}(盲法的)。 \text{Higher neuron density}(更高的神经元密度)在精神分裂症患者中也有报道,这使得 Harvey 的观察价值可疑。爱因斯坦是否患有 \text{dyslexia}(阅读障碍)远未明了。Hines 说,Falk 并未证明她发现的异常大脑 \text{convolutions}(盘曲)是由于任何原因,而不是随机变异。

Hines 并非唯一持怀疑态度的人。诺丁汉大学的精神病学家 Lena Palaniyappan 谨慎地指出,比较不同大脑的 \text{convolutions}(盘曲)存在问题。如果你分析的是两个不同物种的大脑,更多的 \text{convolutions}(盘曲)确实意味着更聪明。但他指出,在比较人类大脑时,没有人证明了这种关系。因此,关于爱因斯坦大脑中额外 \text{convolutions}(盘曲)的报道究竟意味着什么,并不清楚。

波士顿大学的神经病理学家 Ann McKee 曾对橄榄球运动员脑震荡后的慢性创伤性脑病发出了警告,她警惕那些声称仅凭结构就能解释 \text{mental function}(精神功能)的研究。

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这是因为结构只讲述了一部分故事。神经冲动在 \text{moment by moment}(一刻又一刻)地遍布大脑,连接着遥远和相邻的结构。不考虑这些大脑区域之间的关系,就像试图研究建筑但忽略交通模式来理解曼哈顿的商业一样。 McKee 说,这些神经关系“非常 \text{evanescent}(转瞬即逝),”而且“这是只有功能研究才能捕捉到的,而功能研究不可能通过死后检查来完成。”

霍华德大学生理学教授 Mark Burke 说,哈维解剖大脑的 \text{idiosyncratic way}(独特方式)使得研究变得困难,即使是使用无偏见的、最先进的细胞计数技术也是如此。他回忆起他令人失望的 \text{pilgrimage}(朝圣)之旅,前往马里兰州银泉市的国家健康与医学博物馆,那里存放着爱因斯坦大脑的剩余大部分。

“我只是摇了摇头,说,‘哇’,”Burke 回忆道。“真可惜它没有系统地完成。”他说,这颗大脑“目前科学价值有限。”

但即使爱因斯坦的大脑足够完整,可以用现代科学的工具来研究,我们也可能不得不对他智慧的 \text{source}(来源)保持 \text{agnostic}(难以置信)。

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哈佛大学神经学教授 Albert Galaburda 认为,即使我们能复活爱因斯坦,我们也无法解释他的思想。“[如果]他有一些不同之处,你也无法说这就是他成为 \text{great physicist}(伟大物理学家)的原因,”他说。“也许是因为做物理学对你的大脑产生了影响。”


这篇文章最初以“折叠之间”为题在印刷版上发表。

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