大腦極限探奇

2009年6月，49歲的英國畫家艾倫引起了媒體的注意：6年前還對繪畫一竅不通的他，在經歷了一次重大的腦溢血手術后，突然對繪畫得心應手，創作出了一幅又一幅藝術畫，仿佛一夜之間變成了藝術天才。科學家認為艾倫的腦神經因大腦中風受損和手術介入進行了重新連接，可能避開了受損部位，進而觸發了其潛在藝術才能。

這種奇妙的現象顯然跟我們的大腦有著直接的聯系。人的大腦就像一個微型宇宙，里面藏著我們難以窮盡的秘密?？茖W家迄今所發現的大腦的秘密不過只是冰山一角。下面就讓我們來看看科學家掀起的這小小的一角。

同樣是一顆大腦，但只有少數天資聰穎的人能夠脫穎而出，成為我們所說的天才，并讓我們了解到大腦的神奇之處。那么人類大腦究竟能夠達到什么樣的極限狀態呢?究竟是什么原因使得那些杰出大腦不同于常人?他們是否有什么生理上和心理上的不同之處?科學家對一些杰出大腦進行研究探索，希望揭示大腦挑戰人類成就極限的奧秘。

會59種語言的大腦

出生在利比里亞黎巴嫩人齊亞德·法贊能聽說讀寫59種語言，其中10種熟悉如母語，張口就來，其余的也可以在一周內達到熟練程度。他的父親出生在哥倫比啞，法贊在很小的時候就被家人帶到黎巴嫩。由于在海港附近長大，法贊經常遇到來自多個國家的水手，他很喜歡同他們聊天。進入學校后，法贊開始學習法語和英語，他一心想要在11歲時學會世界上所有的語青。在黎巴嫩的三年時間里，他主動學習了50多種語言，常常在一時期內同時學習幾種語言。法贊的學習進度十分驚人，大約每3個月就能掌握一種語言。他曾希望去聯合國工作，也曾有好幾家情報機構來找過他，不過他現在更喜歡過寧靜的生活，在巴西做一名語言教師。

法贊無遺是令人驚嘆的語言天才，這其中的奧秘在哪里呢?雖然發簪將自己的記憶比喻成一架“照相機”，但他并不覺得自己有什么特別之處，他認為掌握了如此多的語言必須傾注大量的學習。在他看來，任何人都能學會外語。他的建議是，每天花半小時認真傾聽某種語言的本族人的發音，花半小時學習語法，再花半小時出聲背誦，而這最后的半小時是尤為重要的一步。

最近，法贊只用了一個星期的時間就掌握了加勒比海地區的克里奧爾語，其流利程度足以接受當地電視臺記者的采訪。

法贊本人從未做過腦掃描，也從未參加過任何“天才語言”能力測試。而科學家對其他一些通曉多種語言這個問題沒有—個簡單的答案，唯—得到大家共識的是，早期接觸并投入到語言學習的環境中將擁有巨大的優勢。如果未能在出生后的一年里形成對語言特異性語音的辨別和記憶能力，那么這種對語言的識別認知能力會很快消失，語言學習將變得十分困難。在7歲前接觸各種不同語言的語法規律似乎也能為以后的語言學習開通—條特別的捷徑。而在另一方面，科學家一致認為，擴大詞匯量只能靠記憶和勤奮。

最聰明的大腦

愛因斯坦是科學界公認的天才，他的大腦也被認為是人類歷史上最聰明的大腦，那么愛因斯坦的大腦到底有何與眾不同之處呢?1955年，在愛因斯坦去世僅7小時后，美國病理學家哈維·托馬斯為方便研究，將愛因斯坦的大腦解剖成了240塊!雖然愛因斯坦的大腦因為衰老出現了生理性的萎縮，托馬斯還是仔細地對愛因斯坦的大腦進行了拍照和解剖，并將其保存在福爾馬林溶液里，期待用新的研究方法來破解愛因斯坦杰出大腦的秘密。

上世紀80年代初，美國神經科學家瑪麗安·戴蒙德對愛因斯坦大腦的前額葉和頂葉的部分腦片進行了分析，這是大腦中與高級思維有關的區域。戴蒙德將其與來自別的11個大腦相同部位的組織切片進行比較后發現，愛因斯坦大腦中神經膠質細胞與神經元細胞的比例高于常人。科學家過去一直認為，大腦中只有神經元具有傳遞和處理信息的功能，而皎貢細胞只對神經元起能量提供和營養支持作用。如今科學家已經知道，神經膠質細胞也參與了神經元信息處理和信號傳遞的過程。愛因斯坦大腦神經膠質細胞的絕對數量已無法獲得，但其左頂葉膠質細胞據估計是正常數量的兩倍。戴蒙德教授認為，愛因斯坦的革命性成就與其發達的神經膠質細胞有關。

上世紀90年代中期，科學家又對愛因斯坦大腦右前額葉的大腦皮層功能區組織進行了研究，這是—個與工作記憶、計劃安排、智能行為和運動協調有關的區域。他們發現愛因斯坦大腦的神經細胞的數量和大小看來都與常人無異，但大腦皮層卻較常人薄，只有2l毫米，而對照組的另外5個大腦皮層的厚度為26毫米。也就是說，愛因斯坦大腦皮質中神經元的密度較高，他的神經元的信息傳遞效率更高，這或許就是愛因斯坦能成為卓越的科學天才的奧秘之一。

到1998年，科學家對愛因斯坦的大腦照片進行觀察研究后發現。與普通大腦相比，其頂葉寬出15％，這一區域的兩條主要的大腦溝回合并成一條大的溝回。此外，通常人的大腦是不對稱的，而愛因斯坦的頂葉卻是對稱的。顯然，在某些與空間和邏輯推理有關的重要腦區，愛因斯坦的大腦結構確實與眾不同。

擁有獨特天賦的大腦

據說全世界有100多個“天才”，他們在某些方面的非凡能力令人嘆為觀止：有人擁有超強的記憶力，像照相機一樣對復雜場景過目不忘，其精確程度可達到令人難以置信的地步，如將所見到的東西用畫圖或雕刻的方式重現出來，或者將一本書的內容完整地記下來，或者將只聽過一遍的鋼琴協奏曲準確無誤地演奏出來；有人擁有超強的計算能力，包括對平方、指數或日期等數據的計算，還有人能徒手畫出完美的圓圈。不過，這些“天才”在其他方面表現出來的智力水平與其“天才”的稱呼相去甚遠。在這些天才中，有的患有自閉癥，有的在出生時或在成長的日子里大腦受過創傷，他們除了在某—方面出類拔萃外，綜合智力反而低于平均水平。那么，是什么原因造成了這些具有獨特“怪才”的大腦呢?

科學家目前還不是特別清楚，但他們對此還是有多種解釋。有科學家認為天才源于實踐：一些天才顯然在某個方面極為專注甚至達到癡迷，這種鉆研精神難免造成“偏科”。也有科學家認為大腦的發育偏差會導致他們失去某種整體的認知能力，有可能是因大腦受損或大腦左半球出現不尋常的神經連接所致。左半球大腦受損會引起自閉癥癥狀。對自閉癥患者進行掃描后發現，他們的大腦白質與常人有所不同，部分區域的神經連接過強，而大腦整體范圍內的神經連接又相對薄弱。

但也有科學家認為，其實我們每個人都擁有成為這種“天才”的潛能，或許只需關閉大腦中的控制高級認知能力的部分區域，就可以造就天才。科學家做了這樣的研究，他們利用磁脈沖使志愿者的大腦皮層中一小部分控制高級功能的區域暫時失去活力，然后要求志愿者進行繪畫、校對或復雜運算等活動，結果發現志愿者的上述技能都有所提高。如果這樣的理論正確，那么也許在大腦的某些部分失去活性的情況下，我們的記憶能力和信息處理能力都有可能升級到某種極限狀態。

最“長壽”的大腦

不久前發表的一份研究描述了一則大腦尸檢報告，死者是一位115歲的荷蘭婦女，她去世時創下了最長壽女性的世界紀錄。令人驚訝的是，她的大腦血管未見有任何損傷，也幾乎沒有與衰老有關疾病(如阿爾茲海默癥)造成的蛋白堆積現象，細胞數量相當于60至80歲的人?？茖W家據此認為，人類大腦以及認知能力的壽命也許比大多數人的自然壽命還要長。

衰老會給大腦帶來諸多改變：給大腦供血的血管逐漸老化，覆蓋在神經纖維周圍的髓磷脂數量減少，腦容量變小，大腦表面的溝回變寬，腦室略微膨大。伴隨衰老的還有神經信號傳遞速度的下降和不同腦區間協同能力的普遍降低，這也正是為什么人的記憶力會隨著年齡越來越差的原因。不過，據心理學家說，雖然我們的記憶力在二三十歲時就開始下降，但經驗和常識的不斷積累一直在補償記憶力下降帶來的缺憾，這種情況可一直維持到五六十歲。

大腦長壽沒有什么靈丹妙藥，癡呆等大腦衰老退化疾病除了某些家族遺傳致病因子的因素之外，其余都是由一些不良的生活方式長期累積造成的，高血壓、肥胖癥、心臟病等都會增加中風和癡呆的風險，加強身體鍛煉和勤用腦能減緩大腦衰老。如今，身體健康而思維清晰的百歲老人越來越多，以往認為老年癡呆癥是衰老大腦無法逃避的宿命的觀點正在受到科學家的質疑。顯然，大腦有潛力讓人活躍一生。

超越體能極限的大腦

體育健將的身體可說是天賦異稟，也可說是優秀的遺傳基因和刻苦訓練相結合的結果，但他們的大腦是否也有些與眾不同呢?獲“飛人”之稱的奧運百米冠軍博爾特，以及被稱為“飛魚王子”的游泳健將菲爾普斯，他們的大腦灰質是否擁有某種超乎常人的優勢呢?

許多體育項目都要求某些特定形式的身體運動，這些能力必然會在大腦中留下印記。由于大腦皮層監測著身體各部分控制運動的信號，與相應身體部分相關的大腦區域就會因為經常使用而更加發達。比如手眼協調性良好的人，其大腦頂葉皮層區域就會更活躍。

當競爭對手在體能極限面前敗下陣時，大腦可能會讓他們選擇堅持下去。據研究，體育運動中的疲累感可能不是來自肌肉，而是來自大腦。這與大腦中一種叫做“白介素6”的信號分子有關。在某些運動員的大腦中，這種分子的信號可能極弱而被忽略，而另一些人則相反。這也許可以解釋為什么一些運動員能夠超越其他人無法忍受的身體極限。

大腦奇妙的超感和通感

大多數人的眼睛都有三種類型的光感受器，分別參與光感知和分辨色彩，但少數人竟然擁有四種類型的光感受器，比普通人多了一種對光的感受能力。由于相關基因都在x染色體上，所以擁有這種神奇超感者無一例外都是女性。不過，這種神奇能力有時也會給“色覺超人”帶來諸多麻煩，比如一位室內裝飾酗十師，在她眼里看來豐富多彩的一些色彩系列，在普通人眼里都只是淺褐色而已，看來超感能力并非總是一種優勢。

還有一種“味覺超人”，他們因味蕾細胞數量比普通人多而擁有異常敏銳的品味能力?？茖W家認為，具有超感能力者的大腦并沒有什么特別之處，每個人的大腦感覺皮層的接收能力都十分強大，無論感覺器官傳送過來的信息有多龐大，都能進行加工處理，唯一不同的在于饋人信息量的多少，而非處理信息的大腦灰質。

有—種叫做“通感”的超感能力超越了大腦所有的感官能力，擁有這種超感能力的人能將各種感官體驗混合交融在一起，由一種感覺喚起另一種感覺。比如，有人聽到某種聲音或看到某些數字就會產生色彩的體驗，有人在聽到聲音的同時會產生觸感、味覺或形體感。一種理論認為，“通感”現象的發生是由于大腦不同感覺區域之間的連接性特別強而造成的。

據研究，“通感”主要與基因遺傳有關，每23人中就有1人具有“通感”能力。在我們的日常用語中也會發現這種“通感”現象留下的痕跡，比如我們常常使用“柔和的聲音”、“流動的音樂”等詞，這都表明觸覺與視覺融進了我們的聽覺，也意味著“通感”其實普遍存在，只不過我們每個人的體驗深淺不一。

與大腦灰質無關的記憶奇跡

對于健忘的人來說，擁有超常記憶力的人肯定讓他們艷羨不已。40多歲的記憶奇才美國人吉爾·普賴斯記得十幾歲以來每一天的生活。美國人皮克是電影《雨人》中主人公的原型，他至少能背下7600本書以及無數的郵政編碼和電話號碼。英國人本·普利德摩爾刷新了三項世界紀錄：5分鐘內記下930位二進制數字，15分鐘內記下819位數字，10分鐘內記下364張撲克牌。

記憶力強大如吉爾·普賴斯者，可能是正常的“記憶刪減”過程出現了異常。一般來說，暫時存儲在海馬區的記憶如果得不到強化或提取會逐漸丟失，有的則轉化為長期記憶存人大腦其他區域中。而許多專家則認為，記憶力差別與大腦的內在結構并沒有必然的聯系。記憶奇人善于利用一些強化記憶的方法，如記憶術、押韻法，形象化聯想等，將一些記憶深深烙人大腦灰質中。更多研究人員認為，好記性依靠的是努力和專注，而不是特殊的大腦灰質。

相關鏈接：高智商大腦

人的智力與大腦結構有什么關系?有研究將之歸因于大腦的大小、重量、體積或者頭圍，但都沒有得出清晰明確的關系模式。例如，有科學家曾對100個已故之人的大腦進行分析，這些人生前的智商水平各不相同。結果發現，大腦半球的體積與智商存在一定的正相關性，但這種相關性卻因性別、左右手的使用習慣以及智商測試類型的不同而有所差異。例如，在女性和習慣用右手的男性中，語言表達能力與腦容量呈現正相關性：女性的視覺空間能力與腦容量也有一定聯系，但沒有與語言能力之間的相關性那么明顯。

顯然，腦容量大小不是決定智商水平的唯一因素。女性大腦一般小于男性大腦，但男女智商水平之間并不存在明顯的差距。一位名叫瑪里琳的女子在1986年至1989年間保持著世界最高智商的吉尼斯世界紀錄。但自瑪里琳之后，吉尼斯紀錄取消了該項評定，其中部分原因是由于瑪里琳達到的高智商屬于一種極限，超過這個極限很難再進行準確的界定，畢竟智商得分取決于測試類型以及其他影響因素。

如果說腦容量大小不是智力的決定因素，那又是什么呢?2000年，英國科學家確認了大腦中主管“一般智力”的區域。所謂“一般智力”指智力測試中所測量的智力。腦掃描顯示，在進行一般智力的智力測試時并不如我們想象的那樣激活大部分的腦內區域，通常只調動了大腦中的一個特殊區域——額葉外側皮層。這表明，大腦活動的效率、神經連接及集中的大腦活動可能比腦容量大小更為重要。智力與大腦中的工作記憶區域也有關系，多用腦可強化工作記憶，有助于提高智商水平和解決新問題的能力。