愛因斯坦的大腦

☉[美]安德魯·科布 著 李淑玲 譯

愛因斯坦是出了名的喜歡深夜研究數學。他在這段時間里的高強度思考，為物理界開啟了人類歷史上最驚人的研究。他聲稱大腦就是“他的實驗室”。那么究竟是大腦的哪個部位呢？

愛因斯坦的廣義相對論聲稱，時間和空間既是一個整體又是相對的。他說他生命中最幸福的時光就是站在電梯里，想象著一旦電梯從他腳下脫落，他就會感覺不到自己的體重了。他說重力是我們的意識產物、是相對的。他就是那種善于運用神經膠質細胞的人。

大學校園里的許多宿舍墻上都貼著愛因斯坦的海報，并附有他的名言“想象力就是一切”。愛因斯坦指的是活躍的想象力，即集中精力、全神貫注地運用大腦設計出一個完整的、以前從未被想到過的東西。這一點也許能從進化論角度為研究星形膠質細胞的用途帶來一些啟發(fā)。

愛因斯坦的相貌充滿滄桑和褶皺，就像一個小山村，到處都是蒼翠的小山丘、蜿蜒的峽谷溪流以及由神經膠質細胞種子瘋長而成的糖料樹。但是，跟其他人一樣，大腦才是他的精華。他的表情像寂靜六月天里安詳的湖面，他的大腦卻像五月里的驚雷；他的行動像黑猩猩一樣遲緩躊躇，他的思想卻像奧運會田徑運動員一樣飛奔。

1955年，愛因斯坦輕輕眨一下眼遠比拳王洛奇·馬西亞諾的當面一擊來得更加震撼。然而，他卻去世了。他那珍貴的大腦再也不受他控制了，接下來發(fā)生的事是所有大腦科學家們都熟知的故事。普林斯頓大學醫(yī)院的領頭病理學家哈利·齊默爾曼在費城無法完成愛因斯坦的尸檢，而他非常確信耶魯大學醫(yī)學院的托馬斯·哈維可以做到，哈維是他當時的幫手、從前的學生。哈維鋸開愛因斯坦的頭蓋骨，切開顱神經取出了大腦，稱了大腦的重量，為2.7磅，然后鄭重地放入甲醛中保存，完成尸檢后，他帶著大腦奪門而逃。另一個醫(yī)生則偷走了愛因斯坦的雙眼。

哈維有時將大腦藏在自己家里非常隱秘的地方，有時把大腦藏到辦公室里，他當時是大學校長，齊默爾曼想要知道他保存愛因斯坦的大腦的目的是什么。哈維說是為了研究。日復一日、年復一年，他們越來越感到挫敗。同時哈維偷偷地讓一個實驗技師把大腦的某些部分切成非常薄的切片，放到載玻片上，并用細胞識別劑進行染色，他用的細胞識別劑與高爾基的著色劑相似。

哈維把愛因斯坦的大腦藏起來時，一定是對它極度著迷了。想象一下，如果你可以把一縷陽光藏到罐子里；你可以用達·芬奇或凡高的眼睛看世界，用莫扎特的耳朵聽音樂；或者你可以和哈維一樣，把他們的眼睛和耳朵保管在盒子里。你一定也是極度興奮的。哈維一定是非常好奇這一堆黏物里的鋸齒和轉輪到底是怎樣預言重力可以將光束折彎的。愛因斯坦發(fā)現了眾多的理論和公式，但他于1921年獲得諾貝爾物理學獎并不是因為相對論，而是因為光既是波也是粒子這一觀點奠定了這一理論的基礎。哈維也擁有了這個富于想象的大腦。

哈維擁有了一樣寶物，它完全可以憑空捕捉到一個能夠啟發(fā)各個學科、對整個人類都至關重要的概念。那是一個可以進行常規(guī)的烹煮、攪拌、翻炒，也可以經歷常人無法想象的事情的大腦。從20世紀30年代開始，愛因斯坦除了專注于他的非科學性寫作外，還專注于一個可以統(tǒng)一一切的理論——這個理論至今還未能解決。20世紀30年代末的某一天，愛因斯坦的朋友，以前的學生利奧·西拉德，同時也是他發(fā)現了核鏈式反應并使得原子武器成為可能，興奮地沖進愛因斯坦所在漢普頓斯避暑時的住所。西拉德因為有了如何制造超級彈的想法而興奮不已，同時他也害怕極了，因為德國有可能也有了同樣的想法。他說服愛因斯坦利用他的名氣給總統(tǒng)寫一封信，力勸總統(tǒng)批準馬上開始研究。雖然當時政府在對愛因斯坦的反美活動進行調查，但他們還是給富蘭克林·羅斯福總統(tǒng)寫了一封信。如果信后面沒有愛因斯坦的簽名，美國可能永遠都不會制造原子彈。然而，愛因斯坦后來聲明，他非常后悔在那封信上簽名并把它寄出。當然，那封信并沒有打消約·埃德加·胡佛對愛因斯坦的懷疑。

哈維保存的大腦指使了愛因斯坦的神經元延伸至他的手并簽署了那封信。哈維可能在深思：到底是愛因斯坦大腦里的哪部分促使他下決心簽名，又是哪一部分讓他對自己的舉動感到后悔呢？

就是這個為那封信簽了名的大腦孕育了許多觀點，并為20世紀的重大進步貢獻了大部分的原動力，而這個大腦當時仍待在甲醛里，為哈維所有。然而，普林斯頓大學頻頻施壓，要求哈維放棄愛因斯坦的大腦，并且迫使他離開了醫(yī)院。

哈維帶著愛因斯坦的大腦來到密蘇里州，在那里做了一名家庭醫(yī)生，直到那些想要得到愛因斯坦一塊大腦的人們找到并糾纏他為止。他無數次被迫搬遷，在20世紀90年代初，他住在堪薩斯州的勞倫斯市。然而，當研究人員們向他索要一部分大腦時，他通常會答應下來。

20世紀80年代初，加州大學伯克利分校的瑪麗安·戴蒙德寫信給哈維，索要一塊愛因斯坦的大腦。幾個月后，她收到了一個蛋黃醬罐子，里面放著四小塊大腦。

戴蒙德手里已經有11塊其他年紀相仿的人的大腦，這幾個人的死因都不是腦部疾病或外傷，她用所得的4塊愛因斯坦大腦與這11塊做了對比。她使用了一種叫作體視學的方法，這種方法通過高倍放大來計算細胞的平均數，以此推算出大腦某個區(qū)域里的細胞數量。戴蒙德發(fā)現，愛因斯坦大腦的左頂葉皮層中被稱為角回的區(qū)域中，星形膠質細胞與神經元的比例高于平均水平。愛因斯坦大腦里的細胞數量也遠遠多于常人，這個統(tǒng)計結果在統(tǒng)計學里用科學術語描述就是“顯著的”，意思是“它非同尋常，能夠說明一些問題”。

專心思考或者聚精會神，有可能會引發(fā)星形膠質細胞再生，星形膠質細胞越多，復雜思考的能力越強。愛因斯坦失神思考時積極地集中精力并運用其大腦皮層，可能產生了更多的星形膠質細胞，進而增加了他這種復雜思考的能力。然而，我們并不知道這在多大程度上依賴于他的先天能力或是他的星形膠質細胞的生長遺傳因素。毫無疑問，他有一種先天驅動力，使得他能夠集中精神進行深度思考。愛因斯坦大腦的右頂葉皮層和前額皮層的兩個區(qū)域里，星形膠質細胞數量也比常人多。但“顯著的”只有左頂葉皮層。

人們都相信這個區(qū)域負責高級思考，尤其跟語言、數學及空間學習有關。有趣的是，愛因斯坦3歲時，由于語言發(fā)育遲緩，還被父母帶去看了醫(yī)生。

要想為神經膠質細胞增多能促進大腦皮層復雜性思考這一說法提供有效的論據，還需要研究更多的大腦。科學家們試圖找到某些統(tǒng)計上顯著的數據，然而僅僅11個普通大腦與1個天才大腦的比較結果并不能提供這樣的數據。怎樣才能得到更多著名思想家的大腦，顯然已經成為完成這項研究的一個瓶頸。愛因斯坦是一個典型的例子。那你的鄰居呢？他會花費很多時間集中精力積極思考嗎？會像愛因斯坦那樣進行勤奮的腦力活動嗎？只是缺乏研究來對此進行證明。畢竟不是只有名人才擁有大量的積極思考行為。

另一個問題是，愛因斯坦晚年時大腦退化了多少。他似乎沒有癡呆，但也確實再沒發(fā)表過論文來闡述宇宙的秘密。我確定如果能得到像鮑勃·迪倫這樣的人的大腦將會非常有趣——因為這些區(qū)域負責歌唱。那里也許有更多的神經膠質細胞。但我們并不知道他去世時腦子的狀態(tài)。研究人員不能僅僅為了看看神經膠質細胞的多少，而在某些人30歲時真的去猛擊他的腦袋，也不能拿著小斧頭和骨鋸守候在諾貝爾獎演講臺后面，等到科學家們獲獎之后就猛擊他們，然后拿著遭受猛擊的大腦，去跟那11個普通人的大腦作對比。

當然，對愛因斯坦大腦的研究已經被玷污了，且不說哈維被科學界放逐，不得已將大腦保存在蛋黃醬罐子里。1994年由凱文·赫爾導演的紀錄片《愛因斯坦的大腦》里，日本近畿大學的一位數學和科技史專家杉本健二在聽說有人保存了愛因斯坦的大腦后也想獲得一塊。他想把它留作紀念，所以費了很大力氣去找哈維。當他找到哈維的導師齊默爾曼時，齊默爾曼告訴他哈維已經去世了。但杉本發(fā)現哈維仍然在世，住在堪薩斯州勞倫斯市，離威廉·S·巴勒斯家不遠。巴勒斯指示杉本怎樣找到哈維，“沿著河走，你會到以前老公墓的所在地。后來那里被開發(fā)成活動房屋停放場了。再后來，1981年的一場龍卷風把活動房屋停放場徹底摧毀了，有人說那是逝者不堪打擾采取的報復行動。無論怎樣，從那兒左轉，你會看到“陌生人小溪”。哈維……哈維博士就住在小溪的另一邊。

哈維對大腦的事情遮遮掩掩，并沒有向杉本透露很多，他不確定杉本是什么人。最后他拿出一個扣得嚴嚴實實的糖罐，里面裝有大腦。杉本問是否可以給他一塊，哈維支支吾吾半天，然后給了他一個切片。杉本又問道，如果他不想要切片，是否可以給他一塊實實在在的大腦。哈維大笑起來，知道了杉本的意圖，態(tài)度隨即變得溫和。他慢慢走到廚房，取出一個切肉刀和一個砧板，從餅干罐里取出一塊腦干和小腦，很可能他對小腦不感興趣，所以選擇了小腦。他就像切洋蔥一樣切下一塊小腦，放到處方藥瓶里交給杉本。到了紀錄片的末尾，我們了解到哈維在一個工廠當擠壓機學徒，并被評為月度最佳員工。

也許哈維在機器旁邊工作并思忖著櫥柜里愛因斯坦大腦的時候，是星形膠質細胞管理著他的思想；當杉本著迷于一塊大腦時，是星形膠質細胞的鈣在運作；當戴蒙德在顯微鏡下觀察愛因斯坦的星形膠質細胞時，她運用的也是自己的星形膠質細胞。盡管戴蒙德的研究有缺陷，但如果她對愛因斯坦的研究經證實是真的的話，那將會給人一個多么難以置信的驚喜。但由于研究沒有繼續(xù)，我們至今仍不知道是不是真的。甚至戴蒙德自己最終的推斷是，神經膠質細胞只是為神經元提供更多的“營養(yǎng)”，與1985年星形膠質細胞是神經元的支持細胞的說法類似。

人年老后會癡呆。肯塔基大學的大衛(wèi)·斯諾登對眾多天主教修女進行了研究。當研究老年癡呆的發(fā)生概率時，斯諾登及其同事們發(fā)現，經常做縱橫填字謎游戲、文字游戲、編織等智力活動的修女得老年癡呆的可能性非常小。經常使用大腦，會延緩由于年老引起的癡呆。

這就解釋了為什么愛因斯坦有更多的星形膠質細胞。星形膠質細胞是思考細胞。它們是大腦皮層里唯一在我們一生中都能增殖的細胞，因為細胞更新與學習有關，這就令我們相信，讓大腦工作可以提高復雜性思維的能力，也能延緩大腦恐怖的癡呆。

斯諾登研究的修女們并沒有執(zhí)行嚴格的學習任務，僅僅是運用大腦皮層時很專注。這種大腦皮層的專注，可以引發(fā)更多的神經膠質細胞再生，也許就能解釋為什么愛因斯坦大腦的左頂葉皮層中有大量的神經膠質細胞。

由于普通人(我是指所有人)并不是愛因斯坦，所以也許只有兩種方式可以促進大腦中神經膠質細胞的再生。第一種等同于為兒童提供的環(huán)境強化，有點像成人版《小小愛因斯坦》，通過盡可能多的旅行、閱讀和觀察來增加你對環(huán)境的經驗，獲取知識。另外一種是多嘗試回憶知識，讓血液流進大腦，讓沉睡的星形膠質細胞動起來，而不是只會說“我不知道”，或是不做任何努力，只是簡單地上網查一下——盡管通過網絡閱讀和學習新知識也許也是件好事。

愛因斯坦擁有更多的星形膠質細胞，可能是因為他的基因遺傳傾向于生成細胞，也或者可能是環(huán)境的原因。但是，經過對腦衰老的研究我們知道，多數腦部疾病本質上似乎都是由環(huán)境造成的。雖然也有一些遺傳性疾病，但通常情況下遺傳病很早就會侵襲大腦，往往在未衰老時就會發(fā)病。大多數腦部疾病都不是基因問題，而是隨機發(fā)生，這說明人在晚年仍然可以較好地掌控自己思考的能力。因此，使你的星形膠質細胞生長，可能就是一個環(huán)境過程。

另一種說法是，愛因斯坦的星形膠質細胞并非是成年后穩(wěn)步生長，而是可能在他早年時就已經大規(guī)模生長了。我們知道不論是其中哪個過程，人整個一生中星形膠質細胞都在生長繁殖，所以很有可能的是，要么愛因斯坦在某個時期經歷了星形膠質細胞大規(guī)模繁殖，然后進入一個持續(xù)的穩(wěn)步繁殖階段，要么他的星形膠質細胞是以一個超出常人的速度逐步繁殖的。

我們大腦中的細胞分裂是一個無性過程；星形膠質細胞分裂，然后它的子細胞成長為一個功能健全的細胞，它會逐漸衰退以至死亡。它會經歷一個完整的循環(huán)，就像愛因斯坦的大腦那樣。在《駕車送阿爾伯特先生：與愛因斯坦的大腦的一次穿越美國之旅》一書中，邁克爾·帕德尼提描寫了他和哈維開車穿越美國的故事。在別克云雀的后備廂里，愛因斯坦的大腦在甲醛里左搖右晃。結尾處帕德尼提披露，自此以后，已經九十多歲的哈維便把大腦交給了普林斯頓大學醫(yī)學中心的病理學家艾略特·克勞斯。

收縮你的大腦增加星形膠質細胞的數量，想象力、創(chuàng)造力、思想誕生于在大腦皮層。根據最近20年里新增的一些證據，再加上對愛因斯坦大腦的研究，我們越來越清楚地發(fā)現，與其說大腦是神經系統(tǒng)的閃電風暴，倒不如說它更加是一個精細的結構。它像肌肉一樣需要通過鍛煉來維持自己的能力，高強度思考過后大腦會成長。成長和思考都發(fā)生在大腦皮層神經膠質細胞的星形膠質細胞中。