他偷走了愛因斯坦大腦 研究出來了什麼？(圖)

愛因斯坦（網路圖片）

【看中國2016年01月29日訊】1955年4月18日，愛因斯坦因主動脈瘤破裂在美國普林斯頓醫院逝世。應召而來的病理學家托馬斯·哈維（Thomas Harvey）靈機一動，未經愛因斯坦家人許可，悄悄取走了這位享譽世界的物理學家的腦組織。實際上，愛因斯坦原本是希望遺體火化，哈維顯然違背了他的意願，還將他的腦組織進行防腐保存。此後，哈維勉強取得了愛因斯坦的兒子漢斯（Hans）的同意，約定將來只能用於科學目的。但是，哈維自身缺乏分析這個器官的專業技能，因此他開始尋求其他專家的幫助。哈維耗費了30年歲月，才找到一位他認為最合適的專家。這場尋找之旅，改變了哈維的一生，他的珍貴「標本」也由此經歷了一段離奇、可悲、充滿倫理糾紛的歷程。

愛因斯坦並不是第一位被人以科學的名義取走腦組織的著名思想家，以往已有很多類似的例子。大約15年前，我聽到我的微積分專業學生非常沮喪地抱怨，世界上的「愛因斯坦」們在「神經解剖學」上明顯優於他們這些凡人。從那時起，我就沉浸在這段所謂「精英之腦」研究的奇妙歷史中。令人失望的是，我發現大部分人的腦組織都能達到學習大學微積分的水平。但這激發了我查閱相關科學文獻的慾望，我想確切知道，哪些腦部研究（如果有的話）曾揭示過，卓越天才們的數學能力究竟從何而來。結果我發現，儘管在過去的兩個世紀裡，科學家投入了極大的熱情和努力，來探索傑出人才或天才的腦部解剖結構，但相比19世紀的研究，他們並沒有取得更多發現。

如果要說這類研究到底有多失敗，對愛因斯坦腦組織的研究可能是最突出的例子了。在我撰寫這篇文章時，6篇有關愛因斯坦腦組織的報導湧現出來，一些媒體亦對此大吹大擂。每篇報導都強調某一解剖學特徵可能與愛因斯坦的天分有關，但沒有一篇報導真正弄清楚了人類天賦的解剖學基礎。相反，它們只是為一堆破綻百出的腦部研究平添新料而已。對於這類腦部研究，一位評論家為它們取了一個統一的稱呼：「天才的神經形態學」。

尋找天賦的根源

在愛因斯坦去世前100年，科學家對天才腦組織漫長而曲折的探索就開始了。1855年，被譽為那個時代的「愛因斯坦」的德國數學家卡爾·弗裡德裡希·高斯（Carl Friedrich Gauss）逝世，他在哥廷根大學的同事負責對其屍體進行解剖並取出了腦組織。高斯的同事中，一個叫魯道夫·瓦格納（Rudolph Wagner）的解剖學家將高斯的全腦放入酒精溶液中保存，並說服高斯的兒子，獲得其許可，保留了這位天才數學家的腦組織以進行研究。瓦格納研究高斯的腦組織是為了支持他堅定不移的信仰——勒內·笛卡爾（René Descartes）的二元論哲學，即思維不只是腦部生理功能的總和。人類只是精密的機器，還是被上帝賦予了靈魂的肉體？這個問題是那個時代的熱點話題。腦組織要麼等同於意識，要麼並非如此。對於瓦格納來說，上帝是否存在的答案恰恰就取決於此。

高斯的腦組織算是一個開端，隨後瓦格納收集到了更多的腦組織。不到7年的時間裏，瓦格納發表了兩篇翔實的研究報告，對比了靈長類動物的腦部解剖結構。他的數據包括了964個腦組織，來自各行各業的人，比如英國詩人拜倫、法國博物學家喬治·居維葉（Georges Cuvier）等。瓦格納沒有找到任何能否定「意識」二元論的證據，無論腦部重量，還是外表的複雜性，都不能與智力水平相對應。居維葉的腦組織在重量排名上位居前茅，但一名普通工人的腦組織也很大；高斯的腦組織表面具有錯綜複雜的溝回結構，但在一名洗衣女工的腦組織上，也能看到類似的結構。如此看來，天才與普通人的關鍵區別很可能深藏於表面之下，甚至完全超越了腦部解剖結構。正如瓦格納希望的那樣，也許本質區別是源於某種神聖的因素——「機器中的幽靈」。

那時的科學唯物論者對瓦格納的發現並不滿意，他們採取了創辦腦組織捐贈機構這樣大膽的行動，希望能確定非凡天資的物質基礎。個人只要承諾將腦組織遺贈給某個同事，就能獲得會員資格。19世紀末，自然科學開始取代宗教的地位，捐贈個人腦組織成為了一件非常時尚的事情。腦組織捐贈機構的成立，使公眾的熱情達到了頂峰，然而由於缺乏確實可信的發現，這種熱情很快就衰退了。到20世紀初，腦組織標本已經大量累積，但大部分都沒有得到研究或者乾脆被忽略了。

我們無法得知，哈維為何會對愛因斯坦的腦組織如此痴迷。可能是他想到了歷史上的先輩，想到了那些曾被收集起來的名人之腦。也可能僅僅是因為他的好奇心勝過了一切。不過，20世紀50年代的政治氛圍可能也激勵了他。哈維知道，在20世紀20年代，對天才之腦的解剖研究已經上升到細胞水平。蘇聯科學家正在收集名人腦組織，意圖匯聚成一個「萬神殿」，其中就有列寧（Vladimir Lenin）和斯大林（Joseph Stalin）的腦組織。這些蘇聯科學家確立了一個秘密科研項目，該項目依據神經元的樣式，繪製大腦半球的皮質分層結構，專業的叫法稱為「細胞構筑學」（cytoarchitectonics）。他們不允許外人接觸這些標本，並且總是擺出一副準備宣布一項偉大發現的姿態，儘管他們一直沒有。正是冷戰時期的競賽和猜疑的氛圍，促使哈維決定保存愛因斯坦的腦組織。

天才之腦異於常人？

據說，哈維是一個古怪卻細心的人。得到這神聖的遺物時，他像犯罪現場的偵查員一樣，有條不紊地著手處理它。哈維從各個角度拍攝了大腦皮層的表面，並插入基準尺，以便從照片上就可進行測量統計。然後，他把標本送至美國賓夕法尼亞大學病理學實驗室，委託給該實驗室一個有才幹的技術員——馬爾塔·凱勒（Marta Keller）。在接下來的8個月裡，凱勒在哈維的嚴格指令下，運用當時處理神經組織最好的手段，將大腦皮層仔細剖割，並將切下的240個腦區逐一編號，全部包裹在一種名叫火棉膠的透明塑料材料裡，又製作了12套封裝了染色組織薄片的顯微玻片。隨後，哈維將幾套玻片送到幾個同行手裡，但這些人並沒有在玻片中發現任何特殊的東西，倒是哈維對腦組織的痴迷讓他們感到有些奇怪。

他偷走了愛因斯坦的大腦，可什麼也沒研究出來如今，愛因斯坦的腦組織樣本散落在數個地方。哈維個人收藏的繪畫、照片和組織玻片目前存放在美國國家衛生與醫學博物館。

病理學家通常在摘除、保存及研究人體組織方面有一定的自主權，美國波士頓布萊根醫院（Boston’s Brigham and Women’s Hospital）的神經病理學家翁貝托·德·吉羅拉米（Umberto De Girolami）解釋道。但是，「通過書面許可被摘除的組織都會受到醫院的監管，從不被認為是主治病理醫師的個人財產。」哈維卻無視協議條款及院方要求，拒絕放棄這些珍貴的標本，最終在1960年被醫院解雇。他收拾好行李離開波士頓，前往美國中西部地區，隨身攜帶了兩個玻璃瓶，一個存放有凱勒精心剖割的方糖大小的腦塊，都用火棉膠包裹著；另一個保存著腦組織未被切割的部分。他把這兩個瓶子、剩餘的玻片，以及帶有刻度的腦部照片都存放在一個啤酒冷凍機中，然後上路了。

被醫院解雇後，哈維經歷了幾次人生低谷，婚姻破裂、醫師執照也被吊銷，後來成為一名擠塑廠工人。他輾轉各地，頻繁搬家，一度與小說家威廉·S·伯勒斯（William S. Burroughs）為鄰，兩人稱兄道弟，小酌痛飲。即使這樣，哈維從未對愛因斯坦之腦失去興趣。最終，從愛因斯坦的屍體摘除腦組織30年後，哈維找到了一個神經科學家來研究它，更確切地說，是這位科學家主動找上了門。

1985年，美國加利福尼亞大學伯克利分校的瑪麗安·C·戴蒙德（Marian C. Diamond）從哈維那裡要到了4個腦塊，她對研究愛因斯坦的腦膠質細胞非常感興趣，膠質細胞對神經元起支持作用。在前期的小鼠試驗中，戴蒙德發現，相比無刺激的環境，暴露在感官刺激比較多的環境中，會使膠質細胞與神經元的數量比升高。她猜測，或許有較高比例的膠質細胞，分布於愛因斯坦某些區域的大腦皮層中，這些腦區與較高級的神經功能例如想像、記憶力及注意力有關聯。

當戴蒙德檢查哈維給她的4個腦塊時，她在其中一個腦塊中發現了她正在研究的現象，並斷定，這個腦塊中的神經膠質細胞的比例之所以比較高，是因為愛因斯坦對這部分組織的使用頻度比較高。這一發現受到了媒體的狂熱追捧，但是，記者們的報導讓人們產生了這樣的印象：因為膠質細胞較多，所以愛因斯坦很會思考，而不是因為愛因斯坦常常進行思考，所以膠質細胞較多。

此後不久，科學家試圖從解剖學的角度對愛因斯坦的超凡智力做出解釋。20世紀90年代，美國亞拉巴馬大學伯明翰分校的布里特·安德森（Britt Anderson）和加拿大麥克馬斯特大學的心理學家桑德拉·維特爾森（Sandra Witelson）將愛因斯坦的天資歸功於他腦組織的其他特性。安德森注意到，愛因斯坦大腦前額葉區的腦細胞密度高於常人。而維特爾森則發現，愛因斯坦的頂蓋異常缺失，而頂蓋是縫隙結構的一部分，能把大腦頂葉分為不同區域。據此，維特爾森聲稱，愛因斯坦擁有一個擴大了的皮層區域，這個區域與視覺空間及數學能力有關。

在接下來的10年中，科學家又對職業音樂家和倫敦出租車司機的異常腦部結構做了很多有趣的研究，但並沒有關於愛因斯坦腦組織的報導。直到2007年，哈維去世前後，現名為羅格斯·羅伯特·伍德·約翰遜醫學院（Rutgers Robert Wood Johnson Medical School）的神經眼科醫生弗雷德里克·E·萊波雷（Frederick E. Lepore）發現了一些未曾曝光的愛因斯坦腦部照片，他將這些照片分享給了美國佛羅里達州立大學的古人類學家迪安·福爾克（Dean Falk），後者主要從事腦演化研究。福爾克發現，愛因斯坦的腦部形態有一些不同尋常的特點，比如大腦皮層上有個球狀突起物，形如「Ω」，前期研究認為，這一特徵與音樂天賦有關。「我們可以進行有意思的推斷，」福爾克寫道，「愛因斯坦天賦異稟，在某種程度上或許與他的大腦皮層的解剖結構異於常人有關。」

關於愛因斯坦腦部的最新研究，是福爾克與上海華東師範大學的門衛偉（Weiwei Men）於2013年在線發表的一項研究，他們為這位物理學家驚人的思維能力，找到了另一個解剖學上的解釋——除了獨特的皮層形態和細胞結構外，福爾克與門衛偉認為，「至少在愛因斯坦大腦的兩個半球之間，有某些區域的交流通路有所增強」。他們是通過比較愛因斯坦本人和對照人群的胼胝體（連接左右大腦的神經纖維束）的橫截面積來進行推斷的。

乍看之下，這些關於愛因斯坦成就的解釋似乎令人信服，但其實他們都存在方法學上的不足。美國佩斯大學（Pace University）的心理學家特倫斯·海因斯（Terence Hines）是這些理論最堅持不懈的批評者。海因斯觀察到，這些實驗者偏愛能支持他們預想的一些發現，而不看重愛因斯坦腦部處於正常範圍甚至不足的方面。此外，對照樣本的選擇不充分，使研究更難令人信服。例如，在安德森的研究中，只選了5個人的腦組織作為愛因斯坦腦組織的對照，這幾個腦組織不足以涵蓋人類腦組織的變異，也不能形成有統計意義的結論。

或許，所有事情中最頭疼的是「先入為主」，在每一個聲稱天才存在結構基礎的論斷中，基本上都會出現這樣的邏輯問題：當你先入為主地認為天才異於常人，從邏輯上說，你就會把偶然發現的任何結構上的異常，都視為天才之腦的物質基礎。其實，如果你對任何一個人的腦組織做足夠多的檢測和比較，你同樣也會找到它的與眾不同之處。

天才源於勤奮？

如今，距離哈維得到愛因斯坦的腦組織已經過去了60多年，愛因斯坦的腦組織散落在幾個地方。10年前，就在哈維去世前不久，他將大部分愛因斯坦大腦（170塊，最初有240個腦塊封裝在火棉膠中）以及小腦和腦幹都歸還至普林斯頓醫院（現為普林斯頓大學醫學中心，University Medical Center of Princeton）。現在，那些腦組織由普林斯頓大學醫學中心的病理學家埃利奧特·克勞斯（Elliot Krauss）照管，他的職責與當年的哈維一樣，負責嚴密看管這些組織。哈維個人收藏的大約500塊顯微鏡玻片，以及帶有刻度的照片被送至美國國家衛生與醫學博物館（National Museum of Health and Medicine）。其他玻片和零碎的物件則散落在十幾個博物館和大學的科研人員手中。對愛因斯坦智力的研究至今還在進行。

假如愛因斯坦的腦組織當初和他的軀體一起火化，科學（尤其是神經科學）是否會變得更好呢？這一點目前有待商榷，但值得做一些思考。早在1906年，即門衛偉和福爾克開始研究的一個世紀前，美國解剖學家愛德華·安東尼·斯皮茨卡（Edward Anthony Spitzka）認為，意識敏銳的秘訣在於胼胝體的橫斷面積，他在報告中提到，天才「能夠擁有智力上的偉大成就……可以說，不需要付出太多努力」。後來研究精英人群腦組織（包括愛因斯坦的腦組織）的科學家也基本認同斯皮茨卡的觀點，認為那些驚才絕艷的天才們都是大自然的寵兒。但是，沒有人能證明這種觀點是正確的。

在我看來，這種失敗終究是一件好事，因為找到天才之腦的物質基礎（或者缺乏某種物質基礎），將帶來令人不安的實際問題和倫理問題。假如通過醫學影像手段，我們就能從解剖學上判斷一個人聰明與否，那這樣以來，父母是否會因此著手篩選孩子，並依據孩子的腦部結構來引導他們接受特定訓練？他們會因為孩子的腦部缺少「Ω」標記，而不讓他們參加物理俱樂部或音樂興趣班嗎？

對於苦惱於沒有天生的數學之腦的學生，我要指出的是，或許愛因斯坦也沒有這樣的腦組織。成就高斯或愛因斯坦的，是他們一生都沉浸在思考、好奇和協作中，而其中最重要的或許就是努力工作！