宇宙新边疆 / 科技新知 / 揭秘天才们的大脑 (图)

分享

   

揭秘天才们的大脑 (图)

2009-04-15  宇宙新边疆
爱因斯坦去世后,“宝贝”大脑被切成了240片,成为众多科学家殚精竭虑研究的对象,每一片中究竟暗藏着哪些不为人知的秘密?越过智慧超人与凡人的界限,在你我沟壑迂回的大脑深处,到底哪里主宰着智商?


  毫无疑问,爱因斯坦是我们最好的参照物。在他去世7小时后,普林斯顿病理学家哈维·托马斯(Harvey Thomas)解剖了这颗全世界顶尖聪明的头脑——当时被切成片保存在福尔马林溶液中。

  托马斯在仔细拍摄和观察后报告说,爱因斯坦的大脑除了衰老带来的微微皱缩,以及比平均大脑尺寸略小之外,并无特别之处,显然,这决不是天才拥趸们想要的答案。

  形状跟智力究竟有没有关系?

  尽管动物们的进化显示出“大脑袋有大智慧”的趋势,可对人来说,脑容量与智力之间却并非如此简单的对应关系。大脑里的哪些区域决定了聪明愚笨,一直是各路科学家们津津乐道的话题。

  对智力与大脑形状之间关系的探究,早在19世纪初曾刮起一股热潮。当时德国物理学家弗朗茨·约瑟夫·高尔(Franz Joseph Gall)提出,一个人的头骨外形可以显示他/她的人格特性和思维能力,有点“神神叨叨”的颅相学诞生了,于是当时的人们争相“摸头”,因为颅相学家相信,头骨的隆起凹陷由大脑形状造成,因而反应了代表不同思维能力的脑区发达与否。颅相学家还搜集了许多特别人物包括犯罪分子、天才的大脑,想找出它们与正常大脑的差别。可惜因为缺乏科学证据,风行一时的颅相学还是迅速从科学舞台上消失了。

  这颅相学虽然被定论为伪科学,可高尔首先提出的不同脑区负责不同功能的观点却成了现代脑科学的基石之一,很有点歪打正着的意思。现在,我们早就弄清楚了大脑皮层的四部分:额叶,顶叶,枕叶,颞叶,而于前额部位的额叶主要与推理、计划、某些语言与运动以及问题解决能力有关,能取得这样突破,可必须要感谢一位“非著名”大脑损伤病人菲尼亚斯·盖吉(Phineas Gage)。

  1848年9月13日,美国铁路工人盖吉遭遇了一场工伤,一根铁棒从他的左脸颊刺入从头顶正中穿出。大难不死的盖吉在家休养了一年,吃喝拉撒都很正常,神志也很清醒,于是重回工作岗位。可是人们发现Gage性情大变:从前个性平和、聪明能干、做事有条不紊效率很高的工头变成了一个反复无常、粗鲁无礼、毫无耐心、倔强、不尊重其他工人的古怪家伙。Gage的案例引起了外科医生的注意——左侧大脑的前额叶部位被严重破坏会导致人性格的剧变,从此拉开了大脑功能定位的研究帷幕。如今,Gage的头骨和那根铁棒陈列在哈佛大学的博物馆。

  这里也有“G点”


利用头皮上的电极记录大脑头皮上的电位变化情况,可以为智力研究提供有重要参考价值的数据。


  既然大脑的“总尺寸”看来对高智商没啥贡献,特别的脑区又对特定的思维能力有所贡献,那么聪明的大脑会不会是因为在某几个特定区域有特别的表现而产生的呢?

  事实上,在大脑上寻找体现智力的结构与位置这一目标从来没有被科学家们放弃。例如德国解剖学家Korbinian Brodmann根据细胞堆叠的结构特性将左右大脑半球各分为52个小区,建立了细致的大脑图谱,对大脑的功能分区做出了进一步贡献。但在无创伤成像技术出现之前,科学家们要想了解大脑的奥秘,能找到的人脑只有靠搜集死者的大脑,或者像盖吉这样的脑损伤病人。

  好消息是,现代神经成像技术如今大显神通,不仅能观察人脑的结构,还能显示出大脑的活动状态,帮助我们在追寻智力本质的道路上迈出一大步。打个比方,在大脑中寻找智力本质所在,就好比在计算机的一堆硬件中挖出一个承载人工智能的芯片。而要理解人类的智力,第一关是揭开额叶的重要功能以及其中的细节,搞清特定脑区的活动与我们完成思维任务之间的联系。

  运用正电子断层扫描(PET),剑桥MRC认知和脑科学单位的科学家约翰·邓肯(John Duncan)领导的小组在2000年新发现了一个可以称为大脑 “G点”的区域。研究人员让志愿者完成不同的智力任务,比如智商测试中最常见的解决空间、语言和运动感知问题,同时监察他们的大脑活动。一般观念认为思考涉及多种认知功能,而邓肯发现一般智商测试中的任务只会引起大脑额叶外侧皮质某个非常局限的区域活跃。但在完成与智商测量任务类似但不需要进行分析的问题时,大脑活动就不再局限于该处而是比较分散。

  聪明的脑子爱“折腾”

  那个叫额叶的地方无疑对智力的很多方面都很重要。有趣的是,相关研究显示,比较聪明的人做智力测试时,往往额叶区活动比较少而不是更活跃。也许是因为他们觉得任务挑战性不高不需要太动脑子吧。尽管研究人员相信额叶的神经环路是智力的基础,但已有的科学发现只是显示出两者的相关性,并不等于其中有因果关系。目前你唯一可以牢记的事实是,思维锻炼会改变大脑的结构和功能。

  我们皱巴巴的大脑皮层又叫灰质,摊平后大约2-4微米厚,主要由层层叠叠的神经细胞构成。在每天接受教育、快速成长的青少年时期,咱们的大脑的结构也在发生着变化。美国国立精神健康中心的菲利普·肖(Philip Shaw)和他的同事们为了弄清灰质与智力水平的关系,利用磁共振技术采集了300多名7至18岁儿童的大脑图像,并测量每张图像上灰质的厚度;同时依照标准智商测试将这些儿童分为平均IQ(108分以下),高IQ(108分到120分),超高IQ(120分以上)三组。

  然而,灰质与智商的关系比科学家预想的复杂很多,这三组儿童18岁时的大脑皮层总厚度没有差别,但超高IQ组的儿童在7岁时灰质比较薄,在十一二岁前持续显著增厚,之后再变薄。而平均IQ组的儿童从8岁时灰质即开始由最厚值慢慢减少。

  这意味着在发育时期,灰质的发育越动态,孩子的智商越高。这一研究也同时强调了从幼儿到青少年,大脑皮层会经历迅速的变化,并且这种变化很可能影响到你的最高智商。回想一下,如果你遗传条件不错,从小受到良好的照顾,包括合理的饮食、益于思维的各项活动,现在的智商肯定没啥问题,要是上面的条件都不具备,那可就……

  从颅相学到现代神经科学,人们一直怀有一个美好的梦想:塑造一个聪明的大脑。或许有点扫兴的事实是,自打柏拉图提出智慧由脑产生起,无数科学家对智力的探究只是让我们知道了,大脑的某个区域可以作为执行智能的嫌疑部位,无法断言大脑如何运作就冒出了这样那样的智慧火花,无法从一颗大脑的形态来鉴定天才,更无法定制一颗聪明绝顶的脑袋。就像一个大通关游戏,现在只打到第一关。


  丘脑

  是产生知觉的核心器官。从人全身活动中获得的感知信息由丘脑转送至大脑皮层。

  大脑皮层

  皱巴巴的大脑皮层由6层细胞构成,平均厚度为2毫米。青少年时期皮层厚度的变化方式指示了智商的高低。

  海马体

  由此处往下延伸的海马体是大脑中负责情节记忆的结构,受损会导致遗忘症。

  大脑额叶

  大脑额叶包括与计划、决择有关的前额叶,损坏后会使人丧失部分语言能力的语言区,以及最新发现主管一般智力的区域。

  枕叶

  进入眼睛的信息都会到达位于枕叶的初级视皮层进行处理。

  爱因斯坦“脑仁”里的玄机

  美国加州伯克利大学的神经科学家玛利亚·戴尔蒙德(Marian Diamond)是少数几位获得爱因斯坦脑片的幸运科学家之一。他比较了11个对照大脑的相应组织切片,发现爱因斯坦大脑中胶质细胞与神经元的比例高于常人,大脑左顶叶的胶质细胞是正常数量的两倍。上世纪90年代中期,阿拉巴马大学的布瑞蒂·安德森(Britt Anderson)又把注意力投向爱因斯坦的右前额叶。这是与工作记忆、计划安排、智能行为的调节、运动协调等有关的区域。他发现此处的神经元数量与大小看来与常人无异,但皮层厚度比平均值更薄,也就是说爱因斯坦的皮层神经元比常人堆积地更为紧密。1998年,另一名科学家又从爱因斯坦的大脑照片中发现,爱因斯坦的顶叶比一般人要宽,也比正常大脑更为对称,所以大脑更符合球形。总的来说,在某些对空间和逻辑能力很重要的关键脑区,爱因斯坦的大脑结构确实有点特别。

  

  

  
来源: 新探索QUO

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多
    喜欢该文的人也喜欢 更多

    ×
    ×

    ¥.00

    微信或支付宝扫码支付:

    开通即同意《个图VIP服务协议》

    全部>>