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研究描绘爱因斯坦大脑皮层,证实与众不同(爱因斯坦的大脑有什么特别之处呢?)

夕阳红 2024-05-07 09:35:10

研究描绘爱因斯坦大脑皮层,证实与众不同

爱因斯坦大脑非同寻常的特点可能解释了他非凡的认知能力据佛罗里达州立大学进化论人类学家迪恩?福尔克带头进行的一项新研究发现,爱因斯坦的大脑中的某些部分与大多数人不一样,他非凡的认知能力可能与此有关。

福尔克和几位同仁一起,通过对14张近期发现的照片进行仔细研究,首次描绘了爱因斯坦的整个大脑皮层。这些研究人员把爱因斯坦的大脑与85位“正常人”的大脑进行比较,利用现今的功能成像技术,解释了爱因斯坦大脑皮层非同寻常的特点。

福尔克说:“尽管爱因斯坦的大脑的整体大小和不对称形状与常人无异,但其前额皮层、体觉皮层、初级运动皮层、顶骨皮层、太阳穴皮层以及枕骨皮层都与众不同。这可能为他的视觉空间和计算能力提供了神经学上的支撑。”

爱因斯坦1955年去世后,在征得其家人的允许后,他的大脑被取下,并从多个角度拍照。

而且,他的大脑被分割成了240片切片,用于制作组织学幻灯片。不幸的是,大部分照片、脑切片和幻灯片从公众的视线中消失了55年之久。此次研究人员利用的14张照片现由国家卫生与医学博物馆保存。

这项研究报告还公布了爱因斯坦的大脑的“路线图”,这是1955年托马斯?哈维医生制作的,说明了240片被分解的组织切片的位置。

爱因斯坦的大脑有什么特别之处呢?

毫无疑问,爱因斯坦是有史以来最伟大的科学家之一,在他死后,人们立即将他的大脑进行解剖,试图发现与常人之间的不同,那么真正区别又在哪里呢?

公开资料显示,爱因斯坦去世后不久,大脑就被病理学家托马斯.哈维拿去做了解剖,哈维将大脑泡在10%的福尔马林溶液里,并将大脑切成240块。

然而,哈维除了将大脑保存在两个大美胜瓶的酒精溶液中,什么也没发现。

一晃30多年过去了,在1985年,加州大学伯克利分校的玛丽安.戴蒙德教授说服哈维给她一些爱因斯坦的大脑样品,她通过研究发现,爱因斯坦的大脑并不比一般人包含更多的神经元,但含有更多的星形胶质细胞。

这些细胞(下图)通常位于大脑的左下顶叶区域,负责数学思考和视觉空间认知等。

那么,星形胶质细胞究竟是什么?它们到底有什么用?

维基百科显示,星形胶质细胞是神经胶质细胞的一种,数量是神经元的10倍,其最大作用是引导神经元移动,让它们去该去的地方。

另外,神经元之间的突触由星形胶质细胞和脑细胞组成,换句话说,星形胶质细胞越多,一个人的思维和感知就很可能越灵敏。

而直到几年前,人们才发现了更多不同。

海外权威杂志《科学美国人》报道,爱因斯坦的大脑皮层负责了更高层次的心理过程,与正常智力的人差异很大,而他的前额叶皮层很特别,在思考未来、制定计划和想象情景等认知方面都强于常人。

更不可思议的是,爱因斯坦的运动皮质下方有一块不寻常的区域,负责处理面部、舌头和喉部的信息,意味着他的思想可能包含更多视觉和情感方面的联想。

爱因斯坦的脑子?

爱因斯坦聪明是有道理的,他的大脑异于常人: 他的大脑被保存下来供研究之用;科学家们发现,他的大脑顶盖比一般人大百分之十五,另外他的大脑顶盖不像一般人那样由一道沟划分为二,而是合而为一的,因此推断这可能是“天才”的出处,也即是天生的而非后天培养的。 加拿大科学家威特尔森和他的同事们最近撰文发现?爱因斯坦的大脑构成有两个明显的”特殊之处”。一是他的“回间沟”比常人短了许多,这有助于爱因斯坦的神经元更容易传递信息,思维比常人活跃;二是爱因斯坦的“顶叶”比常人宽15%,这个区域正好是大脑用于数学运算、视像空间和立体影像思考的地方。这可能是爱因斯坦为何在数学和空间领域取得超人成就的主要原因。
最杰出的物理学家, “ 相对论之父 ” 爱因斯坦死后,大脑被人取出,之后下落不明。爱因斯坦大脑的下落,以及这颗堪称历史上最聪明的大脑到底有何过人之处,成为 20 世纪最传奇的谜团之一。
   最近,当初被指控窃取爱因斯坦大脑的美国病理学家托马斯 . 哈维首次接受美国《国家地理频道》专访,彻底曝光整个事件的绝对内幕。最令人震惊的是,如今 91 岁高龄的哈维称,为了方便研究,他竟将爱因斯坦大脑切成了 240 块!
  爱因斯坦大脑被切成 240块
   1955 年 4 月 18 日凌晨 1 点 15 分,爱因斯坦在美国新泽西州普林斯顿大学医院撒手人寰,享年 76 岁。当时托马斯 . 哈维是普林斯顿大学病理科主任,虽然和爱因斯坦仅有一面之缘,却碰巧成了替他验尸的医生。哈维切开爱因斯坦的尸身逐一检查器官,称重量并描述器官外观,因为全世界的人们都想尽快了解这位伟大科学家的死因。最终哈维宣布,爱因斯坦死于 “ 大动脉肿瘤破裂 ” ,爱因斯坦的好友兼遗嘱执行人内森也在场作证。此外,哈维还做了一件不为人知的事,他私下征得爱因斯坦长子汉斯的同意,悄悄将爱因斯坦的脑子取出,以留给科学界做研究。汉斯与内森的条件是:研究结果必须发表在科学期刊上。
   在切下爱因斯坦的大脑之后,哈维简单地测量了这个脑子后,除了拍照存真,还请了一位画家为它做素描。然后,他将整个脑子切成 240 块,每一块的位置都有详细记录并贴上卷标。最后,他找上宾州大学一位他信任的实验室技师,进一步处理那些脑块,并选择代表脑子各个部位的脑块,制作一组切片,固定在供显微镜观察的玻璃片上。于是爱因斯坦的大脑分别装进了 10 个储存组织学切片的盒子里,以及两个大玻璃瓶中。随后,他将一部分切片分送给那些对研究爱因斯坦的大脑感兴趣,并有责任心和研究能力的人,其余大部分都秘密保存起来。
  最初爱因斯坦大脑被认为与常人无异
   爱因斯坦的大脑研究曾一度激起人们的浓厚兴趣。但早先的很多研究显示,这位物理学大师的大脑与常人无异。在爱因斯坦大脑被取出来的三个月后,哈维将其送到宾夕法尼亚大学脑解剖专家凯拉女士的实验室里进行研究。经过详细检查发现,爱因斯坦的大脑,从表面皮层的面积、结构和脑的重量来看,和普通人没什么两样。他的脑重也只有 1230 克,略低于男人的平均值,并不出众。有一些才能高度发展的人 ( 亦即天才人物 ) 的脑重的确远远超过了这个数字,如俄国著名作家屠格涅夫就比较符合人们对天才的期望,脑重为 2012 克,远超出人类平均值。
   当时,医学专家齐默曼得到了一盒,因为哈维在耶鲁医学院上过他的课。齐默曼发现爱因斯坦的大脑非常正常,要说有什么异常之处,就是他的大脑比同年龄的人更为健康,退化的迹象较少。
  爱因斯坦曾有一个弱智女儿
   还有专家通过对爱因斯坦书信和手稿的研究发现,爱因斯坦曾经和女友生下一名弱智儿,便据此推断爱因斯坦的基因并不一定优于常人,也许还存在某种缺陷。研究发现,爱因斯坦在读大学时曾与一名塞尔维亚裔女同学马里奇坠入情网,后来发展到同居。不久,他们迎来了爱情的结晶,马里奇产下一个女孩,取名叫利泽尔。孩子生下来不久医生就告诉爱因斯坦和马里奇,他们的孩子可能有严重问题,如果不是严重弱智,就是先天愚型。果然根据医生的提醒,爱因斯坦和马里奇观察到了孩子的严重智力问题。例如孩子都 6 个月了,还不会笑,连微笑都不会。而正常孩子是两个月就会微笑,四个月就会大笑。还有孩子哭声小,受刺激后也不会马上就哭,对周围的人和事物不感兴趣。
   更重要的是利泽尔出现了先天愚型孩子特有的面部特征,两眼之间距离过大,两眼外侧上斜,口半张,不断流口水,鼻梁低等。对于这一为人父母都不愿意看见的情况,爱因斯坦和马里奇当然心情沉痛。尽管当时爱因斯坦还未成名,但爱因斯坦和马里奇两人都是大学生,按流行的说法,他们也算是高智商的人,如果让人知道他们这样高智商的人还生下痴呆儿,也是一件很难堪的事。后来两人将这名痴呆儿孩子交给马里奇在塞尔维亚老家的父母照顾,爱因斯坦的这段经历也就鲜为人知了。
  大脑内部特殊之处相继被发现
   上世纪 80 年代,哈维重新开始对爱因斯坦大脑进行研究。他把许多切片分送给美国、加拿大、德国等国的科学家。 1985 年,美国加州大学柏克莱分校的神经科学家戴蒙教授领导的研究小组检验了四块爱因斯坦大脑的皮质。他们发现,爱因斯坦的左顶叶,神经元与神经胶细胞的比例小于常人。神经胶细胞是神经元的支援细胞。根据过去的研究,哺乳类神经元与神经胶细胞比例,从小鼠到人有逐步降低的趋势,有些学者因而推测,神经元执行的功能越复杂,越需要神经胶细胞的支持。也就是说,在哺乳类中,神经元与神经胶细胞比例可当作反映智力的量表。戴蒙教授据此得出结论,认为爱因斯坦的革命性成就,与其发达的神经胶细胞有关。
   1996 年,美国阿拉巴马大学柏名顿分校神经学助理教授安德森发现,爱因斯坦的右前额叶皮质 ( 运动区 ) 比对照组薄,可是皮质中的神经元数量与对照组无异。换言之,爱因斯坦的大脑皮质中,神经元密度较高。安德森推论,这表示爱因斯坦大脑皮质神经元有较佳的传讯效率,因而可以解释爱因斯坦的超卓天才。
  专家认为爱因斯坦聪明得有道理
   最幸运的研究者是加拿大汉米尔顿麦克马斯特大学的维特森博士。哈维不仅借给她 19 块爱因斯坦的大脑进行研究,同时还将切开大脑之前拍摄的原始照片与记录一并交给她。维特森教授在研究中发现,爱因斯坦的大脑在两方面与常人显著不同,果然是 “ 聪明得有道理 ” 。 1999 年,维特森在著名国际学术期刊《柳叶刀》发表了她的研究报告。
   首先是爱因斯坦大脑左右半球的顶下叶区域异常发达,比普通人的平均厚度多出一厘米,这造成爱因斯坦大脑宽度超过普通人 15% 左右。报告指出,位于大脑后上部的顶下叶区在视觉空间认知、数学思维和运动想象力方面发挥着重要作用,该区域的异常发达在一定程度上可解释为什么爱因斯坦会形成自己独特的思维方式。爱因斯坦本人就曾描述说,他的科学思维过程具有较强视觉性,而语言在其中所起的作用似乎不大。
   爱因斯坦大脑的另一显著特征是其缺少常人大脑中的一种皱沟。该皱沟通常位于大脑皮层相邻的脑回之间,一般横贯顶下叶区。研究人员推测说,缺少这一皱沟很可能会导致位于顶下叶区的神经元彼此间更容易建立起联系,因而使思维更为活跃。维特森说,根据对目前她拥有的大脑标本的分析,爱因斯坦大脑的这些特点是惟一的。

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