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爱因斯坦脑多皱折异于常人 推理想像力强

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这是个改变世界的天才大脑,属于20世纪物理学泰斗爱因斯坦(Albert Einstein)的大脑。长期以来,科学界孜孜不倦要研究是怎样的头脑才能想出相对论改变人类生活。对于这个谜团,科学界最近有新突破,科学家解构爱因斯坦的大脑,发现他脑部多个区域异常,顶叶皮层特别发达,皱折特多,估计数学推理想像力超强,此所以他能超常地想像物理问题,改变人们对时空理解。

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爱因斯坦1955年在美国普林斯顿逝世后,为他验尸的病理学家哈维(Thomas Harvey)涉未征得他家人同意,私自摘下他的大脑,拍下照片后切成240块,再切成多达2,000片切片。哈维将部份切片和照片分发给全球至少18名研究员,让他们寻找天才根源之谜。逾半个世纪以来,只有六名同行评审过的研究发表。

顶叶皮层特别发达

1985年一篇论文指,爱因斯坦大脑一些部位的神经元密度和支援神经元的神经胶质细胞比例都比常人高,显示他这些部位用脑比常人多。1996年另一篇论文指,他的大脑只有1,230克重,比成年男性平均1,400克低,但神经细胞密度较高,显示脑部大小不决定智商高低。之后两篇论文都发现,他大脑负责空间和数学推理的顶叶皮层特别发达,左边更不像普通人有侧沟,可能令皮层神经元有更多接触,提高推理力。

哈维2007年逝世后,后人同意将他收藏的爱因斯坦大脑材料,全数送给博物馆,令14张前所未见的大脑照片曝光,令研究员可更全面研究爱因斯坦大脑皮层异常之处。大脑皮层的灰色物质负责有意识思维,科学家相信大脑皮层的皱折越多,表面面积就越大,让脑细胞有更多连接,如脑部不同部位细胞连接越多,就可动员更多细胞应付同一问题,更可能达成「思想飞跃」。

佛罗里达州立大学女人类学家福尔克(Dean Falk),将新发现照片与另外85个人脑比较,发现爱因斯坦的大脑前额叶皮层、体觉皮层、主要运动皮层、顶叶皮层、太阳穴皮层和枕叶皮层异常,多数都有罕见的复杂迴旋状皱折,特别发达。

太阳穴皮层较小

前额叶皮层,与计划、专注力、想像力和解决问题能力有关,爱因斯坦前额叶发达,可助他解决物理难题。福尔克说,爱因斯坦想出相对论时「做思考实验,想像自己跟骑着一束光前进时会发生甚么,就正是大脑这部位要非常活跃。」

福尔克也发现,爱因斯坦负责左边体觉皮层处理舌头和脸部触感讯号的区域,以及左边主要运动皮层控制舌脸活动的区域,都特别发达。她认为,爱因斯坦曾说自己的思维是「肌肉性」(muscular)多于言语,那可能就是因为他与众不同地使用这两个部位作抽象思维。

福尔克确认之前研究对爱因斯坦顶叶皮层的发现,并新发现了顶叶左右异常不对称,但未知这有甚么影响。爱因斯坦顶叶发达,有得有失,失的是令相邻与语言能力有关的太阳穴皮层比常人小,令他3岁才晓说话。此外,爱因斯坦枕叶皮层与视觉处理有关的部份特别发达,可能与他空间思维强有关。爱因斯坦脑部异常证实了,但还有一个「鸡和鸡蛋」的问题:是大脑天赋异禀令他成为伟大的物理学家,还是长年的物理思考令他某些脑部区域特别发达?福尔克说,两个因素很可能相辅相承。爱因斯坦通常被人们视作一个天才,但是他究竟是如何变成天才的?很多研究人员认为爱因斯坦的大脑一定是与众不同的,因此他才能想出相对论和其它构成现代物理学基础的超前理论。

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爱因斯坦的大脑一直以来是科学家们感兴趣的研究对象,近期研究发现这位大物理学家的大脑在很多方面的确与众不同

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近期的这项研究是基于对14张新发现的爱因斯坦大脑切片图像进行的

近期对14张新发现的爱因斯坦大脑切片进行的研究显示,这位大科学家的大脑的确在很多方面是与众不同的。这些大脑切片是当初在爱因斯坦去世之后被保留下来用作研究之用的。不过,科学家们目前仍然不清楚爱因斯坦大脑中所显示的那些额外的褶皱和沟回究竟是如何转化为爱因斯坦惊人的思维能力的。

爱因斯坦大脑的故事开始于1955年。就在这一年,诺贝尔奖获得者,著名物理学家阿尔伯特・爱因斯坦在普林斯顿逝世,享年76岁。他的儿子汉斯・阿尔伯特(Hans Albert)和他的遗嘱执行人奥托・纳散(Otto Nathan)授权病理学家托马斯・哈维(Thomas Harvey)保存一些爱因斯坦的大脑切片用于科学研究。

哈维对大脑进行了拍摄,将其切成240份并置于一种树脂般的物质之中。随后他进一步将这份大脑样品切成多达2000片薄片用于显微镜研究。在接下来的年代里,他将这些切片分发给了至少18位全球各地的研究者。但是所有这些切片中唯独缺失哈维自己保留的那些样本切片,没有人知道这些切片现在究竟在什么地方。随着这些研究人员相继退休或逝世,很多样本或许已经遗失了。

在过去的数十年间,科学家们仅仅发表了6篇通过同行评议的基于这些散落各处的样本材料撰写的论文。在这些研究中有些确实发现了爱因斯坦大脑中一些有趣的特征,包括发现在爱因斯坦大脑的一些部分拥有更高密度的神经分布,以及更高比例的神经胶质,这些物质是负责传递神经脉冲信号的。两篇基于大脑整体解剖学研究的论文,其中包括一篇由人类学家,佛罗里达州立大学的迪恩・福柯(Dean Falk)发表于2009年的文章,它们均指出爱因斯坦的大脑顶叶拥有非常独特的沟回和褶皱,这一部分的独特构造可能与爱因斯坦惊人的物理思维能力有关。

然而,福柯的研究工作仅仅建立在哈维给出的一小部分切片照片的基础之上,后者于2007年离世。2010年,哈维的继承人同意将他们所收藏的所有相关材料移交给美国陆军国家健康和医学博物馆。

在本月16日发表于《大脑》杂志上的一篇文章中,福柯和新泽西州罗伯特-伍德・约翰逊医学院的神经学家弗里德里克・莱玻尔(Frederick Lepore)以及陆军国家健康和医学博物馆的阿德莱尼・诺尔(Adrianne Noe)相互合作,对此次哈维家族捐赠的14张爱因斯坦全脑图像进行了分析,这些图片之前从未对外展示过。这篇文章中还包括了由哈维家族提供的“路线图”。在这份路线图中记载了爱因斯坦大脑整体与那全部240块部分和各个切片之间的位置对应关系。当初哈维制作这一路线图正是寄希望于方便后来的科学家们继续开展相关的研究工作。

研究小组将爱因斯坦的大脑与85位其它人士的大脑进行了对比,结果发现这位伟大物理学家的大脑的确存在一些不同寻常之处。尽管爱因斯坦的大脑尺寸并不突出,然而其大脑某些区域的沟回和褶皱结构的发育的确存在不同寻常之处。举例来说,在其大脑左侧区域负责控制将感觉信息输入面部和舌头运动控制中枢的部分面积要比一般人大得多;而他的前额皮质,即与人的计划,注意力和坚忍特性相关的区域同样要比常人发达。

福柯表示:“在每一个脑叶部分,包括额叶,顶叶和枕叶部分,都观察到了拥有异乎寻常的复杂沟回的区域。”至于在研究中所观察到的和脸部和舌头运动相关区域的异常发达,福柯认为这可能与爱因斯坦广为人知的一种说法有关,据说爱因斯坦在思考过程中似乎“肌肉的运动”要多过“言词的使用”。

尽管这种说法一般被解读为爱因斯坦在思考有关宇宙的理论时站在一种非常客观的立场之上,但是福柯表示:“这也可能和爱因斯坦能够以不同寻常的方式使用其运动皮层有关。”这种能力可能和他所具有的抽象思维能力有关。

阿尔伯特・加拉布达(Albert Galaburda)是美国哈佛大学医学院的神经科学家,他表示:“这篇文章的伟大之处在于它对爱因斯坦大脑的解剖情况进行了全面详尽的描述。”然而加拉布达也指出:“仍有很多重要的问题我们没有答案。”比如,究竟是因为爱因斯坦天生拥有异于常人的大脑,因此才成就了他伟大物理学家的成就,还是因为他钻研物理学而反过来导致了他大脑的某些部分发生异常发育?

对于这个问题,加拉布达的观点是,爱因斯坦的天才可能是他独特的大脑结构和他所生活的环境共同造就的。

他建议研究人员们将爱因斯坦的大脑与其它伟大物理学家的大脑进行横向比较,以便确定爱因斯坦的大脑结构究竟是独有的,还是同样出现在其它伟大物理学家的大脑之中。

福柯同意这样的观点,那就是内在的大脑结构因素和外在的环境因素共同造就了爱因斯坦。他指出爱因斯坦的父母非常重视鼓励爱因斯坦养成独立和富于创造性的性格,不仅仅局限于科学领域,也包括在音乐方面。在这方面,福柯在2009年进行的一项研究曾经发现爱因斯坦大脑中负责和音乐才能相关的部分非常发达。福柯表示:“爱因斯坦造就了他自己的大脑。”他说:“当物理学的新时代渐露曙光时,爱因斯坦在恰当的时间,恰当的地点拥有一个恰当的大脑。”

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