爱因斯坦的大脑特别在哪里？

Albert Einstein图源：维基百科

导读：

爱因斯坦的大脑很有特点，但不能轻率地把这些特点和天才思维对应起来。

1955年4月18日凌晨一点稍多，爱因斯坦在普林斯顿医院病逝。他的遗体在当天下午火化，骨灰撒到了一个秘密的地方。这么做是遵从爱因斯坦遗愿，他想死后能获得清净，不被普罗大众膜拜。

然而，这些骨灰中不包括爱因斯坦的眼睛和大脑。它们被一位医生以研究的名义保留了下来。

SAIXIANSHENG

爱因斯坦大脑：从隐入尘烟到重见天日

1955年4月18日上午，爱因斯坦的遗体接受尸检，病理学家托马斯·哈维医生主持。哈维已经做过数百次尸检，这次面对爱因斯坦的尸体，敬畏感油然而生。他划开爱因斯坦的皮肤，开始了工作。

突然，他冒出个想法，留下爱因斯坦的大脑。

哈维快速地用刀剃掉爱因斯坦的头皮，头盖骨显露出来了。接着，他用电锯切开爱因斯坦的头盖骨，剥离粘稠的脑膜，剪断连接的血管和神经束以及脊髓，取出爱因斯坦的大脑。

托马斯·斯托尔茨·哈维（Thomas Stoltz Harvey，1912年10月10日—2007年4月5日），美国病理学家，他未经许可取走了爱因斯坦的大脑。图源：wikicommons

当天上午，哈维对记者讲了自己保留爱因斯坦大脑的决定和做法。爱因斯坦的长子汉斯从报纸上知道了此事，极为震惊。哈维在电话中告诉汉斯，自己保留这颗大脑只为学术研究，这是研究天才大脑的史无前例、千载难逢的机会，研究结果只会发表在学术期刊上，不会见诸大众媒体，不会打扰爱因斯坦在另一个世界的清净。最终，哈维获得了汉斯的许可。

哈维把爱因斯坦的大脑浸泡于福尔马林溶液。数天后，大脑变硬，可以取出来处理。哈维把爱因斯坦的大脑切成240个小块，每块都拍了黑白照片。他还向神经学家求助，对爱因斯坦的大脑着色、制作神经组织切片，最后制作了2400份组织切片。

但是，哈维并非研究大脑的专家。他向多位神经学家发送了一些大脑切片，结果这些神经学家们没有发现爱因斯坦的大脑有什么特别之处，也就没人发表观察结果，因为科学界有一种“陋习”，只发表不同寻常的发现。

而且，只有寥寥数人向哈维归还了切片——有人把切片弄丢了，有人据为己有，有人捐给了博物馆。

神经学家们渐渐地对爱因斯坦的大脑失去了兴趣。同时，哈维的生活也变得颇为不顺，他因为拒绝交出珍贵的标本而失业，也因为保留大脑标本花费大量时间和精力与妻子关系恶化而离婚……他带着爱因斯坦的大脑切片，不断换工作和搬家，最后还失去了行医执照，生活轨迹犹如爱因斯坦曾研究过的布朗运动。

爱因斯坦的大脑逐渐淡出了世人的视线。

1976年，《哈泼斯》（Harper's）杂志的编辑Michael Aron在写一篇关于大脑的文章时，他了解到爱因斯坦的大脑被哈维保留了下来。爱因斯坦的大脑后来怎么样了？

Aron发现，二十余年里，爱因斯坦的大脑再没被报道过。Aron打算写一篇爱因斯坦大脑的报道。但他之后不断换工作，没办法推进这个选题。

1978年，Aron任《新泽西月刊》（New Jersey Monthly）编辑，这是爱因斯坦后半生生活的小城普林斯顿出版的刊物。Aron知道，这里是推进萦绕他心头两年的选题的最佳所在。他把这项任务交给了记者Steven Levy。

Levy开始寻访爱因斯坦的大脑，寻找哈维医生。哈维已经隐入人海二十多年，在那个没有社交网站，甚至没有互联网的时代，找到他真不是易事。

Levy尝试了各种线索，终于找到了哈维医生，并说服哈维医生接受了采访。哈维扒开一堆旧报纸，拉出一个纸箱子，从中取出一个罐头瓶，展示给Levy看，里面装的就是爱因斯坦的大脑。Levy看到瓶子的液体里漂浮着一团海螺形状的皱巴巴的东西，上面有一层细纹，质地像海绵，是爱因斯坦的大脑皮层。还有一个袋子，里面是一团粉白色的细丝，看着像用过的牙线，是爱因斯坦的一组主动脉血管。哈维从纸箱子又取出一个玻璃饼干罐，拧开盖子，里面装着像糨糊一样的东西，里面飘着分层的立方体。这是爱因斯坦大脑的切片。

Levy问哈维，关于爱因斯坦大脑的研究什么时候能发表。哈维说，差不多一年吧。

Levy完成了一篇重磅报道，发表在1978年8月的《新泽西月刊》刊上。

《新泽西月刊》1978年的报道使爱因斯坦大脑重回大众视线。

《新泽西月刊》的这篇文章引起了科学界的注意。科学记者尼古拉斯·韦德（Nicholas Michael Landon Wade，1942年5月17日—）在Science上对Levy的发现进行了报道(Science，1978，201，696)。1981年，韦德再次在Science发表文章（Science，1981，213，521），就爱因斯坦大脑发表了一篇简短的评论，喊话哈维，又过去三年了，爱因斯坦大脑的论文何时发表。

玛丽安·克利夫斯·戴蒙德 （Marian Cleeves Diamond，1926年11月11日—2017年7月25日），神经解剖学家，她带领的团队最早发现了神经可塑性的证据。

这篇评论文章引起了加州大学伯克利分校的神经解剖学家玛丽安·戴蒙德的注意。她向哈维索求到了4块方糖大小的爱因斯坦大脑的样品。

SAIXIANSHENG

爱因斯坦的大脑异于常人吗？

戴蒙德于1985年发表论文“关于科学家的大脑：阿尔伯特·爱因斯坦“（Exp. Neurol. 1985, 88, 198-204），这是30年来关于爱因斯坦大脑的第一篇同行评议的学术论文。哈维也是作者之一，算对他一直没有论文发表的指责有所交待了。

戴蒙德发现，爱因斯坦大脑中有些脑区胶质细胞明显高于普通人，说明爱因斯坦惯于使用这部分脑区来思考。研究受到媒体热捧：爱因斯坦如此聪明，因为他的大脑中胶质细胞更多。显然，这样的表述与戴蒙德的意思不同。

戴蒙德的论文遭到了学术界广泛的质疑。戴蒙德的论文最大缺点是数据量太少，她说：“如果我有11个爱因斯坦的大脑，那么我们的发现将更有说服力，但至少这项研究是前无古人的第一步。”

1995年，阿拉巴马大学伯明翰分校的Britt Anderson从哈维处获得了部分爱因斯坦大脑样品，研究后发现（Neuroscience Letters，1996，210，161），爱因斯坦大脑的神经元密度大于普通人，即神经元之间距离小，传递信号用的时间就少，这就是爱因斯坦脑子转得快的解剖学基础。这一结论也没有得到广泛认可。

不过，戴蒙德和安德森的工作激励了哈维，他开始物色能够进一步解开爱因斯坦大脑之谜的神经科学家，这样的人不仅要学术功底深厚，还要有充足的控制组大脑。

哈维找到了桑德拉·弗里德曼·维特尔森 (Sandra Freedman Witelson) ，加拿大麦克马斯特大学的神经学教授，她拥有世界上最大的认知正常的大脑库，91个大脑，其中35男，65女。

维特尔森同意了哈维的合作请求，开始展开研究。1999年，他们在顶尖医学期刊《柳叶刀》上发表了发现（The Lancet，1999，353，2149）。根据哈维提供的5张照片，维特尔森发现，与对照组相比，爱因斯坦大脑的大体解剖结构在正常范围内，顶叶除外。

研究显示，爱因斯坦大脑的顶叶比对照组平均大15%，且顶叶之上缺乏通常存在的顶叶岛盖。维特尔森提出，爱因斯坦的顶叶发育过早扩张，，导致顶叶岛盖没能正常发育形成。

维特尔森认为，顶叶这种特殊的解剖结构是爱因斯坦天才的物质基础，因为顶叶与数学以及空间想象力密切有关，且爱因斯坦倚重图形而非语言来思考问题。

顶叶岛盖为覆盖于顶叶之上的皮层组织，顶叶为大脑中处理各类感觉讯息（包括痛觉、触觉等）的中枢，同时也和语言、记忆等功能有关。图源：wikicommons

对照组（1，2，3）与爱因斯坦大脑（4，5，6）的比较，发现爱因斯坦的大脑更对称，没有顶叶岛盖，顶叶面积更大。图源：The Lancet，1999，353，2149

维特尔森的研究被大众媒体广泛报道，她也因此声名鹊起，但学术界对她的结论多持保留态度，尤其是她的主要依据仅仅是5张照片。

2008年，古人类神经学家迪恩·福克（Dean Falk）重新分析了维特尔森论文中的5张照片，看到了韦特尔森没有注意的一个现象，爱因斯坦大脑皮层上有个“Ω”形状的疙瘩。（Front. Evol. Neurosci.，2009年5月刊）

这个“Ω”形状的疙瘩会是理论物理学家的解剖学标志吗？

不确定。也许招募一群理论物理学家，用核磁共振仪扫描他们的大脑，然后可能会得到答案。

但神经科学早已确认，这个结构是音乐家的解剖学标志，而爱因斯坦正是一位技艺精湛的业余小提琴家。

福克否定了爱因斯坦大脑没有顶叶岛盖的结论，但顶叶与其他区域分界线不清晰，顶叶比平常人更大。福克认为这或许可以解释爱因斯坦幼年语言发育迟缓的状况和善于运用图像思维的能力。

K处为福克发现的爱因斯坦大脑皮层“ Ω ”形状的突起物。图源：Front. Evol. Neurosci.

2007年，哈维去世。2010年，哈维的后人将爱因斯坦大脑样品和照片移交给美国国立卫生与医学博物馆（National Museum of Health and Medicine，NMHM），福克提前得知消息，赶到这座博物馆，在公开展览之前，获准进行研究。

2013年，福克和合作者发表了他的新研究（Brain, 2013，136，1304），以24页的篇幅、翔实的数据和图像，表明这颗想出E=mc2的大脑和那些与这个公式苦苦斗争的大脑非常不一样。

新研究再次确认“Ω”形状的疙瘩的存在，还发现爱因斯坦大脑的每个叶（额叶、顶叶、颞叶和枕叶）的皮层都有不寻常的脑沟和脑回，具体细节这里不一一说明了。

值得说明的是，作者们强调，只能说爱因斯坦的大脑确实奇特，但不能认为这种奇特造就了他的天才。将思维与大脑结构对应起来是神经科学一项艰巨（如果不是不可能的话）的任务。

福克与华东师范大学的门卫伟博士对爱因斯坦大脑照片作了更进一步分析（Brain， 2014，137，e268）。门卫伟专门开发了一个分析大脑胼胝体厚度的数据处理软件，发现爱因斯坦大脑的胼胝体比正常人大脑的胼胝体更大更厚。胼胝体是大脑中连接左右大脑半球最大的横向神经纤维束，左右大脑半球间联系越密切则通过胼胝体的神经纤维束也越多。门卫伟博士分析认为，连接爱因斯坦左右大脑半球的前额叶和眶额皮层间的神经联系更强，而这些脑区主要涉及计划、推理、决策、执行功能等高级认识活动。（参考华东师大官网报道：https://www.ecnu.edu.cn/info/1095/8378.htm）

福克与合作者在Brain杂志上发表了这一篇论文后，Brain期刊的编辑回复说：后续研究不要再往本期刊投稿了，本刊刊名是《脑》，不是《爱因斯坦的脑》。

爱因斯坦大脑目前为之最后一项重要研究来自门卫伟博士，目前就职于北京大学。图源：北大官网

SAIXIANSHENG

爱因斯坦大脑的研究说明了什么？

以上我们按时间顺序列举了关于爱因斯坦大脑的几个重要研究，我们看到，爱因斯坦确实有一个异于常人的大脑。是不是说明天才之所以是天才是因为大脑不一样？

现在还不能这么说。这些研究中，控制组中的大脑样本越来越多，比如门卫伟博士的研究中，控制组有240颗大脑。但是天才的样本太少。

以上研究只能说明，我们非常精确地给出了爱因斯坦神经组织学和神经解剖学的描述，爱因斯坦的大脑很有特点，但不能轻率地把这些特点和天才思维对应起来。

现在也不能说爱因斯坦的大脑已经被透彻研究了，一些与认知功能联系密切的脑区，如小脑、丘脑、白质等，还没有被研究。

找到天才的神经结构基础当然是一个非常吸引人的问题，但这个问题容易带给人一个逻辑陷阱：你会把神经结构上的任何异常都归结伟天才的神经结构基础，但其实，即使对一个智力平常的人的大脑做足够细致的研究，也一定会找到一些特殊之处。

或许，科学家们会继续收集更多天才的大脑，将来也许真地找到天才之脑的特征，通过医学影像就能判断一个人聪明与否。

这会是好事吗？父母会根据孩子的大脑结构来“科学”地安排孩子的人生吗？会不会根据孩子的大脑没有“Ω”结构，就不让孩子学物理或音乐？

还好，现在不必操心这个伦理难题。

尽管我们还没找到天才的神经结构基础，但从爱因斯坦大脑与普通人大脑有非常明显的差别来看，这可以说明天才是有神经结构基础的。爱因斯坦终生沉浸在思考中，直到生命最后一天还留下了12页的数学推导，没有辜负自己的天才大脑。

我现在知道我没有生就天才的大脑，但我不觉得遗憾，虽不会如爱因斯坦一样天才，但我想努力工作，充分发挥自己平凡大脑的潜力。

参考资料：[1]本文第一部分参考：https://www.wired.com/2015/04/yes-i-found-einsteins-brain/ [2]本文第二部分主要参考自下面这本书:Finding Einstein's Brain, Frederick E. Lepore, Rutgers University Press

来源：赛先生

编辑：千里雁啼

转载内容仅代表作者观点

不代表中科院物理所立场

如需转载请联系原公众号