最早大脑研究论文

前言：我想很多人在看前面的4篇文章的时候，已经被我搞晕了。那么多人名，那么多发现，都记糊涂了，而且题文不符，一点也不有趣。嗯，我同意，我道歉，我改正…… 在本章开始之前，我先想带大家回顾一下我之前的四篇文章里出现的人物们。 我们一直都说，心理学是一门科学也是一门哲学。所以心理学的发展一定是建立在哲学与科学两种基础之上的。但回顾一下我们过去的四篇文章，你会发现科学的部分写的非常少。在古希腊还有希波拉底和阿尔克麦翁撑着，然后就沉默了2000多年，到了18世纪，霍布斯才提出了关于“原子的”思想运动的假设，而这一假设，则是建立在天文学和物理学研究基础上的。到了笛卡尔关于松果体和脑脊液的假说也是建立在解剖学基础上的。 而现代心理学之所以被称作“现代”，也就是它使用了“科学的”研究方法来研究心理活动。因此，在心理学“现代化”的过程当中，科学的发展是起到了很大的推动作用的。以前谈哲学多些，也是因为科学，特别是与心理学相关的生物学的发展是比较有限的，所以没有特别多要谈的。进入19世纪以后，神经科学、脑科学、感觉生理学、心理物理学和进化论等学科的出现与发展，推动了心理学的现代化进程。所以心理学史的第四部分就来谈谈这些科学。 从阿尔克迈翁时代，我们就已经知道了，心理活动发生在脑部，那我们今天就先来谈谈脑科学的进展。 说到脑科学，我们不得不从一个伪科学开始谈起——颅相学。 魏延反骨的故事我们都听过了，我记得我小时候家里有本《麻衣看相书》（别问我为什么会有，也别问我为什么要看），也有关于头型的描述。可见所谓颅相学，在中国早在公元二、三世纪就有了，当然现在还是有很多人相信这个。但在欧洲，这个学说是在19世纪才出现的。 颅相学始于弗兰茨.高尔（1758-1828），他是一名德国的内科医生，以精湛的解剖技术和奢靡的生活方式著称。在他小时候，他就注意到，拥有良好记忆力的人，通常有一双大而突出的眼睛（我个人猜测这是是戴眼镜的人的通病，而为什么会戴眼镜，肯定是爱学习，看书多啊，那拥有良好记忆也就不足为奇。眼镜是17世纪之后就慢慢普及了的，如果你想知道的话），所以后来他就开始思考，人的其他特性是不是也会跟头部的特征有关呢？作为一个解剖学家，他充满热情的，系统的开始了这一领域的研究，弃婴堂、精神病院、监狱和停尸房都是他常去的地方。以至于当时去世的人都要在遗嘱里写上一条，特别要求“保护他们的头颅不受高尔博士的研究”。 不断测量之后，高尔形成了一套自己关于颅相学的假说，他将人的27种特性与27个头部位置联系起来，认为如果该特质发育的好，该部分就应该略微凸起，如果发育的不好，该部分就会微微凹陷。 高尔的《人的构造》被他的合作者施普兹海姆广泛宣传，在高尔1828年死后（顺便说一下，高尔认为，头盖骨厚的人，因为脑容量小，所以比较愚笨，嗯。他自己的头盖骨差不多有常人的两倍厚。）施普兹海姆与他的新搭档库姆继续推广，在施普兹海姆去世之后，库姆还坚持不懈的在欧洲和美国建立了45个颅相学的研究协会。据说当时《人的构造》一书成了家庭必备书，售出10万多本。 在当时的美国，颅相学也被福勒兄弟和他们的姐夫威尔斯推向了一个新高度。他们打着“认识自己”的旗号，出版了一本名为《颅相学自我指导》的畅销书。一些美国企业将颅相学检查作为一个雇用条件；竞选公职的政治家要经过颅相学的分析；打算结婚的年轻人去咨询颅相学家，应该跟谁结婚及婚后会遇到什么情况。等等等等。 在19世纪的文学作品中，正面人物通常拥有巨大的头颅，高额头和分的很开的眼睛，而坏人则有尖尖的脑袋，突出的眉毛和小眼睛。在《蓝宝石案》中，福尔摩斯也曾通过一个大号的帽子推论出它的主人有极高的智商。 既然颅相学曾这么受欢迎，那为什么后来还是失去了人们青睐呢？归根到底，颅相学不过是一种经验的组合，根本无法验证也无法证伪。当人们把注意力从验证颅相学的正确性，转移到验证颅相学的矛盾之处的时候，自然就会发现该学说的不合理之处。 最终，法国外科医生 马里-让.弗卢龙 （1794-1867）这个19世纪最重要的脑机能研究者，在1843年发表了《评颅相学》一书，终结了颅相学的狂热。在该书中，弗卢龙通过许多对动物脑的精确实验，发现了许多脑功能区，且与颅相学说有很大差异。 弗卢龙通过对动物脑精确的手术，证明了大脑各个部分的主要功能。 1）大脑的两个半球（四对脑叶）支配所有的自发动作。切除了脑叶的动物，只会表现出反射动作，而失去主动行为。你不将食物放进嘴里就不会主动寻找食物，你不将鸟儿抛向空中，他就不会主动飞翔。基于这些实验，弗卢龙认为脑叶是知觉、记忆、意志力等高级心理活动的基础。 2）小脑的切除带来的是运动神经的损伤，鸟儿飞行能力下降，小狗无法协调四肢行走。 3）脑叶与小脑切除后，动物仍能存活，但延髓——生命中枢——受到破坏时，动物将立刻死亡。因此，延髓是控制呼吸、心脏等自主活动的核心区域。 虽然发现了不同脑区的功能，弗卢龙也强调，脑是一个相互连接的完整器官，不同脑区需要共同作用才能运转。弗卢龙还发现，如果脑受损的区域不大，受到的影响也会较小，而且有时候，还会逐渐恢复一些已经丧失的功能，这可能是脑的某些区域接管了受损区域的功能。这与人类中风患者遇到的情况类似。中风可能导致某些功能的丧失，但随着时间的推移，许多患者会在一定程度上恢复部分功能。 但动物脑的实验结果可以直接运用在人身上吗？一些特殊意外事件肯定了这个答案，比如菲尼亚斯. 盖奇额叶受伤的故事等（顺便插播一句，我在写完心理学史之后，第二个系列准备写有趣的心理学实验，其中会涵盖这个故事，不过估计还要等很久，有兴趣的朋友自己去百度吧）。 1861年，同样也是一位法国外科医生和神经学家皮埃尔-保罗.布洛卡通过对失语病人的解剖发现，人的语言中枢位于左额叶，而且布洛卡认为语言是人类的最高成就，那么左半脑应该是比右半脑更加发达，也就是优势半脑。左右半脑分工不同的观点，至今还在被沿用。应该说，对脑功能的研究，在19世纪取得了巨大的进步。 同样在19世纪还发明了一种脑研究的方法——脑的直接刺激。最精准有效的方法是电刺激。通过电刺激获得最显著成果的两个人是古斯塔夫.费里奇（1839-1927）和爱德华.希齐格（1838-1907）。费里奇是一个富裕的人，他主要是对这项研究提供经济上的支持。希齐格是一名解剖学家，战时曾担任过军医。两人合作了许多实验，成功定位了5种不同的肌肉群的脑区，并在1870年共同发表了一篇《关于脑的电刺激》的论文。 其他各国实验室也很快复制了这个实验（这是科学的一个重要因素，可验证，所以你知道之前有学者因无法重复自己的实验结果，而被迫撤销论文的原因了吧）。其中英国学者戴维.费里尔（1843-1928）运用刺激法和切除法做了一系列经典实验，成功定位了十五种运动技能（详见《脑的机能》一书）。并由于他定位的精准性，他直接将猴脑的定位图直接转换到人脑中，成功的定位了一次脑瘤切除手术。 后来，费里尔还发现，身体的不同部分在脑中的运动反射区，与这部分的功能有关，而不是与面积有关。举例来说，人手虽然面积并不大，但在脑中反射区却非常大，详见下图。（前方高能，小心！） 关于感觉机能，费里尔发现把视觉定位与枕叶皮层，把听觉定位与颞叶，躯体感觉定位于后中枢神经区域。 虽然19世纪，关于脑的研究取得了很大的成绩。但同时也引发了一些问题。尤其是对于人脑的实验，引起了关于伦理道德方面的强烈的社会议论。这迫使外科医生们无法再通过人体实验获得更准确的实验结果。 这里插一句我对这个问题的一些引申的思考。其实我觉得仔细想想这事还挺有意思的。因为其实所谓科学精神倡导的是一种“唯事实论”。但由于人有“自我”意识的存在，所以会认为“我”与“其他人”不同，“人类”与“动物”不同，“生物”与“非生物”不同，而实际上，这种不同是意识层面，而非事实层面的。所以我觉得，科学对于人类来说，可能快要走到头了，因为人类不可能放下“我”的意识存在。 好啦，关于十九世纪脑的研究，我就先先说到这，下周会跟大家分享在十九世纪神经学、感觉生理学、心理物理学和进化论方面的进展。（我不确定一章能写完，这一部分可能会有上中下，捂脸捂脸）

为了理解为什么这么多不缺乏智商，受过良好教育，并且足够努力的人，他们的成就比获得诺贝尔奖的人差得多？经过反复统计，科学界普遍有两种看法：一种解释是，智商或解决问题中显示出的智慧和真正的智慧并非完全线性相关。另一个解释是，天才的大脑与我们普通人的大脑明显不同，也就是说，它们是天生的。

您和我不仅关心这个问题，全世界的科学家也都想知道答案。找到这个答案的直接方法是找到一个超级天才的大脑来研究它。 1955年。一位医生得到了机会。他的名字叫托马斯·哈维。那年，伟大的科学家爱因斯坦去世。他的尸体被停在普林斯顿大学医学院，哈维恰好是负责爱因斯坦的医院医生之一。哈维采取了非常惊人的举动。他利用自己的作品偷走了这个天才的大脑。经过消毒处理后，他做了240切片，并将其保存下来以研究天才的大脑与普通人有什么不同。

当然，这件事不能从联邦调查局隐瞒。他们一直在追捕他们，但联邦调查局只是想秘密保护哈维和爱因斯坦的大脑。爱因斯坦的儿子知道这件事当然很生气，但是在哈维的解释之后，他仍然原谅了哈维，但提出了一项要求，即研究结果必须在世界一流的杂志上发表。从那一刻起，世界一直在等待哈维的研究成果。遗憾的是，哈维一生都在研究，而爱因斯坦的大脑与普通人之间没有任何区别。令我们更失望的是，提出相对论的天才仅重1,230克，远低于普通人的1,400克。尽管他的大脑有更多的苏尔奇，但这还不是判断天才的直接证据。

直到1980年，哈维承受着巨大的压力，担心自己一生中无法完成爱因斯坦大脑研究的艰巨任务，因此他决定让世界各地的科学家参与这项研究。每个人都拿起高火柴火，许多人参加了。人们不仅容易产生结果，而且他们也有不同的意见。 1999年，加利福尼亚大学的科学家发现，爱因斯坦大脑中的神经胶质细胞多于数学。有许多具有物理功能的神经元细胞。然而，医学上的共识是神经元细胞在人类思维中起主要作用，而角质形成细胞仅起辅助作用。因此，这一发现被医学界所鄙视。后来，加拿大科学家发现，埃斯坦的脑洞很大，也就是说，他的颅骨和大脑上部空间更大。尽管在开玩笑时，我们总是说脑孔是敞开的，但每个人都知道，脑孔实际上不一定与智力有关。

爱因斯坦一直被视为科学天才。在他死后，一些研究人员希望通过研究他的大脑来解开他的成功之谜。然而，爱因斯坦大脑研究的一些结果已经被披露，并得出了截然不同的结论。一个结论是爱因斯坦的大脑与普通人有很大的不同，这使他成为一个科学天才。另一个结论是爱因斯坦的大脑和普通人没有什么不同。他在科学上的成就，不是因为他的大脑有别于普通人，而是有很多原因，比如勤奋和后天努力。 为了研究爱因斯坦的大脑，我们必须获得爱因斯坦大脑的样本。根据爱因斯坦的遗嘱，研究员不可能获得爱因斯坦的大脑，因为遗言要求尸体火化，把骨灰散落在秘密的地方。然而，后人并没有按照爱因斯坦的遗言来处理他的身体。 1955年4月18日凌晨1点15分，爱因斯坦在新泽西州普林斯顿大学医院去世，享年76岁。当时，托马斯·哈维是普林斯顿大学病理学主任。他和爱因斯坦只有一次相识，但他成了爱因斯坦的验尸医生。哈维对爱因斯坦的身体和器官逐一进行了检查、称重和描述后，宣布爱因斯坦死于腹腔大动脉破裂。 为了研究这位伟大的科学家，哈维说服了爱因斯坦的遗嘱执行人奥托·内森和爱因斯坦的长子汉斯把爱因斯坦的大脑拿出来做未来的研究。当时，内森和汉斯一致认为，哈维切除爱因斯坦大脑的一个重要条件是，未来对爱因斯坦大脑的研究结果必须发表出来。 哈维根据解剖标准切开爱因斯坦的大脑，然后测量了它。除了给大脑拍照外，哈维还请了一位画家画素描。哈维随后将爱因斯坦的部分大脑切片成240片，每一片都有其在大脑中位置的详细记录和标签。 爱因斯坦的大脑被储存在10个罐子里进行组织学切片和两个大玻璃瓶，所有这些都是用甲醛保存的。因为把爱因斯坦的大脑私藏起来，哈维丢掉了工作，但由于哈维的监护和对一些科学家的捐赠，爱因斯坦的大脑得到了研究和保存。 爱因斯坦的大脑有两个部分。哈维把大脑切片的一部分交给了他信任的一些研究人员，另一部分被保存下来。例如，哈维在制作切片时借用了费城病理学家威廉·埃里克的实验室。为了表示感谢，哈维向对方赠送了46张脑片。埃里克在1967年去世时，他的妻子把它们送给了当地另一位医生艾伦·斯坦伯格。斯坦伯格随后将这些切片转交给费城儿童医院的高级神经病学家露西·亚当斯。亚当斯在2013年初向费城的医学博物馆MUT博物馆捐赠了46片爱因斯坦的大脑切片。博物馆于2013年4月开始展出爱因斯坦的大脑切片，其中一片可以在显微镜下观察。 研究人员得到了多少片爱因斯坦的大脑切片，目前还没有确切的数字。据说，他后来制作了多达2000片爱因斯坦大脑其他部分的切片，并分发给世界各地至少18名研究人员。因此，一系列的研究成果相继发表。 目前，爱因斯坦脑研究的成果已经发表很多。 在已发表的研究结果中，大多数都表明爱因斯坦的大脑与普通人不同，这些差异表现在很多方面。 根据哈维的解剖记录，爱因斯坦的大脑重1230克，低于成年男性的平均值（1400克），并不突出。因此，从脑容量的角度来看，爱因斯坦确实与普通人不同，但这种差别并不是人们所期望的特别突出，应该比普通人更大。 从那时起，第一份正式的学术报告发表于1985年，它解释了爱因斯坦的大脑与普通人的不同之处。加州大学伯克利分校的玛丽安·戴蒙德（Marian diamond）和其他人分别研究了爱因斯坦大脑皮层的四个部分，分别代表左、右前额叶和下顶叶，并将它们与其他11个人的大脑皮层进行了比较。结果显示，爱因斯坦左顶叶的神经元（神经元）与胶质细胞的比例低于正常人。胶质细胞是神经元的支持细胞、营养细胞和保护细胞。先前的研究表明，从老鼠到人类，哺乳动物神经元与胶质细胞的比例逐渐降低。这表明神经元的功能越复杂，就越需要胶质细胞的支持。 神经元与神经胶质细胞的比例很小，这也意味着神经胶质细胞增多，反之亦然。也就是说，爱因斯坦大脑左顶叶的神经元与胶质细胞的比例比普通人要小，这说明爱因斯坦大脑这一部分的胶质细胞数量比普通人多，所以他比普通人更聪明。 此外，神经解剖学还表明，顶叶下皮质是听觉、视觉和触觉信息的聚集地。下顶叶损伤后，患者无法进行复杂的思维，阅读、书写和计算能力也会受损。爱因斯坦大脑左顶叶神经元与胶质细胞的比例与正常人不同，这也反映出爱因斯坦顶叶下叶皮质的功能可能比普通人好。 美国阿拉巴马大学伯明顿分校神经学助理教授安德森1996年6月在《神经科学杂志》上发表题为《爱因斯坦大脑皮层厚度和前额叶皮质密度的变化》的文章。通过比较实验组和对照组的大脑皮层，他们发现大脑皮层的数量比对照组要薄。这表明爱因斯坦大脑皮层的神经元密度很高。 安德森推断爱因斯坦大脑皮层的神经元具有更好的信息传输效率，这可以解释爱因斯坦为什么有非凡的才能。 早在1999年6月，加拿大麦克马斯特大学的桑德拉·维特森等人在《柳叶刀》上发表了他们的研究成果。他们将爱因斯坦的大脑与99名去世的老年男女的大脑进行了比较。他们发现爱因斯坦左右半球的顶叶下区域比普通人厚1厘米，也就是说，比普通人多15%。因为爱因斯坦大脑的左顶叶比普通人大，其大小和形状与右顶叶相似，所以爱因斯坦大脑顶叶比普通人对称。顶叶负责视觉空间认知、数学能力和运动想象，这可能是爱因斯坦非凡的逻辑思维和空间认知能力的主要原因。这也说明爱因斯坦的左脑不同于普通人，而不是他的右脑。 此外，维特森等人。还发现爱因斯坦大脑的另一个特点是表层的许多部分没有凹槽（子宫间沟），这就像大脑中的路障，使得神经细胞很难相互交流。如果大脑中没有这样的障碍，神经元可以自由连接，使大脑的思维更加活跃。 根据福克等人在《大脑》杂志上发表的一篇研究论文，爱因斯坦的大脑确实不同于普通人。他们分析了14张之前未发表的爱因斯坦整个大脑的照片，并将它们与其他85人的大脑进行了比较。结果发现，虽然爱因斯坦的大脑只有1230克重，但他大脑的几个区域却有额外的沟和褶皱，这在其他人的大脑中很少见到。例如，爱因斯坦的大脑左侧有额外的凹槽和褶皱，这使得他的脸和舌头比平时更大。此外，爱因斯坦的前额叶皮质也有很大的延伸，这一区域是大脑的指挥和控制中心。在这里进行决策和自我控制等更高层次的思考。因此，这可以解释为什么爱因斯坦有更多的思考和新颖的想法。 胼胝体是连接大脑左右半球的神经纤维。来自中国上海华东师范大学物理系的研究人员和美国佛罗里达州立大学人类学系的研究人员利用核磁共振成像对爱因斯坦和两个对照组（一组15名中老年男性，另一组52名）的胼胝体进行了研究 健康 的年轻人）在爱因斯坦同时代的人（1905年）去世后，这组人的大脑都被保存了下来，这一年也是26岁的爱因斯坦发表相对论的年代。 研究人员比较了爱因斯坦和对照组大脑不同位置胼胝体的厚度。结果显示，爱因斯坦大脑的胼胝体比正常人厚。研究人员认为，由于胼胝体神经纤维较多，它们连接大脑的重要区域，比如负责复杂思维和决策的前额叶皮层，结合其他研究证据，比如一些物理学家的大脑比普通人的大脑大，而皱纹更为复杂，这表明爱因斯坦大脑的这些特征是他非凡才华基础的基础。 尽管上述研究表明爱因斯坦的大脑与普通人不同，但一些研究认为爱因斯坦的大脑与普通人没有区别。 纽约佩斯大学的心理学家特伦斯·海因斯在《大脑与认知》杂志上发表文章说，爱因斯坦的大脑在细胞和结构上与普通人没有什么不同。海因斯主要质疑此前一些关于爱因斯坦大脑的研究结果，以表明爱因斯坦的大脑与普通人没有什么不同。 首先，海因茨认为之前的研究并不严谨。例如，海因茨说，1985年在人类大脑中发现的钻石细胞数量明显高于普通人。因为戴蒙德分析了4个大脑区域的7个变量，相当于28组分析，只有一组p值小于0.05，这并不能解释问题。因为p值是检验结果可信度的下降指标，如果p值大于0.05，则无统计学意义，即结论不可靠；否则，p值小于0.05，结论更可靠；p值小于0.01，则非常可靠。然而，对爱因斯坦大脑中神经细胞的分类显示，28组中只有一组p值小于0.05，说明爱因斯坦大脑中胶质细胞的含量并不比普通人多。 其次，海因斯认为，以往的研究和分析在逻辑上也存在问题。爱因斯坦的大脑不同于普通人的所有结论都是通过研究爱因斯坦的大脑切片得出的，这本身并不十分科学，因为几片大脑切片无法替代大脑的所有组织和细胞，也无法揭示这些细胞是如何思考和操作多种功能的大脑作为一个整体对整个大脑的一小片或几片进行分析，可以揭示出大脑的特殊认知能力，无异于痴人说梦。 第三，人们过去常常根据爱因斯坦的自我评价来分析他的大脑。例如，爱因斯坦曾写道，他认为自己可以很好地控制自己的大脑，精力充沛。但海因茨认为，这些评论在真正的神经科学中毫无价值，不可能准确地研究爱因斯坦的大脑，根据他说的几句话得出可靠的结论。 耶鲁大学医学院的神经科学家齐默尔曼同意海因斯的观点。齐默尔曼曾经是哈维的老师。因此，哈维也给了齐默尔曼一些爱因斯坦大脑的部分。在爱因斯坦还活着之前，齐默尔曼首先和爱因斯坦约好了将来研究他的大脑。当时，爱因斯坦同意了，但有一个条件：研究结果不应发表。齐默尔曼还仔细观察了爱因斯坦的大脑，认为他的大脑非常正常。爱因斯坦的大脑和普通人的不同之处在于，他的大脑比同龄的人更 健康 ，退化的迹象更少。 至于我们是否可以通过研究大脑得出爱因斯坦比普通人更聪明的结论，齐默尔曼的观点与海因斯一致。他举例说，有人赢得了长跑冠军，但他死后，解剖他的腿，你就以为能发现成为长跑冠军的秘诀吗？ 美国罗伯特·伍德·约翰逊医学院的神经学家雷波尔提出了一个更好的观点：人们对爱因斯坦大脑的迷恋揭示了人们对大脑的假设和对天才的崇拜。 更重要的是，即使爱因斯坦的大脑与普通人不同，哈佛医学院的神经科学家加内巴德认为，他无法回答另一个问题：是非凡的大脑让爱因斯坦成为伟大的物理学家，还是他对高级物理的学习改变了他的大脑？

肯定就是没有结论呢，就是一个正常人的大脑一样的，只不过他的大脑利用率更高

说起爱因斯坦，大家对他的评价都是天才、优秀科学家。然而正是因为异于常人的表现，让这位天才，在死后还不能安息，被人以科学的名义“窃取”大脑，拿来做研究。1955年4月18号，爱因斯坦死于大动脉爆裂，负责尸检的是一位病理学家Harvey哈维，在没有经过家属同意的情况下，他把爱因斯坦的大脑和眼球偷偷取出来了，理由是像爱因斯坦这样聪明的人不拿来做研究的话，就太可惜了。

这一消息很快被纽约时报报道，爱因斯坦的家人和粉丝知道后非常生气。引起了众怒的哈维不仅丢了工作，还跟妻子离了婚。最后，他带着大脑独自离去，离去前信誓旦旦的表示会公布研究结果。结果，40多年过去了，杳无音讯。

后来被记者找到时发现，他生活窘迫，对大脑的研究也一直没有进展。而爱因斯坦的大脑被切成了240小片，被包埋在火棉胶里，又浸泡在福尔马林中保存起来。截至到今天，关于爱因斯坦大脑研究的论文报道都是寥寥无几，有发现说，虽然爱因斯坦的大脑IQ高于常人，但他大脑的尺寸比其他成年男性的大脑的要小一点。

另一项发现是，他的大脑上负责数学和空间推理的顶叶比常人要大15%。但这些发现都不能解释，爱因斯坦为何是一位天才。随着时间的流逝，哈维取脑事件渐渐淡出了人们的视线。哈维也将剩余的大脑切片捐给了普林斯顿医院。至于爱因斯坦的眼球，曾经有传言说一位明星愿意出5百万美元（约合人民币3200万元）收购，哈维却否认有这件事。  事实的真相到底是怎样的，估计只有当事人知道了。