我们的脑子够用吗

◎与剑桥学者共探光怪陆离的脑科学世界

内容通俗幽默，妙趣横生，让脑科学不再高深枯燥。

穿梭古今，眺望未来，知其然知其所以然。

◎出其不意的冷知识拯救你的好奇心

脑为什么像只黏糊糊的大胡桃，而不是榛子？

“*明药”真的存在吗？

动物也会“一孕傻三年”吗？

祖祖辈辈生活在较冷地区的人头和脑都更大更圆吗？

女性既看不懂地图也不会停车吗？男性富含暴力因子又特别扛不住疑难杂症吗？

脸盲症、徘徊症、冬季忧郁、离断综合征、无脑症……这些“病”还有救吗？

前言 处理问题

第1部分 重中之重——我们拥有多少脑子，这重要吗

1 首要问题：为什么人脑如此巨大

2 生而为人：为什么我们需要脑，脑中真正重要的是什么

第2部分 人各不相同——人脑中的正常变异有什么影响

3 人类：尺寸真的重要吗

4 人生巅峰：究竟是在什么时候

5 好日子和坏日子：脑功能是如何变化的

第3部分 超越极限——我们能失去多少脑子

6 如有所失：不再完整时，脑还能正常使用吗

7 遭遇攻击：某些部分持续恶化时，脑会做何反应

第4部分 将来完成时——我们能优化自己的脑吗

8 最优的脑：在我们的时代，人脑能发展到什么地步

9 近在眼前：我们能通过技术手段保护甚至增强脑力吗

第3章 人类：尺寸真的重要吗

平均而言，男性的手臂与脚的尺码都比女性大，同样，男性的平均脑体积与质量也比女性大10%。这一点很有意思，因为平均来讲，脑的尺寸越大，就意味着脑越强健——换句话说，脑的尺寸越大，认知功能越强，罹患阿尔茨海默病一类疾病的风险也越低。在第1章中，我们讨论过进化过程中人类脑部尺寸变化的多种途径，以及人脑变大对人类优良特质的影响。所以……难道我们可以这样说……既然男性头脑大于女性，男性就比女性优秀？

在读者生气之前，必须赶紧表明态度——我们可不是这么想的！然而，必须承认的是，男女之间存在着许多牢不可破而又不易察觉的差异——不仅仅表现在脑的平均尺寸上。事实上，认知功能、人格与行为的许多方面以及大多数脑部疾病都存在性别差异。在这一章中，我们会一一讲述这些问题。

探索脑结构与功能上的性别差异很有意思，能够促使我们进一步了解基因、激素、脑结构与社会影响如何在男性与女性的脑中扮演不同角色——终其一生，它们都在不断地影响着我们。

如果你看过某种特定类型的犯罪剧集，就会知道当人们发现一具尸体时，哪怕那只是一具骷髅，人们通常也可以分辨出性别。这是因为不同性别的人体存在尺寸上的差异，男性的平均身高、体重、颅骨都大于女性；除此之外，还存在许多形状上的差异，男性骨盆形状与女性大不相同。这种骨骼上的性别差异源自进化的需求，通常与男女双方在繁殖、养育后代的过程中承担的不同角色有关。从身体往上看，人类的脑部也同样存在进化而来的显著性别差异吗？回到本书探讨的问题——你需要使用多少脑子——答案是，这一定程度上取决于你的性别。

△ 来亲密接触吧

想象一下，现在你是一位警方的病理学家，收到了一颗非常古怪的人类头颅——它被保存得很好，但是与身体分离了。探长要求你分析出它的主人是男性还是女性，你应该怎么办呢？我想，你应该不会根据它的尺寸大小来判断性别吧。近期的一项研究对15000人进行了数据分析，结果发现男性的脑体积平均比女性大11%。然而，这个结果展现的是平均后的差异，实际上，即使性别相同，人脑的体积也可能差别很大；即使性别不同，人脑的体积也可能趋向一致（世界上存在很多脑偏小的男性和脑偏大的女性）。由于这个人脑没有装在颅骨里，你也无法通过形状上的可见差异得出结论。虽然研究早已告诉我们，就脑上半部分的皱褶部位（也就是我们常说的大脑）而言，男性的尺寸比女性大10%；至于大脑的后下方，颅后窝内的部位（也就是小脑），男性的尺寸则比女性大9%；另外，男性的脑脊液（包围脑并流经脊髓的液体）比女性多12%。但这些整体形状上的差异是可变而微妙的，不足以作为判断这颗头颅隶属于男性还是女性的证据。

于是你只好拿起手术刀，切开它，准备观察组织切片。用显微镜能找出脑组织的性别差异吗？观察脑组织型时，我们期望发现女性的脑灰质比重高于白质（男性的灰质比重比女性高9%，白质则高13%，所以女性的脑灰质比重相对较高）。但问题仍然存在：每个个体的脑各不相同，不同性别之间的平均差异只是变量中的一小部分。如果你只衡量人脑的整体大小，会遇到这样的问题：男性大脑中的某些结构或区域比女性大，而另一些结构或区域则相反。因此，分别对比大脑不同结构的尺寸差异，可能有助于提高性别判断的精确度。对比左右半脑中特定结构或区域的尺寸（也就是脑的偏侧化程度），可以发现大脑某些部位的偏侧化程度存在性别差异，从而能找到更多区分大脑性别的线索。然而，即使用非常精良的显微镜，也很难在一个与躯体分离的、独立保存的大脑里找出很多判断性别的依据。

如果你研究的是一个活生生的人脑，情况会大不一样。通过一系列先进技术，可以在细胞层面上探索人脑运作的性别差异，几乎能涵盖每一个方面。就拿海马做例子吧。这一海马形状的人脑结构处于颞叶深处，分为两个部分，分别位于左右脑半球。海马对于建构长时记忆非常重要，特别是空间导航需要的那部分记忆。如果我们进一步将镜头拉近到能看清单个神经元的地步，就可以观察到树突上的性别差异。所谓树突，是一种在神经元细胞体之间传送电脉冲的树枝状突起结构。观察运作中的海马细胞，可以发现功能特性上的性别差异：女性的海马细胞对一部分神经递质比男性敏感，对另一部分则不然。另外，海马细胞对外部刺激的反应也存在性别方面的细微差异：包括一个细胞发射信号前需要储存多少能量，在长期压力环境下个体细胞受损的概率大小，等等。

这些细胞层面上的差别作为基本构件，最终导致了行为上的性别差异。从研究细胞转向整个生物体（也就是指人类），我们发现行为上的性别差异不全是源自先天因素，也有后天习得的部分。将先天与后天因素拆分开来非常困难，但我们喜欢这种挑战！接下来，一起试试看吧！

△ 数学和其他令人头痛的事物

女性看不懂地图，也不会停车。男性不善于倾听，也拙于谈论自己的感受。关于男性和女性的不同能力，有关脑的性别差异，这些陈词滥调能说出什么有用的东西吗？在几乎所有关于人类的研究中，被试的性别都会被记录下来，所以有大量数据集可以为性别差异是否存在提供证据。

尽管如此，对性别差异及其原因的冷静讨论并不像你想的那么普遍。一方面，能够成为头条、引起注意的研究，往往是发现了戏剧化性别差异的，而不是那些在方法论上更强大、却没有发现性别差异的研究。另一方面，从政治上来讲，关于性别差异原因的讨论是个烫手山芋。2005年，著名的经济学家、哈佛大学校长劳伦斯·萨默斯（Larry Summers）公开评论，在科学和工程界的最高水平人物中，女性十分稀少，部分原因是“在高端才能上有资质差距”。萨默斯教授很快就被迫辞职了。不过，他提出了一个有趣且完全可检验的假设——男性和女性之间的能力是否存在根本性的差异？

萨默斯指出的可能是这样的一个事实，在过去的很长一段时间里，在数学及类似科目的考试中，男生的表现比女生好。事实上，在某些国家（尤其是整体社会性别平等率仍然较低的国家），这一现象仍然存在。然而，在美国，最新、最大型的研究发现，男女生的数学平均成绩不再有显著差异。不过，虽然平均分相同，但在数据分布上仍然存在性别差异：成绩最优和最差的人中男性居多，而处于中间位置的则多为女性，最后导致不同性别的平均成绩几乎一致。这种“男性更大变异假设”（male variability）理论已经存在了一个多世纪，最初是在1894年由亨利·哈维洛克·艾利斯（Henry Havelock Ellis）提出的，他指出男性的天才比女性多，与此同时，男性中学习障碍者也比女性多。

在过去的几十年中，许多研究都探讨了男生的数学成绩是否比女生变异性更大，还有几组研究者尝试了各自独立合成数据。总而言之，他们得出的结论是，男生的数学成绩变异性比女生稍大，但这种差距不足以解释在数学相关领域中，课程和职业选择上的巨大性别差异。

即使男性更大变异假设确凿为真，萨默斯的评论仍然可能让人感到被冒犯，因为这种评价暗示着在数学的最高水平上，男女之间存在着固有的差距。他使用了“资质”而非“成就”一词，似乎在暗示这种差异是由生物学决定，而非社会。正如大多数“先天-后天”辩论一样，二者的相对贡献很难精确地衡量。由于我们无法让新生婴儿做数学测验，所以所有数学技能测验最终都无法只测量个体获取技能的资质，还会包括后天学习的内容、程度，以及学习动机的高低。

砰！宇宙出现了。然后猿人诞生了。猿人不断进化，脑不断长大，之后体型缩小了一点儿，就变成了我们。诚然，关于人类如何诞生这一问题，这不是最科学的简介，显然还有很多别的事情发生。但我们想知道的是：为什么我们的脑长大了这么多？现在的我们真的需要这么多脑子吗？以后呢？

开始进一步探讨之前，我要特别提一下，为什么我们会想到这个问题——人类需要多少脑子？这源自偶然听到的一段对话，发生在两位杰出的精神科医生之间。当时，医生们在讨论一项研究的结果，脑部扫描显示，一部分精神分裂症患者在服用抗精神病药物期间，会出现脑萎缩的症状。他们想知道这种萎缩对于患者的日常生活有什么样的现实意义，而这项研究并未记录相关结果。这引发了一场争论，如果没有进行脑部扫描，个体会发现自己脑萎缩了吗？换句话说，脑萎缩真的重要吗？由此，我们开始思考，脑萎缩仅见于这项研究之中吗？除了这些患者，我们一般人也应该担心自己的脑子会出什么问题吗？

实际上，脑萎缩并不罕见。一个对我们所有人来说都是坏消息的事实是，从35岁左右开始，我们的脑就开始萎缩了。好消息是，我们通常对此毫无察觉。怎么会这样呢？我们想知道，这是否意味着我们其实不需要那么多脑子？

我们人类都有脑。诚然，在“一部分真人秀节目参与者和政治家到底有没有脑子”这个话题上，人们争论不休。但无论如何，我们确实都有脑。这些颤颤巍巍的细胞和连接，高居身体的最顶部，精密而微妙地控制着我们的每一个动作与思想。它是一个极度复杂的器官，比身体中其他任何器官都要复杂，对我们的一切都负有责任。尽管不同种群的人类形态有很大差异，健康、发育完全的脑结构却几乎是一样的。

现代人脑由许多关键部分组成，大致可以分为大脑、小脑和脑干。每一部分都有很多组件（我们试图用一张基本结构图方便你理解，见图1）。大脑是脑中最大的一部分，通常，当我们想到“脑”这个词，最容易想到的就是这一部位，它看起来就像一团宛如皱缩海绵的香肠。小脑比大脑小得多，位于头的后部，大脑的下面。脑干则位于小脑的前面，大脑的下面。然而，毫无疑问，这只是关于脑解剖结构最简单笼统的概述。

将动物界的平均头身比例应用在人类身上，根据人类的身体大小推算出的脑尺寸，远比实际上小许多。有人认为，为了让如此庞大的脑得以存在，人类的婴儿必须比其他物种出生得更早。因此，人类新生儿非常弱小，无法觅食，也无法逃离危险。从生存观点来看，这是种非常不合理的现象。所以，为什么人类要进化出这样的脑？尺寸特别大的脑子给我们带来了什么好处？

脑是我们所知最复杂的系统。在人生下来的第一年，这一硬件设备的体积就增大了2倍，此后，它会对每一项新的生命经验做出反应，不断地在微观层面上重塑与重设自己。一部分生命经验（如教育）会导致脑细胞增多，脑体积变大。而另一部分经验（如饮酒，甚至是正常老化）会导致脑细胞死亡，并且无从替换。平均而言，脑比较大的人，脑功能比较强，寿命也比较长。然而，在人类这一物种内部也存在很大区别：男性的脑比女性大10%左右；为了更好地保存热量，祖祖辈辈生活在较冷地区的人的头和脑都更大更圆。这些“硬件”上的差异带来的影响，也会经过“软件”差异调整：脑功能的峰值不仅仅取决于脑的大小，也关乎使用的效率。

与神乎其神的传言不同，我们其实使用了10%以上的脑，但即使是现代神经科学，也无法准确地测量我们每一次，或终其一生究竟使用了多少脑子。我们已经知道，哪怕是大得惊人的一部分脑组织受到损害或破坏，许多似乎起着核心作用的脑功能（例如语言、思考和情感）也不会消失。这是否意味着，我们如果失去了一些部位的部分脑细胞，自己压根儿也不会发现？

无论是为了对自己和周围的人有更深入的理解，还是对脑的错综复杂与无数秘密惊叹不已，人们对脑和心灵的痴迷永不止步。尽管已有许多作家试图展示思维的内在运作和精神成就的辉煌灿烂，但本书试图挑战你对脑的不同看法。我们不仅关注脑能做的许多奇妙的事情，还要探索，如果缺失了一部分脑，人类是否还能生活得很好。

△ 这本书究竟讲了些什么？为什么值得一读？

本书旨在揭示人脑的能力——在最理想和不理想的条件下，在过去、现在和将来——并考虑它能做些什么。本书展示了一些有趣的假设，精彩的个体经验和专业的学术观点。为了让你阅读得更清晰，我们将整本书分成了4部分，可以概括为：第1部分，我们是谁，我们何以发展至此；第2部分，脑的正常变化；第3部分，如果脑中的事物出现了异常状况会发生什么；第4部分，脑会将我们的一生及超越生命的事物引向何方。我们会反思人类进化史，思考最初为什么会产生这样庞大的脑，是什么将我们与其他物种区分开来。然后，我们将考虑，从生存的基本需要到人类成就的最高层次，工作中的脑需要做些什么。为了做到这一点，我们会探索贯穿整个人类生命的发展证据，浅谈脑损伤、异常发展和退行性疾病的影响。

我们会探讨脑尺寸和结构的正常性别差异，以及在人群中，脑的生物学、智力和其他认知功能之间关系的意义。通过观察脑功能的正常变化，并与那些不具备完整脑功能的人一起评估，我们开始沉思，自己是否真的需要那么多脑子？脑子出现的一点点萎缩，到底有没有什么危害？为了解答这些问题，我们凝视着魔法水晶球，试图看见脑在未来的可能性——我们将拥有最理想的营养、教育和医疗条件，还可能会挖掘出一系列潜能，包括替换或重新设计有缺陷、老化了的脑细胞。

本书不仅包含我们的一面之词。许多脑科学专家分享了与本书主题有关的看法，并且非常友善地同意我们在此展示出来。不要说我们不宠你哦。在这本书中，你将读到许多访谈，分别来自心理学家、精神科医生、神经学家以及从事与神经系统疾病患者相关工作的人士。他们提供了许多与脑有关的迷人见解。

不过，我们也希望你做一点认知练习和相关工作作为准备。当你阅读这本书时，我们希望你不断问自己：我们到底需要多少脑子？我们会提供事实、数据、案例、假设情境、专家意见和科学原理来武装你的思想。我们会带你跨越形形色色的物种和地域，穿越古老的时间迷雾，前往遥远的未来。我们将回应各种各样的问题，例如，脑力训练或成为“超级老人”（SuperAger）是健康老去的关键吗？喝咖啡或晒太阳对我们的认知功能有好处吗？女性真的会“一孕傻三年”（baby brain）吗？电子产品会毁掉我们的脑子吗？当然还有，狨猴是位好侦探吗？