小小神經科學：愛因斯坦的腦

艾柏特?愛因斯坦的腦袋怎麼了？


這個人
在西元一九五五年四月十八日，一個偉大的數學家兼物理學家過世了。他享年七十六歲。愛因斯坦於當時要求將他的遺體火葬，唯獨他的腦被保存以供研究之用。普林斯頓醫院的病理學家─湯瑪斯?哈維博士(Dr. Thomas S. Harvey)將愛因斯坦的腦分離了。在這之後的幾年，這個腦發生了什麼事情，有一點神秘。

研究
再一九七零年中期，紐澤西月刊報導史提芬?利維(Steven Levy)興奮地跳上車並開始找尋愛因斯坦的腦。利維先生於西元一九七八年開始出版他的故事，而且有一部分 在網路上可以找到 。利維先生發現愛因斯坦的腦仍然在哈維博士那兒，而他現在在堪薩斯州的維吉他。愛因斯坦的腦放在標有(肋骨蘋果汁)"Costa Cider"硬紙箱的兩個石罐中。除了小腦與一部分的大腦皮層外，大部分的腦都已經被切片了。

研究報告
在仔細觀察愛因斯坦的腦部後，已有三篇已出版的科學研究報告。其中一篇的標題： 「一個科學家的腦：艾伯特?愛因斯坦」在一九八五年於實驗神經科學期刊Experimental Neurology (vol. 88, pages 198-204, 1985) 上被發表，作者是黛安蒙(Marian C. Diamond)，史凱貝(Arnold B. Scheibel)，莫非(Greer M. Murphy) 與…湯瑪斯?哈維(Thomas Harvey)
這些科學家計算愛因斯坦腦部的四個區域中，神經細胞與神經膠細胞的數目，這四個區域是左右半球的大腦皮層的第九區與第三十九區。第九區位在前額骨中(前額葉腦皮質)，此區被認定對於制定計畫的能力、注意力與記憶力非常重要。 第三十九區則位在顱頂骨(parietal lobe)內，是聯結皮質區(association cortex)的一部分。第三十九區被認為與語言及其他數個複雜的功能，有非常密切的關係。去比較平均年齡六十四歲的十一個已死亡的人的腦部，與愛因斯坦的腦部中，神經細胞與神經膠細胞的比例。
大腦皮層第九區與第三十九區大致的位置


結果
在 愛因斯坦的腦中四個區域，神經細胞與神經膠細胞的比值，會比由十一個正常的腦所測量出來的要小。然而，當使用統計方法仔細地檢驗這些數值，只有一個區域的 差異顯示具有統計上的意義，此區域即為左邊的第三十九區。與正常的腦比較起來，愛因斯坦的腦在此左側的第三十九區，在相同的神經膠細胞的條件之下，其具有 較少的神經細胞。換句話說，愛因斯坦的腦中對平均神經細胞而言有較多的神經膠細胞。

結論
作者下了一個結論，愛因斯坦腦中對每一神經細胞而言具有較多的神經膠細胞數目，由此指出愛因斯坦腦中的神經細胞 “新陳代謝需求”上的增加，亦即他們需要並使用更多的能量。如此一來，或許愛因斯坦具有較好的思考能力與觀念技巧。

問題
科學家被訓練去仔細閱讀已出版的論文，並對實驗的方法、結果與結論提出評估。指出愛因斯坦的天賦與腦中的某個特定區域相關，雖然使用此結果是施詭計的，但是做這樣的陳述或許太早了。
那些跟愛因斯坦作比較的所謂的「正常的」腦， 可能不是最好的對照組。這些腦平均而言比愛因斯坦的腦年輕了十二歲之多。事實上，這一群組中最年輕的腦只有四十七歲。極有可能的是，愛因斯坦腦中的神經細 胞比上神經膠細胞的比值，在他的年齡而言是相當正常的，而此組較年輕的對照組無法顯示這些改變。而且，在此篇論文中並沒有對這一比較群組作背景的陳述。他 們的智力如何，以及他們的死亡原因？這些因素會對所發現的腦部差異產生影響嗎？
這個實驗的實驗組只有一個題材 ─ 愛因斯坦！需要再作進一步的研究，去看其他跟愛因斯坦一樣具有觀念與數學技巧的人們，是否也具有相同的解剖學上的差異。
每 一個腦的四個區域中只有非常小的部分被研究。在這篇論文中說明「愛因斯坦跟對照組，每一塊組織都切了四到六片？」然而，在染色後，每一塊組織都只有一片被 分析！而且論文中沒有指示指出這些單一的薄片，是從不同的腦的第三十九區與第九區中相似的地帶取出的。現在也還不了解每一個切片中有多少被記量。再者，只 有神經細胞比上神經膠細胞的比值被刊登出來。在此論文中，並沒有顯示所有被記量的細胞總數。這對此實驗依據何種想法、如何得到此結論非常重要。
第九區與第三十九區可對腦部其他區域進行連結。分配一個特定的行為或人格到腦部的某一單一區域，似乎太簡化了。有一部分的腦，光靠他們自己本身並無法產生作用。另外，複雜的行為是由許多區域共同作用的結果。

第二篇論文
第二篇論文 (Neuroscience Letters, 1996) 描述愛因斯坦的腦，出版於一九九六年。愛因斯坦的腦重達1,230克，較平均的成年男性的腦輕(約1,400克)。作者也報告愛因斯坦的大腦皮層(第九 區)的厚度，比對照組的五個腦的大腦皮層薄。然而，愛因斯坦的腦中，神經細胞密度較高。換句話說，愛因斯坦的大腦皮層可裝入更多的神經細胞。
第三篇論文與未來
關於愛因斯坦的腦最新的研究，在西元一九九九年的大不列顛醫學期刊 (British medical journal The Lancet  vol. 353, pages 2149-2153) 中刊出。在此篇論文中，將愛因斯坦的腦與三十五位平均年齡五十七歲男子的腦，進行腦部表面特色的比較。
與這三十五位男子的腦部不同的， 愛因斯坦腦部的左與右顱(parietal lobes)各有一個不平常的溝槽(sulci)紋路。此一特殊的區域，被認為對數學能力與空間推理非常重要。愛因斯坦的腦有一個較短的側面溝(lateral sulcus)，即有一部分消失。他的腦也較其他人的腦寬了百分之十五。研究者認為這些獨一無二的腦部特徵，使得神經細胞之間有較好的連結，這對數學與空間推理是非常重要的。
雖然這些結果很有趣，但是我們必須要記得，這個實驗的實驗組只有一個腦，那就是 ─ 艾柏特?愛因斯坦的腦。仍然有必要去看看其他數學天才，也顯示這樣的腦部特徵。再者，此一研究並沒有在顯微層次，對腦進行探討。換句話說，這個實驗並沒有提到任何關於這些神經細胞如何連結，當然就不能說這些差異對神經細胞在功能上的影響。
對於這些差異的重要性現在還不清楚。關於腦如何建構人格、建立智力與創造力，現在仍然還有許多疑問。使用現代的腦部造影技術 (MRI/PET)做進一步的研究，可在活著的天才們身上看到腦的解剖學與功能，或許可讓我們了解是什麼造就了這些巨人。

你知道嗎?

列寧(Vladimir Ilyich Lenin)的腦也被可學家研究中。列寧是西元一九一七年時蘇俄革命運動的領導者，其死於西元一九二四年。他的腦從他的身上分出，並且被安置在莫斯科的陵墓。蘇聯政府委任著名的德國神經科學家奧斯卡?沃格( Oskar Vogt)，其生於西元一八七零年死於西元一九五九年，對列寧的腦進行研究。沃格花了兩年半的時間準備與研究列寧的腦。他終於在西元一九二九年針對列寧的腦發表了論文，其中沃格報告在列寧的大腦皮層第三層中某些神經細胞(角錐形神經元)數目多且型態較大。
以下，可以看到更多有關列寧的腦的相關資料:
列寧的腦部的研究
Bentivoglia, M. 皮層結構與心理技能: 奧斯卡?沃格與列寧之腦的遺贈 ，Brain Research Bulletin, 47:291-296, 1998.
你知道嗎?

愛因斯坦的腦子現在在哪裡呢？
艾柏特?愛因斯坦於西元一九五五年四月十八日凌晨一點十五分，逝世於新紐澤西的普林斯頓醫院。當天稍晚，普林斯頓醫院的病理學家湯瑪斯?哈維博士(Dr. Thomas S. Harvey)完成屍體解剖，分離出愛因斯坦的腦。哈維博士將腦切成兩百四十塊。他非常保護這個腦，並且將罐子存放在自己家中。幾年後，哈維博士將幾片腦切片給了不同的研究員，其中包括黛安蒙博士(Dr. Marian Diamond, UC Berkeley)，安德生博士(Dr. Britt Anderson ,University of Alabama)與華特生博士(Dr. Sandra Witelson ,McMaster University, Hamilton, Ontario)。哈維博士在國內四處搬家，但他一定會將這個腦帶在身邊。 最後，哈維搬到新紐澤西。在西元一九九六年時，哈維博士將剩下的愛因斯坦之腦切片，帶給當時是普林斯頓大學的首席病理學家，伊里亞德?高思博士。(參考: Abraham, C., Possessing Genius: The Bizarre Odyssey of Einstein‘s Brain, New York: St. Martin‘s Press, 2002)
愛因斯坦於1879年3月14德國出生.
資料來源：
Anderson, B. and Harvey T., Alterations in cortical thickness and neuronal density in the frontal cortex of Albert Einstein, Neurosci Lett., 210:161-164, 1996.
Diamond, M.C., Scheibel, A.B., Murphy, G.M., Jr. and Harvey, T., On the brain of a scientist: Albert Einstein, Experimental Neurology, 88: 198-204, 1985.
Editorial, Science, 201: 696, 1978
Science, 213: 521, 1981
Hines, T., Further on Einstein‘s Brain, Experimental Neurology, 150:343-344, 1998 - this is a short paper published in April, 1998 by Dr. Terence Hines. Dr. Hines discusses some of the problems with the Einstein paper published in 1985.
Witelson, S.F., Kigar, D.L. and Harvey, T., The Exceptional Brain of Albert Einstein, The Lancet, 353:2149-2153, 1999.
Diamond, M., "Why Einstein‘s Brain."
Lepore, F.E., Dissecting Genius: Einstein‘s Brain and the Search for the Neural Basis of Intellect, Cerebrum, New York: Dana Press, 3:11-26, 2001.
Abraham, C., Possessing Genius: The Bizarre Odyssey of Einstein‘s Brain, New York: St. Martin‘s Press, 2002.
Paterniti, M., Driving Mr. Albert: A Trip Across America with Einstein‘s brain, New York: Dial Press, 2000.