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颅相学和现代神经科学的基本问题是，了解某种技术是否能准确测量出你想要测量的东西。为了认识知觉如何扭曲了我们对科学的理解，让我们来看一看1859年一位牛津大学的教授对颅相学的评价：
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平心静气地来看，颅相学仅仅显示出一套最意想不到的关系，一开始它的形成和检验采用的是纯粹的经验方式，完全没有任何理论。在此基础上，一个体系慢慢地被推导出来。对此我们只能说，尽管存在无数细节上的缺陷，但目前它显示出了大体上的一致性。因此这其中必然存在某种非常深奥的真理，而不能仅仅将它归为随机的巧合或想入非非的错觉。
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由此推论：盲目的数据收集所形成的一般模式和相关关系，会被用来表征深奥的真理，不管细节上存在怎样的冲突。这和A博士提出的，收集血液、尿液和脊髓液的样本来看一看会有什么结果的方法异曲同工。模式识别、因果关系感和知道感的混合物，被从知觉和感觉提升为一个潜在真理的先验证据。
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心智工具箱
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如果我们从颅相学中吸取了教训，便会更好地认识到大脑尺寸和形状的多样性是正常的，而且人类拥有从这类观察中得出错误相关性和结论的天生倾向。但是各种升级版的测量，比如大脑体积、神经元密度和皮层厚度的局部差异，以及神经连接的整体密度，依然是将解剖结构与人格、智能乃至心理疾病联系起来的基本工具。由于总会出现新技术，因此对以前方法的批评通常会被认为是明日黄花，不再适用于现在：“那时候是那时候，现在是现在。我们拥有更好的技术。以前那些家伙根本不知道他们在做什么。”
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为了认识测量大脑功能的方法所存在的局限性，让我呈现一些经过同行评审的研究，这些研究把大脑的大小、神经元和神经连接的数量作为各种心理特征的衡量标准。再重申一遍，我的目的不是要批评某项研究或某些研究者，而是为了让人们认识到用解剖学方法来理解心智的局限性。另外请注意，正是通过设计良好的研究，我们才能洞察到这些方法的本质局限。
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髓鞘越厚，人便越聪明吗
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2011年伦敦《每日邮报》（Daily Mail）有一个头条新闻是：“在聪明人的大脑中，‘电线’的绝缘层更厚。”由于我们倾向于用计算机术语来描述大脑，因此从信息加工速度的角度来看待智力已经变得越来越流行了。我们还知道周围神经的绝缘层（髓鞘）越厚，电冲动传导的速度便越快。这两个观点的结合便构成了2011年加州大学洛杉矶分校实施的研究项目的基础，这项研究试图证明髓鞘的厚度（代表加工信息的速度）与智力存在相关性。
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神经科学的“知”与“不知”
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为了检验是否髓鞘越厚便越好，保罗·汤普森（Paul Thompson）领导的加州大学洛杉矶分校的研究团队，决定运用新的超高分辨率的功能性磁共振扩散成像技术来测量白质的传导速度，以此来研究中枢的加工速度。他们还推断，在确定髓鞘厚度与智力之间相关性的遗传成分时，较好的办法是比较异卵双胞胎和同卵双胞胎。同卵双胞胎拥有相近的智商，而异卵双胞胎只有一半基因是相同的，智商的相似性也小得多。如果与异卵双胞胎相比，同卵双胞胎在髓鞘厚度与智商方面都具有更大的相似性，那么便证明了智力包含着一个遗传成分。
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正如他们的推理，研究确实显示较厚的髓鞘与智商测验某些方面的整体表现是一致的，研究者在同卵双胞胎中看到了这种相关性，但在异卵双胞胎中没有看到。相关程度上的差异被视为遗传在不同认知功能上的作用程度不同的证据。根据汤普森的观点，在涉及逻辑、数学、视觉空间能力的脑区中，85%的髓鞘厚度差异取决于遗传。
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然而髓鞘厚度与智商之间的相关关系并不是始终如一的。例如，髓鞘厚度与言语智商就没有显著的相关性。总之，有些脑区表现出了预期的结果，而另一些脑区则没有。
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研究者对这种差异的解释是：“与神经传导速度以及对轴突髓鞘化水平的敏感性这些生理参数联系比较紧密的是操作智商，而不是言语智商。”这种观点讲得通吗？在我看来，这与基本的生物学原则相抵触，就相当于说与右胳膊的神经相比，神经传导研究能够更准确地评估左胳膊中的神经。这种说法可以成为任何研究结果不一致时的大救星。或者这只是一个技术问题，与任务无关。2011年的一篇功能性磁共振扩散成像的综述文章指出，这项技术还是实验性质的，很难在临床上使用。综述小组建议，应以健康的怀疑论来看待通过这项技术获得的结果。
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然而，汤普森的研究团队总结说：“主要的白质纤维通路在很大程度上受到遗传控制，且与智力表现相关。”接下来加州大学洛杉矶分校大脑研究所发表的新闻稿指出：“对髓鞘的完整性进行操纵非常有前景，因为与灰质体积不同，髓鞘在人的一生中会发生改变。找到能够提高髓鞘完整性的基因，可以使我们设法增加这种基因的活性，或者我们也可以人工添加这种基因所编码的蛋白质。根据汤普森的说法，那些希望提高智商、通过考试的人有指望了。”加州大学欧文分校的心理学家理查德·海尔（Richard Haier）
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曾和汤普森一起工作过，他说：“智力具有很强的遗传性，但这并不意味着我们无法改善智力。事实上恰恰相反，如果它是遗传性的，那么就具有生物化学基础，而我们有各种影响生物化学的手段。”
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从前，大脑曾被认为是天生注定的。当然，这种板上钉钉的观点无法解释我们为什么能够学习。现在我们都认识到了神经具有可塑性——大脑具有改变自身的能力。神经系统是动态的，学习会带来大脑体积的改变，以及神经纤维与突触的相应改变。
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与加州大学洛杉矶分校的新闻稿所提出的灰质一生保持不变的观点相反，大量证据表明，灰质会在人们学习的时候增加。在教猴子使用工具的实验中，研究者发现，猴子经过一周的训练后，其大脑中相应脑区的体积增大了。为了获得驾照，伦敦的出租车司机必须记住伦敦的街道布局，这显著增加了他们海马后部的灰质数量，该脑区被认为对空间导航非常重要。
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与加州大学洛杉矶分校的新闻稿相矛盾的是，汤普森的研究确实反映了经历会不断塑造我们的大脑：“感觉刺激或剥夺、营养因素及教养会使髓鞘在一生中发生很大改变。”令人奇怪的是，汤普森还提出了与他自己的结论相反的论点：“遗传对大脑结构的影响并不意味着环境因素没有作用于髓鞘的改变。在许多案例中，有益的基因与环境具有高度相关性，例如，天资聪颖的人倾向于寻找能够促进和改善大脑功能的活动与环境。”想象你天生具有欣赏音乐的倾向。在一家二手乐器商店里，你看到一支非常棒的大号。你利用业余时间练习大号，聆听乐曲。你大脑中的大号回路很快得到了改善，神经连接能够更顺畅地发挥作用，信息加工的速度也变得更快。在这种情况下，你天生对音乐的偏好使你大脑中大号回路的髓鞘增厚了。大脑这种局部的改变并不会反映出与这个脑区相关的遗传成分，更不会反映出与行为相关的遗传成分。在提出增厚髓鞘能够改善智力之前，我们需要知道髓鞘厚度的增加是智力提高的原因，还是正相反，是智力提高的附带现象——提升智力的因素顺便也影响了髓鞘。
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在前文中，我建议你阅读每一项研究时，就好像它们是法庭上的专家证人。汤普森的研究肯定够资格做专家证人，因为它经过了同行评审，而且被发表在一家重要的神经科学杂志上。如今汤普森的研究被反复引用，以表明功能性磁共振成像能够提供智力的替代性标识物，并且证明“智力是一种遗传特征”。当然，智力中存在遗传的成分。但是我们不能说智力完全由遗传决定，或遗传对智力完全没有作用。正如历史一再警告我们的，与人类行为遗传性有关的还原论主张，很有可能导致误用和滥用。记住，类似的逻辑跳跃以及对孤立而可疑的科学数据的滥用，会成为人种改良实践的理论基础。
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“第二十二条军规”
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最近有一项研究体现了大脑体积决定认知能力的另一个侧面。这项研究提出体积过大的大脑导致了注意力不集中。伦敦大学学院的研究者用功能性磁共振成像比较了“容易分心”和“不容易分心”的被试的大脑。他们对注意力不集中的测量方法是，让被试对自己没有注意到路标，或经常忘记为什么去超市的情况进行评级。研究者发现最容易分心的被试左侧上顶叶中的灰质比较多。为什么某个脑区神经元数量的增加会与注意力受损有关呢？虽然原因还不清楚，但主要研究者金井良太（Ryota Kanai）提出了一个非常有趣的论点。
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当我们从婴儿成长为成年人，大脑皮层中的神经元数量大约会减少50%。尽管我们目前还不知道这种“修剪”背后的确切机制和原因，但流行的理论认为，被修剪掉的神经通路可能在发育早期是有用的，但在我们建立更复杂、更精细的认知加工时，它们不再有用了。随着我们的成熟，很少使用或不使用的神经元会被修剪掉，使大脑在生理和代谢上变得更有效率——当建造完成后，“脚手架”会被拆掉。金井提出，灰质较多可能是大脑不够成熟的表现，它反映出的是轻微的发展障碍，而不是功能性增强的表现。根据金井的观点，这与儿童的灰质比成人的灰质多，且儿童比成人更容易分心的发现是一致的。
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无论你对这些研究发现怎么看，你一定很敬佩科学家的机智，他们只用一个测量值，即大脑体积，就能证明被试习得了新的信息，比如一种运动技能（学会使用工具的猴子的前运动皮层增大了），或者以此作为发展缺陷的证据。这个论点特别聪明的地方在于它既无法被证明，也无法被反驳。只有通过非常辛苦地数每个大脑组织单元中神经元的数量才能间接地推断出是否发生了“修剪”，而且不能对活着的被试进行这样的测量。“修剪”只是一个统计学概念，在生命体的个体层面上它是不可检测的。
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