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爱因斯坦是因为脑体积大才聪明吗
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《新科学家》（New Scientist）在2010年写道：“体积过大的大脑对人类来说，就像超长的鼻子对于大象，绚丽的羽毛对于孔雀，只是为了炫耀。如果没有堆满神经元、功能强大且表层面积巨大的大脑，我们会是什么？”真是这样吗？更大就意味着更好吗？尽管很少有人相信天才的大脑只是解剖结构的问题，但我们依然会投入大量时间，试图找到爱因斯坦的大脑中有什么不同的解剖特征能够解释他的聪明才智。当爱因斯坦的大脑被称重并被发现大小很普通时，研究者便开始寻找更细化的解释。胶质细胞的支持者安德鲁·科布说：“爱因斯坦的天才之处源于在他涉及数学和语言的脑区中分布着丰富的星形胶质细胞。”但是我们无从知道胶质细胞的具体数量，因此很难说“丰富的星形胶质细胞”意味着什么。另外，星形胶质细胞的增加也可能是由其他原因引起的，比如以前的创伤形成了大脑疤痕。如果沿着确切的数字道路走下去，那么据说爱因斯坦的下顶叶比一般人大15%，那个区域与数学思维及想象空间运动的能力有关。但是我们应该如何解释这增大的15%呢？甚至有人提出爱因斯坦的大脑缺少某个脑沟，这个脑沟通常位于大脑的顶叶。缺失的脑沟使两侧的神经元沟通起来更容易。
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通过测量大脑的大小和形状来评判人并不是什么新鲜事。早期最著名的例子是颅相学（phrenology），它充分利用了人们只要有可能就会瞎联系的倾向。颅相学最初的支持者是维也纳的医生弗朗兹·约瑟夫·加尔（Franz Joseph Gall），他声称，通过查看被试头部的形状，他能够判断出被试的性格特征和智力状况。在颅相学最鼎盛的时期，颅相学家发表了一些离谱的言论。几位欧洲的颅相学家提出，聪明人具有较大的大脑，其他脑袋较小（基于他们所选择的测量脑袋的方法）的人种被认为比较笨。医生作为鉴定证人出现在法庭上，用颅相学解释被告的性格特征。有些人把“颅相学”作为精神分析的一种形式来使用。（我承认我的办公室里有一个研究颅相学用的头部模型，那是一位牛津大学前神经外科教授送给我的。当我感到困惑时，我会用手摸一摸自己头顶附近的隆起，颅相学家认为那里是进行沉思的地方。而我在他们认为是因果关系中心的位置则有一个凹陷。）尽管早在1829年，颅相学就受到了广泛的批评并被彻底揭穿，但到了19世纪时，它还会时不时地流行一段时间，大约在弗洛伊德的精神分析学说开始流行起来的同时，颅相学才彻底消失。
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现在我们把颅相学看成伪科学的典型代表，但它确实为我们提供了一些较深层的启示。颅相学的发起者加尔博士被认为是将相应脑区与特定功能联系起来的先驱之一。他的基础假设——不同脑区执行不同功能，依然是现代神经科学的核心信条。
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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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