文 | 追問 NextQuestion，作者 | Sofia Quaglia，譯者 | 輕盈

(相關(guān)資料圖)

這是作為大一新生的斯蒂芬妮 · 福克斯（Stephanie Forkel）在德國慕尼黑的一處停尸房工作的第一天：她主要的工作內(nèi)容是穿著防護服，站在解剖臺前，用一把類似于面包刀但沒有鋸齒的大刀片，緩緩切開 " 大體老師 " 的腦子。

在工作的過程中，她眼睛瞇得厲害。一方面，空氣中彌散的甲醛，讓她的眼睛感到干澀；另一方面，她需要一邊切，一邊比照著教科書上的大腦模式圖。意外地，她突然發(fā)現(xiàn)，她眼前真實的腦子和教科書上的長得一點也不一樣。

四十年后，福克斯回憶起來，這算是她人生中第一次的頓悟時刻，那一天她恍然發(fā)現(xiàn)：教科書上標(biāo)準(zhǔn)的參照圖和真實大腦的模樣具有非常大的差異。這次頓悟體驗，也啟發(fā)了福克斯后來的研究興趣。她在后續(xù)的研究中證實：每個人的大腦確實是不一樣的。

世界上沒有兩個完全相同的大腦

現(xiàn)今，越來越多的研究證實，人與人的大腦之間存在很多結(jié)構(gòu)上的差異，尤其是白質(zhì)。白質(zhì)，位于大腦皮層下方，主要由被髓鞘包裹著的神經(jīng)軸突組成，它們像城市中的交通要道一樣，起到溝通腦區(qū)間信息交流的作用。福克斯和同事在一篇 2022 年末發(fā)表在 Science 上的研究中指出，大腦中白質(zhì)結(jié)構(gòu)的細(xì)微差別也會引起人們行為模式的不同。

像福克斯這樣的一群科學(xué)家們目前主要致力于研究大腦白質(zhì)的細(xì)微差異如何塑造個體的多樣性，包括白質(zhì)在多大程度上決定人們?nèi)粘５男袨椴町惢蛘甙踪|(zhì)是否與一些患者更容易從威脅生命的腦損傷中恢復(fù)有關(guān)等。

過去，科學(xué)家主要是通過少量劇烈腦損傷患者的案例來理解大腦是如何運作的。比如醫(yī)學(xué)界一個著名的案例——蓋奇的故事。故事發(fā)生在 1848 年，在一次尤其驚險的事故中，美國鐵路工人菲尼亞斯 · 蓋奇（Phineas Gage）的頭被一根像標(biāo)槍一樣的鐵棒橫穿刺入。這場事故導(dǎo)致蓋奇大腦前額葉皮質(zhì)左側(cè)區(qū)域大面積壞死。這次事故后，蓋奇雖幸存下來，卻深深地受到影響。人們發(fā)現(xiàn)，腦損傷后的蓋奇性情大變，原先溫和友善的他，變得粗暴易怒。

類似蓋奇的故事幫助神經(jīng)科學(xué)家們理解大腦不同部位的功能。大腦的右邊某一塊負(fù)責(zé)那一塊的認(rèn)知功能，左邊某部位負(fù)責(zé)其它的行為調(diào)控。隨著時間和案例的逐漸積累，這種模塊化的思維模式構(gòu)建了一種適用于所有大腦的標(biāo)準(zhǔn)化模板。

但是隨著一些類如磁共振成像（MRI）、電子計算機斷層掃描（CT）、擴散張量成像等更為復(fù)雜的大腦研究技術(shù)的涌現(xiàn)，人們逐漸明確，早期的這種模塊化的觀點實在過于簡單。特別地，白質(zhì)——個體間大腦中高度差異的部分，在這種思維模式中被嚴(yán)重忽視。目前，越來越多的新研究，都試圖闡釋白質(zhì)的解剖結(jié)構(gòu)差異是否以及如何影響我們對周圍世界的感知。

比如，杏仁核（調(diào)節(jié)恐懼反應(yīng)的結(jié)構(gòu)）和內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)（負(fù)責(zé)邏輯推理的結(jié)構(gòu)）之間有段白質(zhì)區(qū)，被稱作鉤束。耶魯大學(xué)心理學(xué)與精神病學(xué)教授阿夫拉姆 · 霍姆斯（Avram Holmes）曾指出，在一些人的大腦中，這塊白質(zhì)區(qū)可能相對較薄，或意外被破壞；這造成的潛在影響是：如果在某些不必要的情況下，杏仁核觸發(fā)了不恰當(dāng)?shù)膽?zhàn)斗或逃跑反應(yīng)，前額葉皮質(zhì)會變得更加難以控制杏仁核。

" 你可能會變成一個更為焦慮的人，或相反地，因無所畏懼而四處尋找刺激。"致力于在大腦中尋找 " 行為指紋 " 的霍姆斯說道。

白質(zhì)與個體行為差異

霍姆斯還表示，" 從一組受試者的大腦中得到白質(zhì)的解剖信息，可用以泛化和推測人群中的任何行為。" 研究人員目前已發(fā)現(xiàn)與人類情緒調(diào)節(jié)能力、決策能力、面孔識別能力、注意力和警覺以及在某種程度上準(zhǔn)確反思自己認(rèn)知和經(jīng)驗的能力相關(guān)聯(lián)的白質(zhì)區(qū)的解剖學(xué)差異。白質(zhì)的差異也可被用以解釋大腦發(fā)育障礙，比如為什么一些青少年會患上抑郁癥或多動癥。

但是，到目前為止，白質(zhì)差異僅能解釋少部分個體間的行為差異，可能只有 5% 左右。相較于性格或氣質(zhì)，智商和工作記憶更易從白質(zhì)形狀推測。雖如此，但也不妨礙霍姆斯等科學(xué)家繼續(xù)尋找數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的任何可能的行為預(yù)測模式。

研究表明，白質(zhì)的解剖結(jié)構(gòu)不僅從一開始因人而異，而且還會隨著衰老的進(jìn)程加劇。在比較了上千張大腦掃描結(jié)果之后，杜塞爾多夫大學(xué)解剖學(xué)研究所所長斯韋尼亞 · 卡斯珀（Svenja Casper）表示：" 隨著衰老，我們大腦之間的白質(zhì)差異也在急劇增加。" 但讓人遺憾的是，人們解剖結(jié)構(gòu)之間的差異隨時間持續(xù)變大的確切原因尚不明確。這可能是遺傳、環(huán)境因素和生活方式等綜合作用的結(jié)果。

基于人群的研究已表明，沿著衰老的進(jìn)程，白質(zhì)解剖結(jié)構(gòu)的變化也可能與人們能力的變化相一致。例如，2020 年的一項對 100 多名年齡在 18 歲至 80 歲之間的受試者的研究中發(fā)現(xiàn)，人們白質(zhì)的解剖結(jié)構(gòu)的差異也可以反映他們手部協(xié)調(diào)能力的強弱，如系鞋帶或者打字。相較于白質(zhì)結(jié)構(gòu)退化、更碎片化的老年人，白質(zhì)更健康的老年人在動手實驗中的表現(xiàn)都較好。一項類似的研究也表明，白質(zhì)差異也適用于測量老年人在注意力和執(zhí)行力的表現(xiàn)，例如 Stroop 效應(yīng)測試，受試者需準(zhǔn)確分辨單詞要表達(dá)的顏色意義，比如用紅色墨水打印單詞 " 綠色 "。

白質(zhì)與腦損傷修復(fù)能力

總體上，白質(zhì)體積的減少與我們大腦處理速度的減緩是呈正比的。白質(zhì)萎縮更多的老年人往往更難學(xué)習(xí)新事物和保持專注。一些學(xué)者認(rèn)為，這些癥狀可能會嚴(yán)重到形成了一種僅與白質(zhì)損傷有關(guān)的癡呆癥—— " 白質(zhì)癡呆癥 "。雖說，白質(zhì)癡呆癥仍然僅是一個學(xué)術(shù)概念，沒有在日常臨床實踐中使用，但它表明目前我們?nèi)蕴幱诔醪搅私怆A段，并且長期被低估的白質(zhì)區(qū)有著強大的功能。

最新的研究也表明，有一天，人體大腦中的白質(zhì)結(jié)構(gòu)有可能也被用以準(zhǔn)確預(yù)測腦損傷后的個體表現(xiàn)。愛荷華大學(xué)卡佛醫(yī)學(xué)院的兒科和普通神經(jīng)病學(xué)教授亞倫 · 博伊斯（Aaron Boes）說，相較于灰質(zhì)，白質(zhì)還可以更準(zhǔn)確地預(yù)測患者腦損傷后的恢復(fù)情況。例如，白質(zhì)解剖結(jié)構(gòu)的改變可能有助于預(yù)測患者中風(fēng)后，癥狀的嚴(yán)重程度。

由于白質(zhì)在信息管道中的重要作用，白質(zhì)的損傷也可能會破壞一些看起來良好的灰質(zhì)部分的功能。這一假想有助于解釋為什么有時患者的大腦灰質(zhì)比如語言區(qū)病變，但卻沒有表現(xiàn)出語言障礙。或者患者表現(xiàn)出語言障礙，但大腦中通常被認(rèn)為調(diào)節(jié)與語言相關(guān)的部位卻沒有損傷。

博伊斯的團隊目前正在整理數(shù)千名腦損傷患者的腦部掃描數(shù)據(jù)。他們正在嘗試?yán)L制大腦的白質(zhì)圖譜，因為他們堅信腦損傷患者在認(rèn)知、情緒或解決復(fù)雜數(shù)學(xué)問題的能力上的改變，可以通過大腦白質(zhì)的變化模式反映出來。

雖說如今將任何潛在的相關(guān)性與治療聯(lián)系起來都為時過早，但科學(xué)家們?nèi)韵Ｍ擃I(lǐng)域繼續(xù)朝著這個方向發(fā)展。博伊斯說：" 我們應(yīng)該針對特殊的解剖結(jié)構(gòu)，制定個性化治療策略 "。也許有一天，無論是中風(fēng)還是腦外傷，患者白質(zhì)具體的損傷情況的快速掃描影像，會幫助醫(yī)生制定即時的預(yù)后和最佳的治療方法。

對于白質(zhì)的研究打破了經(jīng)典的理論——大腦通常是這樣工作的，因此它應(yīng)該也這樣為你工作。取而代之，我們應(yīng)基于這樣的理論：這是你獨特的大腦，應(yīng)該被個性化對待。總有一天，對行為狀況、心理健康問題和衰老相關(guān)疾病的診斷和治療也應(yīng)如此。

另外，為了更好地理解白質(zhì)在認(rèn)知中的作用，福克斯現(xiàn)今在停尸房的解剖臺上使用了一種更為巧妙的解剖方式。相較于將大腦分割成單獨的切塊來匹配教科書上傳統(tǒng)模塊化視圖中的圖形，她選擇小心地剝離每一層皮質(zhì)，直至到達(dá)下面的白質(zhì)部位。關(guān)于白質(zhì)，問題也不再局限于解剖學(xué)結(jié)構(gòu)，而是，" 這意味著什么？為什么我們不一樣？白質(zhì)和我們個體間的差異有關(guān)系嗎？" 福克斯指出，" 對白質(zhì)差異的研究有巨大的潛力。重要到可以影響并改變未來我們對個體差異領(lǐng)域的理解。"

* 原文鏈接：https://nautil.us/your-brain-is-shaped-like-nobody-elses-297950/