微史记 | 人人都有大脑，但对大脑，我们又了解多少？

人人都有大脑，但对大脑，我们又了解多少？

在5000多年前，人们就对“大脑”产生了兴趣，古埃及的医学文本中就描述了大脑的形态。但直到现在，人们对“大脑”的认知还不充分。《大脑传》是英国曼彻斯特大学动物学教授、神经科学家马修·科布的作品，讲述了千百年来人们探索大脑的曲折过程。微史记周刊“史说”专栏，我们邀请到该书译者张今，为我们讲述大脑研究的精彩故事。

莎士比亚的疑问

记者：人类是什么时候开始关注到“大脑”的？

张今：人类关注“大脑”应该是很久远的时候就开始了。不难想象，各种上古时代的暴力活动和医学解剖实践中，大脑作为一个形态质地独特且被坚硬颅骨严格保护起来的器官，很难不被人们注意到。但最早对大脑进行描绘和记录的人并非科学界人士，而是医者，因为医学远比科学要古老得多。早在5000多年前，古埃及的医学文本中就描述了大脑的形态，并认为脑损伤与身体瘫痪有某种关联。古希腊的哲学家和医疗实践者中也不乏对大脑表现出特别关注的人，如公元前5世纪的阿尔克迈翁和以希波克拉底为代表的科斯学派。

当前我们熟悉的这个被称为“科学”的东西，其实是最近200多年才慢慢成型的，跟浩瀚的历史比起来属于新生事物。

人类对大脑的好奇心古已有之，对大脑的关注从未停止。科学从什么时候开始研究大脑，严格地说并没有一个精确的起始时刻。科学从自然哲学中脱胎并逐渐走向成熟的过程中，不断为大脑探索者提供新的思路、方法和工具。当前神经科学界的共识是，20世纪初神经元学说的创立标志着人类对大脑的探索进入了现代神经科学时代。

记者：在以科学眼光进行研究之前，人们是如何理解“大脑”的？

张今：在现代科学对大脑的功能进行系统性研究和准确阐述之前，人类对大脑的理解可以大致划分为如下几个阶段：

迷惑期（古文明发源时期）。古老文明的人们能够注意到大脑这个器官，却无法通过当时的手段确认大脑的功能具体是什么，只能提出一些猜测，记录下观察到的一些可能与大脑有关的病症。我国古代认为大脑是位于头部深处的生命力的某种凝聚物。

争议期（公元前5世纪到19世纪）。一些古代哲学家或医生提出大脑是产生感觉、情绪和思想的器官，而更多学者则认为这个器官应该是心脏而不是大脑。这个时期长达几千年，十分漫长。莎士比亚写过这样的句子：

告诉我爱情生长在何方？

是在头部，还是在心房？

这两派观点都不断有人提出新的论述、见解和证据（证据在现代人看来十分粗糙），但没有人能一锤定音。即使当时有人认为大脑确实是承载精神的主要器官，但他们对大脑作用机制的看法在我们现在看来也颇为诡异，比如认为大脑汇聚了心脏产生的某种神秘物质，进而在脑室中产生心智功能（实际上脑室里仅仅产生脑脊液而已）。

有效探索期（19世纪至今）。之所以用“有效”这个词，是因为随着科学的发展，学者们掌握了更完善的研究方法和科学工具，形成了科学共同体，这个阶段对大脑进行研究所得到的证据就变得精细很多，的确可以为理解大脑功能提供有力的支持。人们逐渐对于“心智功能完全由大脑产生”这一点不再有疑惑。从那之后一直到现在，对大脑进行的研究都是围绕着大脑运行的机制和细节展开了。

盖伦在2世纪用猪开展了令人毛骨悚然的实验。图片来自出版于16世纪的盖伦著作集的扉页。

历史上那些奇妙的“大脑”观念

记者：在古代，超凡脱俗的智者是如何发现脑是产生思想的器官并进而探索脑的运作机制的？

张今：于公于私，我都想讲讲古罗马思想家/医生盖伦的故事。

1800多年前，盖伦在地中海地区游学、行医。他在自己的诊疗实践和解剖学研究中发现，大脑才是产生思想和感受并掌控动物行为的器官。要知道，那个时候多数学界智者们认为心脏才是那个器官，一来因为亚里士多德持有此观点，二来是因为这很符合人们的直观感受。当时，亚里士多德就是绝对的思想权威，他的论述富有哲理且符合日常经验，没几个人愿意挑战他的心脏中心观。但这阻止不了盖伦。

盖伦与当时的学者不同的是，他擅长辩论却不沉迷于辩论，他还有另一个强大的工具——实验。盖伦用一系列活体动物实验结合演讲评论的现场演示，向他的反对者发起挑战。某场动物实验在现在看来略有些残忍：盖伦把一头猪的胸腔打开，又掀起了它的头盖骨，猪的嚎叫可想而知；手动按压让心脏停跳后，猪该怎么叫还怎么叫，但如果按压猪的大脑，猪的嚎叫立刻停止。

这样的演示方式对那个时代的观众来说可谓是惊世骇俗，令人印象深刻。盖伦通过行医总结知识，再通过做动物实验进行对比和补充验证，这种研究方法在如今的生物/医学学者那里已是常规操作，但是在遥远的古罗马时代算得上相当超前。

记者：盖伦的实验，基本否定了心脏中心观。在漫长的研究中，还有哪些有趣的观念？

张今：盖伦当时还曾提到，大脑中产生一种“精气”，这种气体能在神经中流动，进而控制全身运动。在18世纪末，这种古老而神秘的“精气”终于被找到，那就是生物电。这是革命性的发现。

18世纪，人们对电十分着迷。他们发现电可以对任何动物的身体产生影响。法国哲学家让·诺莱曾说服200名倒霉的僧侣，让他们手拉手连在一起。这条人链超过400米，当电流流过这些僧侣时，他们都不由自主地蹦了起来。有学者切除一只青蛙的两条后腿，然后用一根带电的棒接触蛙腿，能够观察到下肢的肌肉发生收缩，并认为这完全是通过电的力量实现的。人们由此认为，大脑能向器官发出指令，是通过生物电的传导来实现的。

但在同时，也有人陷入观念误区，比如19世纪中叶，发明家斯密便用电来解释从感官到记忆的一切脑功能，他甚至宣称脑是由数十万个微小的电池组成的，每个电池都与身体的某个部位相连。

在19世纪，人们还迷恋颅相学。维多利亚女王两次邀请一位颅相学权威解读她的孩子们的颅骨特征。这种学说认为，通过感觉颅骨形状就可以判断一个人的行为和性格。这种学说非常荒谬，最终被证伪，但它却有一点说对了，就是大脑功能的确有分区，这在后来得到了证实。1865年，通过对一系列语言障碍病人的研究，法国医生保罗·布罗卡发现，一旦大脑左额叶的一个区域受损，人的语言功能就会被严重破坏。这个发现证明了大脑的某种功能是由特别区域来控制的。此后，人们开展了对大脑的基本功能分区的研究。

正如这本书序言所说，大脑就像是一座大城市，即便进入科学时代200多年，人们也只是大体摸清了这座城市的大概规模，一旦深入，就会迷失其中。剖析大脑结构这个工程就像是需要搞清楚这座城市的每一栋建筑物里有多少住户，每个住户会跟哪些住户经常交往，以及每栋建筑物是做什么用途的，等等一系列问题。有科学家希望用电子显微镜来重构大脑，结果用了超过5年的时间才将小鼠大脑中一块体积为0.013立方毫米的区域搞明白。小鼠大脑中的神经元有7000万个，目前最全面的小鼠神经元连接图谱也仅仅重建了不到2000个小鼠神经元的连接。对大脑的探索还有许多未知之谜等待我们去探索。

中国古人如何看待“大脑”

记者：中国古人“大脑”的概念是怎样的？

张今：医者和哲学家（很多时候二合一）是探索人体奥秘的主要角色，这一点古代中国跟古代西方是差不多的。古代中国的医者/哲学家肯定是知晓大脑这个器官的存在的。然而古代中医的思维方式与现代医学有很大不同，中医是“重象轻形”的，也就是不看重具体的解剖结构，而是看重功能性的集合。很多古代流传下来的医学文字，如“脾”、“肺”、“血”、“气”等，经过现代科学/医学的重新定义，已经是非常精确的解剖学器官或物理学概念了，我们拿着这些被时代重新定义的文字去看古代中医医书，免不了陷入迷茫。然而古代中医使用这文字是非常符号化的，比如“脾”可以粗浅地理解为人的消化吸收和营养运输功能集合。

古代中医典籍中对“脑”的功能是有简单描述的，比如我们可以找到“人精在脑”、“脑为髓海”等说法，而“精”“髓”这些符号包含小部分我们现在所理解的心智功能，比如注意力。而中医的理论基础还是以五脏为核心的，所以我们现在所熟知的大脑功能，凡是古代中医能够认识到并且进行归纳和符号化的，都拆分派发给了五脏。而大脑，不论是作为一个解剖学器官还是一个符号化功能集合，它的重要性顺其自然地被弱化了。

记者：中国是什么时候开始对大脑进行科学研究的？

张今：大约100年前，中国就有学者开始进行对大脑的探索，但那个时候神经科学/脑科学还不是独立的学科，只是医学生理学的一个小分支，学者研究大脑基本上是在医学的范式中开展的。当时的北平协和医学院生理学系教授及系主任、我国现代生理学奠基人林可胜先生，就曾经研究过镇痛药到底是通过作用于大脑还是外周神经来发挥镇痛作用。1980年，中科院生理生化研究所的中枢神经系统生理研究室分出，独立为中科院上海脑研究所，由神经生理学家张香桐担任首任所长。从那个时候起，我国才开始了对大脑进行专门的、系统的、有组织的科学研究，也正是从那个时候开始，脑科学在我国逐渐成为一个独立的自然科学学科。扬子晚报/紫牛新闻记者 臧磊

校对 徐珩

编辑 : 臧磊