一位科學家把 130 多個物種的腦子打成漿糊，讓人類對於大腦的無知少了那麼一些

蘇珊娜在一份 1970 年代的研究報告中發現了一個替代體視學的有趣提議：為什麼不先測量大腦中 DNA 的總數，然後再用它除以每個細胞中所含 DNA 的平均數呢？

這種方法的問題在於：從基因的角度來說，神經元各不相同且基因組的結構高度變異，它通過不斷自我拆解和重新彌合來強化或打壓特定基因。因此，在測量 DNA 的數量時，再微小的錯誤也會讓整個計數工作前功盡棄。

不過蘇珊娜受這個提議的啟發，想出了一個更好的辦法：「將大腦溶解。不是數 DNA 的數量，而是細胞核的數量。」細胞核是富含豐富蛋白質的膜狀細胞器，內部含有細胞的基因組。每個細胞只有一個細胞核。「細胞核就是細胞核，你可以看得一清二楚，」蘇珊娜說道，「不存在含糊不清的地方。」

2002 年，蘇珊娜從生命博物館跳槽到里約熱內盧聯邦大學（Federal University of Rio de Janeiro）。她在那裡找了一份科學通訊的工作，可以進出實驗室，還可以自由選擇研究方向。

蘇珊娜一開始先用老鼠的大腦做實驗：先用液氮將老鼠的大腦冷凍處理，然後用浸入式攪拌器將它們攪拌成泥。剛開始操作時因為處理得不得當，導致大塊的結晶神經組織濺得實驗室到處都是。之後，她利用具有促進蛋白質交聯、固化核膜作用的甲醛，用福爾馬林浸泡嚙齒類動物的大腦。然後她再將這些經過固化處理的大腦切成小片，最後用玻璃研缽及研杵將這些大腦切片聯同強效香皂溶液一起搗碎。這個過程會溶解大腦中除了細胞核以外的所有生物質成分，最後大腦就只剩下漂在幾個藥瓶里的細胞核，它們在顏色如同未過濾的蘋果汁一樣的液體中自由浮動著。

為了區分神經元和神經膠質細胞，蘇珊娜在藥瓶中注入了一種化學試劑，所有的細胞核在紫外線的照射下就會發出藍色的熒光。而後她又注入另一種化學試劑，讓神經元的細胞核發出紅光。猛烈搖晃藥瓶，使細胞核均勻分布其中後，蘇珊娜從「腦之湯」中取出一滴液體置於顯微鏡之下。透過目鏡，她看到球狀的細胞核宛如哈勃望遠鏡拍下的宇宙照片，在黑天鵝絨般的空間里，一顆顆星球在遠處閃爍著。蘇珊娜從每個藥瓶中多次取樣，數出其中神經元和神經膠質細胞的數量，再將這些數值與液體的總容量相乘，從而得出最後的細胞總數。通過將複雜的大腦簡化為均質流體，蘇珊娜取得了史無前例的成果：不到一天的時間，她就準確得出了成年老鼠大腦的細胞總數，即 2 億個神經元和 1.3 億個神經膠質細胞。

在蘇珊娜研究生涯的早期，特別是她剛結束對老鼠大腦的研究，轉而研究靈長類動物的大腦時，她的工作遭到了同僚的強烈抵制。作為一個年輕且默默無聞的巴西科學家，蘇珊娜當時不僅提出了一種截然不同的大腦研究方式，還否定了沿襲數百年的傳統智慧。加拿大阿爾伯塔省萊斯布里奇大學（University of Lethbridge）進化神經學家安德魯·伊沃尼克（Andrew Iwaniuk）表示：「一開始，我和其他所有人的看法一樣，覺得她的研究太荒謬了。這根本行不通。把整個大腦攪拌成湯，然後就能得出神經元細胞的數量，這也太扯了吧。」

不過當蘇珊娜得出越來越多的數據時，人們開始打消了疑慮。過去幾年，有多支獨立科研團隊通過謹慎的研究證實了「腦之湯」的可行性，讓大部分研究人員對這種科研方法產生了信心。「這種方法是可行的，這點毋庸置疑，」伊沃尼克說道，「它比傳統的方法快幾百倍、幾千倍。這就意味著，我們可以快速比較不同物種的大腦，從而發現是什麼讓人腦如此特別——或不特別。」

老鼠的大腦只是研究的開始。蘇珊娜告訴我說：「當我認識到這種方法是可行的，我發現全世界還有數不清的問題等待我去解答。」她的意思是說，全世界還有數不清的大腦等待她去溶解。

到 2016 年，蘇珊娜已經遷到了范德堡大學。我們踏進她那新實驗室的大門時，最先映入我眼帘的就是一排白色冰櫃，一共四個，外形碩大。冰柜上貼滿了紀念品磁鐵貼：一隻抖腿的毒蕈紅蟹，一個得意地戴著格子帽的尼斯湖水怪，還有一頭熊正追趕著一個簡筆畫成的人物，上面寫著「加拿大快餐！」蘇珊娜對我說：「這是我在機場候機時的消遣——這些小玩意兒越花哨越好。」並報以爽朗無比的笑聲。她的個性很像她對待科學的方式，堪稱熱情洋溢、活力四射。在我們的交談中，她激動地搖頭晃腦，還時不時地哈哈大笑，談話也為此多次中斷。與許多同儕不同的是，蘇珊娜並不羞於表現自己；她發表的 TED 演講已經被觀看了將近 250 萬次。一位與我有過交談的神經系統科學家對她的「自我誇耀」表示過輕微的不滿。

她打開其中一個冰櫃，裝滿特百惠（Tupperware）盒子的架子露了出來。每個盒子上都貼著標有數字的遮蔽膠帶：19 號盒、6 號盒、34 號盒。「這裡面是什麼？」我問道。「哦，各種各樣的東西，」她說。「大概有 200 個不同的大腦，都是鳥類和哺乳動物的大腦。」

有一個特別大的大腦像一個切成薄片的哈密瓜一樣隨意地放在塑料桶里。我湊近去細看，其獨特的外觀就呈現在我眼前：血肉模糊的肉體此刻變成了灰黃色，冷冰冰的。先前，它還在電流中高速運轉，並隨著新注入的血液有規律地跳動著。「在這裡你可以看到不同的食肉物種，」她繼續說道，「有獅子、豹子、狗、貓、浣熊。有鴕鳥的大腦，還有一些靈長類動物。還有一群長頸鹿——它們的脊髓也在這裡。那脊髓得有四米多長。」

在這個課題上，蘇珊娜發表了 80 多個物種的大腦研究成果。比對的物種越多，她的結論也就越發清晰：大多數對大腦及其細胞成分的教條都是完全錯誤的。首先，外形較大的大腦不一定比較小的大腦含有更多的神經元。她發現，有些物種的腦部特別密集，相較於其它物種海綿似的大腦，在相同體積的腦組織中細胞的含量更多。通常而言，因為它們的神經元總體上比較小，所以靈長類動物的大腦比其它哺乳動物的大腦要密集得多。雖然獼猴的大腦只比水豚——地球上最大的嚙齒動物——稍大一些，但獼猴的神經元數量卻是水豚的六倍以上。鳥類似乎有著最密集的大腦，但它們的大腦都不怎麼大。鴯鶓是現存的最大的鳥類之一，它的大腦重量和一節五號電池差不多。不過，如果有一隻鳥的大腦有一個葡萄柚那麼大，那它可能就會統治世界了。

腦部研究技術進一步顯示，與教科書和研究論文中經常引用的數據相左的是，人腦有 860 億個神經元和大致相同數量的神經膠質——而不是 1000 億個神經元和數萬億個神經膠質。

而且，人類肯定不是擁有最多神經元的物種：非洲象的神經元數量大約是人類的三倍之多，總計達 2570 億個。不過，當蘇珊娜把關注的焦點投向大腦的最外層褶皺——大腦皮層——時，她發現了一個驚人的差異。人類有 160 億個皮質神經元。第二多的是猩猩和大猩猩，有 90 億個皮質神經元，而黑猩猩的皮質神經元數量則是 60 億個。大象的大腦雖然比我們人類的大腦大 3 倍，但其大腦皮層只有 56 億個神經元。迄今為止，在地球上的所有物種中，人類似乎擁有著最多的皮質神經元。

一個保存完好的人腦的橫截面看起來像是一片粗糙的南瓜，波浪形、奶油色的內部結構被褶皺明顯的灰色皮層勾勒出來。那就是由多層密集的神經元和神經膠質組成的大腦皮層，上面有深陷的凹槽和隆起的脊狀紋路——它們顯著增加了大腦皮層的總表面積，為顱骨內的細胞提供了更多的空間。

所有的哺乳動物都有大腦皮層，但大腦皮層起皺的程度因物種而異。松鼠和老鼠的大腦皮層像軟質冰激凌一樣光滑，而人類和海豚的大腦看上去就像是一堆堆烏冬面。

多年來，一些研究人員提出這樣的觀點，認為皮層起皺越多，所包含的細胞就越多，物種也就越聰明。不過，沒有人有確切的細胞計數來支持這些說法。

大腦皮層體現了衝動與洞悉、反射與反思之間的差異。它對自主肌肉控制、感官知覺、抽象思維、記憶和語言來說是必不可少的。也許意義最深遠的是，大腦皮層允許我們創造出一個對當下、過去和未來世界的模擬畫面，並置身於其中；這是我們可以隨意改變的更深層面上的一場戲。

「大腦皮層接收到大腦中發生的一切事物的副本，」蘇珊娜說，「而這個副本雖然在技術上是不必要的，卻給我們的認知功能增添了巨大的複雜性和靈活性。你可以對信息進行整合和比較。你可以開始找到模式並做出預測。大腦皮層將你從當下解放出來。它讓你有能力去審視自己，去思考：這是我正在做的，但我還可以做一些不同的事情。」

人類大腦皮層的絕對密度與對物種間智力逐漸清晰的認識是相吻合的：這並不是說人類的心智與其它靈長類動物和哺乳動物的心智截然不同，而是說它達到了極點。這是一個度的問題，而不是質的問題。

許多曾經被認為是人類獨有的心智能力——工具製造、解決問題、複雜的交流和自我意識——都被證實在動物界的普遍性遠比之前想像的要大得多。人類只是將這些能力發展到了一個空前未有的程度而已。蘇珊娜認為，對於這種差異最簡單的解釋就是，人類大腦皮層神經元的數量是目前研究過的其它物種的近兩倍。那麼，我們人類究竟是如何獲得如此巨大的領先優勢的呢？

我們之所以能夠擁有無與倫比的智慧，一個標準的解釋就是：人類突破了制約其它動物的進化趨勢。可能是源自數百萬年前一次偶然的基因突變或其它原因，人類的大腦發生了膨脹，而膨脹後的人類大腦遠遠超出了與我們同等體型靈長類動物大腦的標準大小。

但蘇珊娜仔細測量了數十個靈長類動物的大腦後證實，人類的大腦其實與別的靈長類動物並無二致。除了大猩猩、紅毛猩猩和黑猩猩之外，包括人類在內的所有靈長類動物的大腦，其質量和腦細胞數量都隨著體型由小到大而直線遞增。但這一規律卻並不適用於和人類血緣關係最近的類人猿。相對於自身的重量而言，類人猿的大腦異乎尋常的小。蘇珊娜在揣摩和探究這一不協調現象時，聯想到了幾年前讀過的一本書：哈佛大學人類學家理查德·蘭厄姆（Richard Wrangham）所著的《星火燎原：論烹飪在人類進化中的作用》（Catching Fire: How Cooking Made Us Human）。

蘭厄姆提出了這樣一個觀點：人類對火的應用徹底改變了人類的進化史，甚至可以說，人類「適應食用熟食就好比牛生來就會吃草、跳蚤會吸血一樣」。烹飪抑制了有毒的植物成分，分解了肉類中的蛋白質，使食物更便於咀嚼和吸收。這就意味著我們的消化系統工作壓力得以緩解而逐漸慢慢縮小；與此同時，這些額外的能量又促進了大腦的生長。儘管人類的大腦僅占人體體重的 2%，卻需要消耗人體每日所需能量的 20%。

蘇珊娜發現，她可以順著這一思路進行延伸和調整。自然環境下，現代類人猿每天需要花費差不多 8 小時覓食才能夠滿足身體所需的最低能量需求。一旦缺乏食物，它們的體重也會隨之下降。在類人猿的進化史中，類人猿的體型與它們的靈長類祖先相比要更大，身體器官也隨著體型發生了增長，而它們的大腦幾乎已經達到了代謝生長的極限。也正因如此，類人猿從生的植物中所獲取的能量已經無法再滿足與體型成比例大小的大腦的能量需求。

通過計算，蘇珊娜對這種見解進行了驗證。在相同數量的神經元基礎上，根據大猩猩和紅毛猩猩的體型來計算，它們應該擁有和人類同等大小的大腦。然而，鑒於神經元平均所需能量以及類人猿用於覓食的時間，據蘇珊娜估算，由於生理上的局限，現代類人猿所擁有的神經元數量約為 300 億。很顯然，每一天的時間都是固定的，生的植物也無法提供足夠多的能量，因此類人猿並不能突破這一閾值。「我之前從來沒有這麼思考過，」蘭厄姆表示，「這種看待事物的方式很新穎獨特。」

烹飪把我們的祖先從同樣的生理局限中解放了出來，使我們能夠重返正軌，保證大腦能夠發育到我們這種體型的靈長類動物所能達到的大小。同時，由於靈長類動物大腦的神經細胞密度非常高，新發育的大腦很快也生出了大量的神經元。靈長類動物這個種群用了 5000 萬年的時間累計進化出 300 億個神經元，而人類大腦卻在短短的 150 萬年時間裡額外發育了 560 億個神經元。用現在的說法打比方就是，烹飪使得人腦的處理能力增長了三倍。

這一出人意料的發現也伴隨著一些幾乎滑稽可笑的觀念。長期以來，我們都不曾崇拜過人類的大腦。我們始終堅信，儘管我們和其它任何動物一樣都是進化的產物，但我們從類人猿祖先那裡繼承了相對較大的大腦，並且把大腦轉變成了世界上最強大的思維機器，因此，我們的進化進程非比尋常。然而，結果卻恰恰相反。人類大腦的進化之路並不是一個過度發展，而是一場姍姍來遲的追逐遊戲。

即使如今我們的大腦皮質神經元比其它任何物種都多，但這一差異性的真正意義依然不得而知。皮質神經元不足人類三分之一的大象是人類已知的最聰明的動物，它們懂得製作工具、能夠清楚地認識鏡子中的自己，甚至對死亡也有某種程度的認知。

同樣，無脊椎動物章魚並沒有大腦皮質，大腦和觸手內各分布著 1 億和 4 億個神經元，但它卻是最聰明的海洋生物之一。章魚能夠記住不同的人、打開結構複雜的盒子，從蓋著蓋子的「防脫逃」水箱中逃之夭夭。

蜜蜂的大腦可謂是微乎其微，但它們協作和交流的天賦卻優於很多大腦密度更高的生物。

此外，還有類似植物這樣的生物體——儘管它們並沒有神經元，卻對環境卻非常敏感，能夠適應光線和適度的變化，識別自己的同類成員，「竊聽」同類釋放出的化學警報信號。

歸根結底，簡化論既是「腦之湯」技術的最主要優勢，也是這項技術本身的一大缺陷。將難以捉摸、極其複雜的生物實體轉化為一小部分數字的方法使之前無法實現的研究成為可能，但與此同時，人類也因此更容易倚賴和高估這些數字。在蘇珊娜所著的《人類的優勢》（The Human Advantage）一書中，她強調了認知容量和能力之間的差異性。和 20 萬年前的人類相比，我們擁有幾乎相等數量的神經元，但我們各自的能力卻有著天壤之別。人類的智慧至少有一半源自於文化而非生物學，這些智慧源自於我們所處時代的語言、習慣和科技。或許也正因如此，科學家在有著更高智力要求的環境下所飼養的鸚鵡、海豚和猿類通常能夠開發出一定程度的智慧，而從那些在自然環境下生長的同伴身上，我們卻看不到這一現象。這說明，文化釋放了大腦的潛能。

多少個世紀以來，我們一直都認為大腦是一種機器，儘管它複雜得離譜，但也只是一部機器。如果我們能把大腦拆分開來，對大腦內部的成分進行量化和檢查，或許我們才能夠真正解釋人的大腦。

然而，即便我們能夠計算得出每一個腦細胞、分子和原子的數量，並加以劃分歸類，我們仍然無法對大腦卓越的行為能力做出圓滿的闡釋。大腦不僅僅只是一個個體，更是一個系統。而絕大部分的智慧並不是存儲在大腦或大腦這個環境內部，而是活躍在大腦皮層之中。

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