大脑成长不是“皱褶”增加,而是“枝干”持续伸展
在此,我要再详细说明一下脑的发育原理。
请试着把人脑想像成花椰菜形状的一棵树。
这是一棵树干稍短、树叶生长茂密,又有点泛白的树。
(Photo credit: Liz Henry via Foter.com / CC BY-ND)
从头的正面拍下的磁振造影(MRI,Magnetic Resonance Imaging)影像所看到的大脑,正是这副模样。
其中,相当于树干的是脊髓、延髓和中脑等,这些是维持生命和清醒的重要部位。从那里往表面延伸的“枝干”,主要就是有“白质”之称的神经纤维。
我们可以看到,那些神经纤维随着伸展、发育状况,形成了枝状物(也就是前面提及的“树突”)。而那些生长在枝干顶端的繁茂叶片,则相当于“大脑皮质”,这部位能使脑部发挥惊人的功能。
▼下图是真实的脑部影像。(图/行路出版社提供)
▲左图是出生不久的新生儿脑部影像,右图为三十八岁成人的脑部影像。
影像中黑色的部分是树突,如图所示,刚出生时,脑中是没有这种枝状物的。
长大成人之后,树突就增加了。只要累积了人生经验,脑中自然会出现这么多枝状物。常有人说“脑的皱褶会随着脑部成长而增加”,其实严格说来并非皱褶增加,而是脑内的枝状树突延伸了。
从照片中可以发现,树突末梢有的像笔尖般细细的,有的却如杯状般粗大。末梢呈现杯状的树突,是发育程度较佳导致的。
实际上,脑神经细胞之间彼此要交换资讯,必须藉由皮质来包围树突才能进行。此时大脑表面的皮质就会折叠,以便增加其表面积,于是看起来就成了脑的皱褶。
(Photo credit: amenclinics_photos via Foter.com / CC BY-SA)
大脑皮质折痕的最顶端附近,有的厚达三毫米(mm),而凹陷的“沟底”底部,有的只有一‧五毫米那么薄。与白质相较之下,皮质显得非常地薄,惊人的是,这么薄的皮质甚至还区分为六层。
我们能成为人类这样高等的动物,是拜皮质之赐,而皮质竟然这么薄,实在令人难以置信!遗憾的是,从磁振造影中,看不出那六层皮质的区别。皮质的神经细胞必须用显微镜才观察得到,运用磁共振原理的磁振造影是无法呈现的。
就算是医学研究专用的高功能磁振造影也有极限,仍无法观察大脑皮质的层次。话虽如此,磁振造影的影像已是目前我们可以亲眼看到的,最详细的活脑影像了。
只要藉由磁振造影的解析度,即可观察脑的树突来辨别个人差异,这也是为什么我要深入研究白质树突,而非皮质了。