>>> 2004年第9期
有因的反叛
作者：高 仪
杰伊·吉德博士，美国国立精神健康研究所儿童精神病学分部大脑成像部门的负责人，正在通过一台计算机显示器审视着安东尼的大脑。在这个位于马里兰州贝塞斯达国家健康研究所临床治疗中心的实验室中，安东尼·曼和他的4个兄弟——同是16岁的双胞胎柯瑞和盖斯勒、他的双胞胎弟弟布兰顿以及22岁的大哥克里斯托弗——将分别接受15分钟的核磁共振扫描(MRI)。
曼氏5兄弟是吉德博士所负责项目的新一批志愿者。在过去的13年中，吉德使用核磁共振成像技术，对一千八百多名儿童和青少年的大脑进行了扫描。每个志愿者都会拥有一个独立的个人相册。每两年，吉德就会为他们的大脑拍下一张新的照片，从而建立起大脑发育变化的记录。通过这一方法，吉德试图了解，当儿童进入青春期进而步入成年时，他们的大脑究竟会发生怎样的变化?
当这个项目在1991年开始启动时，吉德的初衷只是从大脑的结构中找出导致注意力缺失／多动症和自闭症的原因。但他很快发现，人们对大脑发育的知识是如此之少，以至于根本无法形成做出判断的基础。现在，这个已经成为吉德毕生事业的项目毋宁说是在建立一个巨大的实验控制组。“事实证明正常的大脑本身是如此的有趣，”吉德说，“而青春期研究又是一切中最令人啧啧称奇的。”
在吉德与加州大学洛杉矶分校、哈佛、蒙特利尔神经学研究中心及十余家其他研究机构开展脑部成像研究之前，大多数科学家认为，当儿童长到12岁之时，他或她的大脑很大程度上已经是一件“成品”了。这不仅体现在大脑的体积已经接近成人上。从瑞士著名的儿童心理学家皮亚杰开始，许多心理学著作就指出，12岁已经是认知发育阶梯上的最后一级。根据这些理论，有人得出结论，所谓的青春期，根本就是人为虚构出来的，是一种后工业革命时代的产物。
吉德的研究结果却站在那些家有青春期叛逆少年的家长一边：不仅处于青春期的大脑远未发育成熟，而且他们大脑中的灰质和白质都在经历着巨大的结构变化。除了人所共知的激素之外，这些青春期大脑结构上的变化也会导致我们所熟悉的那些青春期症状：突然爆发的情感；不计后果的冒险；对固有规则的挑战；对性、药物和嘈杂音乐的狂热……
所谓的灰质，是大脑中的神经元及其相互之间的连接，后者也被称为神经键。而所谓白质，则由脂质髓磷脂神经鞘构成。它们像电线外的绝缘层一样，包住神经轴突，能够让神经信号传递得更快更有效率。
在整个儿童阶段，大脑的增长幅度非常之小。一个年满6岁的孩子，他的大脑已经长到成年时大脑的90％到95％。此前，科学家们已经知道，子宫中的胎儿在3到4个月时，大脑中神经元的密度最高。在这段时间，神经元的增长达到了一个巅峰。然而，在怀孕的最后几个月中，胎儿的大脑会经历一个引人注目的“修剪”的过程，许多无用的脑细胞被毫不留情地清除掉。许多科学家现在认为，自闭症便是这个清除过程不彻底或异常所导致的结果。
通过长期的研究，吉德记录下了另一轮大脑细胞快速生长和修剪的过程。这一过程发生在儿童期最后的一段时间，并在孩子从十几岁向二十几岁过渡的期间影响到他们最高级的一些神经功能。
吉德发现，当儿童在6到12岁之间时，他们的神经元可谓欣欣向荣，每一个都连接到数十个另外的神经元，并不断为神经信号创建新的路径。灰质的密度在女孩11岁和男孩2岁半的时候达到顶峰，而从这时起，新的一轮“修剪”便开始了。灰质会以每年0．7％的速度逐渐减少，并且变得稀薄，直到20出头。白质则会像树的年轮一样，逐年加厚。这个趋势有可能一直持续到40岁。这些变化的结果是，在青春期，大脑中神经元之间的连接减少了，但它们传递信息的速度却变得更快。大脑成为一台更有效率的机器，但也为之付出代价——失去某些学习的潜能，以及从损伤中恢复的能力。
大多数科学家认为，大脑中神经元的“修剪”共同遵循着遗传法则和用进废退原则。诺贝尔奖获得者、神经学家杰拉德·艾德曼将这个过程形容为“神经的达尔文主义”。如何分配时间可能是最关键的因素。研究显示，练习钢琴可以快速增加大脑中控制手指运动区域的神经元密度。对伦敦出租车司机的研究则显示，这些工作性质要求必须记住每条街道的司机，大脑中海马状突起的体积远远超出常人，而这一部分便与记忆有关。吉德更认为，协调身体和神经运动的小脑也会根据人的经历而改变。要证明这一点，拥有两对双胞胎的曼氏5兄弟便成了极好的研究对象。
通过研究，科学家发现，不管一个大脑的主人聪明如爱因斯坦或智商低下可比阿甘，它的发育过程总会遵循一个由后而前的顺序。位于大脑后部、控制感觉功能(视觉、听觉、触觉、空间感)的区域最早完成“修剪”的过程，也最早成熟。其次是协调这些功能的区域。负责进行计划优先顺序、组织思想、抑制冲动、衡量后果等功能的大脑前额叶皮层是最迟完成“修剪”过程的区域。加州大学洛杉矶分校的神经学家伊丽莎白·索维尔指出：“科学家和公众总把青少年做出错误决断归咎于激素的变化，可一旦我们着手扫描大脑发生变化的时间和区域，我们就会说，啊，让那些少年人变得更有责任感的大脑中的区域原来还没成熟呢。”
吉德的研究并不是否认性激素对于青春期综合症的作用。有新的研究证明，处于青春期时，肾上腺会分泌出大量睾丸激素，它们在大脑中非常活跃，与各处的受体结合，直接改变血液中的复合胺和其他影响神经系统的化学物质的浓度。同时，在大脑的情感中心——脑边缘系统，性激素也异常活跃，使青少年的情绪时刻处在一触即发的状态，并倾向于寻找新的刺激。这种情形在动物或许是一件好事，可以鼓励它们离开巢穴，外出探索，寻找自己的领地和伙伴，但对于面对充满风险的社会的青少年来说，却可能将他们置于危险的边缘。尤其此刻，他们大脑中有关衡量危险的区域仍未发育成熟。
（徐敏摘自《三联生活周刊》2004年第24期）