幾何天才：一次搶劫導(dǎo)致帕吉特受到了嚴重的腦震蕩，并使他的數(shù)學(xué)、物理和藝術(shù)才能釋放了出來，此后他開始繪制出類似右邊的那些圖案。在此之前，這位大學(xué)輟學(xué)者從不知道自己擁有這些才能。

文章來源：環(huán)球科學(xué)

有一些人在遇到意外腦創(chuàng)傷后，會突然擁有超出常人的藝術(shù)或才智方面的天賦，研究人員希望，能夠找到一種方法，在無需患病或遭受腦損傷的情況下，就能釋放出蘊藏在每個人大腦中的巨大的潛能。

10歲那年，奧蘭多·瑟雷爾(Orlando Serrell)有一天被棒球意外擊昏，從那以后，他發(fā)現(xiàn)自己能夠準確記得這次意外之后的任意一天是星期幾，以及當(dāng)天的天氣。他甚至能清楚地記得此后每天發(fā)生的事情，哪怕是那些細枝末節(jié)的瑣事。

2002年，詹森·帕吉特(Jason Padgett)遭遇了一起惡性搶劫，腦部受到了嚴重震蕩，不久后他發(fā)現(xiàn)自己經(jīng)常會看見一些“圖形”。他把這些圖形畫在紙上，展示給別人看時，才意識到原來那些不斷重復(fù)、自身相似的圖形是一些“分形”(fractal，又稱碎形，在幾何學(xué)上通常被定義為一個粗糙或零碎的幾何形狀，可以分成數(shù)個部分，且每一部分都近似整體縮小后的形狀，比如葉片和螺殼上的紋路)。

瑟雷爾和帕吉特遭受意外后，都患上了一種被稱為獲得性學(xué)者綜合征(acquired savant syndrome)的疾病。1988年的電影《雨人》(Rain Man)讓“白癡天才”(savantism)這一形象變得為大眾所熟知——學(xué)者綜合征患者從小就具有非凡的音樂、藝術(shù)、數(shù)學(xué)或記憶等方面的才能；但與之形成鮮明對比的是，他們在語言、社交和其他方面的能力卻存在明顯缺陷。

例如在電影《雨人》中，由演員達斯丁·霍夫曼(Dustin Hoffman)飾演的“雨人”擁有強大的記憶力，在數(shù)學(xué)、日歷推算等方面表現(xiàn)驚人，但因自身潛在的自閉癥傾向，在認知和行為方面存在嚴重缺陷。

相比之下，獲得性學(xué)者綜合征患者擁有的那些接近天才水準的藝術(shù)才華或智力技能，卻是在患上癡呆、頭部受到嚴重撞擊或其他腦損傷之后才顯現(xiàn)出來的。這提示我們，或許每個人體內(nèi)都潛藏著藝術(shù)或才智方面的天賦，也就是說，我們每個人身體里都住著一個“內(nèi)在的天才”。如果真是這樣的話，也許我們能夠找到一種方法，在無需患病或遭受腦損傷的情況下，就能釋放這些被封印的才華。

發(fā)掘內(nèi)在潛能

我從事學(xué)者綜合征研究已經(jīng)很多年了。在20世紀80年代中期之前，我一直以為學(xué)者綜合征是一種先天性疾病。但參加阿隆索·克萊蒙斯(Alonzo Clemons)的首場個人雕塑展，看到他那精美絕倫的雕塑作品后，我的看法發(fā)生了改變。嬰兒時期的克萊蒙斯聰明伶俐，然而，大概在3歲的時候，一次意外的摔倒讓他腦部受損，這使他的認知發(fā)展驟然減緩，在詞匯和語言學(xué)習(xí)方面出現(xiàn)了嚴重的障礙。

但是，從那以后，他卻擁有了一項非凡的技能——能夠用手邊的任何材料進行雕塑，甚至包括廚房里的起酥油。與此同時，克萊蒙斯對動物也越來越著迷。例如，他可以照著雜志上馬的照片，在半小時內(nèi)塑造出一個復(fù)制品，而且每塊肌肉和肌腱都復(fù)制得絲毫不差。

克萊蒙斯激起了我對獲得性學(xué)者綜合征的興趣，我開始在醫(yī)學(xué)文獻中查找這方面的報道，但僅找到為數(shù)不多的幾個實例。1923年，心理學(xué)家布蘭奇· M· 米諾格 (Blanche M. Minogue)曾描述過，一個3歲的孩子在一次腦膜炎發(fā)作后，展現(xiàn)出了非凡的音樂才華。1980年，心理學(xué)家T·L·布林克(T. L. Brink)報道，一個9歲男孩在左腦受到槍傷后，表現(xiàn)出了出眾的機械操作才能。他能夠拆卸、組裝和改良變速自行車，而且還發(fā)明了一種拳擊吊袋，能夠模仿真實對手進行左擋右閃。

1980年以前，關(guān)于獲得性學(xué)者綜合征的報道非常稀少，由此反映出這種病征的罕見性——腦震蕩和中風(fēng)導(dǎo)致認知和創(chuàng)造力提升的幾率非常小。隨后，我決定收集有關(guān)獲得性學(xué)者綜合征病例的記述。到2010年，我收集記錄了全世界319起知名的“天才”案例，其中僅有32例是屬于后天獲得的。

美國加利福尼亞大學(xué)舊金山分校的神經(jīng)學(xué)家布魯斯·米勒(Bruce Miller)及同事的研究工作也在我的收集之列。1996年，米勒開始研究最早的12個病例，這些病例患有一種名為額顳葉癡呆(frontotemporal dementia，F(xiàn)TD)的退行性疾病。確診之后，這些老年患者平生第一次展露出了音樂或藝術(shù)才華，有時甚至稱得上是技藝超群。與阿爾茨海默病不同，額顳葉癡呆患者的神經(jīng)退化僅發(fā)生在額葉，而非大腦的廣泛區(qū)域。

具體說來，F(xiàn)TD患者的受損腦區(qū)通常是大腦左前顳葉(left anterior temporal area)及眶額皮層(orbitofrontal cortex)。正常情況下，上述兩個區(qū)域會抑制位于大腦后部、負責(zé)處理眼部信號的視覺系統(tǒng)的神經(jīng)活動。而在額顳葉癡呆患者中，左前顳葉和眶額皮層可能無法發(fā)出抑制性信號，從而讓個體獲得了全新的藝術(shù)敏感性。如此一來，大腦就能以一種全新的方式來處理視覺和聲音。盡管額葉的損傷可能會導(dǎo)致患者出現(xiàn)一些病態(tài)的異常行為，但也會將患者的藝術(shù)敏感性或其他創(chuàng)造力釋放出來。米勒說，“FTD是通向藝術(shù)殿堂的一扇意外之窗?！?/p>

進一步研究提示，因為意外事件而表現(xiàn)出特殊才能，可能緣于大腦某些區(qū)域活動減弱，以及某些區(qū)域的活動增強。具體來說，這涉及大腦損傷之后(以左腦受損最為常見，類似于米勒收集的FTD病例)的一系列事件，我稱之為“3R過程”。該過程始于“募集”(recruitment)，這個步驟主要發(fā)生在大腦皮層仍舊完好的區(qū)域，比如右腦，這里的大腦活動會增強；接著就是“重連”(rewiring)，也就是大腦會在以前沒有形成神經(jīng)連接的區(qū)域間建立起新的連接；最后就是潛能的“釋放”(release)，因為新的神經(jīng)連接，某些腦區(qū)的活躍程度升高，以至于一些處于休眠狀態(tài)的能力被釋放出來。

此前，悉尼大學(xué)才智中心的理查德·齊(Richard Chi)和艾倫·斯奈德(Allan Snyder)，曾運用當(dāng)時相對較新的技術(shù)手段做了一次實驗，在一定程度上證明了，大腦的上述改變，可以解釋后天獲得的特殊才能。

研究人員使用經(jīng)顱直流電刺激(transcranial direct-current stimulation, tDCS)技術(shù)，讓自愿者產(chǎn)生了某些特殊才能。tDCS技術(shù)可產(chǎn)生一種極化電流，減弱左腦與感觀輸入(sensory input)、記憶、語言以及其他腦功能相關(guān)的部分腦區(qū)的活動，同時增加右腦(主要是右前顳葉，right anterior temporal lobe)的活動。

研究人員讓自愿者在接受和沒有接受經(jīng)顱直流電刺激的情況下，分別完成一項具有挑戰(zhàn)性的九點謎題(nine-dot puzzle)——這一任務(wù)需要自愿者打破常規(guī)，提出一種創(chuàng)新性的解決方法。自愿者需要將三點一排，總共三排的點用四條直線連起來，途中不能抬筆或有折返線，多數(shù)人都會被這一任務(wù)難住。在接受經(jīng)顱直流電刺激之前，沒人能夠完成這項任務(wù)。

當(dāng)研究人員對29名自愿者進行“假”刺激(僅安放電極但沒有釋放電流，以測試安慰劑效應(yīng))后，他們?nèi)匀皇譄o策。然而，釋放電流后，約有40%的自愿者——33人中的14人，成功完成了這項任務(wù)。

一個人為何在接受電流刺激之后突然表現(xiàn)得如此出色？在通電的瞬間，這些自愿者，以及那些先天的和后天的“天才”似乎一下子就知道了他們以前不知道或者沒學(xué)過的事情?？巳R蒙斯，那個雕塑家，從未接受過正規(guī)的藝術(shù)訓(xùn)練，但他憑借本能就可以知道如何為雕塑作品制作支架，以便塑造出一匹匹奔馳的駿馬。

對于學(xué)者綜合征患者表現(xiàn)出的那些特殊才能——無論是與生俱來還是后天因腦損傷所致，一個合理的解釋是，這些才能和知識肯定是以某種方式通過遺傳而來的。在生命之初，我們并非一張白紙，任憑成長過程中受到的教育和其他生活經(jīng)歷在上面“寫寫畫畫”。相反，在我們出生時，大腦可能便預(yù)裝了一套“系統(tǒng)”，幫助我們處理眼睛看到的東西，或是理解音樂、藝術(shù)或數(shù)學(xué)方面的“內(nèi)在規(guī)律”。只是，“天才”比一般人更“擅于”開發(fā)和利用那些與生俱來的才能。

重復(fù)經(jīng)顱磁刺激的技術(shù)可以把正常人身上潛藏著的一些特殊才能暫時性地釋放出來

打造天才

既然這些與生俱來的才能可以在日后的生活中顯現(xiàn)，那是不是意味著每個人都有可能成為天才，并且無需以腦損傷或變成癡呆為代價呢？

重復(fù)經(jīng)顱磁刺激技術(shù)(repetitive transcranial magnetic stimulation，rTMS)便是一種可以將潛能釋放出來的技術(shù)，它像一頂“有思維的帽子”(thinking cap)，可以“啟動”或“關(guān)閉”不同腦區(qū)，增強大腦的創(chuàng)新能力。然而，技術(shù)手段并非唯一的實現(xiàn)途徑。冥想，或刻苦練習(xí)某項技能，也可以讓我們的右腦更具創(chuàng)造性，從而開發(fā)出潛在的藝術(shù)才能。

隨著對大腦認識的不斷深入，研究人員可能會找到一些新方法幫助我們了解，當(dāng)某些大腦回路的功能受到激發(fā)或抑制時，會出現(xiàn)什么情況。用于精確定位神經(jīng)元聯(lián)系(即纖維示蹤，fiber tracking)的彌散張量成像(Diffusion tensor imaging, DTI)和彌散張量纖維束示蹤(diffusion tensor tracking, DTT)技術(shù)，就比早期的方法更適合用于顯示人腦內(nèi)部紛繁復(fù)雜的神經(jīng)連接，從而使研究人員能夠更好地“破譯”大腦活動與突然顯現(xiàn)的才能之間的關(guān)系。

揭示學(xué)者綜合征背后的神經(jīng)生物學(xué)機制的難點之一在于，這些患者在執(zhí)行一些創(chuàng)造性任務(wù)時，往往需要運動，這樣就很難觀測他們的大腦活動。一方面，病人根本無法在核磁共振成像儀內(nèi)進行雕塑或彈鋼琴；另一方面，任何運動都會對圖像的精度造成影響。

不過，一項更新的技術(shù)——近紅外光譜術(shù)(nearinfrared spectroscopy, NIRS)，則可以避開這些問題。在這項技術(shù)中，一頂舒適的頭顱帽(skullcap)會替代龐大笨重的機器，頭顱帽可以測量大腦血管中血液的氧含量，并將這些信息傳送至圖像處理軟件。更令人興奮的是，科研人員近年還研發(fā)出了一款新式儀器，它應(yīng)用另一種成像技術(shù)——正電子發(fā)射斷層掃描(positron-emission tomography，PET)，可以對坐著、站著甚至是運動的人進行監(jiān)測。

獲得性學(xué)者綜合征的研究意義十分重大，這種病例說明，每個人大腦中都蘊藏著巨大的潛能。而目前的挑戰(zhàn)在于，如何尋找一種最好的方法，來發(fā)掘封印在我們體內(nèi)的“內(nèi)在天才”——有點類似“雨人”，只是在其他方面比他更健全。(撰文?達羅·A·特雷費特(Darold A. Treffert)?翻譯?徐新杰?審校?韓濟生)