大腦的發育過程，你了解多少

有人曾經問物理學家邁克爾·法拉第：「電有何用？」他答道：「新生嬰兒有何用？」法拉第的觀點很容易理解：嬰兒好像特別沒用。我們需要約16年的時間才能認識作為一個成年人的潛能，而妊娠期約為26天的大鼠只要兩個月左右就完全發育成熟。大象在子宮中度過的時間是人類的2倍多，約20到22個月，但11年內就發育成熟了。那麼和其他動物相比，人類為何要經歷這麼長的學習期呢？

1883年，哲學家和歷史學家約翰·菲斯克（John Fiske）在美國普及進化論，他曾問道：「嬰兒期的意義何在？人類出世時比其他生物更無用，並比其他生物需要長得多的撫育期、多得多的長輩悉心照顧和明智引導，其意義何在？」我們將通過觀察腦的發育來剖析這個問題，並確定使我們成為個體的那些因素。

生命始於卵子的受精，其時，來自父親的單個精子鑽入母親的卵子。這個動作誘發了化學變化，由於這些化學變化，擁集在該卵子周圍的眾多其他精子再無法進入。但是，從一個直徑只有約0．1毫米的卵子發育成大腦是一個漫長的歷程。建立一個大腦（實際上還有身體的其他部分）的第一步，是由卵子和精子形成單個細胞：合子。一天多（約30個小時）之後，合子分裂成兩個細胞，並一再地重複這個過程，以至在三天內，就已形成了一個形如桑葚的細胞球，因而名為桑葚體（morula，桑葚的拉丁語）。

受精後5天，桑葚體內的細胞分裂為兩群。一群細胞形成外壁，產生一個中空的球體，而其餘的細胞在球體內部一端聚集成一個緊密的內細胞群。桑葚體即成了胚泡，形成其外壁的細胞將為發育中的胚胎提供營養，胚胎則由內細胞群生成。然而，這只是在妊娠後16天。胚泡下一個重要階段是植入子宮內膜，在那裡新生命將會得到以後約39周所需的所有營養。

植入後約1天，聚集在胚泡內部的內細胞球已與外壁分離，與子宮合為一體。混雜的細胞群開始平貼在胚盤上，那是一個兩層細胞厚的橢圓盤。令人難以置信的是，這小薄盤竟是組成人體的各類細胞的本源，而這些早期的細胞前體，儘管相當原始，但已經開始變得多種多樣。

約12天時，胚盤上層的某些細胞開始移向中部，好像踩著某種綵排過的技巧精湛的舞步。在胚盤中部，這些可動的細胞即嵌入到原來的上層和下層之間，沿胚盤盤繞，這樣產生了第三層細胞。這時胚盤有三層厚了。正是在這個階段，我們第一次可以把注意力放在未來的腦上。中層細胞好像發送化學信號到上層細胞，後者因而再次分化，成為神經元。胚胎學家把前體神經元的上層稱為神經板。

到了18至20天，神經板中部開始發生變化，其中心內凹，而邊緣部分向上、向外移動。三周之後，邊緣部分開始隆起，生成神經溝。然後神經溝邊緣內褶並癒合，從而形成一種柱狀結構，即神經管。到達子宮後一個月，一個初始的腦已經形成。事實上，正好在神經管成形之前，年輕的大腦就開始顯示自己的存在，甚至在神經板階段，某些區段就已經註定要形成特異的腦區。

在子宮內15周時，可以在胚胎前端辨認出兩個隆起，那是我們高度發達的大腦半球的原基，也可以辨認出皮層下的某些腦區，如基底神經節，正如我們在第二章所述，基底神經節在運動中起重要作用。包容所有這些紛亂的萌芽狀活動的是頭顱。發育中的頭顱有膜質區，使其能擴展，為這種充分的生長提供了可能；只是在生命晚得多的時候，腦的大小不再增加，頭骨最終融合在一起。

未來的神經元中的每一個都要分裂幾次，以至細胞數目有巨大的增加，在速度最高時，每分鐘細胞分裂將產生250000個新的神經元。初始腦繼續發育，神經管項部增厚形成三個突起。在第二個月開始時，在適當位置上可識別若干腦區。因為部分腦生長得比其他部分更快，神經管的前段開始彎向兩個位置，正與發育中的脊髓以直角相對。正前端膨大成為兩個半球，約11周時，後端外伸，形成易於辨認的小腦。

神經管的關閉導致了腦內的空腔——腦室的形成。這些腦室組成相互交錯的迷路，最終開口向著脊髓。通過這些迷路的小孔，無色液體可以循環，並將終生浸浴整個腦和脊髓。正是這種腦脊液，許多世紀前哲學家蓋倫（見第一章）認為那是「心靈之氣」和靈魂的棲居地，而現在則在常規的腰椎穿刺診斷過程時從中採樣。

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