大腦的“成人禮”

趙婧

先問大家一個簡單的問題：“你成年了嗎？”如果你年滿18歲，可能你會立刻回答：“當然成年了，我都二十好幾了！”或是“那肯定啦，我的小孩都會打醬油了！”還可能有其他各式各樣的回答，但結果一定是“肯定”答案。

日常生活中，我們判斷一個人是否成年，最常用的標準就是年齡，現在還有一些社群或者學校在孩子們達到一定年齡時，舉辦成人禮。很多國家都將18歲作為劃分成年與否的界限。

英國研究人員曾對2000人進行了調查研究，整理出了50個成年的標志，其中排在第一位的是背負房屋抵押貸款，而在智商、情商方面包括：是否有自己的政治觀點、合理規劃每月的收支等問題，還有是否自己洗衣服、換燈泡等生活技能方面的問題。以上的判斷標準都是一些外在的表現，而認知神經科學家則習慣用科學證據說話，他們更加關注掌控我們一切日常行為的最高指令長——大腦。大腦是何時完成“成年禮”的呢？

大腦發育不會戛然而止

大腦由不同的結構組成，主要可分為額葉、頂葉、顳葉以及枕葉這幾部分。大腦中各個結構的體積也不同，與大腦中其他的“葉”相比，額葉是人類大腦中體積最大的一部分。而在動物界，有些動物的腦幾乎不存在額葉。額葉負責許多高級認知功能，比如語言能力、自主意識、情緒控制、推理、邏輯思維等。正因為額葉承載著如此豐富又極為復雜的高級功能，它的結構和功能的發展進程也引起了研究者的濃厚興趣。那么，大腦額葉是不是在人類年滿18歲時，就發育成熟了呢？

隨著神經科學技術的不斷推進，在磁共振成像掃描的幫助下，研究者不再認為大腦發育（特別是額葉）會在某一確定的年齡戛然而止了。研究結果顯示，人類的大腦皮層在20歲出頭時仍舊在發育。可見，它成熟的時間比我們最初設想的要晚很多。科學家們據此認為青春期應該細分為3個階段：青春期早期——12歲～14歲；青春期中期——15歲～17歲；青春期后期——18歲～20歲，他們指出年輕人的大腦功能發展會一直持續到青春期后期，可能到25歲左右才發育完全。

大腦的基因活性分析

為了進一步深入了解大腦發育的內在機制，最近科學家們針對不同發育時期的大腦皮層展開了一項大規模的基因活性分析研究。研究結果首次描繪出了一幅人類大腦的“沙漏”型發育圖。如左上圖所示，縱坐標表示基因表達的強度，橫坐標表示時間。據圖，我們可以看出隨著年齡增長，基因表達的強度先降低后升高。研究者根據這一結果把大腦發展軌跡分為三個階段：

1.產前發育期。研究結果顯示，大腦區域的總體結構在受精卵發育的最初6個月就已經在一系列基因活性的作用下基本形成。

2.青春前期。雖然這一階段基因表達不那么活躍，但這一時期卻是大腦發育重要的成形期。在此期間，在環境和基因的交互作用下，神經元之間的突觸連接逐步形成，這會決定大腦結構將如何在日后的工作生活中發揮作用。如果在兒童時期的最初幾年擾亂了這種突觸連接的同步性，則很可能會導致自閉癥的產生。

3.青春期之后。這個階段從青春期開始一直持續到成年。基于上一階段突觸的同步連接，各個大腦區域開始發展自己的結構和功能特性，大腦基因活動重新活躍起來，幫助我們精細地塑造皮層區域，進而逐漸地執行更特異性的任務。

耶魯大學神經科學研究所的神經生物學教授雷納德·瑟斯坦形象地比喻道：“人類的大腦更像是社區，它會受到生活在周邊區域的社會群體影響。這個社區快速地建立起來，然后一切事物都減慢速度，大腦皮質專注于形成如同電網一樣的連接，之后當這些區域連接同步化時，社區開始像小意大利區或中國城一樣呈現出不同的功能特性。”

另外，這一研究項目也在獼猴中進行了類似的基因分析。但是在這群人類的近親中并沒有發現這種“沙漏”型的發展軌跡。該比較結果表明，這種基因活性的變化只表現在人類大腦發育過程中。同時，人類大腦結構在成熟后的細化程度也遠遠高于獼猴。下圖（A）和（B）分別表示胚胎期和成年期人類大腦的外側和內側的大體結構。圖（C）和（D）分別表示獼猴在胚胎期和成年期大腦外側和內側結構。我們可以看出，雖然在胚胎期人類和獼猴的大腦結構都已大體形成；但到成年期，人類的大腦皮層溝回明顯且結構復雜，而獼猴的回路結構相比之下則簡單得多。科學家們在探究了愛因斯坦的大腦結構切片后得出：溝回結構的復雜程度可能與個體的認知水平有關，可能個體的溝回越復雜，便越聰明。所以，這種腦區結構的差異說明了人類具有更高級的認知功能。

現在，如果再問你是否成年，你是不是會稍微猶豫一下再回答呢？因為評判標準不再只是那些外在表現了。我們的大腦是否可以去參加成人禮了呢？endprint