智力的探索

1985-11-01 04:35
青年文摘·上半月 1985年10期
关键词:波形神经细胞生化

潘 崧

谁最聪明

一个人记性有好坏,智力有高低,比如滑稽大师卓别林,他老是记不起他秘书鲁滨逊的名字;可是大诗人拜仑,对他所写的长诗,经几十年,还能成段背出;大名鼎鼎的爱迪生,在发明创造上,别人望尘莫及,可对背书一事,却头痛之极,在校读书时,从来背不出,不及格;然而,中国唐代有一位学士常敬忠,他可把万言书念上七遍,便滚瓜烂熟。同是名家,何以相差如此之多呢?

过去有一种说法,认为人的脑袋愈大,里面装的脑子愈多愈重,则此人一定聪明,反之则愈笨。事情果真是这样吗?后来发现,并非如此。比如人的脑重一般是1,300-1,500克,可是鲸脑重达9,000克,总不能说鲸鱼比人还聪明,即使同是人类,脑子重量相差亦很多。俄国大作家屠格涅夫脑重2,014克,但同是大作家的法国人法朗士的脑重却只有屠格涅夫的一半,即1,017克,现在有记录的最重人脑是2,850克,但此人却是一个白痴。这样看来以人的脑袋大不大,额角头高不高,脑子重不重来判别人聪明不聪明,智力好不好,是不正确的。

那么智力的好坏,究竟靠什么呢?

老鼠应试

由于对人脑直接作科学考察比较困难,于是生物学家和医学家们,便看中了实验动物大白鼠。老鼠虽是四害之一,但在生物医学实验上,却有不可磨灭的贡献。

在很早以前,根据优生学原理,认为智力好坏是有遗传的。遗传学家托尔曼,曾经为此对大白鼠做过迷宫实验。他把一大群大白鼠,一只只地放入特制的迷宫进口,让其自寻出路,逃出迷宫出口。凡是进去和出来的时间间隔愈短的,他认为此老鼠便愈是聪明,反之,则愈愚笨。这样逐个考试以后,选中其中用时最少的聪明雌雄鼠各九只,步其成亲配对,生育下一代,再选出用时最多的愚笨雌雄鼠也是各九只结成配偶,也生育下一代。生一代,考一代,一直繁殖到七八代,结果发现:凡是聪明鼠父母生的老鼠,一代比一代聪明,而愚笨鼠夫妻生的子孙,则一代比一代愚笨,证明“智力”有先天遗传性。

那么,后天训练是否对智力也有影响呢?有人也用大白鼠作了实验,他们把一只大白鼠单独关进小笼子里,每天供食、供水,让它吃吃睡睡,生活极其单调,而另一只大笼子里却放进几只大白鼠,不但有吃有喝,还让它们荡秋千、玩玩具、听音乐、互相取闹,生活内容丰富多彩。几个月后,放进迷宫考试,发现生活丰富的老鼠比生活单调的要聪明得多。由此证明:后天训练亦可大大增长“智力”。

智力之谜

这种所谓的智力,又是靠什么东西来增长的呢?称过鼠脑重量,并无明显差别。但后来瑞士科学家海登却发现,经过学习训练的,智力比较发达一些的大白鼠,它们的脑细胞里,核糖核酸含量平均数量,比未作训练的要高出10%左右。于是他想,难道智力和脑细胞里的核糖核酸含量多少有关吗?但人们只知道,核糖核酸的主要功能是促成特殊功能的蛋白质分子。那么智力是否和新蛋白质分子的形成有关呢?这些新蛋白质分子的结构又是怎样的呢?

后来给受训后智力有所发展的大白鼠,注射一种干扰剂,去干扰核糖核酸的功能,使它形成不了特种蛋白质分子,结果大白鼠的智力又有衰退。于是人们得出一个看法:要使老鼠聪明起来,不单取决于脑细胞中核糖核酸含量的增多,还要看这些核糖核酸能否促成特别的新蛋白质分子。

那么和智力有关的这些特别蛋白分子,又是怎样的一些物质呢?有不少神经化学家各执一词,由于品种很多,但可以统称为神经激素的一些生化物质、比如由脑垂体分泌的促肾上腺皮激素,后叫加压素等,便属这样一类的物质。倘将这些物质从脑细胞中分离出来,注射入别体之中,智力便有转移和改善的现象。美国神经化学家昂加尔,首先在鼠脑中分离出这一类生化物质,并注入另一大白鼠中,证明智力可以改善和提高。他认为,这类物质乃是多肽结构的生化物质,由若干种氨基酸有序排列而成。后来他的观点为荷兰药理学家戴维德所证实。戴氏发现,人的脑垂体分泌出的一些神经激素,也属多肽物质,注入人体,可使老年人的注意力、记忆力、理解力恢复改善,倘注入盐水,便没有这种作用。近年来有些神经激素的化学结构已经搞清,并人工合成成功,取得了专利权。临床实验和动物实验证明,效果比天然的还好。近来一些西欧国家,如荷兰、比利时、西班牙、瑞士等国的一些医院和医务人员,开始用这类合成激素,作临床实验,取得颇为良好的效果,例如对十二位年近古稀的老人,鼻喷这种激素,三天后考核,智能都有好转。对一些脑震荡后丧失了智力的病人鼻喷施治,于两周后,基本好转,比如一位41岁妇女,6年前因车祸得脑震荡失去了知觉,后来用这种合成激素每天13.5国际单位施治,日喷五次,9天后,便可记起以往的事。这样一来,也就证明了:智力活动的确与脑细胞中的某些神经激素有关的。但这些激素在智力活动中又是如何起作用的呢?还是不太明了。

信使是谁?

近来,美国有一位爱伦博士,他用鼻涕虫探索神经系统智力之谜。他已成功地把鼻涕虫的脑神经细胞剥离下来,放入试管内,发现可以活上几天,当他把电极插入这些神经细胞时,发现有生物电荷出现,在出现生物电荷的同时,神经细胞还会喷射出一些生化物质,来帮助生物电的传递。过去,也有人发现在神经细胞中有一种乙酰胆碱的生化物质,可以传递电信息,那么智力的活动,难道和这类神经化学物质有关吗?

艾伦博士对鼻涕虫的神经系统,作了进一步的探索,他把微电极分别插入鼻涕虫的脑神经细胞和唇神经细胞里,电极端头引出线路,用以传送生物电信号,经放大后,再接入示波器上,当有生物电时,不但荧光屏出现电脉冲波形,而且还会吱吱作声,可以拍下图形和录下声音。一切准备就绪,开始给鼻涕虫一盒香喷喷的马铃薯浆液,当鼻涕虫一闻香味,立即在脑神经细胞线路上轻轻作声,荧光屏上显示出一定的生物电脉冲波形,代表神经信息已经传出,它为唇神经线路接收下来,便开始指令唇动作吃起来。正当它吃得津津有味时,若把香浆移开,换上有烟硷味的马铃薯浆,那么脑神经细胞发出的电脉冲波形便大不相同,鼻涕虫的唇也不动了;倘再重新换上香浆,原来的波形又再度出现,唇部又开始动作,吃起东西来了。这就说明:鼻涕虫的吃浆是有选择的。这种智能,由神经生物电脉冲波形来表达,而这种生物电信息,又是靠神经细胞同时喷出的生化物质来传递的,使信息从一个神经细胞越过突触,传向另一种神经细胞中去。

这样看来,智力活动是一种生物电讯过程,而生化物质,各种神经激素,只是电信息的传递介质,好比邮局里的邮递员一样,没有它,便不能把信息传到各种细胞里去,于是现在有人把这类物质,称之为“信使物质”。

谜门初开

在人脑中,这种生物电信息又是怎样传递的呢?现在已发现有不少脑激素,如促肾上腺皮激素,后叫加压素等,都有这些作用,把这些物质注入人体,便可改善人的智力活动,但近年来,研究人脑时,还发现一个人从出生婴儿到20岁,脑中的神经细胞数量和形状大致是不变的,一共有100亿~140亿个,但婴儿的脑神经细胞间的联系,比20岁的人明显的少。一过20岁,人的学习训练活动,日益频繁复杂,故各种神经细胞间的联络也日益复杂化,所以智力的高低和神经网络的复杂程度有关。凡是各神经细胞间联络愈多的人,其学识和经验、智力和能力也愈好。所以一个人聪明不聪明,记性好不好,智力强不强,不是取决于脑袋大不大,脑子重不重,而是取决于脑神经和各部神经系统的联络是否完备、繁多。

总之,在讨论智力问题时,必须把脑组织、脑化学和脑信息三者结合起来考察,也就是必须把物质、能量、信息三者融会贯串起来研究,才能真相大白。

(摘自《知识就是力量》)

(题图:孙凤娣)

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