宇宙中最超凡的东西，就在你的头颅里面。哪怕你穿梭于外太空的每一寸，说不定都找不到任何东西比你两耳之间这两斤半软乎乎如海绵般的物事更神奇、更复杂、功能更强劲的了。

作为一项纯粹的奇迹，人类的大脑长得毫不起眼。首先，它有75%~80%都是水，其余的主要成分是脂肪和蛋白质。令人惊讶的是，这三种平平无奇的物质，凝聚起来竟然带来了思考、记忆、视觉、审美，等等。如果你把大脑从颅骨里拿起来，你肯定会对它是多么柔软感到诧异。大脑的稠度[1]有着不同的比喻：豆腐、软黄油、稍微煮得过了头的牛奶冻。

大脑的一大悖论是，你对世界所知的一切，都来自一个从未亲眼见过这个世界的器官。大脑存在于静寂与黑暗当中，就像关在地牢里的囚犯。它没有疼痛感受器，不折不扣地没有感觉。它从未感受过温暖的阳光，或温柔的微风。对你的大脑来说，世界只是一股电脉冲，就像一连串的摩尔斯电码敲击。从这赤裸裸的中立信息中，大脑为你创造(不折不扣地创造)出一个充满活力、三维立体、在感官上引人入胜的宇宙。你的大脑就是你。其他一切都只是管道和支架。

光是静静地坐着，什么都不做，你的大脑在30秒里处理的信息，就超过了哈勃太空望远镜30年的工作量。一块1立方毫米见方的皮层(就跟一粒沙差不多)可以容纳2000TB的信息，足以存储历年来拍摄的电影，包括预告片；要不，就相当于12亿册你现在正读的这本书[我非常感谢杜伦大学计算机科学系研究主任马格努斯·博德维奇(Magnus Bordewich)博士对上述计算所做的工作。]。按《自然神经科学》(Nature Neuroscience)杂志所说，总的来说，人类大脑可以容纳[2]200艾字节(exabytes)的信息，大致相当于“当今世界的所有数字内容”。如果这还不是宇宙中最非同凡响的东西，那就肯定是还有人类没发现的奇迹。

人们通常把大脑形容成一个饥饿的器官。它只占我们体重的2％[3]，但却用去了我们20%的能量。对新生儿来说，大脑的能耗不低于65％。这就是婴儿总是在睡觉(因为不断发育的大脑把他们累坏了)以及婴儿有着大量的身体脂肪的原因(脂肪将在需要时充当能量储备)。你的肌肉所用的能量其实更多(约占1/4)，但你拥有大量的肌肉；按每单位物质来算，大脑是我们所有器官里最为昂贵的[4]。但它也非常高效。你的大脑每天只需要大约400卡路里的能量，差不多相当于你吃掉一块蓝莓松饼。试着用一块松饼的能量让你的笔记本电脑运行24小时，看看它会怎么样。

与身体的其他部位不同，不管你做什么，大脑都以稳定的速度燃烧400卡路里。艰难的思考没法让你变得更苗条。事实上，它似乎并不带来任何好处。加利福尼亚大学欧文分校一位名叫理查德·海尔(Richard Haier)的学者使用正电子发射断层扫描仪发现，最辛苦运转模式下的大脑，效率往往最低。他发现，大脑最高效的工作方式[5]，是快速解决任务，接着就进入待机模式。

尽管大脑具备种种神奇的能力，但大脑并不为人类所独有。我们跟狗或者仓鼠使用完全相同的元件：神经元、轴突、神经节等。鲸鱼和大象的大脑比我们大得多，虽说这两种动物也有更庞大的身躯。但哪怕是把一只老鼠按比例放大到人类大小，它的大脑也一样大，许多鸟类的表现甚至更好。人类的大脑没我们之前想象的那么威风。多年来，据说人脑有1000亿个神经细胞或神经元，但2015年，巴西神经科学家苏珊娜·埃尔库拉诺-乌泽尔(Suzana Herculano-Houzel)经仔细评估后发现，这个数字似乎应该是86亿[6]——可谓是极大地缩水了。

其他细胞大多是紧凑的球形，神经元不一样。神经元长而多筋，能更好地将电信号从一个传递到另一个。神经元的主索叫轴突。末端分裂成树枝状延伸部分，叫树突，可多达40万条。神经细胞末端之间的微小空间称为突触。每个神经元与成千上万的其他神经元相连，建立起数万万亿的连接——用神经科学家大卫·伊格曼David Eagleman)的说法，“1立方厘米脑组织里[7]的连接就多得跟银河系中的恒星一样”。我们智力的来源，就在于突触复杂的纠缠，而非之前所认为的神经元数量。

对我们的大脑来说，最奇怪又最不同寻常的地方在于，它基本算不上是必需品。为了在地球上生存，你不必拥有创作音乐或探讨哲学的能力：真的，你只需要比四足动物聪明就够了——所以，为什么我们会投入那么多的精力，承担那么多风险，产生并不真正必要的心智能力呢？不过，这件事，你的大脑不会告诉你——当然，它不会告诉你的事情还很多，这只是其中之一。

大脑是所有器官中最为复杂者，毫无疑问比身体任何其他部位都有着更多值得一提的特点和标志，但基本上，它分为三部分。最靠上的，不管是从字面上还是比喻上看，是端脑(cerebrum)，它填充了大部分的颅穹窿，是我们在想到“大脑”时通常会想到的部分。端脑(cerebrum来自拉丁语里的“大脑”)是我们所有高级职能的所在地。它分为两个半球[8]，每个半球主要与身体的一侧相关，但出于未知的原因，绝大多数的神经界限都是交叉的，因此大脑的右侧控制身体的左侧，大脑的左侧控制身体的右侧。这两个半球由一条被称为胼胝体(corpus callosum，在拉丁语里的意思是“强硬的材料”，按字面意思则是“坚硬的身体”)的带状结构连接起来。大脑因为深深的沟壑而产生褶皱，凹陷的部分叫裂缝，凸起的部分叫脑回，这为它带来了更大的表面积。对于这些遍布大脑的凹缝和凸脊的确切模式，每个人都是独一无二的(就跟你的指纹一样独一无二)，但它是否与你的智力、气质或其他任何东西存在关系，那就没人知道了。

大脑的各个半球进一步分为四叶——额叶、顶叶、颞叶和枕叶，分别广泛地擅长特定功能。顶叶管理感官输入，如触摸和温度。枕叶处理视觉信息，颞叶主要管理听觉信息，但它也帮忙处理视觉信息。好些年来，人们知道，当我们看到另一张面孔时，颞叶上的六个区域[9](叫作“面部识别区域”)会兴奋起来，尽管到底是我脸上的哪一部分激活了你大脑里的哪一块面部识别部位，似乎基本上还不能确定。额叶是大脑高级功能的所在地，负责推理、预见、解决问题、控制情绪等。它也是负责个性(也就是我们是什么样的人)的地方。讽刺的是，一如奥利弗·萨克斯(Oliver Sacks)所说，额叶是最后才得以破译的大脑部位。“就算在我自己的医学生时代，它们也叫作‘沉默的额叶’。”2001年，他这样写道。这并不是因为人们认为额叶没有功能，而是因为额叶的功能并未显露。

在端脑下方，头部正后方跟颈背相接的地方，驻守着小脑(cerebellum，拉丁语的意思是“小的大脑”)。虽然小脑只占颅腔的10％[10]，但它有着超过一半的大脑神经元。这里神经元众多，不是因为小脑要从事大量的思考，而是因为它控制平衡和复杂运动，这需要大量的神经接线。

在大脑的基座往下，有一条像电梯井似的、连接大脑与脊柱以及身体其余地方的东西，这是大脑最古老的部位：脑干。它掌管我们更为基本的运作：睡觉、呼吸、保持心跳。脑干并未得到大众意识的太多关注，但它对我们的存在至关重要：在英国，脑干死亡，是衡量人类死亡的基本准绳。

如同撒在水果蛋糕上的坚果一般分散在大脑里的，是许多较小的结构——下丘脑、杏仁核、海马体、终脑、透明中隔、缰连合、内嗅皮质，以及其他十来个类似结构[你的左右半球各有一套边缘系统，所以其实应该用复数形式。但一般很少这么说。]——它们统称边缘系统(limbic system，来自拉丁语的limbus，意思是“外围的”)。除非它们犯了错，否则，人很容易一辈子也听不到有关这些部位的任何一个字眼儿。举例来说，基底神经节在运动、语言和思考方面扮演着重要角色，但通常，只有当它们退化并导致帕金森病时，才会引起人们的注意。

尽管边缘系统默默无闻，体积也不够显眼，但这些结构在我们的幸福中扮演着基础角色：控制和调节记忆、食欲、情绪、困倦和警觉，以及感官信息处理等基本过程。“边缘系统”的概念是1952年美国神经科学家保罗·麦克莱恩(Paul D. MacLean)提出的，但直到今天，还不是所有神经科学家都认同这些组件构成了一套连贯的系统。许多人认为，它们只是若干不同的部分，连接在一起只是因为它们关注的是身体表现而非思考表现。

边缘系统最重要的组成部分是一个叫作下丘脑的小小发电室，与其说它是一个结构，不如说它是一束神经细胞更为准确。它的名字并没有描述它的作用，而是指它所在的位置：丘脑之下。(丘脑，thalamus，意思是“内室”，类似感官信息中继站，是大脑的重要组成部分——这里显然不是说大脑有哪个部分不重要，而是说丘脑并不是边缘系统的组成部分。)说来奇怪，下丘脑的样子太不起眼了。它只有花生大小，重量仅为1/10盎司(3克)，但却控制着身体大部分最为重要的化学成分。它调制性功能，控制饥饿和口渴，监测血糖和盐分，决定你何时需要睡觉。它甚至有可能在人的衰老快慢速度[11]中扮演一定的角色。你身为人类的成败，在很大程度上依赖于自己脑袋中央这个小小的东西。

海马体是铸就记忆的核心(seahorse这个名字来源于希腊人的“seahorse”海马，因为两者有着外形上的相似之处)。杏仁核(希腊语里“杏”的意思)专门处理强烈而紧张的情绪，如恐惧、愤怒、焦虑，各种各样的恐惧症。杏仁核遭到破坏的人[12]，是真真正正的无所畏惧，他们往往还无法识别他人的恐惧。我们睡着的时候，杏仁核变得特别活泼，因此说不定可以解释为什么我们的梦境常常令人不安。噩梦兴许只是[13]杏仁核在给自己减负。

考虑到大脑已经被人类做过如此长时间又如此彻底的研究，有一件事就显得很扎眼：其实，大量基础的东西我们仍然不知道，或者至少说无法普遍认同。比如说，意识究竟是什么？一种想法到底是什么？“想法”不是你能装在罐子里，涂抹在显微镜涂片上的东西，但它显然是一种真实而明确的事物。思考是我们最关键也最神奇的才能，但在深刻的生理意义上，我们并不真正了解思维是什么。

记忆的情况大致相同。我们对记忆怎样组装、怎样存储、存储在何处有很多认识，但却不太清楚为什么我们留下了某些记忆，却放弃了另一些。它显然与实际价值或效用没太大关系。我能清楚记得1964年圣路易斯红雀棒球队的全体首发阵容，可1964年一过完，这件事对我来说就没什么意义了，而且其实也没什么用处；然而，我记不得自己的手机号码，记不得我在大型停车场把车停在了哪里；我妻子让我去超市买三样东西，第三样到底是什么我怎么也回想不起来，我记不得诸如此类毫无疑问比记住1964年红雀队球员更紧急、更必要的事情(我得顺嘴啰唆一下：这些队员分别是蒂姆·麦卡弗、比尔·怀特、朱利安·贾维尔、迪克·格罗特、肯·鲍耶、罗·布鲁克、科特·弗拉德和麦克·香农)。

总之，有关大脑，我们还有大量的东西有待了解，也有很多东西我们可能永远也无法了解。但我们已经知道的一些事情，跟我们还不知道的事情相比，至少是同等程度地令人惊讶。就以我们怎样看(或者说得更准确些，大脑怎样告诉我们该看些什么)为例吧。

现在，朝你身边四下看一看。眼睛每秒向大脑发送1000亿个信号[14]。但这只是故事的一部分。当你“看到”某样东西，只有大约10％的信息[15]来自视神经。大脑的其他部分要解构信号——识别面部、阐释动作、识别危险。换句话说，“看”的最重要部分不在于接收视觉图像，而是理解它们。

对于每一次视觉输入，信息都要花一段微小但可感知的时间(大约200毫秒，或者1/5秒)，顺着视神经传输到大脑当中，再由大脑进行处理和阐释。在需要快速做出反应的时候(比如看到迎面而来的汽车赶紧往回退，或是躲开一记头部击打)， 1/5秒可算不上微不足道的时间跨度，为了帮助我们更好地应对这种时间上的滞后，大脑做了一件真正非同凡响的事情：它不断地预测世界在1/5秒后的样子，并告诉我们，这就是“当下”。这也就是说，我们永远也无法看到世界在这个瞬间的样子，我们看到的是片刻之后的将来是什么样子。换句话说，我们一辈子都生活在一个还不存在的世界里。

为了你好，大脑会以很多方式欺骗你。声音和光线以极为不同的速度抵达你——我们经常会碰到这样的现象：我们听到有飞机从头顶飞过，抬起头来却发现，声音来自天空的一个位置，飞机却正在另一个位置静悄悄地移动。而在更贴近你身边的世界，大脑往往会抹除这些差异，让你感觉到所有的刺激是同时到达的。

大脑以类似方式制造了构成我们感官的所有组件。光子没有颜色，声波不发音，嗅觉分子没有气味，这是存在既定的事实，都很奇怪，也有违直觉。英国医生兼作家詹姆斯·勒法努(James Le Fanu)说：“我们有一种无法抵挡的印象[16]，即树木的绿色和天空的蓝色，就像通过一扇敞开的窗户似的穿过我们的眼睛；然而，与视网膜碰撞的光线粒子没有颜色，一如震动鼓膜的声波是沉默的，气味分子完全没有气味。它们是在空间中穿行的看不见的、无重量的、亚原子级别的物质粒子。”生命的丰富多彩，来自你头脑的创造。你看到的并非事物的本来面貌，而只是大脑告诉你的样子，这两者完全不是一回事。以一块肥皂为例。你是否想过，不管肥皂是什么颜色，肥皂的泡沫为什么总是白色呢？不是因为肥皂在润湿和摩擦后会以某种方式改变颜色。从分子上看，它跟以前完全一样，只不过，泡沫以不同的方式反射光线。沙滩上拍打来的海浪也是一个道理，幽蓝碧绿的水、白色的泡沫，其他许多现象亦如此。颜色不是固定的现实，而只是一种感知。

你兴许曾做过这样一道错觉测试题：你要先凝视一个红色方块15~20秒，接着，把你的视线转移到一张白纸上，在片刻之间，你似乎能看到白纸上有一个幽灵般的蓝绿色方块。这一残像是眼睛里一些光感受器因劳动强度过大而太过疲惫带来的结果，这里与我们所说主题相关的地方在于，蓝绿色方块并不存在，它只存在于你的想象当中。从极为真切的意义上说，所有颜色都是这样。

你的大脑还非常擅长发现模式，从混乱中确定秩序，如以下两个广为人知的错觉所示：

在第一幅插图中，大多数人只看到随机的污点，直到有人告诉他们，画中包含了一条斑点狗，突然之间，几乎所有人的大脑都填补了缺失的边缘，理解了整个构图。这种错觉可以追溯到20世纪60年代，但似乎没有人记录下是谁创造了它。第二幅插图的来历更清楚。它被称为卡尼萨三角，以意大利心理学家盖塔诺·卡尼萨(Gaetano Kanizsa)之姓得名，卡尼萨1955年创建了这一图形。图中其实没有三角形，只不过，大脑为你放了一个。

大脑会为你做所有这些事情，是因为设计它的用意就是想方设法地帮助你。然而，吊诡的是，它也惊人地不可靠。几年前，加利福尼亚大学欧文分校的心理学家伊丽莎白·洛夫图斯(Elizabeth Loftus)发现，通过错误的暗示往人的脑袋里植入完全错误的记忆，完全能误导人们，让他们相信自己小时候曾经在百货商店或购物中心里惨痛地迷过路，或者被迪士尼乐园的邦尼兔拥抱过(哪怕这些事情从未发生过)(请注意，邦尼兔不是迪士尼的角色，也从来没去过迪士尼乐园)。她向人们展示孩提时的照片，而这些照片里的图像是做了手脚的，显得像是当事人曾坐在热气球里，通常，受试者会突然回忆起当时的经历，并兴奋地描述起来，哪怕所有这些经历从未发生过。

现在，你或许认为，自己绝不会这么容易上当，你也许是对的(只有大约1/3的人容易上当)，但另一些证据表明，面对哪怕是最生动的事件，我们所有人仍有可能做出完全错误的回忆。2001年9月11日纽约世界贸易中心灾难性事件过后，伊利诺伊大学的心理学家立刻找来700人，详细地询问他们听说这件事时身在何处、在干什么。一年后，心理学家向[17]同一批人提出同样的问题，发现近一半的人明显地出现了前后矛盾，他们把听说灾难时的自己放到了不同的地方，认为自己当时在看电视(其实却是在听收音机)等，他们根本没有意识到自己的记忆发生了变化。(就连我自己也不例外，我生动地记得事件发生时，自己在新罕布什尔州跟两个孩子一起看直播，但我后来才知道，孩子之一那时其实在英格兰。)

记忆存储是特质性的，而且杂乱得几近奇怪。思维将每一段记忆分解成不同组成部分(名字、面孔、位置、背景、摸起来是什么感觉、是活的还是死的)，再将这些部分发送到不同的地方，等以后需要的时候再重新组装起来。一个一闪而过的念头[18]或记忆，可以让散布在整个大脑的数百万神经元点火启动。此外，出于完全未知的原因，这些记忆碎片[19]会随着时间的推移而移动，从皮层的这一部分迁徙到那一部分。这就难怪我们会弄混细节了。

由此而来的结果是，记忆不像文件柜里的文件是固定的永久性记录，它更模糊多变。2013年，伊丽莎白·洛夫图斯在一场采访中说：“它更像是维基百科页面[20]，你可以动手去修改它，其他人也可以。”[加拿大某大学(这所大学的名字未曾曝光)里进行的一场实验，揭示了虚构记忆的另一个不同寻常的例子：60名学生志愿者面临着一种指责，说他们在青少年时期犯下过涉嫌盗窃或殴打的罪行，还因此被捕。指责里所说的一切其实从未真正发生过，但跟一位表面和气却暗加操纵引导的采访者做了三轮会面之后，70％的志愿者承认了这些虚构出来的事件，往往还附加了生动的罪证细节(这些细节纯属想象，但志愿者们信以为真)。]

记忆按多种方式分类，似乎没有哪两个权威人士会使用完全相同的术语。最常提及的划分方式是长期、短期和工作记忆，以及程序、概念、语义、陈述、内隐、自传和感觉记忆。然而，从根本上说，记忆分为两种主要类型：陈述性记忆和程序性记忆。陈述性记忆是你可以用语言表达的那种：首都城市的名字、你的出生日期、如何拼写“眼科医生”，以及你知道的其他各种事实。程序性记忆描述了你懂得也理解但又无法轻易地用语言表达的事情：怎样游泳、驾驶汽车、剥橙子皮、识别颜色。

工作记忆是短期和长期记忆结合的地方。假设一道数学题摆在你面前，要你求解。这个问题会存储在短期记忆当中(毕竟，你不必把它记上几个月)，但计算所需的技能则保留在长期记忆中。

研究人员还发现，有时候，区分记忆唤回(也就是你能自发唤回的记忆)和记忆再认(你对事情有些模糊，但还记得背景)也是有用的。记忆再认解释了为什么我们很多人难以回忆起一本书的内容，却常常还记得自己是在哪里读的这本书、书封面的颜色，以及其他看似无关紧要的细节。记忆再认很有用，因为它不会用不必要的细节堵塞大脑，还能在有需要的时候，帮助我们回忆起到哪里去寻找细节。

短期记忆真的很短——对地址、电话号码一类的事情，不会超过半分钟(如果半分钟后你仍能记住某件事情，那么从技术上来说，它不再属于短期记忆，而成了长期记忆)。大多数人的短期记忆糟糕透顶。大多数人在短短片刻里只能记得住6个左右随机的单词或数字。

反过来说，通过努力，我们可以训练自己的记忆，执行最超凡的特技表演。每一年，美国都会举办一场全国记忆大赛[21]，比赛里的记忆表演令人目瞪口呆。一位记忆冠军看了30分钟之后，就能回想起4140个随机数字。另一个人能够用同样长的时间，记住27副随机洗好的扑克牌。还有一个人可以经过32秒的学习，回忆起一副牌的顺序。它或许算不上人类思维的最佳用途，但显然展示了它不可思议的力量和多功能性。顺便说一句，大多数记忆冠军并非聪明过人。他们只是有足够的动力去训练记忆，完成一些非凡的把戏。

人们一度认为，每一次经历都会永久地存储在大脑某处的记忆中，但大多数经历锁在我们即刻回忆的力量之外。这一设想，主要来自[22]20世纪30—50年代由加拿大神经外科医生怀尔德·潘菲尔德(Wilder Penfield)进行的一系列实验。潘菲尔德在蒙特利尔神经学研究所做外科手术时发现，用探针接触患者的大脑，往往会唤起强烈的感知——来自童年的生动气息，或者兴奋的感觉，有时甚至回想起一段早就被遗忘的小时候的生活场景。他据此得出结论，不管多么琐碎，大脑记录和存储我们生活中的每一意识事件。然而，按照现在的看法，刺激主要是提供记忆的感知，而且，患者所体验到的更像是幻觉，而非唤回过去的事件。

当然，我们保留下的东西，确实远远不止那些轻松回想起的事情。你大概对小时候生活的街区记得不大清楚了，但如果你回去到处走一走，几乎肯定能回忆起好多年都没想到过的非常特别的细节。只要有足够的时间和提示，我们必定会惊讶地发现：自己的脑子里竟然存储了这么多的东西!

讽刺的是，我们对记忆的许多认识，来自[23]一个本身只有极少记忆的人。亨利·莫莱森(Henry Molaison)是个长得好看、和蔼亲切的年轻人，他来自康涅狄格州，患有严重的癫痫症。1953年，受加拿大怀尔德·潘菲尔德的启发，一位名叫威廉·斯科维尔(William Scoville)的外科医生，用电钻钻开了莫莱森的头，从大脑左右两侧取下了一半的海马体和大部分的杏仁核。这一手术大大减少了莫莱森的癫痫发作(但并未完全消除它们)，但代价却是剥夺了莫莱森形成新记忆的能力——这种病情，叫作顺行性遗忘症。莫莱森可以回想起来自遥远过去的事件，但几乎不再具有形成新记忆的能力。只要有人离开房间，他立刻就会忘掉。哪怕是多年来几乎天天来看他的精神科医生，每次出现在门口，对莫莱森来说都是一个全新的人。莫莱森能认出镜子中的自己，却常常为自己的苍老大感惊讶。偶尔，神秘地，他能够留下一些回忆。他记得约翰·格伦(John Glenn)是宇航员，而李·哈维·奥斯瓦尔德(Lee Harvey Oswald，暗杀肯尼迪的凶手)是一名刺客(尽管他想不起奥斯瓦尔德暗杀的人是谁)；搬到新居之后，他还知道了地址和新居的布局[约翰·格伦在1962年从外太空首次环绕地球飞行，奥斯瓦尔德刺杀肯尼迪发生在1963年，这两件事都是莫莱森做了开颅手术之后发生的。所以，作者说他能神秘地留下一些回忆。——译者注]。但除此之外，他被锁在了自己永远无法理解的永恒当下之中。可怜的亨利·莫莱森的困境，是海马体在形成记忆中发挥核心作用的第一个证明。但科学家从莫莱森那里学到的，不是记忆怎样运作，而是理解记忆的运作方式是多么困难。

毫无疑问，大脑最引人注目的特征是，它所有的高级过程——思考、视觉、听觉等——都发生在大脑皮层最靠外的4毫米厚的表面。第一个绘制出该区域的人是德国神经病学家科比尼安·布罗德曼(Korbinian Brodmann， 1868—1918)。布罗德曼是现代神经科学家中最杰出者之一，却也是最被忽视的一位人物。1909年，在柏林的一家研究所工作期间，他煞费苦心地识别出了大脑皮层的47个不同区域，自此以后，这些区域就叫布罗德曼区。一个世纪之后，卡尔·柴尔斯(Karl Zilles)和卡特林·阿姆茨(Katrin Amunts)在《自然神经科学》里写道：“在神经科学的历史上，还很少有[24]哪一幅图能具有如此大的影响力。”

布罗德曼害羞得恼人，尽管他的研究很重要，却一次次地错过晋升[25]。他为了拿到恰如其分的研究岗位挣扎了多年。随着第一次世界大战的爆发，他的职业生涯陷入了更深的困境，他被派往图宾根的一家精神病院工作。最后，1917年，48岁的他时来运转，在慕尼黑的一家研究所担任局部解剖学部门负责人的重要职务。他终于获得了经济保障，很快结婚并生下一个孩子。但这反常的安宁，布罗德曼享受了仅仅不到一年。1918年夏天，他结婚11个半月后，孩子出生才两个半月，他在幸福的最高点突然感染患病，5天之后就过世了。这时他才49岁。

布罗德曼绘制的区域，即大脑皮层，是大脑著名的灰质。在灰质下面，有更大体量的白质，白质之所以得名，是因为神经元包裹在名为髓鞘的苍白脂肪绝缘体中，能极大地加快信号传输的速度。白质和灰质的[26]名字都带有一定的误导性。灰质在活体中并不是那么灰，而是带一点微微的腮红色。在没有血液流动且添加了防腐剂的情况下，它才会成为明显的灰色。白质也是一个死后特点，是酸洗过程使得神经纤维上的髓鞘涂层变成了发光的白色。

顺便说一句，人只使用了大脑10％的说法[27]纯属传说。没有人知道这个说法来自何处，它从来不是真的，甚至可以说相去甚远。你兴许未能十分明智合理地使用大脑，但多多少少你在使用自己的整个大脑。

大脑需要用很长时间才能完全成形。青少年大脑中的神经连接只[28]完成了大约80％(这对青少年的家长来说或许并不算是特别大的意外)。虽然大脑的大部分生长发生在人生头两年，10岁之前将完成95%，但年轻人直到25岁上下，突触都并未完全建立连接。这也就是说，青春期实际上要延长到成年之后。与此同时，青少年肯定比年纪更大的人冲动得多，行为更欠反思，也更容易受到酒精的影响。“跟成年人的大脑相比，青少年的大脑里，里程数更短。”2008年，神经学教授弗朗西斯·詹森(Frances E. Jensen)对《哈佛杂志》说。可以说，青少年的大脑是一种完全不同的大脑。

伏隔核是一个跟快感相关的前脑区域，在人的青少年时期生长到最大尺寸。与此同时，身体会产生数量大得远超此后的愉悦神经递质多巴胺。这就是为什么你在青少年时期感受到的感官刺激，比生命其他任何时刻都更强烈。但这也意味着，寻求愉悦对青少年而言是一种职业危害。青少年死亡的主要原因[29]是事故，而发生事故的主要原因仅仅是，跟其他青少年待在一起。举个例子，如果一名以上的青少年搭乘同一辆汽车，发生事故的风险会增加400％。

人人都听说过神经元，但熟悉其他主要脑细胞(胶质细胞)的人就不多了。这有点奇怪，因为后者的数量是神经元的10倍。胶质细胞的作用，是为大脑神经元和中枢神经系统提供支持。很长一段时间里，人们认为它们不怎么重要——以为它们的作用主要是物理上的支持，用解剖学家的说法，也就是神经元的细胞外基质——但现在，我们知道，它们要参与大量重要的化学过程，从生成髓鞘到清除废物等。

有关大脑是否可以制造新的神经元，存在很多分歧。2018年初，由莫拉·博尔德里尼(Maura Boldrini)领导的一支来自哥伦比亚大学的团队宣布，他们确定大脑的海马体会产生一些新的神经元，但加利福尼亚大学旧金山分校的另一支团队却得出了完全相反的结论。棘手之处就在于没有确定的方法[30]可以判断大脑中的神经元到底是不是新的。毫无疑问的是，就算我们确实会制造新的神经元，也不足以抵消一般衰老带来的神经元损失，中风或老年痴呆症造成的损失就更不必说了。因此，不管从什么角度来说，一旦你度过了童年早期，你就拥有了日后能够拥有的所有脑细胞。

从好的方面来说，大脑能够补偿相当严重的数量损失。詹姆斯·勒法努在《为什么是我们》(Why Us)中引用了一个案例，医生扫描一名智力正常的中年男子的大脑，惊讶地发现，一个巨大的良性囊肿(明显从他婴儿时期就开始生长)占据了此人颅骨内2/3的空间。他的所有额叶，以及部分顶叶和颞叶都消失了。剩下1/3的大脑[31]直接接管了消失不见的2/3大脑的职责和功能，却运转得非常良好，不管是患者还是其他任何人都不曾怀疑，这是个在性能遭到极大削弱条件下运转的人。

大脑创造了无数的奇迹，却是个不动声色的奇怪器官。心脏泵动，肺部吸气呼气，肠道静静地蠕动，而大脑如同牛奶冻一般待着，不作声响。它的结构里没有任何地方表明这是一种高级思维工具。正如伯克利的约翰·塞尔(John R. Searle)教授所说：“如果你要设计一台泵动血液的有机机器[32]，你大概会想出某种类似心脏般的东西，但如果你要设计一台能生成意识的机器，谁能想到1000亿个神经元呢？”

因此，不足为奇，我们对大脑怎样运转的认识发展缓慢，而且大多是无意偶得。1848年，在佛蒙特州乡下，发生了早期神经科学中的一件大事(必须说，也是最多人写过的)：一个名叫菲尼斯·盖奇(Phineas Gage)的年轻铁路工人正把炸药塞进岩石，但炸药提前爆炸，一根两英尺长的塞药杆扎进他的左脸颊，又从头顶穿出，最终弹到50英尺开外的地面上。塞药杆彻底损毁了他直径1英寸的大脑核心。盖奇却奇迹般地幸存下来，甚至没有失去意识，但他失去了左眼，而且从此性情大变。他从前是个无忧无虑、讨人喜欢的乐天派，事故发生后，他变得阴郁，好争吵，而且时不时地粗野爆发。一位老朋友悲伤地说，他“不再是盖奇了”。和大多数额叶受损的人一样，盖奇对自己的情况并不知情，也不理解自己为什么发生了变化。由于很难安定下来，他从新英格兰流浪到南美洲，后来又到了旧金山，36岁时因癫痫发作，死在了那里。

盖奇的不幸，是大脑物理损伤有可能改变人格的第一份证据，但此后的几十年，其他人注意到，当肿瘤破坏或压迫了额叶部位时，受害者有时会变得出奇地平静温和。19世纪80年代，瑞士医生高特列·布克哈特(Gottlieb Burckhardt)通过一系列手术[33]，从一位心理失常女士的大脑里移除了18克组织，把她从“危险而又亢奋的疯子”变成了“一个安静的疯子”(这是布克哈特自己的话)。他还在另外五名患者身上做了这一尝试，但三人死亡，两人患上癫痫，所以他放弃了。50年后，在葡萄牙里斯本大学，神经学教授埃加斯·莫尼斯(Egas Moniz)决定再次尝试，实验性地切除精神分裂症患者的额叶，看看这能不能平息这些人烦乱的意识。额叶切断术就是这样发明的(虽然它通常被称为脑白质切断术，特别是在英国)。

莫尼斯近乎完美地示范了[34]“怎样做不科学”。他进行了手术操作，却不知道可能会造成什么样的伤害，或者结果会是什么样。他没有对动物进行过初步实验。他没有特别谨慎地选择病人，术后也没有密切监测结果。他本人从未真正执行过外科手术，而只是监督自己的医科三年级学生动手，如果取得成功，就兴高采烈地邀功。从某种程度上说，手术确实有一定的作用。做了额叶切断术的人通常变得不那么暴力，更易管教，但他们也经常承受不可逆的巨大性格丧失。尽管这种手术存在许多缺陷，莫尼斯的临床标准也令人不快，但他却在世界各地受到欢迎，1949年还获得了诺贝尔奖这一最高荣誉。

在美国，一位名叫沃尔特·杰克逊·弗里曼(Walter Jackson Freeman)的医生听说了莫尼斯的手术，成为他最热心的传道人。在近40年的时间里，弗里曼巡游全美，对几乎任何被带到自己面前的人进行额叶切断术。在一次巡回诊疗当中，短短12天，他就切掉了225人的额叶。有的病人年仅4岁。他对恐惧症患者、街头捡到的醉汉，以及任何被控发生同性恋行为的人进行手术——一句话，只要是旁人眼里稍有精神失常或社会性反常的人，他一概切除额叶。弗里曼的方法太过迅猛野蛮，叫另一些医生望而生畏。他将一把标准家用冰锥从眼窝插入大脑，用锤子敲击冰锥穿进颅骨，然后用力搅动，切断神经连接。他在写给儿子的信中，对手术程序做了轻松愉快的描述：

我用……电击将他们震晕，趁着他们处在“麻醉”状态下，将一根冰锥从眼球和眼睑之间穿过眶顶，进入大脑的额叶，然后左右摆动这玩意儿，让额叶断开。有两名患者，我两侧都给他们做了，另一名患者我只做了一侧，没出现任何并发症，不过有一个人眼睛乌青得厉害。以后可能会有麻烦，但看起来还算轻松，虽然旁观的话，这个过程绝对令人不快。

确实如此。手术非常粗暴[35]，纽约大学一位经验丰富的神经科医生在观看弗里曼手术时昏了过去。但这个手术速度很快：患者通常一小时内就能回家。正是这种快速和简单，迷惑了许多医学界人士。弗里曼对自己的方法，秉持极为随意的态度。他不戴外科手套或口罩，就穿着普通的便服。这种方法不会留下任何伤痕，但也意味着，他是在盲目操作，根本不知道自己摧毁破坏了患者的哪一种心理能力。由于冰锥不是为了做脑部手术而设计的，有时候，它们会在患者头部当中脱落下来，导致必须再开颅将其取出——如果此时患者还没有被弄死的话。最终，弗里曼为这一手术设计了一种专门的工具，但究其本质，无非是一把更结实的冰锥。

最值得注意的是，弗里曼是个精神科医生，没有外科手术的施术资质[36]，这一事实吓坏了其他许多医生。接受弗里曼治疗的人，大约2/3并未从中获益[37]，甚至变得更糟糕了；2%的人死亡。他最恶名远扬的失败[38]发生在未来总统的妹妹——罗斯玛丽·肯尼迪(Rosemary Kennedy)身上。1941年，罗斯玛丽23岁，是个活泼有魅力的姑娘，有些任性，情绪波动很大。她还存在一定的学习障碍，但似乎并不像有些报道里说的那么严重，完全丧失能力。她的倔强激怒了她父亲，她父亲没跟妻子商量，就找弗里曼给她做了额叶切断术。切断术基本上毁掉了罗斯玛丽。在此后的64年里，她一直住在中西部的一家疗养院，无法说话，大小便失禁，丧失个性。她亲爱的母亲，20年都没去看望过她。

渐渐地，情况变得很明显：弗里曼和其他同类人物，在身后留下了长长的人类残骸遗迹，随着有效的精神药物的开发，这套治疗程序已经过时了。弗里曼直到70多岁还在做额叶切断术，1967年才最终退休。但是他和其他人留下的影响持续了多年。我可以在这里说些自己的经历。20世纪70年代初，我在伦敦郊外的一家精神病院工作了两年，有一间病房里住的基本是20世纪40年代和50年代做过额叶切断术的患者。他们是顺从、毫无生气的空壳，几乎无一例外。[2001年版的《牛津身体辞典》(Oxford Companion to the Body)对此写下了一个大有问题的词条：“在很多人看来，‘额叶切断术’让人联想到大脑遭到大范围破坏致残的错乱人类，但他们充其量处在植物状态，没有个性或情感。其实绝非如此……”不，千真万确就是这样。]

大脑是我们最为脆弱的器官之一。矛盾的是，虽然大脑严密地被保护性的颅骨包裹着[39]，但这竟然会使它因无法排出多余物质，而容易受到感染后发胀、出现额外液体的损害。其结果就是，大脑受到压迫，严重的话，有可能致命。颅骨遭到暴力冲击(如车祸或摔倒)也很容易让大脑受伤。脑膜(也就是大脑的外膜)里流动的薄薄一层脑脊液，可以提供一些缓冲，但作用极为有限。这些损伤(名为对侧外伤损伤[40])出现在大脑撞击点的另一侧，因为大脑会撞到保护性外壳(这种情况下它没起到保护作用)的另一侧。这种伤害在接触性体育运动中尤为常见。如果它们很严重或多次重复，有可能带来名为慢性创伤性脑病(CTE)的退行性脑病。根据一项估计，美国职业橄榄球大联盟有20%~45%的退役球员患有一定程度的慢性创伤性脑病，而且，这种病也常见于前英式橄榄球运动员(rugby，英式橄榄球，在澳大利亚开展也很广泛)和在比赛时经常使用头部顶球的足球运动员身上。

除了接触性损伤外，大脑还容易受到内部风暴的影响。中风和癫痫是人类特有的弱点。其他大多数哺乳动物绝不会出现中风，就算会出现中风的哺乳动物，发作也是极为罕见的。但据世界卫生组织称，对人类而言，它是全球第二大死亡原因。事情何以如此，真的非常神秘。丹尼尔·利伯曼(Daniel Lieberman)在《人体故事》(The Story of the Human Body)中说，我们对大脑给予极佳的供血，以求最小化中风的概率，但我们仍然会中风。

同样，癫痫也是一个由来已久的谜团，并背负着沉重的历史包袱：放眼历史，患者始终遭到躲避和妖魔化。哪怕是来到20世纪之后，医学权威仍普遍相信，癫痫发作具有传染性——只要看到有人癫痫发作，就可能引起其他人的癫痫发作。癫痫患者通常被视为精神缺陷，要关在治疗机构里。迟至1956年，在美国的17个州，癫痫患者结婚仍为非法；在18个州，癫痫患者可能遭到非自愿的绝育。最后一项此类法律，直到1980年才得以废除。在英国，直到1970年，法令全书中仍将癫痫[41]视为法定无效的理由。若干年前，拉金德拉·凯尔(Rajendra Kale)在《英国医学期刊》(British Medical Journal)上说过：“癫痫的历史可以概括[42]为4000年的无知、迷信和污名化；此后又是100年的知道、迷信和污名化。”

癫痫并不是单一疾病，而是一系列的症状，包括短暂的意识丧失和长时间的抽搐，它们全都是大脑中神经元错误启动导致的。癫痫有可能是疾病或头部创伤引起，但通常并没有明显的诱发事件，只是凭空突然出现一阵可怕的发作。现代药物大大减少或消除了数百万患者的癫痫，但大约还有20％的癫痫患者，药物治疗对他们并没有效果。每年大约有1/1000的癫痫患者在发作或发作之后死亡，这就是所谓的癫痫突发意外死亡。一如科林·格兰特(Colin Grant)在《烧焦的味道：癫痫的故事》(A Smell of Burning: The Story of Epilepsy)中所说：“没有人知道是什么原因造成的，心脏就那么停止了。”(每年每1000名癫痫患者中就有一个人会悲惨地死于在不幸环境下失去意识——比如洗澡时，或摔倒时头部受到沉重撞击。)

大脑固然神奇，也是个令人不安的地方，这是不可回避的事实。跟神经紊乱相关的奇特怪异综合征和病症，数量多到无穷无尽。例如，安东-巴宾斯基综合征就是一种人们失明却拒绝相信的病症。里登奇综合征(Riddoch syndrome)的患者，除非在运动，否则就看不到物体。卡普格拉斯综合征(Capgras syndrome)的患者[43]相信自己身边熟知的人都是冒名顶替者。克鲁尔-布西综合征的受害者会产生[44]不加选择地吃喝酗酒的冲动(引起爱人可以理解的不快)。最离奇的或许要算是[45]科塔尔妄想(Cotard delusion)，患者会认为自己已经死了，而且始终无法被说服。

有关大脑的任何事情都不简单。就连失去意识也是一件复杂的事情。除了睡着、麻醉或痉挛之外，你可能处于昏迷状态(眼睛闭着，完全没有知觉)、植物人状态(睁着眼睛，但没有知觉)，或是最小意识状态(偶尔清醒，大多数时候糊里糊涂或是没有知觉)。而闭锁综合征又与上述所有情况完全不同[46]，此时人处在完全警觉但瘫痪的状态，通常只能通过眨眼来进行沟通。

有多少人活着但处在最小意识状态(或更糟糕的状态)，我们显然无从得知[47]。但《自然神经科学》在2014年曾暗示，全球范围内这一数字大概在10万数量级。1997年，当时在剑桥工作的年轻神经科学家阿德里安·欧文(Adrian Owen)发现，据可靠的研究表明，一些处在植物人状态的患者，实际上已经完全清醒，只是他们无法向任何人表明这一事实。

欧文在《灰色地带》(Grey Zone)中讨论了患者艾米的病例，她因跌倒受到严重头部伤害，多年来都躺在病床上。研究人员使用fMRI扫描仪，向她询问一系列问题，并仔细观察这位女士的神经反应，得以确定她完全是有意识的。“她听到了每一次的谈话，认出了每一位访客，并专心听取了每一个代替她所做的决定。”但她无法动弹任何一块肌肉，不能睁开眼睛，不能挠痒痒，不能表达任何欲望。欧文认为，在被认为处于永久植物状态的患者中，有15％~20％的人实际上是完全有知觉的。即使是现在，判断大脑是否在运转的唯一确定方式仍然只能靠大脑主人的表达。

有关我们大脑最令人意外的一点大概是，今天的人类大脑比10000或12000年前的要小，而且小得多。特别是，大脑的平均体积，从当时的1500立方厘米，缩小到了今天的1350立方厘米。这相当于从大脑里挖掉了网球大小的一部分。这种差异很难解释，因为它同时发生在世界各地，就好像我们签订了一致答应缩小大脑的条约。常见的假设是，我们的大脑变得更加高效，能够将更多的性能打包进更小的空间，就跟智能电话一样，随着尺寸的缩小，反倒越变越复杂。但同时也没有人能证明，我们没有比从前变得更笨拙。

在大致相同的时期内，我们的头骨变得更薄了。同样，没人能真正解释这一点的原因。或许这无非是因为我们的生活方式不像过去那么生猛活跃[48]，不再需要对颅骨做那么多投资了。但话又说回来，这有可能只是因为我们不再是从前的自己了。

带着这发人深省的想法，让我们去看看头部的其余部位吧。