是什么造就了爱因斯坦?当然和基因有关,但他能出现在我们的历史教科书上,是因为他所经历的一切:自幼学习小提琴、得到了高中物理老师的鼓励、被喜欢的女孩拒绝、在专利局工作、爱解决数学难题、爱读故事书以及无数其他的经历——这些塑造了他的神经系统,让他成了我们熟知的“阿尔伯特·爱因斯坦”这个生物机器。每年都会有成千上万潜力和他相仿的孩子来到这个世界上,但由于文化、经济条件和原生家庭等因素的影响而无法得到足够的正反馈。因此,他们成不了爱因斯坦。
如果DNA是成才唯一重要的因素,那国家也就没必要建立相关的社会项目,来给予孩子们良好的生活经历,并保护他们免受糟糕环境的影响了。大脑的健康发展离不开适宜的环境。当人类基因组计划(Human Genome Project)
的第一份草图在千禧年之交完成时,最大的意外发现之一是人类只有大约2万个基因。
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这一数字大大出乎生物学家的意料:考虑到大脑和机体的复杂性,学界一直认为人体需要数十万个基因。
范围这么小的基因图谱,如何能构建出如此庞大复杂、拥有860亿个神经元的大脑呢?答案就藏在基因系统实施的一个聪明的策略中:不完全构建大脑,让现实经验完善它。
对刚出生的婴儿来说,大脑显然是个半成品,与世界互动是完善它的必要条件。
举个例子,睡眠周期,也称昼夜节律,我们体内的这种生物钟,以大约24小时为一个周期。然而,倘若你在一个阴暗的、没有任何光线变化的洞里待上几天,你的昼夜节律就会在21~27小时游移。这证明大脑的解决方案十分简单:大脑先设置一个不精准的时钟,之后再把它校准到和太阳周期一样。有了这个简单的策略,大脑就不需要从基因层面去编码一个完美的发条钟了,因为整个世界都会为你所用。
大脑的灵活性让生活中的事件得以直接自动整合到神经结构中。这也是大自然的奇妙之处:大脑学习语言、骑自行车和研究量子物理,都来自一小部分基因的种子。
DNA没有为我们的生命绘制出完整的蓝图,它只是为生命拉开序幕的第一张多米诺骨牌。
从这个角度来看,我们就很容易理解一些常见的视觉问题,比如无法用双眼正确识别深度,这是由从双眼传递到视皮质的活动模式失衡导致的。例如,先天患有内斜视或外斜视的孩子,其双眼活动就会不协调,与正常的双眼协调一致不同。如果这个问题得不到解决,孩子就无法发展出正常的立体视觉——一种根据两只眼睛看到的微小差异来判断深度的能力。之后,一只眼睛的视力会逐渐变弱,甚至失明。我们稍后会解释为何如此以及对此我们能做些什么。重点是,正常视觉回路的发展基于正常的视觉输入,这取决于现实生活经验。
因此,基因指令在皮质连接的精细组装中只起很小的作用。当2万个基因面对200万亿个神经元之间的连接时,根本无法预先设定细节,即便设定了也不可能起作用。这恰恰说明,神经网络需要与外界互动才能正常发育。 9