普魯斯特是個神經(jīng)學家:藝術(shù)與科學的交融2

在喬治·艾略特遭受心碎的折磨時剃法,她對實證主義的信念開始漸漸減退。這種苦惱的感覺就在心頭,沒有什么邏輯能把它解決规个。她的悲傷源自于赫伯特·斯賓塞(Herbert Spencer),就是這位維多利亞時代的生物學家創(chuàng)造了“適者生存”(survival of the fittest)這個術(shù)語姓建。艾略特搬到倫敦诞仓,在海濱的一所公寓住了下來,那段日子正是她與斯賓塞相好的時候速兔。他們一起在公園里漫步墅拭,一起訂票去看歌劇。她愛上了他涣狗,但他卻沒有谍婉。

斯賓塞對艾略特的情書不以為意。他的回絕十分堅定镀钓。斯賓塞后來這樣寫道:“缺乏身體的吸引力這一點是致命的穗熬。”

在被斯賓塞回絕后的幾個月里丁溅,艾略特決定要“滋養(yǎng)自己飽滿光潤的樂觀主義心態(tài)”唤蔗,她拒絕讓自己沉浸在悲傷之中。不久窟赏,艾略特又一次墜入愛河妓柜,這一次是與喬治·亨利·劉易斯(George Henry Lewes)。

在許多重要方面饰序,劉易斯都與斯賓塞大相徑庭领虹。斯賓塞開始他的事業(yè)時是一位充滿激情的實證主義者,徒勞地為世界上的每一種事物都尋找著一個使之合理存在的理論依據(jù)求豫。實證主義消退以后塌衰,斯賓塞成了一位忠心耿耿的社會達爾文主義者(Social Darwinist)诉稍,他樂于把從蠕蟲到文明的一切存在都以物競天擇的理論來詮釋。

與之相反最疆,劉易斯作為知識分子而聞名杯巨,憑借的是他的多才多藝,他寫的文章涵蓋了詩歌努酸、物理學服爷、心理學和哲學等諸多領(lǐng)域。在學術(shù)越來越趨于專業(yè)化的時期获诈,劉易斯還停留在文藝復興時代仍源。然而他靈光閃現(xiàn)的思想?yún)s掩蓋著一個令人絕望的不幸。像艾略特一樣舔涎,劉易斯也同樣懷有一顆破碎的心——他的妻子阿格尼絲(Agnes)懷上了他最好朋友的孩子笼踩。

劉易斯在《生命與心智之謎》(The Problems of Life and Mind)這篇文章中對心理學做了總結(jié)性的回顧(這篇文稿是艾略特在劉易斯死后完成的)。

他認為亡嫌,大腦始終都會是一個謎嚎于,“因為它是復雜基礎(chǔ)上的和諧統(tǒng)一”。實證主義者可能會勸別人同意他們索然無味的構(gòu)想挟冠,然而劉易斯寫道:“難以想象于购,要是任何一件事情都用這種理論來解釋,世界會變成什么樣知染?而實際上肋僧,生命和生存還會如以往一樣令人難以琢磨〕钟撸”留一些神秘給生命吧色瘩,哪怕沒有其他益處伪窖,心靈的自由也將是我們“無知”的必然結(jié)果逸寓。

當艾略特寫完最后一部小說《丹尼爾·德隆達》(Daniel Deronda)時,就已經(jīng)認識到拉普拉斯和斯賓塞以及余下的那些實證主義者們都是錯誤的覆山。宇宙不能夠被提純?yōu)橐粡堃磺凶⒍ㄖ裆臁㈠e落有致的因果之網(wǎng)。無論偶然和自由有多么脆弱簇宽,它們還是無處不在的勋篓。“好一個‘必然論’魏割,”艾略特寫道譬嚣,“我痛恨這個丑陋的詞匯〕”

雖然喬治·艾略特摒棄了她那個時代的社會物理學拜银,但卻欣然地把達爾文物競天擇的理論稱為“新紀元”的開始殊鞭。在《物種起源》(On the Origin of Species)一書剛剛出版的1859年,艾略特就閱讀了這本書尼桶,之后操灿,她立即意識到漫長浩繁的生命歷史現(xiàn)在終于有了一個連貫的結(jié)構(gòu)骨架,它可以還原我們的生命本真泵督。

實證主義者相信生命的混沌只是虛假的表象趾盐,世界上的每一個事物都有必然性的物理學法則作為基本原理;而達爾文主義則認為偶然性是自然界一個不可爭辯的事實小腊。

按照達爾文的觀點救鲤,在一定的人口中,純粹是偶然的機緣決定了他們多樣性面貌的形成秩冈⊙鸭颍基因突變(genetic mutations)——達爾文原把它們稱作“saltations”,是不遵從任何自然法則的漩仙。

這種多樣性在有機物中創(chuàng)造了不同級別的繁殖種類搓茬,從而導致了適者生存的情況。正是因為有了混亂队他,才有了生命的發(fā)展進化卷仑,所以說混亂并不是生命進化的阻力。

為什么自然蘊含著諸多苦難和不測麸折?這個讓神學家犯難的問題锡凝,成了達爾文為世人闡釋生命萬象時所揭示的謎底。

讓艾略特對達爾文如此著迷的是偶然性所敞開的那令人心曠神怡的擁抱垢啼。眼前的敘述本身就是未知的窜锯,因為它是被各種構(gòu)成因素肆意的變化所左右的。生命的進化依賴于那些無法辨清原因的事件芭析。

斯賓塞認為達爾文的進化論能夠解決生物學上的一切奧秘(物競天擇也被斯賓塞納入了所謂新的社會物理學)锚扎,但艾略特卻不以為然,她認為達爾文的進化論反倒讓這個奧秘更加撲朔迷離了馁启。

正如艾略特在日記中所透露的那樣:“于是驾孔,世界一步步地走向了大膽的明晰和坦誠!可對于我來說惯疙,發(fā)展理論(即達爾文的進化論)和對于事物產(chǎn)生過程的所有其他解釋翠勉,若是與這些過程下隱藏的奧秘總量相比,都顯得如此缺乏說服力霉颠《月担”

因為進化沒有目的,也沒有計劃方案——它只不過是無數(shù)錯誤累積的總和蒿偎,生物學仍舊是不可測知的朽们。

艾略特坦承:“甚至是科學這個嚴格的測量者克伊,為了方便研究問題,都被迫以一個虛構(gòu)的單位作為開始华坦≡复担” 生命內(nèi)部固有的奧秘是艾略特藝術(shù)的最意味深長的主題。她的藝術(shù)反對實證主義的自夸——他們以為總有一天惜姐,一切奧秘都會被幾個萬能公式所定位犁跪。

然而,艾略特總是對我們不能知曉的事物最感興趣歹袁,對于現(xiàn)實中不能被簡化的那些方面最感興趣——“如果我們對所有平淡的人類生活持有一種敏銳的洞察力和熱切的情感坷衍,”

她在《米德爾馬契》中提醒我們說,“那就好像聽到青草生長和松鼠心跳的聲音条舔,我們應(yīng)該強烈地感受到這寂靜背后的呼嘯聲枫耳。照這樣看來,我們中因走得最快而聽不到那些聲音的人簡直是蠢到家了孟抗∏ㄑ睿”

她的小說中有一些人物否認了世界的神秘性,他們堅持認為自由只是幻覺凄硼,現(xiàn)實是被抽象的法則所支配的(他們正巧發(fā)現(xiàn)了這個法則)铅协。這些人阻礙了社會的發(fā)展,是反派角色摊沉,相信那些“缺乏說服力的思想”狐史。

艾略特很喜歡引用丁尼生(Alfred Tennyson)在《悼念集》(In Memoriam)中的話——“真誠的懷疑中往往懷有更多信念,相信我而不是相信那些不堅定的所謂信條”说墨。

艾略特的杰作《米德爾馬契》包含了對被拉普拉斯稱為“世界最終法則”的兩項還原理論公式的探究骏全。書中多蘿西婭·布魯克(Dorothea Brooke)自命不凡的丈夫愛德華·卡蘇朋(Edward Casaubon)日日夜夜寫著一本名為《世界神話索引大全》(Key to All Mythologies)的書,這本書可以揭示各種宗教體驗之間的內(nèi)在聯(lián)系尼斧。

艾略特認為姜贡,他的作品注定會失敗,因為他已經(jīng)“迷失在狹窄的密室和旋轉(zhuǎn)樓梯里了”突颊÷澈溃卡蘇朋最后因“心臟脂肪變性”瀕臨死亡潘悼,這種病難得一見律秃,這似乎也是艾略特宣告此類理論“必死無疑”命運的寓意象征。

此書中野心勃勃的鄉(xiāng)村醫(yī)生特蒂斯·利德蓋特(Tertius Lydgate)也正致力于一項同樣徒勞無功的研究治唤,他一直在不遺余力地尋找所謂“生命的原始組織”(primitive tissue of life)棒动。他的愚蠢探求是此書作者影射斯賓塞生物學理論的又一處妙筆,艾略特很喜歡嘲笑這一類換湯不換藥的理論宾添。

就像卡蘇朋一樣船惨,利德蓋特一直高估了自己所堅持科學的解釋效力柜裸。然而,無情的現(xiàn)實最終侵入了他的美夢粱锐,他的科學事業(yè)一落千丈疙挺。經(jīng)歷了幾場財政災(zāi)難以后,利德蓋特最終成了一位痛風病醫(yī)生怜浅,并且“認為自己是一個廢物——他沒有完成自己本該做的事情”铐然。他的生活恰恰驗證了實證主義科學的局限性。

如果科學真的能夠看見自由恶座,那么自由會是什么樣子呢搀暑?如果它想要找到意志,它將去哪里尋覓呢跨琳?艾略特相信自点,憑借大腦改變自己的能力是我們的自由之源。

生物學一直沒有認同艾略特對于大腦可塑性的信念脉让,這種情況直到最近才得以扭轉(zhuǎn)桂敛。拉普拉斯和實證主義者把我們生存的環(huán)境看作監(jiān)牢——它限制我們,讓我們沒有出路溅潜;而在達爾文之后的時代埠啃,決定論又發(fā)現(xiàn)了一個新托詞。

按照生物學的說法伟恶,大腦比一個由基因控制的機器人還多了那么一點兒東西碴开,神經(jīng)連接被超越我們掌控的其他力量所支配。這正如赫胥黎(Thomas Huxley)輕蔑地宣稱的那樣博秫,“我們是有意識的自動機”潦牛。

這一主題最明確的表達便是,人類生來就具備全套神經(jīng)元挡育。這種理論認為巴碗,腦細胞與我們身體的所有其他細胞不同,它們不會進行分裂即寒。一旦度過了嬰兒期橡淆,大腦的發(fā)育就完全停止了,它的命運就此劃上了句號母赵。這一觀念一直都是腦神經(jīng)學的基本原則之一逸爵,歷經(jīng)了整個20世紀。

這一理論最具說服力的辯護者就是耶魯大學的神經(jīng)生理學家帕斯科·拉奇克(Pasko Rakic)凹嘲。1980年师倔,拉奇克意識到神經(jīng)元從不裂變這一觀點似乎經(jīng)不起推敲,因為它從未在靈長類動物中被充分驗證過周蹭,這一信條完全是從理論上得出的趋艘。于是疲恢,拉奇克便開始著手進行研究。他以12只獼猴作為研究對象瓷胧,給它們注射了放射性胸腺嘧啶脫氧核苷(radioactive thymidine显拳,簡稱胸苷),這樣就可以觀測獼猴大腦中神經(jīng)元的生長狀態(tài)搓萧。

拉奇克后來在不同階段殺死了注射過這一藥物的獼猴萎攒,并力圖尋找到新的神經(jīng)元的生長跡象。他沒有找到任何跡象矛绘∷P荩“獼猴大腦中的所有神經(jīng)元都在出生前以及出生后的早期形成』醢”拉奇克在他1985年發(fā)表的影響深遠的論文《靈長類動物神經(jīng)生成能力的局限性》(Limits of Neurogenesis in Primates)中寫道羊精。

拉奇克承認他的論據(jù)并不完美,但為這一信條進行了令人信服的辯護囚玫。他竟然構(gòu)建了一個貌似合理的進化理論用以解釋神經(jīng)元為什么不會分裂喧锦。拉奇克認為,在我們遙遠的過去抓督,靈長類動物就已經(jīng)放棄了產(chǎn)生新神經(jīng)元的能力燃少,取而代之的是,它們擁有了變更自己舊神經(jīng)元之間聯(lián)系的能力铃在。

按照拉奇克的說法阵具,靈長類動物的“社會性和認知”行為并不需要神經(jīng)形成能力。當他完全展示了所有人都已經(jīng)相信的那些說法后定铜,他的論文似乎已經(jīng)成了這一學說的定論阳液。自此,他的實驗也從未被獨立地核實過揣炕。

可是帘皿,科學方法的精髓在于它從來不會接受永久性的解答方案。懷疑主義是溶解一切妨礙科學前行梗阻的溶劑畸陡,因為一切理論都不是完美的鹰溜。科學事實的意義恰恰是因為它們很短暫——一個新的觀察或一個更加屬實的觀察總會將它們改變丁恭。這一改變同樣也發(fā)生在拉奇克固定不變的大腦理論上曹动。用卡爾·波普爾(Karl Popper)的動詞說,拉奇克的理論是“被歪曲過的”(falsified)涩惑。

1989年仁期,紐約市洛克菲勒大學布魯斯·馬克伊文(Bruce McEwen)實驗室的一位年輕博士后伊麗莎白·古爾德(Elizabeth Gould)正從事著應(yīng)激激素(stress hormones)對鼠腦影響的研究。

長期的精神壓力對于神經(jīng)元有破壞作用竭恬,而古爾德的實驗則致力于研究鼠腦中的海馬體細胞是如何死亡的跛蛋。但是在記錄大腦惡化的同時,古爾德偶然發(fā)現(xiàn)了一件神奇的事情——大腦還會自己愈合痊硕。

這一反成藜叮現(xiàn)象使古爾德十分困惑,她去了圖書館岔绸。她本以為自己犯了什么簡單的實驗錯誤理逊,因為神經(jīng)元是不會分裂的——這是長期以來地球人都知道的事實『腥啵可是后來晋被,在古爾德翻閱一本落滿灰塵的、27年前的科學期刊時刚盈,她發(fā)現(xiàn)了一個令人驚愕的線索羡洛。從1962年開始,麻省理工大學的一位研究員約瑟夫·奧特曼(Joseph Altman)連續(xù)發(fā)表了幾篇論文藕漱,聲稱成年的鼠欲侮、貓、豚鼠的腦部都出現(xiàn)了新神經(jīng)元形成的現(xiàn)象肋联。

盡管奧特曼應(yīng)用的技術(shù)與拉奇克后來在猴腦上應(yīng)用的相同——注射胸苷威蕉,但他的這一實驗結(jié)果卻在當時遭到了嘲笑,之后便被遺忘了橄仍。

結(jié)果韧涨,神經(jīng)生成這一新領(lǐng)域就這樣在搖籃中被扼殺了。又過了10年侮繁,新墨西哥大學的邁克爾·卡普蘭(Michael Kaplan)才用電子顯微鏡觀察到了舊神經(jīng)元能夠產(chǎn)生出新神經(jīng)元的現(xiàn)象氓奈。

卡普蘭發(fā)現(xiàn)哺乳動物的大腦中到處都有這些新生細胞,甚至在大腦皮質(zhì)中也一樣鼎天。然而就算有這些看得見的證據(jù)舀奶,科學還是固執(zhí)地堅守著它以前的學說。歷經(jīng)了多年的嘲諷和懷疑后斋射,卡普蘭就像先行于他的奧特曼一樣育勺,放棄了在神經(jīng)生成學這一領(lǐng)域的研究。

讀過奧特曼和卡普蘭的論文后罗岖,古爾德意識到自己的錯誤并不是錯誤——它是一個長期被忽視的事實涧至。反常現(xiàn)象一直都被隱藏著桑包。在古爾德發(fā)現(xiàn)費爾南多·諾特博姆(Fernando Nottebohm)的作品時南蓬,這一直缺席著的謎底拼圖的最后一塊才從天而降。巧合的是,這個人也在洛克菲勒大學赘方。

在對鳥類大腦進行的一系列讓人嘆服的研究中烧颖,諾特博姆向世人展示了神經(jīng)生成是鳥兒能夠歌唱所必備的生理條件。歌唱如此復雜的旋律窄陡,雄鳥需要不斷地更新腦細胞炕淮。事實上,鳥類的歌唱中樞每天都有多達1%的神經(jīng)元得到更新跳夭。

“那時候涂圆,這是一個非常激進的想法,”諾特博姆說币叹,“人們原本以為大腦是一個固定不變的器官润歉。發(fā)展一旦結(jié)束后,科學家們便以為大腦已經(jīng)被塑造成了類似水晶一樣的固定結(jié)構(gòu)颈抚。就是這樣踩衩,你被塑造成了一勞永逸的成品⌒耙猓”

諾特博姆通過他對鳥類真正棲息地的研究獲得了針對這一信條的反證九妈,如果他把鳥兒放在鐵籠里,剝奪它們的自然生存環(huán)境的話雾鬼,就永遠不會觀察到他所發(fā)現(xiàn)的那些大量生成的新細胞萌朱。鳥兒會因為過多的精神壓抑而唱不出歌來,這樣新生成的神經(jīng)元就會大大減少策菜。

正如諾特博姆所言晶疼,“剝奪了自然環(huán)境,你所有的見識都會處于生物學的真空中”又憨。只有把目光投向?qū)嶒炇艺婵罩獾镍B兒翠霍,才能夠探索神經(jīng)生成學,起碼在燕雀和金絲雀那里蠢莺,神經(jīng)生成蘊含著真正的進化目的寒匙。

盡管諾特博姆的數(shù)據(jù)巧妙而又優(yōu)雅,但他的科學還是被邊緣化了躏将。當時的人們認為锄弱,鳥類大腦與哺乳類動物的大腦相去甚遠。鳥類神經(jīng)生成學被解釋成了一個異乎尋常的適應(yīng)性行為祸憋,只是反映了“飛行需要大腦重量減輕”這個事實会宪。

在《科學革命的結(jié)構(gòu)》(Structure of Scientific Revolutions)一書中,科學哲學家托馬斯·庫恩(Thomas Kuhn)書寫了科學是如何傾向于將自相矛盾的例子排除在外的:“在科學家們學會以不同視角審視自然之前蚯窥,新的事實對于他們來說根本算不上是科學事實掸鹅∪剩”神經(jīng)生成學的證據(jù)就這樣被系統(tǒng)地排除在“正常的科學世界”之外了。

古爾德被自己實驗中所遇到的怪現(xiàn)象所驅(qū)使巍沙,把點連成了線葵姥。她意識到奧特曼、卡普蘭和諾特博姆都獲得過關(guān)于哺乳類動物神經(jīng)生成學的有力證據(jù)赎瞎。

面對這些已經(jīng)獲得但被忽視了的大量數(shù)據(jù)牌里,古爾德放棄了她原來的研究項目颊咬,開始致力于研究神經(jīng)元的生成务甥。

在接下來的8年中,她量化了無數(shù)個放射性鼠腦的有關(guān)數(shù)據(jù)喳篇。值得慶幸的是敞临,冗長乏味的腦力加體力勞動終于讓她獲得了回報——古爾德的數(shù)據(jù)終于轉(zhuǎn)變了這一科學研究的范式。此時距奧特曼第一次瞥見新神經(jīng)元麸澜,已經(jīng)過去30多年了挺尿,但是神經(jīng)生成終于成了一個科學事實。

在古爾德充滿沮喪的博士后生涯期中炊邦,她的科學研究一直都飽受抨擊编矾。在這之后,她受聘于普林斯頓大學馁害。

在接下來的一年中窄俏,她寫成了一系列具有里程碑意義的論文,開始記錄靈長類動物中的神經(jīng)生成現(xiàn)象碘菜,而這與拉奇克的數(shù)據(jù)完全相反凹蜈。

她證實了狨猴和獼猴在一生中都在不斷地生成新神經(jīng)元。大腦遠不是固定不變的忍啸,而是一直處于細胞激變的狀態(tài)中仰坦。

到了1998年,連拉奇克本人都承認了神經(jīng)生成學是有真實依據(jù)的计雌,他的報告也指明悄晃,在獼猴身上同樣也觀察到了新神經(jīng)元。教科書就這樣被改寫了:大腦在持續(xù)不斷地生成它自己凿滤。

古爾德繼續(xù)展示了神經(jīng)生成的數(shù)量也會被環(huán)境所左右妈橄,而不僅僅是受基因所控制的事實。高強度的壓力會使新細胞的數(shù)量減少鸭巴,就算是在等級上占有相對優(yōu)勢的低等生物也同樣如此(在它們的屬類中相當于靈長類動物的低等生物)眷细。

實際上,居住在壓抑環(huán)境中的母猴會產(chǎn)下神經(jīng)生成能力較低的后代鹃祖,甚至是在那些猴子寶寶還沒有親自體驗到壓抑的時候溪椎,神經(jīng)生成能力就已經(jīng)呈現(xiàn)出了萎靡狀態(tài)。

但是,希望還是有的——壓抑留下的傷疤是能夠愈合的校读,當靈長類動物被轉(zhuǎn)移到更加豐富的圍場環(huán)境中——擁有繁茂的樹木沼侣、隱藏的食物,還有會轉(zhuǎn)的玩具時歉秫,它們的成年大腦便會開始迅速地恢復蛾洛。

在不到4周的時間里,它們受損的細胞就會得到徹底的修復雁芙,形成豐富的新連接轧膘,而神經(jīng)生成的速率也恢復到了正常水平。這一現(xiàn)象和數(shù)據(jù)意味著什么呢兔甘?

它們似乎在證明谎碍,大腦永遠都能夠得到救贖,因為沒有什么環(huán)境能夠讓神經(jīng)生成能力徹底消失洞焙。只要我們還活著蟆淀,大腦的重要部位就還在進行著細胞分裂。大腦不是大理石澡匪,它是活性黏土熔任,永遠都不會硬化。

當時唁情,腦神經(jīng)學剛剛開始探索這一發(fā)現(xiàn)所產(chǎn)生的深遠后果疑苔。

研究發(fā)現(xiàn),新神經(jīng)元一直供應(yīng)著海馬體——大腦中調(diào)節(jié)學習和記憶的部分荠瘪。新神經(jīng)元幫助我們學習并將新想法和新行為通過記憶強化為我們的習性夯巷,其他科學家們則發(fā)現(xiàn)抗抑郁藥是靠刺激神經(jīng)生成(至少是在嚙齒目動物身上)而奏效的,這暗示了抑郁實際上是由于新神經(jīng)元數(shù)量減少而形成的哀墓,而不是因為缺乏血清素所致趁餐。

因此,一種作用于神經(jīng)生成途徑的新型抗抑郁藥正處于研發(fā)中篮绰。

不知何故后雷,新生的腦細胞成了我們快樂的源泉。

迄今為止吠各,自由還只是一個抽象的概念臀突,神經(jīng)生成現(xiàn)象卻成了一個由活細胞構(gòu)成的明證——我們已經(jīng)進化到了永遠不會停止進化的程度。

艾略特是正確的:活著就意味著要不斷地開始贾漏。正如她在《米德爾馬契》中所寫的候学,“大腦就如啟明星一樣活躍”。因為我們每個人都以一個略新的大腦開始每一天纵散,神經(jīng)生成學確保了我們永遠都處于變化之中梳码。在我們腦細胞持續(xù)不斷的騷動中隐圾,在我們大腦無法抑制的可塑性中,我們尋獲了自由掰茶。

繼沃森和克里克之后暇藏,科學家們發(fā)現(xiàn)了DNA的原始語言是如何拼寫出命令來操縱人體這一復雜有機體的運作的,他們?yōu)檫@一發(fā)現(xiàn)取了一個簡單的稱號濒蒋,那就是“中心法則”(Central Dogma)——DNA創(chuàng)造了生成蛋白質(zhì)的RNA盐碱。

因為我們僅僅是在雕琢蛋白質(zhì)這個“雕像”,生物學家們便以為我們就是自己DNA的總和沪伙∥屯纾克里克曾這樣簡要地闡述了這一發(fā)現(xiàn):“‘信息’一旦(從DNA)傳到了蛋白質(zhì)中,就再也出不來了焰坪∑诒迹”

從遺傳學的角度來看颗味,生命變成了一條雖然很規(guī)則但卻沒有經(jīng)過預(yù)先設(shè)計的長鏈,我們的有機體終于能夠被還原成文本信息剃袍,而這些纖弱的雙螺旋結(jié)構(gòu)就漂浮在細胞的原子核內(nèi)善绎。

這一生物學體系的邏輯延伸便是人類基因組計劃黔漂,這項計劃從1990年開始啟動,試圖解開人類這一物種的基因圖譜禀酱【媸兀科學家們要確定每一個染色體、基因和堿基對的次序剂跟,并理解其中的含義减途。

我們信息文本的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)將不再是一個謎,我們被遺傳因素所禁錮的原因也最終會被攻克曹洽。只要微不足道的27億美元鳍置,從癌癥到精神分裂癥等一切疾病都會因這一成功而被根除。

那只是一個樂觀的假想送淆。

另一方面税产,自然寫下的卻是一部令人嘆為觀止、極其復雜的詩篇偷崩。如果DNA能夠在文學方面找到一個等價作品的話辟拷,那么它便是《芬尼根的守靈夜》(Finnegans Wake)。人類基因組計劃剛開始為我們底層的基質(zhì)解碼不久阐斜,就不得不對以往分子生物學中一向被珍視的一些設(shè)想進行質(zhì)疑衫冻。

基因組計劃發(fā)現(xiàn)的第一個令人大吃一驚的事實是,人類基因組讓人頭暈?zāi)垦5暮陚ヒ?guī)模谒出。嚴格地說隅俘,我們只需要9 000萬個DNA堿基對就能夠為人類身體中100 000個不同蛋白質(zhì)進行編碼渡紫,但事實上我們擁有的堿基對則有30多億。這過量的文本信息中多數(shù)都沒有實際作用考赛。

實際上惕澎,95%以上的DNA都是由被科學家稱為“內(nèi)含子”——那些大量重復、沒有編碼能力的垃圾型基因材料所構(gòu)成的颜骤。

但是當人類基因組計劃完成了這一史詩般恢宏的解碼工程后唧喉,基因與基因填充物的分界線卻開始模糊起來,生物學甚至都無法定義基因到底是什么了忍抽,而中心法則這一可愛的單純性原則在人類基因現(xiàn)實的復雜狀況下轟然倒塌八孝。

在基因現(xiàn)實中,基因被捻接鸠项、編輯干跛、甲基化,有些還在染色體中越級提升(這些被稱為外遺傳效應(yīng))祟绊。

科學發(fā)現(xiàn)楼入,與任何文學作品一樣,人類基因組是一段需要被解說的文本牧抽,因為艾略特對于詩歌的評論同樣適用于DNA:“所有意義都依賴于‘詮釋’這把鑰匙嘉熊。”

使我們成為人類扬舒、讓我們成為自己的并不單單是隱藏在堿基對中的基因阐肤,而是我們的細胞是如何通過與環(huán)境的能量進行交換,為DNA提供定型的依據(jù)讲坎,從而決定我們理解自己的方式的孕惜。

生命是辯證的,比如代碼序列GTAAGT可以被轉(zhuǎn)換為“嵌入氨基酸和絲氨酸”這一指令晨炕;如果作為一個間隔基(Spacer)被讀取衫画,基因停頓可以使蛋白質(zhì)彼此間形成一個合適的距離,或者它們還可以被解釋為在轉(zhuǎn)譯文本的過程中府瞄,有節(jié)奏地在那一間隔點上切斷的指令信號碧磅。

人類DNA的主要特征便是它潛在的隨機多重性,它是一個需要在特定語境中被破解的密碼遵馆。

這就是為什么雖然人類基因中可以有42%與一只昆蟲相同鲸郊,或可以有98.7%與一只黑猩猩相同,但是我們?nèi)匀慌c兩者完全不同的原因所在货邓。

通過展示基因決定論的局限性秆撮,人類基因組計劃最后反倒令人啼笑皆非地成了對我們個體特征的肯定』豢觯基因組計劃未能對我們?nèi)祟惖膴W秘予以周全的解釋职辨,它只告訴我們?nèi)祟惖奶卣鞑恢皇菃渭兊奈谋拘畔⒌馏。仁狗肿由飳W致力于研究基因是如何與真實世界進行能量交換的。

結(jié)果說明舒裤,人類的天性會隨著后天的培育而不斷改變喳资。面對人類奧秘的未知領(lǐng)域,這一“剪不斷腾供,理還亂”的難題開始變得更加有趣(也更為撲朔迷離)仆邓。

以人類的大腦為例,人們普遍認為有凹回的大腦皮質(zhì)是宇宙中已知的最為復雜的造物伴鳖,如果人的大腦皮質(zhì)基因已經(jīng)編寫好了节值,那么它起碼應(yīng)該比鼠腦之類的大腦含有更多的基因。

可是事實并非如此榜聂。實際上搞疗,鼠腦中含有的基因與人腦基因的數(shù)量大體相當。在為許多物種的基因組解碼后须肆,科學家們發(fā)現(xiàn)基因組的規(guī)模大小與大腦復雜性幾乎沒有什么關(guān)聯(lián)匿乃。

(幾個品種的變形蟲擁有的基因組遠比人類的基因組要龐大得多。)這一現(xiàn)象強烈暗示了這樣一個理念休吠,人類大腦并不是按照制定好的具體方案以嚴格的基因編碼順序發(fā)展下去的扳埂。

如果DNA不支配人類大腦,那么它做些什么呢瘤礁?答案很簡單——什么也不做。盡管基因?qū)Υ竽X總體的解剖結(jié)構(gòu)負責梅尤,可是可塑性極強的神經(jīng)元所肩負的使命卻契合了我們的經(jīng)歷和體驗柜思。

免疫系統(tǒng)在與病原體真正短兵相接的時候會作出反應(yīng),改變自己(我們可能恰恰沒有父母的B細胞)巷燥。就像免疫系統(tǒng)一樣赡盘,大腦也一直在適應(yīng)生活中的特定環(huán)境。

這就是為什么盲人能夠用視覺皮層讀盲文缰揪,兩耳失聰?shù)娜四軌蛟诼犛X皮層中處理手語信息的原因陨享。而在人失掉一個手指后,由于神經(jīng)系統(tǒng)的適應(yīng)性钝腺,其他手指會接管與之對應(yīng)的大腦空間抛姑。在一個大膽的實驗中,腦神經(jīng)學家姆里干卡·蘇爾(Mriganka Sur)將雪貂的大腦重新裝配了一番艳狐,以至于從視網(wǎng)膜接受的信息被錯位傳導到了聽覺皮層定硝。令蘇爾驚奇的是,雪貂們?nèi)耘f擁有視覺能力毫目。更甚的是蔬啡,它們的聽覺皮層此時與雪貂典型的視覺皮層非常相似诲侮,就連空間地形意識和適合發(fā)覺斜射光線的神經(jīng)細胞都很完備。

適應(yīng)性研究領(lǐng)域的創(chuàng)始人之一邁克爾·默策尼希(Michael Merzenich)把這項實驗稱為“這是你所能看到的最令人信服的一次演示箱蟆,它證實了大腦是可以由經(jīng)歷塑造的這一觀念”沟绪。

正如艾略特一直主張的那樣,大腦適應(yīng)其自身內(nèi)部改變的韌性是它的主要特征之一空猜。[15] 這是我們對DNA科學認識的新勝利——DNA創(chuàng)造我們近零,卻不支配我們。

神經(jīng)適應(yīng)性是由基因組編碼而成的抄肖,它的發(fā)現(xiàn)讓我們每個人都具備了超越自己基因的能力久信。就像小說中的一個個人物會從著作中那模糊的字母中浮現(xiàn)出來一樣。

當然漓摩,接受人類大腦中天賜的自由裙士,同樣也相當于接受我們解決問題不可能只有單一方案這一事實。作為命運的禮物管毙,我們每一個人在每一天都會被賜予新神經(jīng)元和可塑的腦皮質(zhì)細胞腿椎。因此說,決定我們大腦的只有我們自己夭咬。

我們對DNA最貼切的比喻恐怕就是文學了啃炸,就像所有經(jīng)典文學著作一樣,我們基因的主要特征并不是它意義的確定性卓舵,而是它語言的不穩(wěn)定性以及由它激發(fā)出的多種解讀的能力南用。

一部小說或一首詩歌之所以能夠不朽,在于它內(nèi)在的復雜性掏湾,在于它能讓每一位讀者在相同的文字中讀到不同的故事裹虫。例如,許多讀者都覺得小說《米德爾馬契》以多蘿西婭和威爾私奔為結(jié)尾是婚姻戰(zhàn)勝邪惡的一個傳統(tǒng)式的完美大結(jié)局融击。然而有些讀者筑公,比如弗吉尼亞·伍爾夫則把多蘿西婭喪失獨立生活的能力看作“比悲劇更傷感”的情節(jié)轉(zhuǎn)折。

同樣一本書激發(fā)出了兩種截然不同的結(jié)論尊浪。而且對一部小說的解讀不存在所謂正確與錯誤之分匣屡,每個人都有自由在這本小說中尋找到屬于自己的意義。我們的基因也是如此拇涤。由此看來捣作,生命似乎模仿了藝術(shù)。

盡管在我們的邏輯觀念中工育,生命是一個設(shè)計完美的造物(我們的細胞組成就好像一塊塊瑞士表那樣精妙復雜)虾宇,可真實的情況卻是,我們的零件卻都是不可預(yù)測的如绸。

鮑勃·迪倫(Bob Dylan)曾說過:“我接受混沌的世界嘱朽,但是我不曉得它是否接受我旭贬。” 面對著難以梳理出平整頭緒的生命現(xiàn)象搪泳,分子生物學同樣也被迫要接受混沌現(xiàn)象稀轨。物理學界發(fā)現(xiàn)了不確定的量子世界,這項發(fā)現(xiàn)瓦解了時間和空間是固定不變的客觀事實這一古典概念岸军。

如同量子世界的發(fā)現(xiàn)一樣奋刽,生物學也在未知與混亂的核心處揭開了顯現(xiàn)它本質(zhì)的面紗——生命是建立在隨機性這一龐大的建筑根基之上的。

1968年艰赞,日本的偉大遺傳學家木村資生(Motoo Kimura)將“分子進化中性學說”(neutral theory)引入了進化生物學領(lǐng)域佣谐,這是射進混亂生命這一黑暗洞穴中的第一縷光芒》窖“分子進化中性學說”這個名字聽上去古板而又一本正經(jīng)狭魂,可是卻被許多科學家尊為繼達爾文之后對進化論最有趣味和最具價值的補充和修訂。

木村的發(fā)現(xiàn)以一個悖論開始党觅,自20世紀60年代早期起雌澄,生物學家們終于能夠測量物種在經(jīng)歷自然選擇期間時基因變化的概率。正如科學家們所預(yù)料的那樣杯瞻,推動進化的發(fā)動機是任意的基因突變——雙螺旋結(jié)構(gòu)持續(xù)遭受著錯誤編碼密集的火力攻擊镐牺。

然而,這一數(shù)據(jù)卻掩藏著一個令人不安的新事實:DNA的變化幅度實在是太大了魁莉。按照木村的計算睬涧,一個普通基因組是以進化方程式原本預(yù)算出來的100倍的速率變化著的。實際上沛厨,DNA改變得太多了宙地,以至于連自然選擇都沒有辦法顧及到全體,無法為所有這些被稱為“適應(yīng)性行為”的活動都做出一個滿意的說明逆皮。

但是,如果自然選擇并不是推動基因進化的驅(qū)動力参袱,那么它到底是被什么所驅(qū)動的呢电谣?木村的答案很簡單——是混沌,是純粹的機緣抹蚀,是進化突變的骰子和遺傳漂變(Genetic Drift)的撲克牌剿牺。在DNA這個層面上,進化大多數(shù)時候是偶然發(fā)生的环壤,[16]基因組只不過是一連串偶然錯誤的記錄晒来。

盡管分子生物學曾以為情況正是如此,但其實并不是這樣的郑现,生命是隨機而無序的湃崩。在人類細胞中荧降,核酸與蛋白質(zhì)的碎片和微屑漫無目的地漂浮著,等待著相互作用的時刻攒读,似乎沒有什么無形的手去指引它們朵诫,也沒有什么能夠保證它們對接的精確性。

2002年《科學》雜志刊登了一篇名為《一個單細胞的隨機性基因表達》(Stochastic Gene Expression in a Single Cell)的文章薄扁,作者加州理工大學的邁克爾·伊洛維茲(Michael Elowitz)在文中展示了生物“噪聲”(“混沌”一詞在科學中的同義語)是基因表達自身時所特有的一項內(nèi)在本性剪返。

一開始,伊洛維茲將從螢火蟲體內(nèi)盜取的兩組單個DNA序列插入了大腸桿菌的基因組中邓梅。一組基因能夠編碼脱盲,發(fā)出指令生成能讓生物放出霓虹綠光的某種蛋白質(zhì);而另一組基因則可以讓細菌放出紅光日缨。伊洛維茲知道钱反,如果兩組基因以同等地位在大腸桿菌中表達自身的屬性(正如經(jīng)典生物理論所預(yù)言的那樣),那么占主導地位的則會是黃色光(因為光波的原因殿遂,紅光加綠光會顯現(xiàn)為黃光)诈铛。

也就是說,如果生命中沒有了內(nèi)在特有的“噪聲”墨礁,那么所有細菌都會被浸染成同樣的霓虹色調(diào)幢竹。

伊洛維茲發(fā)現(xiàn),當紅綠光的基因在一般水平上被表達出來恩静,而不是被過度表達出來時焕毫,系統(tǒng)中的噪聲會一下子變得可見。一些細菌本來應(yīng)該發(fā)出黃光驶乾,但是其他細胞在它們固有混亂的影響下邑飒,則發(fā)出了黛青色或橙色的光亮。所有顏色的變化都是由于發(fā)熒光的蛋白質(zhì)表面上存在的難以解釋的差異所導致的——這兩種基因并沒有順理成章地獲得均等的表達機會级乐。

本來疙咸,在每一項分子生物實驗中都包含著這樣一個簡單的前提——生命必須遵循著有條理的規(guī)則,它應(yīng)該讓DNA忠實而又準確地轉(zhuǎn)譯信息风科,可是這樣的合理前提卻因為原核生物(prokaryote)的多彩性(因其不和蛋白質(zhì)結(jié)合撒轮,故染色體裸露于細胞質(zhì)中)而灰飛煙滅了。

盡管嚴格來說細胞都是相同的贼穆,但是植入它們系統(tǒng)的隨機性卻產(chǎn)生了大量熒光式的變異题山。這種細菌顏色的差異是不可還原的,因為其噪聲并不是來自一個單一的源頭故痊。它不容忽視地就出現(xiàn)在了那里顶瞳,構(gòu)成了讓生命鮮活起來的必要驅(qū)動力。

另外,基因轉(zhuǎn)譯過程中固有的混沌會向上彌散慨菱,熏染并影響生命的所有方面焰络。例如,果蠅的身上有被用作感覺器官的長長的絨毛抡柿,這些絨毛的位置和密度在果蠅兩側(cè)之間分布不均舔琅,而且分布得也并不系統(tǒng)。雖然果蠅兩側(cè)的器官都是被同樣的基因編碼洲劣,并且在相同環(huán)境中發(fā)育备蚓,但果蠅細胞中原子之間隨機的碰撞卻形成了這般不可預(yù)測的差異,生物學家把它稱作“發(fā)育噪聲”(developmental noise)囱稽。(這也是為什么你的左手和右手有著不同指紋的原因郊尝。)

人類大腦中甚至也蘊含著同樣的原理,腦神經(jīng)學家弗雷德·蓋奇(Fred Gage)發(fā)現(xiàn)战惊,反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子(retrotransposon)——那些在人類基因組周圍隨意“蹦跳著”的所謂垃圾基因流昏,在神經(jīng)細胞中出現(xiàn)得異常多。實際上吞获,這些制造麻煩的DNA碎片充斥了我們腦細胞80%的空間况凉,任意地篡改著它們的基因程序。

起初各拷,蓋奇對這一數(shù)據(jù)大惑不解刁绒,因為大腦看上去好像有意要自我破壞似的,仿佛決意要模糊和瓦解自己精確的指令烤黍。

可是后來知市,蓋奇頓悟過來,他意識到速蕊,所有這些對基因連續(xù)式的破壞恰恰陰錯陽差地創(chuàng)造出了一個完全獨特的大腦群體嫂丙,因為每一個大腦都以自己的方式對反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子作出了反應(yīng)。

換句話說规哲,混沌創(chuàng)造了個性跟啤。蓋奇的新學說是,大腦中的所有這些混亂狀態(tài)都具有適應(yīng)性唉锌,因為正是它們才使人類的基因能夠生成無限多樣的大腦樣式腥光。

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