你绝对想不到 Elyse G. 的大脑里有一个黑洞。

在街上遇见她，你很难看出她缺少一块小拳头大小的神经组织。

查看她的脑部扫描结果却是另一回事。就好像有人打翻了一瓶墨水一样。黑暗在她左耳附近的头骨内汇聚成一滩焦黑。斑点内部没有白质或灰质，根本没有血管或组织。

爱丽丝说，你不必成为一名神经外科医生才能发现她大脑的不同之处：“缺少一个大的鸣响部件！”

科学家无法确切地说出它是如何发生的。有可能很久以前，也许是由于出生前或出生后不久的中风，伊丽丝大脑的一部分死亡，然后最终消失，只留下液体——脑组织被充满液体的空隙所取代。她姐姐也有一个。

Elyse 和她的妹妹 Martha M. 没有使用全名来保持匿名，她们的外表和行为都非常普通。但每个人都缺乏大部分颞叶，并且每个人都位于不同的半球。爱丽丝的脑干也缺失了一部分。这两位女性知道有多少人的生活缺乏通常被认为至关重要的大脑结构。

现年 59 岁的玛莎直到十几岁时才知道自己的大脑有所不同。今年将满 61 岁的 Elyse 在研究生院时就发现了这一点。两姐妹。两个大脑。两个黑洞。当麻省理工学院的认知神经科学家 Evelina Fedorenko 的团队第一次了解到这对搭档时，“我们都惊呆了，”她说。

2016 年，也就是这个空洞被发现几十年后，Elyse 通过电子邮件向 Fedorenko 发送了她的大脑图像。她读过一篇关于麻省理工学院神经科学研究的文章，很好奇科学家是否会感兴趣。“她说，‘我失去了左颞叶。你想研究我吗？”费多连科回忆道。

人们普遍认为左颞叶对于言语和语言至关重要，接受过语言研究员培训的费多伦科对此很感兴趣。她的实验室以前没有研究过像艾丽丝这样的人，但“我是一位非常富有冒险精神的科学家，”她说。因此她的团队将 Elyse 带到实验室进行测试。

费多伦科当时并不知道，这些最初的研究将掀起一股旋风，改变她的研究进程。她的团队的发现将引起媒体的关注，促使更多的人发送他们的脑部扫描结果。最初只是一个案例研究，现在已经发展成为“有趣的大脑项目”。

到今年秋末，该项目可能会扫描 40 多名具有非典型大脑的人。在许多情况下，参与者缺失了整个大脑区域，并且像伊丽丝一样，他们直到成年才发现。

费多伦科说，这可能归功于大脑的灵活性——它的改变和适应能力——包括它的冗余。就像备用发电机一样，如果其他大脑区域受伤，某些大脑区域也会启动。仔细研究像艾丽丝这样的案例可以帮助科学家更好地了解我们的大脑如何应对损伤以及为什么某些类型比其他类型更严重。

目前，费多连科的团队专注于语言和高级认知的各个方面，例如一个人的一般推理能力。但这项努力还可以更广泛地了解大脑的运作方式，并可能有一天让医生更好地了解脑损伤患者可能期望的结果。

无论如何，这正是艾丽丝和费多连科所希望的。在开始与麻省理工学院团队合作之前，Elyse 说：“我觉得我的大脑需要‘治愈’而不是庆祝。” 不再。如今，当爱丽丝想到自己的大脑时，她的脑海中浮现出一个不同的词。“这太棒了，”她说。

MRI 发现非典型大脑

1987 年秋天，Elyse 在一次 MRI 扫描后首次了解了自己的非典型大脑。当时她 25 岁，正在华盛顿特区读研究生一年级，她是一位狂热的读者，也是一位针线高手。

在与乔治华盛顿大学医院的一位神经科医生会面时，爱丽丝——尽管从未癫痫发作，但之前被诊断出患有癫痫症——感觉到医生和陪同的住院医生大多感到无聊。她说，他们并没有太注意她。

当爱丽丝回来查看结果时，这种感觉消失了。现在她得到了医生的全部关注。他们在椅子上身体前倾，肘部放在膝盖上，双手托着下巴，眼睛聚焦在爱丽丝身上。“你感觉如何？” 她记得他们问过。她说，她感觉自己就像一个实验室标本——就像一只被电极击打的青蛙。

当然，医生在她的脑部扫描中看到的是那个明显的黑洞。当在婴儿中发现这种病变时，这种病变会让父母担心最坏的情况。对于成年人来说，左半球中风会影响人们的阅读和写作能力，并使他们的言语变得混乱。单词的含义可能会突然从头脑中消失，就像一块橡皮擦掉了一个人的心理词典一样。她记得，爱丽丝的医生对她拥有超过五年级的词汇量感到惊讶。

当时，爱丽丝感到恶心和害怕。她说，她不知道病变是否正在扩大，是否预示着早期阿尔茨海默病，或者它是否会“在我的脑海中爆炸”。六个月后的后续扫描缓解了她的恐惧。扫描看起来与第一次相同。她大脑中的黑洞并没有扩大。

伊丽丝再也没有回到过那些医生那里，但那年夏天她确实从她姐姐的神经外科医生那里得到了第二意见。玛莎 17 岁时，她发现视力有问题，他为她做了手术。她的右颞叶大部分已经消失，可能是由于子宫内中风造成的。大脑中积聚的液体压迫着她眼睛的神经，阻碍了她的视力。“他们把它排干了，我就继续我的快乐之路，”玛莎说。从那以后她就没有再排空该区域的水。

玛莎的医生查看了艾丽丝的扫描结果，并告诉她，随着核磁共振成像变得越来越普遍，医生发现其他人的大脑与正常人不同。“他说，‘我们看到越来越多的偏差，而你也发现了一个，’”她回忆道。

有趣的大脑项目诞生

当 Elyse 和 Fedorenko 第一次见面时，Fedorenko 对当一块重要组织缺失时语言区域如何连接很感兴趣。她的计划是使用功能性核磁共振成像（一种追踪大脑血流的技术）来窥探爱丽丝的头部内部。功能性核磁共振成像可以让科学家看到一个人执行特定任务时大脑的哪些部分处于活跃状态。

对于 Elyse 来说，这意味着她一动不动地躺在 MRI 机器的巨大管子里，而设备则在她周围旋转。根据任务的不同，Elyse 可能会看或听单词、句子和故事，或者看数学问题或空间谜题。有时，她会按下按钮，以便团队知道她保持警惕。

在管外，研究人员还测试了 Elyse 的词汇量、阅读和写作能力以及智力。她参加的每一次语言测试都取得了接近最高的成绩。“如果我有整个大脑，我可能会接管世界，”艾丽丝开玩笑说。

该团队于 2022 年在《神经心理学》杂志上报道，Elyse 与 Fedorenko 团队的首次扫描显示了右侧大脑的语言活动。费多伦科说，将功能向右转移是我们的大脑用来应对左侧损伤的一种技巧，其他科学家之前也报道过这一点。

研究小组想知道爱丽丝的左额叶是否也可能参与其中。费多伦科说，是的，爱丽丝缺少她的左颞叶，但她的左额叶（语言通常也驻留在此处）却完好无损。“那里有语言吗？” 费多连科问道。

但那个脑叶根本没有显示出任何语言反应区域。这些发现暗示了语言发展的神经运作顺序：如果没有爱丽丝的左颞叶，她左额叶的语言区域就无法连接起来。

Fedorenko 的团队还透露，Elyse 完全缺乏阅读单词的典型区域。研究小组认为这样的区域可能会出现在爱丽丝的右颞叶中。研究小组今年在《认知神经心理学》上报告称，相反，她似乎利用了视觉皮层的神经元网络。

“事实证明，你的大脑中可以拥有功能完善的阅读视觉机制，但它是以不同的方式实现的，”费多伦科说。Elyse 可能是第一个报道的例子。

爱丽丝大脑的发现引起了《连线》杂志一名记者的注意，他去年写了一篇文章，标题引人注目：“她的大脑缺失了一块。” 没关系。” 然后电子邮件开始涌入。

《连线》报道发表后的第二天早上，费多连科的收件箱“充满了很酷的大脑图片——大脑缺少各种重要部分，”她说。在许多情况下，人们无意中发现了自己的非典型大脑。费多伦科听说过一些故事，有颈部紧张的人去做核磁共振检查，发现他们的大部分右额叶缺失。其他人，比如海伦·桑托罗，从小就知道自己的大脑病变。

桑托罗是一名科学记者，在读完《连线》杂志的报道后联系了费多连科，她在出生前就中风了，和爱丽丝一样，她的左颞叶也缺失了。医生表示桑托罗永远不会说话，需要被送进收容机构。“但月复一月，我让专家们大吃一惊，我达到了同龄儿童的所有典型里程碑，”她在去年九月为《纽约时报》撰写的一篇关于她的经历的文章中写道。

神经影像学家海伦·卡尔森说，目前还不清楚为什么有些脑损伤会被忽视，而另一些则需要引起注意。她在加拿大卡尔加里大学的团队对运动皮层（负责运动的大脑区域）早期中风的孩子进行了研究。

一些脑部严重受伤的孩子只有身体一侧轻微无力。卡尔森说，其他人只是“核磁共振成像上有一点点污迹……他们的一生都患有严重的残疾”。

这种不匹配也可能存在于其他困难中，包括语言和一般推理问题——这也是有趣的大脑项目正在探索的几个谜团之一。

大脑如何适应

截至 5 月 30 日，有趣的大脑项目已扫描了 30 人的大脑。有些人的额叶或颞叶上有洞；有些人的额叶或颞叶上有洞。其他人则缺少小脑的部分区域，小脑是一种涉及平衡和运动的大脑结构。还有一些参与者的大脑物质被压在头骨两侧。扫描显示，大脑中心似乎出现了空洞。

这些非典型排列可能源于囊肿、手术、中风或大脑中过多的液体积聚。有些可能会导致大脑的神经组织比平常少得多——有时这种变化可能是突然的。费多伦科问道，当大脑需要在更小的空间内执行相同的工作时会发生什么。“当可供工作的地盘突然少了很多时，我们的大脑会想出什么解决方案？”

一群科学家已经通过研究患有围产期中风的孩子找到了一些答案。在某些情况下，在婴儿出生期间或前后几周，大脑中的血流可能会完全切断，导致组织缺氧。

大脑可以适应这种伤害，但它并不是一块具有无限潜力的粘土。“每个人都认为，‘哦，大脑是无限可塑的’，”华盛顿特区乔治城大学的认知神经科学家艾丽莎·纽波特 (Elissa Newport) 说，但大脑往往会以固定的方式处理损伤。

Newport 最近对 15 名儿童和年轻人进行了研究，他们都患有围产期中风，导致左半球处理单词和句子的区域受损。Newport 及其同事在 2022 年《美国国家科学院院刊》上报告称，几乎在所有情况下，参与者的大脑都会将语言转移到右半球的相同位置。

就好像语言区域从左到右翻转了一样，“这正是普通、典型大脑的镜像，”她说。这种模式表明某些大脑区域可以充当语​​言功能的替补。

但费多伦科说，还有很多问题。她很好奇大脑功能是否可以重叠，在非典型大脑中共享相同的皮质机制，否则它们可能会在不同的地方开设商店。左半球受损并不总是意味着语言会向右移动。费多伦科说，有时语言功能会留下来，在受损区域的边缘幸存下来。“没有人知道为什么会发生这种情况。”

卡尔森及其同事于2020 年在《儿科神经病学》杂志上报告了这种适应。该团队正在研究年轻的中风患者，他们的围产期中风会影响运动皮层。卡尔森说，有趣的大脑项目很有价值，因为它可以告诉科学家更多关于个体水平上大脑的可塑性——特定人的大脑如何适应伤害。

并不是每个人的大脑都能恢复。科学家从该项目中学到的知识以及个性化的神经影像学可以帮助预测和潜在的康复。卡尔森说：“也许如果我们能够针对个体大脑定制干预方案，它们可能会更有效。”

取得成果需要时间。Fedorenko 的团队目前正在处理实验后勤工作，包括每隔一到两周扫描一名新参与者、进行行为测试和分析数据。费多连科表示，尽管如此，他们还是看到了一些有趣的结果，并希望在今年夏天提交一篇论文。

她希望该项目能够展示我们的大脑在某些情况下可以用来应对神经空间缓慢或突然丧失的一系列解决方案。她说，也许该项目的发现将帮助更多的人了解“你可以多么与众不同，但仍然可以成长并做出令人惊奇的事情。”

到底什么是正常的大脑？

在Fedorenko 于 2022 年发表于《神经心理学》的论文的开篇注中，Elyse 写道，她的大脑结构无法定义她。“请不要说我的大脑异常，这让我感到害怕，”她写道。“我的大脑不典型。如果不是偶然发现这些差异，没有人会从人群中挑选出我，因为我可能有这些差异，或者任何其他使我独一无二的差异。”

Elyse 希望医生和研究科学家能够了解这一信息。“我希望他们明白，他们正在读的论文是关于这个人的，而不是一个罐子里没有实体的大脑，”她说。

Elyse 喜欢与 Fedorenko 团队合作的一件事是，这项研究给人一种协作的感觉。蒙特利尔麦吉尔大学研究脑损伤如何影响决策的神经学家莱斯利·费洛斯 (Lesley Fellows) 表示，科学家依靠这样的密切合作来了解大脑在典型情况下如何工作以及如何从损伤中恢复。她说，拥有非典型大脑的人“可以给我们带来各种我们可能没有想到的好主意”。“他们有独特的优势。”

例如，爱丽丝会出现嗅觉幻觉。每当她承受很大的压力时，她就会闻到电气火灾的气味。“当我在读研究生时，我每周都会闻到三次电气火灾的味道，”她说。Elyse 尚未与 Fedorenko 和她的同事一起探索这种大脑怪癖，但她对他们未来研究的想法持开放态度。

在今年预印本中报道的该团队的最新研究中，Elyse、Martha 和另一位姐妹（大脑“普通”）参与了 MRI 管内的听力任务。Fedorenko 的团队希望了解当另一侧听觉皮层缺失时，左听觉皮层或右听觉皮层如何工作。

费多伦科实验室的认知神经科学家塔玛尔·雷格夫（Tamar Regev）说，你可能认为必须以某种方式增强剩余的听觉皮层才能承担双重任务，也许会占用额外的空间。但这并不是团队的发现。

雷格夫说，在爱丽丝和玛莎的大脑中，“活动看起来完全是神经性的”。这表明大脑的听觉系统存在一些冗余，并且一个听觉皮层的发育并不依赖于另一个听觉皮层的存在。

Elyse 很好奇 Fedorenko 的团队将从她的大脑以及有趣的大脑项目参与者的大脑中收集到哪些其他见解。“我的大脑很特别、独特且有趣，”她在 2022 年的论文中写道，“我很高兴它可以帮助神经科学家了解人类大脑的可塑性。”