[舊知] 人腦何時成熟
作者：王道還 中央研究院歷史語言研究所人類學組
張貼日期：2004/8/2
人屬於哺乳綱靈長目，靈長類在哺乳綱中，是腦量較大、皮質較多的一群。而人類的腦子
，無論尺寸、重量，都在靈長類中出類拔萃。
二○○四年五月十日出刊的美國《時代》周刊，以「人腦何時成熟？」做為封面故事，引
起了國內新聞媒體與學者的注意，可惜新聞與介紹文字都有語焉不詳的地方。
《時代》的這篇報導，主要是介紹一個人腦研究計畫的初步發現。那個計畫仍在進行，還
沒有完成，但是研究人員已獲得一些初步結論，與過去的看法不同，或是過去完全不清楚
，記者才會認為值得介紹給一般讀者。因此，我們還是從頭講起罷。
人腦的特徵
人屬於哺乳綱靈長目，哺乳綱動物的大腦，都有發達的皮質，又叫灰質，是高級中樞的所
在地。即使實驗室小鼠，大腦皮質上都有明確的視覺、聽覺、觸覺等中樞。靈長類在哺乳
綱中，是腦量較大、皮質較多的一群。而人類的腦子，無論尺寸、重量，都在靈長類中出
類拔萃。請看下列數字：
人類（成人）：1,300 ~ 1,400 公克
人類（新生兒）：350 ~ 400 公克
成年黑猩猩：420 公克
大猩猩：465 ~ 540 公克
紅毛猩猩：370 公克
恆河猴：90 ~ 97 公克
狒狒：137 公克
人腦的發育歷程，還有一個特色，就是：人腦主要是在出生以後才發育的。事實上，人與
黑猩猩的新生兒，腦量差不多。可是人類的新生兒，腦量不過是成人的四分之一，而黑猩
猩出生時，腦量已達成年的八成。換言之，人類的大腦主要是在人文環境中發育的，這個
事實使我們對於人類的認知發展，難以利用「先天／後天」之類的概念討論。
人腦的早期發育
科學家對於人腦的早期發育，在一九七○年代已有共識。原來脊椎動物神經系統的組織，
是由兩個機制「雕塑」成形的：一、神經元增生，然後大量死亡；二、每個神經元都儘可
能地與其他神經元建立聯繫，也就是形成「突觸」，然後大量突觸消失。
以人腦來說，在神經元大量滋生的階段，每一分鐘最多可達二十五萬個，胎兒發育滿五個
月，這個階段才告一段落。接著就是神經元大量死亡。把這個機制比擬為雕刻家的創作過
程，我們比較容易理解它的功能——米開蘭基羅將一塊大理石「不必要的部分」除去，雕
成著名的「大衛」像。
神經元之間先任意建立聯繫，再消除「不必要的」突觸，也是形成最終神經網路的有效機
制。
青春期的人腦
人類出生後，腦子迅速增大，主要是神經元不斷發育——每個神經元都努力滋生神經纖維
，與其他神經元建立聯繫。滿六歲的孩子，腦子尺寸已長到成人的 95％。同時，經驗、
學習等因素，開始刪刈「沒有用的」突觸；這個過程叫做「修剪」（pruning），修剪的
原則是「用進廢退」。
可是，由於過去的科學家觀察健康人腦標本的機會不多，對於人腦發育過程的細節一直不
清楚。而且，每個人的大腦都不同，比較研究的結論也不可靠。
現在，各種組織造影技術使科學家可以觀察活人的大腦，好幾個研究團隊開始研究大腦發
育的細節。例如美國國家衛生院心理健康研究所正在進行一項長程研究計畫，以磁共振造
影技術（MRI）追蹤人腦的發育。結果，研究人員發現，人腦會一直發育到青春期。過了
青春期之後，大腦皮質的組織還會繼續變化，直到 20 歲以後，甚至可能到 25 歲才會告
一段落。過去大家都相信，大腦到了青春期，就定型了，因此這個發現引起了廣泛的矚目
。
《時代》周刊記者訪問的季德（Jay Giedd）醫師，就是心理健康研究所這項研究計畫的
主持人。他指出，人腦在青春期之前，大腦皮質還會經歷一波擴張，然後再修剪掉。而且
大腦皮質各主要區域的變化時程不同，例如頂葉（觸覺中樞所在地）最早攀上擴張高峰，
其次是額葉，顳葉（聽覺中樞）晚一些，枕葉（視覺中樞）最晚。最值得注意的是額葉皮
質，男生在 12 歲，女生在 11 歲擴張到極至，變得很厚，然後就進入修剪期，逐漸變薄
。許多精神分裂症患者在青春期之後發病，季德醫師推測那與前額葉皮質神經網絡正在進
行精細的「雕琢」工程有關。因為前額葉皮質接收所有中樞處理過的內外訊息，進行綜合
研判，因此有人稱它為大腦執行長（CEO）。
哈佛大學的研究人員也得到了青少年大腦還沒定型的結論。他們以功能性磁共振造影技術
（fMRI）測驗青少年與成人，發現青少年大腦的認知活動，與成人有明顯的差異。
總之，我們現在有堅實的科學證據，顯示青少年的大腦，特別是額葉皮質，還沒有完成發
育。
青春狂飆
另一方面，青春期的生物定義，是生殖系統開始成熟的時候。那時青少年的身體受到性荷
爾蒙的洗禮，逐漸發育成成人。性荷爾蒙刺激的大腦部位，主要是與情緒有關的系統。於
是青少年的大腦，一方面控制中心（大腦執行長）還沒有發育完成，另一方面，情緒中樞
受到荷爾蒙風暴的衝激，難怪他們會有易衝動、走極端、強說愁的傾向，許多時候不但大
人無法勸之以理，他們自己也說不出所以然。
這些科學發現可以解釋青少年的叛逆傾向，更重要的是，新發現還指出了重要的研究問題
：人在年輕時的成長環境與成長經驗對於大腦的影響。季德醫師認為大腦會一直發育到
20 歲以後，因此他勸青少年千萬不要吸毒與酗酒，因為毒品與酒精對發育中的腦子，影
響可不是一時的。
至於新發現的人文教訓，就茲事體大了。例如「成人」的概念，以及相關的政治權利、法
律責任，就不容易討論。現在美國人年滿 18 歲就有投票權，我國是 20 歲。要是人腦要
發育到 20 歲以上才告一段落，腦子還沒成熟的人憑什麼選賢與能呢？關鍵在如何定義「
理性」，以及理性與大腦生物特徵的關連；這種問題沒有簡單的答案。
大人該做什麼？
科學從來沒有改變過人文世界的大是大非，愛與耐心這帖祖傳方子仍然有效。青少年的前
額葉還沒成熟，大人必須積極介入他們的生活，才能有效地幫助他們。缺乏愛與耐心，就
不可能成功地介入與引導。
相關附件：《科學發展》2004年8月，380期，80～82頁
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