胎儿大脑开始发育

个体发育和系统发育的关系，解释了为什么神经系统的发育要比其他系统的发育需要更长时间。人类高度发达的大脑将我们和其他灵长类动物区分开来，神经系统发育要比循环或消化系统耗时更多。这种关系也帮我们解释了神经系统分区发育的现象，即控制呼吸和摄取食物的原始功能区比控制语言和理解的复杂功能区成熟得更早。胎儿期伊始（受精后第9周），大脑仍保持着原始的形状，此时脊髓已经成形，甚至开始发挥功能。先成熟的脊髓可以控制早期的胎动，包括头和四肢的屈曲以及简单的反射活动等。但是此时胎儿还太小、太柔弱，所以杰西卡还没有感觉到。

孕早期（第13周）快结束时，杰西卡渐渐觉得好受多了，但她还是吃不下早饭。这种早期的妊娠反应其实是对胎儿大脑的一种保护。此时胎儿的大脑包括一个凸起的下丘脑（一个重要的感觉中枢）和前方两个小而薄的皮层半球。丘脑的下方就是小脑，它趴在脊髓上方，自大脑底部向后突出。小脑有很多分叶—许多完美的沟回构成了它错综复杂、花朵般的外观。大卫和杰西卡的孩子在子宫里待了3个月，已经长到13厘米长，而且中脑和后脑结构已经发育完全，但是他的大脑皮层—人类大多数智能的基础结构—依然光滑，未经雕琢。

接下来的几周，大脑半球快速生长，两侧皮层逐渐增厚，并朝大脑顶部扩展。这一过程中，连接两侧半球的重要桥梁—胼胝体开始形成。同时，大脑半球也在不断地朝后方扩展，逐渐包裹丘脑，最后丘脑会被深深地埋在两个半球中间。

怀孕16周后，杰西卡和大卫做了一次超声检查，得到了宝宝的第一张照片：他还是一个小胎儿，已经有大约20厘米长了。当看到婴儿的10个手指和脚趾、4个搏动的心腔、完整的中枢神经系统时，他们心中甚是宽慰。虽然超声检测结果并非切实可靠，但它能有效地检查出严重的神经系统发育异常，尤其是结合孕妇血液检测结果分析时会更可靠（见第3章）。常规超声检查可以显示大脑和脊髓的整体结构，但是对精细结构不够敏感。比如超声无法显示第一脑沟—外侧裂的结构，该结构形成于大脑半球的侧面。不过，超声检查足以分辨出婴儿的性别了。大卫看到超声影像以后，他惊喜地发现：“哈！是个男孩！”

大约一个星期后，杰西卡开始察觉到小杰克的存在了：她第一次感觉到胎儿在运动，也就是我们所说的胎动。实际上，胎动在怀孕6周以后就开始了，但是需要再经过10～12周的时间，宝宝才能变得足够强壮，让妈妈感觉到（有怀孕经历的女性感知到胎动的时间会提前一些，因为她们知道胎动是什么感觉）。杰西卡现在已经感受到了胎动，再过不久，她就会以为宝宝正在子宫里进行摔跤比赛呢。

到了第24周，胎儿已经35厘米长了，而且能够在子宫外的恶劣环境中生存。如果必要的话，他的肺也可以呼吸空气，脑干能够支配节律性的呼吸运动。但他的大脑皮层仍不具备功能，结构也很不成熟：表面还很光滑，仅有几个主要的脑沟，或者叫凹陷，正在生成，这些结构赋予了人类大脑皮层特征性的、高度卷曲的外观。这些脑沟使大脑在生长过程中不断折叠，在保持合适脑容量的前提下有效地扩大了表面积。脑沟之间隆起的部分叫作脑回，其中的灰质就是大脑进行高度复杂思考的场所。

脑沟按大小分三级：初级、次级和三级。初级脑沟很大，每个人的大脑都有，比如分隔额叶和顶叶的中央沟就属于初级脑沟。次级脑沟有丰富的多样性，而三级脑沟个体差异很大。这也表明，脑沟的形态不是单纯由基因决定的。在胎儿发育20周之后，初级脑沟才第一次出现在大脑半球的内表面，直到孕期7个月才完成发育（见图2.3）。与之相反，三级脑沟直到胎儿出生的前一个月左右才开始形成，直到宝宝一岁以后才发育完全。

大脑皮层通过垂直排列在大脑表面下的神经束来处理信息。每个神经束都包含了成千上万个细胞，它们作为一个个特殊的处理单元发挥着功能，相当于计算机电路板上的一枚枚芯片。大脑皮层的面积越大，能承载的处理单元就越多。从物种进化阶梯的角度—从老鼠到猫、猴子，再到人类—来看，我们不难发现，皮层占据大脑的比例明显增加；同时，大脑皮层的褶皱也更深、更多，使大脑表面积以及“芯片”的数量都成倍地增长。随着婴儿系统发育的进展，大脑沟回的数目和深度不断地增加，这一过程从孕晚期一直持续到婴儿出生后的第一年。

因此，即使到了小杰克准备好离开母亲温暖湿润的子宫的时候，他的大脑皮层也仅有少数几个终端处理单元发育完善。大脑的发育，尤其是大脑皮层的发育，是胎儿在子宫的9个月内绝对无法完成的。在小杰克出生后的一年里，他的大脑会进一步成熟，大脑的质量由成人的1/4增加到接近3/4，体积也会增大近3倍。从功能学角度来看，大脑出生后的这些变化和出生前复杂的形成过程一样具有戏剧性。而它们的区别在于，出生后大脑的变化大多发生在微观层面。从外表来看，它的变化甚微，但在内部，数以亿计的细胞却发生着翻天覆地的变化。