80幅影響腦科學與現代藝術的手繪稿

神經科學之父帶你一窺「大腦之美」

撰文記者 蔡立勳
日期2017-07-21
《大腦之美:神經科學之父卡哈爾,80幅影響大腦科學&現代藝術的經典手繪稿》

諾貝爾生醫獎得主、神經科學之父卡哈爾,畢生致力大腦研究,繪有超過3,000幅腦神經系統圖稿,完整度與精準度迄今無人能敵。《大腦之美》一書,收錄80幅他的經典手繪稿,加上多位神經科學與藝術評論專家的文章,讓讀者從更多面向,認識這位傑出的跨領域科學藝術家。

文/林鐸.金恩(Lyndel King)、艾立克.希梅爾(Eric Himmel)    責任編輯/蔡立勳


人體型態,是西方藝術最重要的主題,因此「解剖學圖冊」也在藝術史上扮演一定重要的角色。

希臘人與羅馬人非常了解表面解剖(surface anatomy),也就是不拆解人體,就能看到內在結構。這從他們以雕像精準塑造出人體的樣貌,可獲得驗證。但是,這類知識在中世紀時遺失了,因為藝術當時被視為精神世界的重要夥伴。

到了15世紀,特別是在義大利,藝術關注的重點又從宇宙中心的神回到了人類,藝術家重新對表面解剖產生興趣,並當成是一個能更精準描繪裸體人像的方法。

於是,醫生首次將藝術家帶進解剖室,讓他們為自己的調查研究留下視像紀錄。

後來數個世紀,陸續有許多偉大的解剖學圖冊完成,但這群藝術家當中,只有一個人的人體內部圖像深深吸引熱愛藝術的群眾,那人便是李奧納多.達文西(Leonardo da Vinci)。

與達文西並駕齊驅 留下近3,000幅手繪稿

當時,他憑著好奇心,著迷於各種科學研究的極致境界。雖然達文西的解剖圖像曾丟失400年,仍不失其重要性,如今依舊備受尊崇,不僅因為它是具有科學性質的圖稿,亦展現從活人詮釋人本特質的全新概念。

西班牙腦科學家聖地亞哥.拉蒙.卡哈爾(Santiago Ramóny Cajal),與達文西可說有相同地位,雖然他的作品,現今多只能從科學刊物的插圖被知曉,仍無法抹煞他在藝術和科學上的雙重天賦。

卡哈爾對於變動中的生物組織,如何產生複雜的訊息處理迴路,有一套自己的人文思維。這件事在當今的象徵性,並不亞於達文西在文藝復興時期,因為好奇心驅使,而解剖並畫出人體的事蹟。

卡哈爾留下將近3,000幅手繪稿,展示他觀察到的大腦微型解剖,至今仍是現代科學史上前所未見的偉大成就。

目前,尚未有其他自然基本學識的科學理解研究,能像他一樣以繪圖表現。

卡哈爾兒時最經典的事蹟,便是按記憶畫出歐洲地圖,「就連畫下德國邦聯複雜的地理圖像時,也從未出錯。」之後,他善於應用觀察力的技能便非常出名:「有一次,我曾花上連續20個小時,觀察顯微鏡底下,一個正要脫離微血管而行動緩慢遲滯的白血球。」

畫稿是他的觀察 也是論點主張

卡哈爾選攻的專業――大腦微觀解剖學(microanatomy)研究――正是需要他在「視覺記憶」和「仔細觀察」這兩方面的驚人技能。當時,大腦和神經系統仍是未知的領域。

通常,他會花一個早上的時間專注在顯微鏡下,不做任何繪畫;下午時,再憑著記憶,回頭再從顯微鏡下確認自己觀察到的影像;我們可以從圖畫上修正的部分得知他不甚滿意的地方。

最後,因為每一張圖都是要與科學著作或學術文章一同刊登,他會將參照的字母用墨水描出來,以對應到出版加印過程中設定好的字型。

因為白色修正膠的污痕和原畫作的鉛筆線,不會明顯出現在刊登版的繪畫上,所以他不會刻意抹除。

卡哈爾的畫稿不僅是他的觀察,更是他的論點主張。

如果他想仔細畫下特定的細胞種類,他會用深色加以強調,其他細胞則是使用較淡的顏色,或是另外用水彩顯示;如果他想要強調特定細胞,他就會把該細胞以不等比例於周邊其他細胞的方式放大。

圖稿流傳百年仍被使用「錐狀神經元」最著名

通常,他會把不同大腦切片的圖稿結合在一起,因而形成一系列縮時圖稿。這些觀察後完成的圖像都是第一手的完整構圖,並且是根據實際不同大腦切片所呈現出來的複雜樣貌,另外思考後的重新構圖。

卡哈爾最著名的圖稿「錐狀神經元」,雖然很有可能是根據單一大腦切片的特定細胞而畫,但比較可能的是,這是他在看過上百片大腦切片之後,再行繪製的圖稿,因為該圖顯示出許多理想肖像畫都有的美學概念。

據他所述,「人類的皮質與其他動物不同,不光是支持細胞『星狀膠質細胞』的數量非常多,間質神經膠質細胞叢(interstitial glial plexus)『星狀膠質細胞附屬物』也較小、較豐富。」

此項觀察,已在近期獲得證實。並且研究顯示,人腦裡的星狀膠質細胞,比起其他簡單動物的星狀膠質細胞,不僅數量繁多也比較複雜,且有更多的分支附屬物。有些科學家推測,這可能與我們超人一等的智慧有關。

卡哈爾的圖稿,在百年後的今天仍被普遍使用,部分是因為這些圖稿十分生動。

他的圖像型態相當明確,但沒有機械式的死板風格,他筆下的線條充滿自信,且延續其動態的樣貌:樹突和軸突是大腦內部的線路,似乎也像被賦予生命般,搏動、扭動、翻轉、膨脹和收縮。


卡哈爾繪製的人類海馬迴內錐狀神經元周圍的神經膠質細胞,是卡哈爾最著名的圖稿之一。(圖片提供/采實文化)

大腦之美:神經科學之父卡哈爾,80幅影響大腦科學&現代藝術的經典手繪稿
著者           林鐸.金(Lyndel King)、艾立克.希梅爾(Eric Himmel)等6人
譯者           游卉庭
出版社       采實文化
出版日期    2017年5月25日
定價           780元
頁數           208頁
ISBN          978-986-94528-9-2

>>本文刊登於《環球生技月刊》Vol. 45