第2章 宝宝来了：大脑与心智发育的开端

受精后第19天，大脑开始形成！

胎儿的大脑，1分钟产生50万个神经元

孩子两岁以前，大脑每秒钟产生180万个突触

一个周四的清晨，杰西卡隐约地意识到自己的生理期已经延迟了5天。一丝预感闪现，她叫醒了正在熟睡的丈夫，激动地说：“大卫！我觉得我该做个测试了！”大卫一下子清醒了，心中顿时充满了担忧和惊喜，妻子在一旁激动地摇着他的胳膊，让他睡意全无。他知道杰西卡说的是她在药箱里藏了几个月的家用验孕棒。如果她的生理期只是晚了两三天，他们还不太敢测，因为不想过早抱有太大的希望。

当看到试纸上开始显现出一条小蓝杠时，夫妻俩都屏住了呼吸。他们与包装盒上的样本结果进行了比对，条带的颜色虽然有些浅，但的的确确是蓝色。“哦，天哪！阴性结果没有任何条带，这次一定是阳性！”为了确认结果，他们再次将验孕棒浸入了尿液之中，此刻，期待已久的条带缓缓地显现了出来。

大卫将杰西卡揽入怀中，激动地说：“我们有了！我们有宝宝了！”一种从未有过的情感在他们心中蔓延开来。杰西卡突然注视着大卫，说道：“天哪！竟然有一个小生命在我的身体里了！我好想知道它现在是什么样子！”

尽管家用验孕法能很早告知我们是否怀孕，但早在得知这个好消息之前，身体里就已经开始了一系列令人惊奇的变化。杰西卡和大卫回忆起来：“还记得吗，”杰西卡说：“前几周我们都很忙，一定是那个周六的晚上，参加完乔的聚会之后。”大卫边笑边飞快地计算着：“也就是说，我们的孩子已经有19天大了！”

实际上，他们孩子的年龄并不是由性生活的时间决定的，而是取决于杰西卡排卵的时间。在上次月经开始的两周之后，她的卵巢排出了一个成熟的卵细胞。卵细胞在排出后仅能存活24小时，所以受精必须在排卵后的一天之内完成。而精子却能在女性生殖道内存活长达4天的时间，即使杰西卡是在聚会后的几天排卵，她也能成功地受孕。

不过，受孕发生在排卵当天的几率还是要大一些，因为杰西卡的生殖道在排卵时会分泌大量的粘液，为精子和卵细胞的邂逅提供适宜的环境。事实上，在那个周日的清晨，当大卫和杰西卡还在酣睡时，已经有一个精子从大卫午夜释放的5亿个精子中脱颖而出，成功地穿入了由杰西卡左侧卵巢排出的卵细胞。早在凌晨3:00，精子就通过了子宫，7:00时游到了左侧输卵管壶腹部—它选对了方向，准备与卵细胞结合。与精子相比，卵细胞要大得多，但直径也仅为0.1毫米。

在坚持到这一步的几十枚精子之中，只有一个“小巨人”能够成功地穿透卵细胞的粘性外膜（即放射冠）；为了铺平道路，它会释放多种酶来溶解放射冠内侧的致密蛋白质层，也就是我们所说的透明带（zona pellucida）；最后这枚精子才能穿透薄薄的卵细胞膜。而一旦有一枚精子成功地穿透，卵细胞就会迅速地建立起电化学屏障，阻止其他精子再进入，从而保证受精卵的正常发育。最终，上午10:18，受精过程终于完成了：卵细胞和精子的细胞核发生融合，其中有23条染色体来自杰西卡，另外23条染色体来自大卫，包括他的Y染色体，这也就意味着，新的生命已经形成—而且是个男孩！

星期一晚上，当小两口正在吃晚饭的时候，他们未来的儿子进行了第一次的细胞分裂。到了星期四，也就是受精后的第4天，这个小胚胎已经完成了5次分裂，形成了一个由32枚圆形细胞组成的细胞团，看起来就像是一个成熟的黑莓。此时胚胎并不比卵细胞大多少，但即将开始细胞分化：现有细胞分别发育成为身体不同组织。

我们将这个阶段的胚胎称为囊胚。小鼠实验表明，如果此时从这32个细胞中取出其中的任意一个，并让它独立分化，最终都可以发育成一个完整的个体。不过，即使囊胚保持完整（即没有自发地一分为二，形成同卵双胞胎），其中也只有3～5个细胞能够真正地发育成为胎儿。位于囊胚内部的几个细胞将成为宝宝身体中所有细胞的来源，而其余位于囊胚外部的细胞则会发育成胎盘。一个细胞能否发育成为胎儿完全靠运气—由它最开始所处的位置决定。因此，决定细胞发育命运的是它们所处的位置，而不是它们携带的遗传信息。这也是环境影响发育的最早例证之一。

之后，囊胚内逐渐形成一个空腔，内层细胞依旧与外层支持细胞构成的一个球形弧面相接。同时，囊胚启程从杰西卡的输卵管游向子宫。在即将抵达目的地的时候，胚泡从透明带中“孵化”出来，暴露其外层细胞，而这层细胞专门用于植入杰西卡的子宫壁（见图2.1）。

图2.1 人类发育的最初11天

又是一个周六的晚上（大概是受精后的第7天），当大卫和杰西卡正要出门看电影的时候，小囊胚开始着陆：它在子宫后壁上找到了一个绝佳的位置，正值杰西卡身体的中线处。这个直径不足0.2毫米的小囊胚侵入了子宫内膜层。但囊胚完全植入并与母体建立起完整的血液供应还需要两周的时间。这段时间里，胚胎的体积变化不大，但内部却发生着翻天覆地的变化。

到了周一的早上，内细胞群已平铺为盘状，并且第一次分化出了两种组织：较小的立方形细胞构成了下层，即原始内胚层；而较大的柱状细胞构成了上层，即外胚层。内胚层能分化出大多数的内脏器官，例如肠、肺、肝和各种腺体。外胚层则能分化为皮肤和感觉器官，并会在关键的神经胚形成之后，构建出完整的大脑和神经系统。但是在神经胚形成之前，还会出现第三类原始组织，即中胚层，中胚层最终将分化出所有的骨骼、肌肉以及人体的结缔组织，包括循环系统和消化道的平滑肌。

这个周五的下午，已经是受精后的第13天了，杰西卡和大卫正在打电话商量下班之后的安排。但杰西卡觉得身体不太舒服，所以他们决定还是回家，安静地吃晚饭。他们吃饭的时候，胚胎的内外胚层之间出现了一小群细胞。这群细胞起源于细胞“盘”的一端，也就是人体最初的“尾端”，随后向卵圆形胚胎的中央扩展。随着中间细胞层的生长，胚胎的中央出现一条印迹，上方的外胚层形成了一条两边隆起的长沟。这就是原条，它将形成胚胎的中轴。到了星期一（受精后第16天），原条向囊胚中线扩展，其内层细胞逐渐形成了中胚层。

中胚层和外胚层之间的联系促成了原始神经系统—神经板的形成。人们认为，中胚层在内外胚层之间不断延伸的过程中会释放一种化学信号，这种化学信号会触发相邻外胚层的基因开关，促使其发育为大脑和脊髓。位于神经板外侧，但不直接与中胚层接触的外胚层细胞则不会暴露在这种化学刺激之下，它们最终将形成皮肤、毛发，以及眼和耳的非神经部分。因此，皮肤和神经都起源于外胚层，但是神经系统在发育过程中会迅速地移行至胚胎表面之下，与形成中的皮肤分离。

受精后的第19天，宝宝最初的脑组织已经开始形成了。这个椭圆的原始神经板将呈现出宝宝完整的精神世界，包括他的思想、感觉、行为和梦，他的准父母突然对这一切深感好奇。

“咱们的宝宝5月就要出生啦！”杰西卡推算着日子，“多美好的月份啊！”他们好想知道自己孕育的小人儿到底什么样：是男孩还是女孩？皮肤白不白？身体壮不壮？是不是善良、聪慧、有活力、具有音乐天赋？其实，早在那个周日的早上，当46条染色体融合在一起的时候，这些特征就已经被遗传信息决定了。但是仅依靠基因的力量不足以将宝宝塑造成人。大卫和杰西卡不久就会意识到，他们还承担着巨大的责任。“先天遗传”已成为定局，剩下的工作就是“后天培养”了，而培养的成功与否，在很大程度上取决于父母。