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★大腦科學界的達文西★ 諾貝爾醫學獎得主、現代神經科學之父－－卡哈爾 80幅經典大腦手繪稿，首度在台公開！ 「科學控」＆「藝術迷」跨界爭相收藏 兼融理性與感性 世上最美麗的大腦解剖畫冊！ ★美國亞馬遜書店讀者五顆星高度評價推薦 ★腦神經與藝術史類，跨界雙榜暢銷TOP5！ ★讀者好評盛讚「這本書是獻給這位被世人遺忘的天才科學家，最棒的禮物！」 「從顯微鏡底下觀看大腦，就像帶著一本寫生簿，走進一片有數以億棵樹的森林中。 我的工作就是每天看著這些彼此盤根錯節的樹群模糊影像， 並試著為這片森林，寫一本附有插畫的田野調查指南。」───卡哈爾 ◆卡哈爾───醫學成果&藝術成就，同步登峰造極的罕見天才 聖地亞哥．拉蒙．卡哈爾，1852年出生於西班牙，因發現大腦細胞是由個別獨立的「神經元」構成，發展出影響後世腦神經研究的「單一神經元學說」著稱，他也因此在1906年獲頒諾貝爾醫學獎，奠定他在神經科學領域的教父地位。 卡哈爾不僅是一位優秀的科學家，其畢生致力於研究大腦，繪有超過3000幅大腦神經系統的圖稿，而這些醫學研究文件，意外被視為具備高度美學層次和文化價值的創作，使他躋身為傑出藝術家之列。 ◆3000多幅手繪解剖圖稿，完整度與精準度至今無人能敵 在卡哈爾所處的年代，影像工具技術尚未發達，但是他卻能透過簡易顯微鏡的肉眼觀察和記憶力，描繪、剖析大腦的各種結構與推論假說。直到今日經過比對，卡哈爾所畫的大腦神經元解剖圖，與後來運用電腦科技所成像之結構，誤差極小；現在仍繼續使用於教材或學術期刊之中。 ◆最詩意的人體解剖圖，展現了自然主義與人文哲思 用「繪畫表達思想」是達文西在文藝復興時代裡，為藝術界留下的一項傳承：畫家不只再現自然，而是用雙眼所察，融入自身的人文思想，重現於繪畫中；這種隱藏於繪畫中的哲思，同樣存在於卡哈爾的手繪稿中：運用墨色濃淡、線條粗細或大小比例，讓生硬的醫學觀察，展現出豐富的藝術內涵。 ◆影響超現實主義，啟發了達利、布紐爾 卡哈爾的手繪稿，不僅是科學史上的重要成就，在藝術家眼中更是難能可貴的創作，尤其是超現實主義者，例如達利、佛多里柯與布紐爾等人，皆能在他們的作品中，窺見卡哈爾圖像的痕跡；他們的共同點，就是把「把夢境轉化到紙上，把鉛筆當成魔杖，天馬行空地創造自己的奇幻世界。」 在《大腦之美》中，收錄卡哈爾82幅珍貴的經典手繪稿，包括經典的大腦皮質內角錐型神經元的「描寫」，和視網膜神經迴路內訊息傳遞的驚人圖示；亦根據大腦細胞、感知系統、神經元路徑，以及發展和病理學分類，手繪稿內容多元豐富。此外，還有來自神經科學與藝術評論專家的文章，讓讀者可以從更多面向，認識這位20世紀初傑出的跨領域科學藝術家。 本書特色 （1）結合科學與藝術的極致呈現，同時滿足感性與理性的人文想像。 （2）最經典的大腦科學影像藝術，首度在台出版，值得收藏與細細品味。 （3）全彩大開本，還原最真實的圖像呈現，猶如親臨博物館欣賞畫作。 Amazon讀者好評 「多麼精彩華麗的畫作！終於有出版社願意出版這些罕見，甚至快要失傳的圖像。」－－Lawrence K. 「神經科學之父、諾貝爾獎得主，卻是一個美國人所不知道的天才。」－－ron conferti 「大腦很美，就跟這本書一樣。」－－Richard A. Gray 「這本書是獻給這位被世人遺忘的天才科學家，最棒的禮物！」－－B. Bronczyk 「非常優秀的書！是送給科學家或藝術家最好的禮物。」－－Janice Levy
賴瑞．斯旺森（Larry W. Swanson） 南加大生物科學系神經生物科的米洛唐與路希爾艾波曼教授（Milo Don and Lucille Appleman Professor），是《大腦建築》（Brain Architecure）（2001）的作者，也是美國神經科學學會年會（Society of Neuroscience）的前任主席。 艾瑞克．紐曼（Eric Newman） 明尼蘇達大學神經科學學系的麥奈特傑出教授（Distinguished McKnight University Professor）。 阿爾馮索．阿拉奎（Alfonso Araque） 曾有多年時間在馬德里卡哈爾研究中心服務，目前是羅伯特與伊蓮拉森神經科學研究中心（Robert & Elaine Larson Neuroscience Research）主席與明尼蘇達大學神經科學系教授。 珍妮特．杜彬斯基（Janet M. Dubinsky） 明尼蘇達大學神經科學系教授。 林鐸．金（Lyndel King） 明尼波利斯州魏斯曼美術館館長兼主要策展人。 艾立克．希梅爾（Eric Himmel） 紐約亞伯拉姆出版社總編輯。
游卉庭 政治大學社會系畢，英國雪菲爾大學翻譯所碩士。曾任職網路傳媒及出版業，目前暫居英國繼續埋首文字工作。近期譯作包括《異鄉人Outlander 3：星月海洋（下）》、《餐桌上的語言學家：從菜單看全球飲食文化史》等書。聯絡信箱：[email protected]
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跨界推薦 江安世｜國立清華大學特聘講座教授 林 平｜臺北市立美術館館長 徐百川｜中研院生物醫學研究所研究員 高閬仙｜國立陽明大學生命科學系暨基因體科學研究所教授兼副校長 張禮豪｜藝評及獨立策展人 黃貞祥｜國立清華大學生命科學院助理教授‧泛科學專欄作者 焦傳金｜國立清華大學系統神經科學研究所所長 潘娉玉｜國立臺北藝術大學美術學院助理教授 鄭國威｜泛科知識集團知識長 謝伯讓｜杜克-新加坡國立大學醫學院助理教授 「卡哈爾結合藝術與科學，他的經典手繪啟發了人類對大腦運作方式的想像。」－－焦傳金／國立清華大學系統神經科學研究所所長 「在藝術手法的襯托之下，卡哈爾的經典手繪圖稿讓我們清楚看透神經系統的美麗樣貌。」－－謝伯讓／杜克-新加坡國立大學醫學院助理教授
TABLE OF CONTENT
● 大腦之美 ● 聖地亞哥．拉蒙．卡哈爾 ● 畫下美麗的大腦 手繪稿 ◆ 大腦細胞圖 ◆ 感知系統 ◆ 神經元的傳輸路線圖 ◆ 發展與病理學 ● 現今的大腦之美 註釋 索引 謝詞
PREFACE/READING GUIDANCE
前言 大腦之美 艾瑞克．紐曼、阿爾馮索．阿拉奎與珍妮特．杜彬斯基 聖地亞哥．拉蒙．卡哈爾是公認現代神經科學—研究大腦結構和功能—之父。他出生於 1852 年，卒於 1934 年，其擔任神經解剖學家 50 多年餘，繪有超過 2900 多幅關於現代神經系統的手稿。他畢生做了各種大腦的相關研究，包括單一神經元（組成大腦的神經細胞）的結構、神經元之間的聯繫，以及人類大腦的早期變化和受損後的情況等。他利用顯微鏡一一檢視大腦切片，並用化學色劑標記不同類型的大腦細胞及其內在結構。事實上，這種實驗方法由義大利生物學家卡米洛．高爾基（Camillo Golgi）發明，不過高爾基的色劑只能將大腦細胞染成墨黑色；於是，卡哈爾進一步改良原來的配方，成為能取得神經元精密顯圖的色劑。不過本書中仍有許多手繪稿，是以高爾基色劑染色過的大腦切片為主。 卡哈爾可以從死掉的組織想像活生生的大腦。這當然比解出心臟結構要複雜許多，但要從數十億個大腦細胞組織及其相互連接，來分辨出大腦如何運轉卻非常困難；不過卡哈爾做到了。17 世紀晚期，路易吉．伽法尼（Luigi Galvani）發現大腦內部的訊息是藉由「電脈衝」傳遞；可是要到將近 100 年後卡哈爾在他的「動態極化理論（Theory of Dynamic Polarization）」中，才說明了訊息是如何以「電訊號」的形式在各個神經元內，從其樹突傳送到細胞本體，最終到軸突。而後來的研究，也證實卡哈爾的主張完全正確無誤。 卡哈爾在他第 2 個重要的觀察「神經元學說」中，展示出大腦是由各種獨立的細胞—即神經元—所組成，而非如其他同時代學者所認為的，是由細胞附屬物所相互連接而成的連續網路。此外，他也發現許多組成大腦神經元的重要元件，包括接受其他神經元訊號的神經元附屬物—樹突棘（dendritic spine），以及能讓神經元與其他神經元準確連結的生長錐（growth cone）。 更重要的是，今天我們不僅沿用卡哈爾所做的詳實研究，就連卡哈爾的手繪稿仍被持續使用中，因為在闡述通用概念上，沒有其他圖稿能超越其清晰度和可用性。一幅卡哈爾手繪稿通常能直接闡述一系列腦細胞活動的基本原則，且比起利用數張真實照片呈現，還要清楚許多。為此，我們經常能在醫學演講或刊物裡看見卡哈爾的經典手繪稿，因為沒有其他方法更能向觀眾或讀者展示這個主題了。卡哈爾手繪稿的影響力著實不小，不僅呈現出大腦的內在之美，也啟發了我們對大腦的各種想像。 本書收錄了 80 幅卡哈爾原創的大腦手繪稿，當中包含其他組織，例如昆蟲的腿部肌肉或是正在移動的血球，再再顯示卡哈爾的研究內容之廣泛。有些手繪稿相當著名，有些則是除了卡哈爾自己的學術論文之外尚未出版過的手稿，相當珍貴。此外，所有圖像都附有圖說，說明描繪的重點和其在科學上的重要性。 另外本書收錄兩篇描述卡哈爾一生和科學成就，及其專精於手繪稿的隨筆文章；還有一篇文章說明現今現代神經科學的成像技術，無疑是卡哈爾若仍在世也會樂見其成的發展。我們期望各位讀者能仔細體會，卡哈爾對於人類大腦的美麗想像與貢獻。
CONTENT PREVIEW OF THE BOOK
■ 聖地亞哥‧拉蒙‧卡哈爾 賴瑞．斯旺森 有些 19 世紀的重大科學研究，至今仍是全世界人類公認的成就：英國人查爾斯．達爾文（Charles Darwin）以天擇的演化論，革新了我們對於地球生命的想像；法國人路易．巴斯德（Louis Pasteur）釐清了微生物在人類疾病裡扮演的角色，因此拯救無數生命。 聖地亞哥．拉蒙．卡哈爾是與他們同時代的科學成就創立者—在創造現代神經科學領域上無人能出其右—但除了在自己祖國西班牙或是本科的專業領域內，卡哈爾卻未能像達爾文或巴斯德一樣，獲得一般大眾的廣大盛譽，為什麼呢？這大致是因為我們無法以任何簡單的方式概述，卡哈爾及其同世代的科學家，如何以一種全新的方式解釋並描繪大腦網路的運作機制，而這種方式，至今仍是現代神經科學的基礎。 卡哈爾是一位才華出眾、興趣廣泛的奇人，只要追尋他研究生涯的主要脈絡，我們就可以理解他如何洞見大腦的運作機制，並因此在 1906 年達到研究生涯的最高峰，與義大利組織學家卡米洛．高爾基共同獲得諾貝爾醫學獎的殊榮。該屆獎項可是諾貝爾獎史上最有趣的故事之一，因為這兩位科學家對於當時基本的大腦組織理論持反對立場—也就是神經系統的基本建構理論—高爾基主張「網狀理論」，卡哈爾則是「單一神經元學說」。卡哈爾的觀點從一開始就受到大多數科學家的支持，但是神經科學家有許多不同陣營，彼此激烈爭辯，不是所有的人都支持卡哈爾的觀點。關於這項爭辯，要到 50 年後，才出現決定性的關鍵證據。 至今，我們所知的卡哈爾早期生活和他的科學家生涯，多半來自他的個人自傳《我人生的回憶錄》（暫譯，Recollections of My Life），這本書被認為是最棒的科學自傳，可以超越它的，或許只有達爾文的《達爾文自傳》了。卡哈爾出生於亞拉岡的佩提亞（Petilla de Aragon），是位於西班牙東北部一個窮困潦倒的小村落。他的父親是農夫之子，努力不懈地成為當地備受尊敬的醫生。卡哈爾小時候不算是好學之人，他曾說自己害羞、不愛交際、神祕、直來直往，而且骨子裡壓根兒不受威權管制，完全做不來各種阿諛奉承之事。 年輕的卡哈爾和友人經常因為惡作劇而惹上麻煩。然而，他第一次展露文采是在 14 歲時，替朋友寫的《投石戰略》（暫譯，Estrategia lapidaria），這是一本關於如何設計並使用彈弓的大全。卡哈爾很早便展示出自己對於大自然、礦物等，難以自拔的熱愛，他還稱之為「狂熱」。他 8 歲時便會畫下自己見到的一切（他自詡為「畫畫狂」），之後他開始收集各種鳥類、鳥蛋和鳥巢的標本，甚至自己設計出「大砲」，他也喜歡健身、一次同時下好幾盤棋等。 不過在他未來成為科學家的路上，兩件最令他醉心的事—繪畫和攝影—扮演了非常重要的角色。當然，為人父者都希望兒子能延續自己的路成為醫生，但這卻非卡哈爾當時心裡所想的事，他反而希望能成為一名藝術家；卡哈爾的父親曾溫和地勸阻，想讓他停止這種想法，還說服一位四處遊歷的石膏裝飾工來評估他兒子的藝術天份—且如意料般的說他沒有藝術天資。然而，這段插曲對卡哈爾決心走向藝術創作之路，沒什麼影響。幾年後，16 歲的他受到達蓋爾（Louis Daguerre）發明的攝影法啟發，藉此自學攝影—他自己攝影、沖洗並曬印出一系列精彩的個人像，幾乎記錄了自己一生各個階段。 卡哈爾的父親最終看到一個可以慫恿兒子放棄藝術、轉而從醫的機會—他說服卡哈爾協助他指導附近薩拉戈薩（Zaragoza）一間醫學院學生的人體解剖學課，而這項計畫相當成功。卡哈爾喜歡學習人體知識，為了要拼湊出優秀的解剖圖，他利用自己的才能創造出許多精美的局部解剖圖—事實上，繪製解剖圖，可說是回溯到文藝復興時期，威尼斯藝術家提香工作室的一個傳統。提香曾幫安德雷亞斯．維薩里（Andreas Vesalius）的《人體的構造》（暫譯，De corporis humani fabrica libri septem）繪製插圖，該書於 1543 年在瑞士的巴塞爾出版。 受到啟發的卡哈爾後來進入薩拉戈薩的醫學院，並於 1873 年 21 歲時拿到醫師資格。同年他被派至古巴加入軍醫，在那裡他感染了瘧疾，因此服役一年後便退役。他雖然康復卻變得體弱多病，因此他便選擇成為醫學院教授，而非如自己父親一樣需要良好體力的執業醫生。1875 年，卡哈爾從最基本的教職開始做起，在薩拉戈薩擔任臨時的解剖學助理，並以自己的存款在家中設置一個實驗室，開始研究組織學—也就是用顯微鏡來檢視人體組織—這與他父親所學的單純人體解剖，大不相同。
