大腦的形成並不完全是基因控制的，是什麼在影響人類的大腦？

我們知道，生物的遺傳密碼就藏在DNA中，DNA不斷複製產生細胞，進而形成生物體。基因是DNA上的片段，掌握著生物可遺傳性狀的秘密。

人類的發育自然也是由基因主導。然而，在大腦的發育過程中，科學家感到了疑惑：究竟大腦的發育是不是完全由基因控制的？

科學家為什麼會產生這樣的疑惑？主要是因為一些數字。人的大腦共有大約1000億個神經元，平均每個神經元約有5000個突觸，所以一共有500萬億個突觸，然而人只有大約23000個基因，其中只有70%的基因表達於腦中。換句話說，人1000億個神經元中表達有16000個基因。換算下來，每個神經元的基因產物數目為625萬分之一，這實在是一個非常小的數字。

與人相比，秀麗隱杆線蟲共有302個神經元和大約7800個突觸，但是它們的基因數目卻有19000個，其中約有50%表達於神經系統，即302個神經元中表達有9000個基因。換算一下，每個神經元的基因產物數目為29。8，超出人腦這一數字約1億倍。

圖示：秀麗隱杆線蟲，長約1毫米，身體透明，包括302個神經元。

如果人的大腦完全由基因來指導完成發育，那我們人類的大腦基因是不是太強悍了？科學家顯然不這麼認為。事實上，人類很多基因與其他生物並無太大差別：人與香蕉有一半的共同基因，人與黑猩猩、大猩猩等靈長目動物的基因重合度高達97%。所以，看起來光靠基因是無法完成這麼複雜的任務的。

做過管理者的人都知道，管理者（尤其是管理很多人的高管）不需要事必躬親，只需要把握大的目標和方向，進行適當的決策即可，具體的事情要由手下具體分工的人去完成。對於大腦發育來說，原理同樣如此。基因控制大腦的形狀、外形尺寸、各個腦區間聯絡的大體模式和細胞型別，至於細胞的具體細節結構則交給了外在影響因素——神經活動，由環境影響來主導。

環境包括的範圍很廣，包括子宮的化學環境、從子宮內就開始的經驗感受一直到大腦發育成熟的兒童時期所經歷的所有環境。

胎兒還在媽媽子宮內的時候，大腦一直在發育，這時候容易受到母親的血液供應能量、氧氣、營養物質、激素以及外來物（如藥物、尼古丁、酒精等）的影響。

人剛出生時，腦容量約在400立方厘米，相當於成年黑猩猩的腦容量大小。出生以後，人腦快速發育，5歲時就達到最大容積的90%左右，之後大腦進入緩慢發育狀態，直到20歲左右達到穩定。從出生到20歲，腦的大小增大了3倍以上。

圖示：出生後腦容量隨著年齡增大變化圖。

大腦發育的過程中，約有一半神經元會死去。也就是說，人在發育過程中會產生2000億個神經元，但只有1000億個會存活下來。那些死去的神經元都是“競爭”的失敗者——神經元在接受外界環境刺激訊號的時候，表現得越活躍的越容易存活下來，而那些活躍神經元周邊相對不活躍的神經元則逐漸死去。

經驗驅動的神經活動模式影響著神經元的精細連線，它可以去除一些無用的突觸和神經元，促進新的軸突、樹突和突觸的生長。部分腦區（如視覺皮層）早期發育有臨界期，在這之前需要經驗的指導，否則就會退化，以後也不再生長。別的腦區神經元的可塑性則伴隨人的一生，經驗的影響一直髮生作用。

圖示

總的說來，早期腦的發育由基因來主導，後來腦的精細化發育則要依靠環境刺激。由於人的神經元數目和突觸數目實在是過於龐大，要完成大腦的發育必然要經歷漫長的時間，這就是為什麼人類的童年如此長的原因（比其他所有動物都長）。