新生儿的大脑是如何发育的？几十亿神经元、数千万亿个突触，如何从零排布成最复杂的有机电路？

第一步：化学路标 + 细胞脚手架 —— 画出“骨架路网”。胚胎 3 周左右，神经管像拉链一样卷起。一些基因编码的蛋白质（例如 Netrin、Semaphorin、Eph‑ephrin）在管壁形成浓度梯度，好比城市里的路标：红灯禁止左转，绿灯允许直行。正在生长的神经纤维（轴突）携带“受体天线”，遇到不同浓度就被拉近或推远，粗略走向目标区域。

与此同时，放射状胶质如同脚手架，一端扎在脑室，另一端抵在脑表。从它们旁边诞生的神经元先坐上“胶质电梯”抵达外层，再沿胶质纤维把轴突送往远方。至此，大脑完成了 高架干道的铺设。

第二步：自发电活动 —— 给线路贴“通车/封路”标签
胎儿在子宫里看不到光、听不到声音，但大脑并非静默。视网膜、嗅球等区域会周期性释放自发钙波，像灯塔一样向上层皮质发出闪光。这些波让相关神经元同步放电。用一句经典口诀来说：“一块儿亮的电线绑得更牢”。同步的突触被加固，不同步的逐渐萎缩。

这一步相当于系统调试：先让主干道互联互通，再把误接的歧路拆掉。鲍尔称之为“善用噪声”。在外人看来杂乱无章的放电，实际上为大脑预先“打孔”，留下弹性空间，方便下一幕真正的感觉输入上线。

第三步：感觉经验 + 关键期修剪 —— 铲平、多修、再扫尾
婴儿出生后，光线、声音、触觉洪水般涌入。神经网络迎来第二轮大装修，即关键期可塑性。原理仍然是“用进废退”，但这次由真实世界数据主导。经典实验：如果小猫出生后 3 周一直蒙住一只眼，该眼对应的视皮层就会“荒废”，突触连接大量凋零；另一只睁眼的视通路则膨胀加粗。成年再揭开纱布，也难以完全恢复。

这种大刀阔斧的修剪，令每个人的大脑“长成自己”：同卵双胞胎基因一致，但由于所处微环境和体验不同，其突触图谱就像两张指纹，类似而独一无二。

第四步：终身微调 —— 在临界点上跳舞
网络雏形一旦成型，并非从此固化。现代研究发现，成熟大脑的放电事件呈幂律分布：小规模放电最常见，偶尔会出现像雪崩一样的大规模爆发。这正是物理学里所谓的自组织临界性。处于临界边缘，系统既不僵硬又不过度躁动，能用最小能耗传递最多信息。

与此同时，大脑像经验丰富的城市管理者，引入了预测‑校正循环。大脑总是先对即将到来的感官信号做出猜测，再把真实输入与预测差值（误差）反馈到网络。如果误差大，相关突触权重被修改，内部模型升级；误差小，则保持现状。神经科学家把这套算法称为 预测编码。自由能原理指出：透过不断降低“惊讶感”，大脑实现了对不确定世界的能动掌控。