天才的成就，普通人是无论如何也无法模仿出来的。也许有人曾经这样憧憬过：如果我是一个绘画天才，我就能创作出流传后世的瑰丽画卷；如果我是一个物理天才，我就能发现那些颠覆人们常识的革命性法则……令常人望尘莫及的创造力、直觉、记忆及计算能力的机制，究竟是什么？在这个世界上，只有极少数人能发挥出惊人的才能。
在他们之中，有创作出名垂青史的佳作的艺术家和做出重大发明或发现的科学家；有根据敏锐直觉便能决定下一着棋落于何方的职业棋手；还有能够记住冗长字符串及凭借心算便能瞬时解答复杂计算题的人，等等。为什么他们能够完成这些工作？天才和常人的差别在哪里呢？
近年来，随着能将脑的活动情况以图像方式呈现的技术的发展，脑科学研究已经取得了显著进步。
让我们结合最新的研究成果，来介绍一下那些超越常人的天才们的大脑所具有的不可思议的机制吧！在某些领域，有些人具有超卓的优异能力。这些人，我们称之为“天才”，包括创作出众多名垂青史的艺术作品的画家达·芬奇、毕加索以及作曲家莫扎特，革新了物理学常识的科学家牛顿和爱因斯坦等人。当然，我们脑海里也许还会浮现出其他各式各样的人物。
那么，天才的定义究竟是什么呢？在学校里，无论哪个班级，总有一两个成绩特别优秀的学生，有时我们戏称为“学霸”。那么，“学霸”和“天才”是一样的吗？研究天才问题的脑科学家和心理学家认为，天才是没有准确定义的，也不是以“是否超过某条分数线”（包括学校的考试或智能测试）来论定的。如果一定要给出一个定义的话，那么天才就是那些具有普通人无论如何也无法模仿的能力的人，而且这种能力还要以被社会认可的形式存在。
满足了这样条件的人，才能被称为“天才”。只要努力学习，普通学生也有可能成为“学霸”。因此从这个角度看，“学霸”还不能被称为天才。此外，还有一些人（比如19世纪的著名画家梵高），虽然也具有超出常人的优异能力，但在生前未被社会认可，在后世才得到了高度的评价，这时才能称之为天才。
那些被称为天才的人们，为什么能够拥有普通人无论如何也无法模仿的、惊人的能力呢？和我们这些常人相比，差别究竟在哪里呢？艾萨克·牛顿（1602～1727）：英国科学家、数学家。他正在进行的，是用玻璃三棱镜将太阳光分解成各种色光的实验（左图）。他不仅创立了微积分法则，还发现了万有引力定律，并阐述了太阳系中行星的运动。
阿尔伯特·爱因斯坦（1879～1955）：生于德国的物理学家。他提出了以“狭义相对论”和“广义相对论”为代表的众多革新性的物理理论。1921年，他因“光量子理论”获得诺贝尔物理学奖。托马斯·阿尔瓦·爱迪生（1847～1931）：美国发明家。发明了印刷机、留声机、白炽灯等等，做出了众多的伟大发明，获得超过1300项专利。他还建立了世界上第一个中央配电所和电灯公司，开创了电灯事业。
沃尔夫冈·阿玛多伊斯·莫扎特（1756～1791）：奥地利作曲家。从幼年起开始作曲，并在欧洲宫廷里举办演奏会。留下了《费加罗的婚礼》、《魔笛》等大量名曲。巴勃罗·鲁伊斯·毕加索（1881～1973）：西班牙画家。发起立体主义（Cubism）运动，成为现代绘画的先驱。留下了《格尔尼卡》、《亚威农少女》等众多名画，也从事雕刻和陶器制作。
“我在睡眠中得到了灵感!”，这样的说法为何会被许多天才证实呢？
在名垂青史的天才艺术家、作家和科学家们的轶事中，有许多是这样谈论灵感闪现的瞬间的—他们睡着时所做的梦，导致了伟大的艺术作品或改变常识的科学发现和发明的诞生。那些名画、名作和出众的想法，都是做梦的产物吗？
例如，拥有名画《记忆的永恒》等众多作品的西班牙画家萨尔瓦多·达利（1904～1989），描绘了梦中的情景；创作了名著《化身博士》的英国作家罗伯特·路易斯·斯蒂文森（1850～1894），做过一个关于双重人格的梦，就此确立了小说的主题；德国化学家弗里德里希·奥古斯特·凯库勒（1829～1896），梦见原子链像蛇一样游动，并且头部还咬住了尾部，由此悟出6个碳原子可以排列成六角型，从而发现了苯环的结构。
睡眠时，记忆会自由自在地相连吗？做梦时，大脑里到底发生了什么？我们获得的各种各样的记忆（也包括知识），是分散保存在大脑外层的大脑皮质上的。在大脑皮质上，有超过500亿个神经细胞。神经细胞互相连接，形成了若干个网络。当电信号流过其中某个特定的回路时，分散记忆的大脑皮质上的神经细胞会同时活跃起来，形成一个完整的记忆被回忆起来。
我们清醒时，每时每刻都要避免被不必要的目标和事件转移注意力，所以大脑只选择激活那些必要的脑内神经网络，而抑制其他不必要的信息形成意识。但在快速眼动睡眠状态时，这种抑制被解除，在清醒时受抑制的神经细胞也可能形成一个网络。也就是说，由于这些细胞的活动，将清醒时不能互相连接的记忆连接起来，便形成了通常意想不到的记忆的组合，从而产生崭新的点子和灵感。
日本筑波大学的人类系研究员山本三幸博士专门研究灵感。
他说：“众所周知，睡觉之前集中精神思考的问题，在睡眠中会变成强记忆被保存下来。现在有这样一个假设，那就是天才具有非常强的集中力，睡觉之前集中精神思考的问题，也许更容易和记忆中的其他问题产生关联。”日本东京女子医科大学的岩田诚名誉教授也说：“把记忆按照各种各样的组合串连起来的现象，无论在天才的大脑里还是在常人的大脑里都会发生。
我认为，只是天才才有超常的集中力、兴趣和努力，能将庞大的专业知识和经验，以及专业领域之外的知识和经验都存储在脑子里。也正因如此，（他们）产生的串连记忆的组合的要素更多，所以能形成的组合串连比常人多得多，其中就包括崭新的灵感。”
做梦时，是因为清醒时不活动的神经回路开始工作而产生了崭新的点子吗？
在睡眠中，“非快速眼动睡眠”（non rapid eye movement sleep，NREM）和“快速眼动睡眠”（rapid eye movement sleep，REM）两种状态交替出现。刚睡着的时候，进入非快速眼动睡眠状态，大约90分钟之后逐渐进入快速眼动睡眠状态。在非快速眼动睡眠状态时，大脑的活动状态和清醒时完全不同，它处于休息状态，不做梦。
当进入快速眼动睡眠状态时，大脑的活动尽管没有清醒时那么强，但是清醒时不相连的神经细胞，在此时却有可能相互连接起来。所以，平时看上去是分离的、在清醒时无论如何也不可能相连的记忆，也许会在快速眼动睡眠状态中互相连接，从而形成崭新的点子或联想。