m-museet i Philadelphia rymmer en rad enskilda medicinska exemplar. På den lägre nivån de smälta lever av 19th century siamesiska tvillingar Chang och Eng flyta i ett glaskärl. I närheten kan besökare gawk på händer svullna med gikt, Blåsstenarna av Överdomare John Marshall, cancertumören extraherad från President Grover Clevelands käke och en lårben från en Inbördeskrigsoldat med sårkulan fortfarande på plats. Men det finns en utställning nära ingången som framkallar oöverträffad vördnad. Titta noga på displayen, och du kan se fläckmärken kvar av museumsgästerna som trycker på pannorna mot glaset.

objektet som fascinerar dem är en liten trälåda som innehåller 46 mikroskopglas, var och en visar en bit av Albert Einsteins hjärna. Ett förstoringsglas placerat över en av glidbanorna avslöjar en bit vävnad om storleken på en stämpel, dess graciösa grenar och kurvor som liknar en flygvy av en flodmynning. Dessa rester av hjärnvävnad är fascinerande trots att—eller kanske för att—de avslöjar lite om fysikerns berömda kognitionsförmåga. Andra utställningar i museet visar sjukdom och vanställdhet—resultaten av något gått fel. Einsteins hjärna representerar potential, förmågan hos ett exceptionellt sinne, ett geni, att katapultera framför alla andra. ”Han såg annorlunda än resten av oss”, säger besökaren Karen O ’ Hair när hon tittar på det tefärgade provet. ”Och han kunde sträcka sig bortom det till vad han inte kunde se, vilket är helt fantastiskt.”

genom historien har sällsynta individer stått ut för sina meteoriska bidrag till ett fält. Lady Murasaki för sin litterära uppfinningsrikedom. Michelangelo för sin mästerliga touch. Marie Curie för sin vetenskapliga skärpa. ”Geniet”, skrev den tyska filosofen Arthur Schopenhauer, ” lyser på sin ålder som en komet in i planeternas vägar.”Tänk på Einsteins inverkan på fysiken. Utan några andra verktyg till sitt förfogande än kraften i sina egna tankar förutspådde han i sin allmänna relativitetsteori att massiva accelererande föremål—som svarta hål som kretsar runt varandra—skulle skapa krusningar i rymdtidens Tyg. Det tog hundra år, enorm beräkningskraft och massivt sofistikerad teknik för att definitivt bevisa honom rätt, med den fysiska upptäckten av sådana gravitationsvågor för mindre än två år sedan.

Einstein revolutionerade vår förståelse av universums lagar. Men vår förståelse för hur ett sinne som hans verk förblir envis jordbunden. Vad satte hans hjärnkraft, hans tankeprocesser, bortsett från de av hans bara lysande kamrater? Vad gör ett geni?

filosofer har länge funderat på geniets ursprung. Tidiga grekiska tänkare trodde en överflöd av svart galla-en av de fyra kroppsliga humorerna som föreslagits av Hippokrates—begåvade poeter, filosofer och andra framstående själar med ”upphöjda krafter”, säger historikern Darrin McMahon, författare till Divine Fury: A History of Genius. Frenologer försökte hitta geni i stötar på huvudet; kraniometrister samlade skallar-inklusive filosofen Immanuel Kant—som de undersökte, mätte och vägde.

ingen av dem upptäckte en enda genialkälla, och en sådan sak är osannolikt att hitta. Geni är för svårfångad, för subjektiv, för knuten till historiens dom för att lätt kunna identifieras. Och det kräver det ultimata uttrycket för för många egenskaper för att förenklas till den högsta punkten på en mänsklig skala. Istället kan vi försöka förstå det genom att avslöja de komplexa och trassliga egenskaperna—intelligens, kreativitet, uthållighet och enkel lycka, för att nämna några—som entwine för att skapa en person som kan förändra världen.

intelligens har ofta ansetts vara standardmåttet för geni – en mätbar kvalitet som genererar enorm prestation. Lewis Terman, Stanford University psykolog som hjälpte pionjär IQ-testet, trodde ett test som fångade intelligens skulle också avslöja geni. På 1920—talet började han spåra mer än 1500 kaliforniska skolbarn med IQ i allmänhet över 140—en tröskel som han betecknade som ”nära geni eller geni” – för att se hur de gick i livet och hur de jämförde sig med andra barn. Terman och hans medarbetare följde deltagarna, smeknamnet ”termiter”, för deras livstid och kartlade deras framgångar i en serie rapporter, genetiska studier av geni. Gruppen inkluderade medlemmar av National Academy of Sciences, politiker, läkare, professorer och musiker. Fyrtio år efter att studien började dokumenterade forskarna de tusentals akademiska rapporterna och böckerna de publicerade, liksom antalet beviljade patent (350) och noveller skrivna (cirka 400).

men monumental intelligens i sig är ingen garanti för monumental prestation, som Terman och hans medarbetare skulle upptäcka. Ett antal av studiens deltagare kämpade för att trivas, trots deras höga IQ-poäng. Flera dussin flunked ut ur college först. Andra, testade för studien men med IQ som inte var tillräckligt höga för att göra snittet, växte upp för att bli kända inom sina områden, mest kända Luis Alvarez och William Shockley, som båda vann Nobelpriser i fysik. Det finns prejudikat för en sådan underskattning: Charles Darwin påminde anses ” en mycket vanlig pojke, snarare under den gemensamma standarden i intellekt.”Som vuxen löste han mysteriet om hur livets fantastiska mångfald kom till.

vetenskapliga genombrott som Darwins evolutionsteori genom naturligt urval skulle vara omöjligt utan kreativitet, en genialsträng som Terman inte kunde mäta. Men kreativitet och dess processer kan i viss utsträckning förklaras av kreativa människor själva. Scott Barry Kaufman, vetenskaplig chef för Imagination Institute i Philadelphia, har samlat individer som sticker ut som trailblazers inom sina områden—människor som psykolog Steven Pinker och komiker Anne Libera från Second City—för att prata om hur deras tankar och insikter tänds. Kaufmans mål är inte att belysa geni—han anser att ordet är en samhällelig dom som höjer ett utvalt fåtal medan man tittar på andra—men att vårda fantasi i alla.

dessa diskussioner har avslöjat att aha-ögonblicket, klarhetens blixt som uppstår vid oväntade tider—i en dröm, i duschen, på en promenad—ofta dyker upp efter en period av kontemplation. Information kommer in medvetet, men problemet behandlas omedvetet, den resulterande lösningen hoppar ut när sinnet minst förväntar sig det. ”Bra ideer tenderar inte att komma när du fokuserar snävt på dem”, säger Kaufman.

studier av hjärnan ger tips om hur dessa aha-ögonblick kan hända. Den kreativa processen, säger Rex Jung, en neurovetenskapsman vid University of New Mexico, bygger på det dynamiska samspelet mellan neurala nätverk som arbetar i samförstånd och drar från olika delar av hjärnan på en gång—både höger och vänster halvklot och särskilt regioner i prefrontal cortex. Ett av dessa nätverk främjar vår förmåga att möta externa krav—aktiviteter vi måste agera på, som att gå till jobbet och betala våra skatter—och ligger till stor del i yttre delar av hjärnan. Den andra odlar interna tankeprocesser, inklusive dagdrömmer och föreställer sig, och sträcker sig huvudsakligen över hjärnans mittregion.

Jazz improvisation ger ett övertygande exempel på hur neurala nätverk interagerar under den kreativa processen. Charles Limb, en hörselspecialist och hörselkirurg vid UC San Francisco, designade ett järnfritt tangentbord som var tillräckligt litet för att spelas inom ramen för en MR-skanner. Sex jazzpianister ombads att spela en skala och en bit memorerad musik och sedan improvisera solon när de lyssnade på ljudet från en jazzkvartett. Deras skanningar visar att hjärnaktiviteten var ”fundamentalt annorlunda” medan musikerna improviserade, säger Limb. Det interna nätverket, förknippat med självuttryck, visade ökad aktivitet, medan det yttre nätverket, kopplat till fokuserad uppmärksamhet och även självcensur, tystade ner. ”Det är nästan som om hjärnan stängde av sin egen förmåga att kritisera sig själv”, säger han.

detta kan hjälpa till att förklara de häpnadsväckande föreställningarna av jazzpianisten Keith Jarrett. Jarrett, som improviserar konserter som varar så länge som två timmar, har svårt—omöjligt, faktiskt—att förklara hur hans musik tar form. Men när han sätter sig framför publiken skjuter han målmedvetet anteckningar ur sitt sinne och flyttar händerna till nycklar som han inte hade för avsikt att spela. ”Jag kringgår hjärnan helt”, säger han till mig. ”Jag dras av en kraft som jag bara kan vara tacksam för.”Jarrett minns specifikt en konsert i Munich, där han kände sig som om han hade försvunnit i tangentbordets höga toner. Hans kreativa konstnärskap, vårdas av årtionden av lyssnande, lärande, och öva melodier, framträder när han är minst i kontroll. ”Det är ett stort utrymme där jag litar på att det kommer att finnas musik”, säger han.

ett tecken på kreativitet är att kunna skapa kopplingar mellan till synes olika begrepp. Rikare kommunikation mellan områden i hjärnan kan bidra till att göra dessa intuitiva språng möjliga. Andrew Newberg, forskningschef vid Marcus Institute of Integrative Health vid Thomas Jefferson University Hospitals, använder diffusion tensor imaging, en MR-kontrastteknik, för att kartlägga neurala vägar i hjärnan hos kreativa människor. Hans deltagare, som kommer från Kaufmans pool av stora tänkare, får vanliga kreativitetstester, som ber dem att komma med nya användningsområden för vardagliga föremål som basebollträn och tandborstar. Newberg syftar till att jämföra anslutningen i hjärnan hos dessa högpresterande mot en grupp kontroller för att se om det finns en skillnad i hur effektivt de olika regionerna i deras hjärnor interagerar. Hans yttersta mål är att skanna så många som 25 i varje kategori och sedan samla data så att han kan leta efter likheter inom varje grupp samt skillnader som kan visas över yrken. Till exempel, är vissa områden mer aktiva i en komiker hjärna jämfört med en psykolog?

en preliminär jämförelse av ett ”geni” —Newberg använder ordet löst för att skilja de två grupperna av deltagare-och en kontroll avslöjar en spännande kontrast. På ämnenas hjärnskanningar lyser strängar av rött, grönt och blått områden av vit materia, som innehåller ledningarna som gör att neuroner kan överföra elektriska meddelanden. Den röda fläcken på varje bild är corpus callosum, ett centralt beläget bunt med mer än 200 miljoner nervfibrer som förenar hjärnans två hemisfärer och underlättar anslutningen mellan dem. ”Ju mer rött du ser”, säger Newberg, ” desto mer anslutande fibrer finns det.”Skillnaden är anmärkningsvärd: den röda delen av ”geni” hjärnan verkar vara ungefär dubbelt så bred som den röda i kontrollhjärnan.

”detta innebär att det finns mer kommunikation mellan vänster och höger halvklot, vilket man kan förvänta sig hos människor som är mycket kreativa”, säger Newberg och betonar att detta är en pågående studie. ”Det finns mer flexibilitet i deras tankeprocesser, fler bidrag från olika delar av hjärnan.”De gröna och blå strängarna visar andra områden av anslutning, sträcker sig från fram till bak—inklusive dialog mellan frontal, parietal och temporal lobes—och kan avslöja ytterligare ledtrådar, säger Newberg. ”Jag vet ännu inte vad vi kan ta reda på. Detta är bara en bit.”

även när neurovetenskapsmän försöker förstå hur hjärnan främjar utvecklingen av paradigmskiftande tankeprocesser, brottas andra forskare med frågan om när och från vad denna kapacitet utvecklas. Är genier födda eller gjorda? Francis Galton, en kusin till Darwin, motsatte sig vad han kallade ”anspråk på naturlig jämlikhet” och trodde att geni fördes ner genom familjens blodlinjer. För att bevisa det kartlade han linjerna för en rad europeiska ledare inom olika områden—från Mozart och Haydn till Byron, Chaucer, Titus och Napoleon. 1869 publicerade Galton sina resultat i Hereditary Genius, en bok som skulle starta debatten ”nature versus nurture” och sporra det missgynnade området eugenik. Genier var sällsynta, avslutade Galton och numrerade ungefär en på miljonen. Det som inte var ovanligt, skrev han, var de många fallen ”där män som är mer eller mindre berömda har framstående släktingar.”

framsteg inom genetisk forskning gör det nu möjligt att undersöka mänskliga egenskaper på molekylär nivå. Under de senaste decennierna har forskare letat efter gener som bidrar till intelligens, beteende och till och med unika egenskaper som perfekt tonhöjd. När det gäller intelligens utlöser denna forskning etiska bekymmer om hur det kan användas; det är också mycket komplext, eftersom tusentals gener kan vara involverade—var och en med en mycket liten effekt. Vad sägs om andra typer av förmågor? Finns det något medfödd i att ha ett öra för musik? Många skickliga musiker, inklusive Mozart och Ella Fitzgerald, tros ha haft perfekt tonhöjd, vilket kan ha spelat en roll i deras extraordinära karriärer.

enbart genetisk potential förutsäger inte verklig prestation. Det krävs också vård för att växa ett geni. Sociala och kulturella influenser kan ge den näring, skapa kluster av geni vid ögonblick och platser i historien: Bagdad under islams guldålder, Kolkata under Bengalrenässansen, Silicon Valley idag.

ett hungrigt sinne kan också hitta den intellektuella stimulans den behöver hemma-som i förorts Adelaide, Australien, när det gäller Terence Tao, allmänt betraktad som en av de största hjärnorna som för närvarande arbetar i matematik. Tao visade ett anmärkningsvärt grepp om språk och siffror tidigt i livet, men hans föräldrar skapade den miljö där han kunde blomstra. De gav honom böcker, leksaker och spel och uppmuntrade honom att leka och lära sig på egen hand—en övning som hans far, Billy, tror stimulerade sin sons originalitet och problemlösningsförmåga. Billy och hans fru, Grace, sökte också avancerade inlärningsmöjligheter för sin son när han började sin formella utbildning, och han hade turen att träffa lärare som hjälpte till att främja och sträcka sig. Tao gick in i gymnasiet när han var sju år gammal, gjorde 760 på matematikdelen av SAT vid åtta års ålder, gick till universitetet på heltid när han var 13 och blev professor vid UCLA vid 21. ”Talang är viktigt, ”skrev han en gång på sin blogg,” men hur man utvecklar och vårdar det är ännu mer.”

naturliga gåvor och en vårdande miljö kan fortfarande misslyckas med att producera ett geni, utan motivation och uthållighet som driver en framåt. Dessa personlighetsdrag, som drev Darwin att tillbringa två decennier finslipa Ursprung arter och indiska matematiker Srinivasa Ramanujan att producera tusentals formler, inspirera arbetet med psykologen Angela Duckworth. Hon tror att en kombination av passion och uthållighet—vad hon kallar ”grit”—driver människor att uppnå. Duckworth, själv en MacArthur Foundation ”genius” och professor i psykologi vid University of Pennsylvania, säger att begreppet geni är för lätt täckt i lager av magi, som om stor prestation utbrott spontant utan hårt arbete. Hon tror att det finns skillnader när det gäller individuell talang, men oavsett hur lysande en person, styrka och disciplin är avgörande för framgång. ”När du verkligen tittar på någon som åstadkommer något bra”, säger hon, ”är det inte enkelt.”

det händer inte heller vid första försöket. ”Den främsta prediktorn för påverkan är produktivitet”, säger Dean Keith Simonton, professor emeritus i psykologi vid UC Davis och en långvarig forskare av geni. Stora hits dyker upp efter många försök. ”De flesta artiklar som publiceras i vetenskapen Citeras aldrig av någon”, säger Simonton. ”De flesta kompositioner spelas inte in. De flesta konstverk visas inte.”Thomas Edison uppfann fonografen och den första kommersiellt livskraftiga glödlampan, men det var bara två av de tusen plus amerikanska patenten han tilldelades.

brist på stöd kan stunt utsikterna för potentiella genier; de får aldrig chansen att vara produktiva. Genom historien har kvinnor nekats formell utbildning, avskräckts från att utvecklas professionellt och underkänts för sina prestationer. Mozarts äldre syster, Maria Anna, en lysande cembalo, fick sin karriär kort av sin far när hon nådde 18 års ålder. Hälften av kvinnorna i Terman-studien hamnade som hemmakare. Människor som är födda i fattigdom eller förtryck får inte en chans att arbeta mot något annat än att hålla sig vid liv. ”Om du tror att geni är den här saken som kan utpekas och odlas och vårdas”, säger historikern Darrin McMahon, ”vilken otrolig tragedi som tusentals genier eller potentiella genier har vissnat och dött.”

ibland, genom ren lycka, löfte och möjlighet kolliderar. Om det någonsin fanns en individ som personifierade begreppet geni i alla aspekter, från dess ingredienser till dess långtgående inverkan, skulle det vara Leonardo da Vinci. Leonardo föddes 1452 till ogifta föräldrar och började livet i en stenhus i Italiens toskanska kullar, där olivträd och dunkla blå moln täcker Arno-dalen. Från dessa enkla början steg Leonardos intellekt och konstnärskap som Schopenhauers komet. Bredden i hans förmågor—hans konstnärliga insikter, hans expertis inom mänsklig anatomi, hans förutseende teknik—är oöverträffad.

Leonardos väg till geni började med en lärling med mästerkonstnären Andrea del Verrocchio i Florens när han var tonåring. Leonardos kreativitet var så robust att han under sin livstid fyllde tusentals sidor i sina anteckningsböcker, som var fyllda med studier och mönster, från vetenskapen om optik till hans berömda uppfinningar, inklusive en roterande bro och en flygmaskin. Han fortsatte oavsett utmaning. ”Hinder kan inte krossa mig”, skrev han. ”Den som är fast vid en stjärna ändrar sig inte.”Leonardo bodde också på en plats (Florens) och vid en tidpunkt (den italienska renässansen) när konsten odlades av rika beskyddare och uppfinningsrikedom gick igenom gatorna, där stora sinnen, inklusive Michelangelo och Raphael, jostled för hyllning.

Leonardo glädde sig åt att föreställa sig det omöjliga—att träffa ett mål som, som Schopenhauer skrev, ”andra kan inte ens se.”Idag har en internationell grupp forskare och forskare tagit ett liknande uppdrag, och dess ämne är lika svårfångat: Leonardo själv. Leonardo-projektet spårar konstnärens släktforskning och jagar ner hans DNA för att lära sig mer om hans anor och fysiska egenskaper, för att verifiera målningar som har tillskrivits honom—och, mest anmärkningsvärt, att söka efter ledtrådar till hans extraordinära talang.

teammedlem David Caramellis högteknologiska molekylära antropologilaboratorium vid universitetet i Florens sitter i en 16-talsbyggnad med en härlig utsikt över den florentinska horisonten. Majestätiskt är kupolen i stadens framstående katedral, Santa Maria del Fiore, vars ursprungliga krönande koppargylld boll gjordes av Verrocchio och höjdes till toppen av kupolen med Leonardos hjälp 1471. Denna sammanställning av tidigare och nuvarande är en passande miljö för Caramellis expertis inom forntida DNA. För två år sedan publicerade han preliminära genetiska analyser av ett neandertalskelett. Nu är han redo att tillämpa liknande tekniker på Leonardos DNA, som laget hoppas kunna extrahera från någon form av biologisk relik—konstnärens Ben, en hårsträng, hudceller kvar på sina målningar eller anteckningsböcker, eller kanske till och med saliv, som Leonardo kan ha använt för att förbereda dukar för sina silverpoint-ritningar.

det är en ambitiös plan, men teammedlemmarna lägger optimistiskt grunden. Släktforskare spårar Leonardos levande släktingar på sin fars sida för kindpinnar, som Caramelli kommer att använda för att identifiera en genetisk markör för att bekräfta äktheten av Leonardos DNA om det hittas. Fysiska antropologer söker tillgång till rester som tros vara Leonardos på Amboise castle i Frankrikes Loiredal, där han begravdes 1519. Konsthistoriker och genetiker, inklusive specialister vid institute of genomics pionjär J. Craig Venter, experimenterar med tekniker för att få DNA från bräckliga renässansmålningar och papper. ”Hjulen börjar vända”, säger Jesse Ausubel, vice ordförande för Richard Lounsbery Foundation och en miljöforskare vid Rockefeller University i New York City, som samordnar projektet.

ett av gruppens tidiga mål är att undersöka möjligheten att Leonardos geni härrörde inte bara från hans intellekt, kreativitet och odlade miljö utan också från hans exemplariska uppfattningsförmåga. ”På samma sätt som Mozart kan ha haft extraordinär hörsel”, säger Ausubel, ” verkar Leonardo ha haft extraordinär synskärpa.”Några av de genetiska komponenterna i synen är väl identifierade, inklusive de röda och gröna färgvisionspigmentgenerna, som ligger på X-kromosomen. Thomas Sakmar, en specialist i sensorisk neurovetenskap vid Rockefeller, säger att det är tänkbart att forskare kan utforska dessa regioner i genomet för att se om Leonardo hade några unika variationer som ändrade sin färgpalett, så att han kunde se fler nyanser av rött eller grönt än de flesta människor kan uppfatta.

Leonardo-projektgruppen vet ännu inte var man ska leta efter svar på andra frågor, till exempel hur man förklarar Leonardos anmärkningsvärda förmåga att visualisera fåglar under flygning. ”Det är som om han skapade stroboskopiska fotografier av stop-action”, säger Sakmar. ”Det är inte långsökt att det skulle finnas gener relaterade till den förmågan.”Han och hans kollegor ser sitt arbete som början på en expedition som kommer att leda dem ner på nya vägar när DNA ger upp sina hemligheter.

strävan att reda ut ursprunget till geni kan aldrig nå en slutpunkt. Liksom universum kommer dess mysterier att fortsätta att utmana oss, även när vi når stjärnorna. För vissa är det som det borde vara. ”Jag vill inte räkna ut det alls”, säger Keith Jarrett när jag frågar om han är bekväm att inte veta hur hans musik tar tag. ”Om någon erbjöd mig svaret, skulle jag säga, ta bort det.”I slutändan kan det vara så att resan lyser tillräckligt och att de insikter den avslöjar under vägen – om hjärnan, om våra gener, om hur vi tänker—kommer att vårda Glimmar av geni i inte bara den sällsynta individen utan i oss alla.