假如你把手指頭放在頸背，然后往上移，你會在頭顱底下摸到一塊鼓起來的地方，感覺一下那里。根據(jù)顱相學(xué)開山祖師弗朗茲·加爾的說法，這個鼓起來的地方是“戀愛中心”，也就是“引發(fā)性感覺的地方”。假如再把手指往頭頂上移3厘米左右，你現(xiàn)在就到了“戰(zhàn)斗中心”。
從理論上來說，一個脾氣溫和、愛好和平的人，應(yīng)該會發(fā)現(xiàn)自己頭顱的第二個區(qū)域比第一個區(qū)域更扁平。但是，假如你頭上鼓起來的地方與你的自我感覺不相符，也不要在意，因為加爾定義“戀愛中心”時，找了兩位文君新寡、很“情緒化”的婦女，測驗她們頭皮上最熱的地方；而他的“戰(zhàn)斗中心”則是觀察到“大部分印度人和錫蘭人”的那個地方都很小。即使在19世紀初，這種方法也是很可疑的。
《這樣看大腦》
作者：［英］麗塔·卡特
譯者：洪蘭
版本：后浪丨海峽書局 2025年3月
無論如何，摸骨都是無稽之談，因為大腦組織很軟，根本不可能影響到顱骨的形狀。但是這理論也并非全錯。請再摸一下你的頭，這次摸頭頂，稍稍向前移動，靠近頭頂?shù)淖髠?cè)，那里就是加爾的“快樂器官”。加州大學(xué)醫(yī)學(xué)院的外科醫(yī)生幾年前提出報告，他們對一位16歲女孩左腦的這個區(qū)域施加了微弱的電流。
這個女孩患有癲癇，該刺激是既定程序的一部分，旨在找出她腦中癲癇發(fā)作的導(dǎo)火索，將病變的地方切除。實驗中患者是清醒的，微量的電流通過此處時，她開始笑起來。她不只是咧嘴微笑，而是真正心情極佳地開懷大笑。當醫(yī)生問她什么這么好笑時，她回答道：“你們這些醫(yī)生排排站真是太好笑了！”醫(yī)生令電流再次通過，這次女孩突然覺得墻上掛的一張圖片非常好笑，盡管畫面中是一匹非常普通的馬。第三次時，她又被別的理由逗笑。醫(yī)生似乎發(fā)現(xiàn)了大腦制造快樂的地方，并且快樂的產(chǎn)生與實際情境無關(guān)。這和加爾在200年前對這個地方的指認無疑純屬巧合，但是他的基本理念，也就是“大腦由許多具有獨特功能的模塊所組成”的這一點，倒是很有先見之明。
頗有諷刺意味的是，在發(fā)現(xiàn)大腦真正的模塊之后，顱相學(xué)不攻自破。19世紀末期，歐洲的大學(xué)里掀起了一股生物精神醫(yī)學(xué)的熱潮，許多神經(jīng)科學(xué)家開始采用大腦局部電刺激和動物損傷實驗的方法，試圖找出大腦各個區(qū)域的功能。還有人觀察到某些行為與特定大腦區(qū)域的損傷有關(guān)。這是大腦地圖的第一個時代，許多重要的里程碑就是在這個時期完成的，包括神經(jīng)學(xué)家保羅·布羅卡和卡爾·韋尼克發(fā)現(xiàn)的語言中心。令顱相學(xué)家深感尷尬的是，這些區(qū)域位于腦的側(cè)邊，在耳朵的上面和旁邊，而加爾的語言中心卻定位在眼睛旁。
布羅卡和韋尼克發(fā)現(xiàn)的語言中心，到今天還冠著他們的名字。假如20世紀初的科學(xué)家繼續(xù)尋找大腦的功能區(qū)，如今大腦會擠滿這些先驅(qū)的大名，而不是像初級聽覺皮質(zhì)、輔助運動區(qū)或初級視覺皮質(zhì)等標記新發(fā)現(xiàn)腦區(qū)的無趣名詞了?？茖W(xué)家對大腦功能的興趣，隨著顱相學(xué)的衰微而減退，而大腦的模塊理論也被“整體活動論”所取代。這個理論認為，復(fù)雜的行為是全部大腦細胞共同工作的結(jié)果。
20世紀中葉的額葉切除術(shù)
從表面上看，20世紀中葉對任何想用物理方法治療心理疾病或變態(tài)行為的人來說，都是一個很不好的時機。但在當時，精神外科學(xué)發(fā)展迅猛。1935年，葡萄牙里斯本的神經(jīng)學(xué)家埃加斯·莫尼斯聽說有一些實驗使黑猩猩額葉的某些纖維受損，原來有攻擊性、很焦慮的黑猩猩在接受腦白質(zhì)切斷術(shù)后安靜下來，變得很友善。莫尼斯很快把這個手術(shù)應(yīng)用到遭受同樣痛苦的人身上，發(fā)現(xiàn)果然有效。腦白質(zhì)切斷術(shù)（后來演變成更極端的額葉切除術(shù)）迅速成為精神病院的例行療法。僅在20世紀40年代的美國，就至少有20000名患者接受了手術(shù)。
現(xiàn)在回頭去看，當時的手術(shù)治療輕率得令人不敢相信。幾乎任何一種精神疾病，無論是抑郁癥、精神分裂癥，還是躁郁癥，患者全都被送去做這項手術(shù)，卻沒有人知道究竟是什么引起了不同的癥狀，以及為什么進行切除就能緩解病情。腦外科醫(yī)生從一家醫(yī)院奔向另一家，手術(shù)器材就放在汽車后座，在一個上午就可以完成十幾臺手術(shù)。有一位外科醫(yī)生這樣形容自己的技術(shù)：
“這一點都沒有什么了不起，我使用一根醫(yī)用冰錐，從眼球上方的頭骨鉆進去，推入大腦后將其旋轉(zhuǎn)，切斷一些大腦神經(jīng)纖維——就這么簡單，病人什么感覺都沒有?！?/p>
很不幸的是，在有些患者身上，這種“沒有感覺”的狀態(tài)一直持續(xù)著，形成長期的情緒消沉和奇怪的冷漠。情緒的不敏感使他們覺得自己只有一半是活著的，另一半已經(jīng)死了。這種手術(shù)也并不總能治愈攻擊傾向：莫尼斯的事業(yè)突然終止了，因為一個被他切除額葉的患者槍擊了他。
總體而言，20世紀中葉的額葉切除術(shù)的確解除了一些人的痛苦。這比后來造成的痛苦更顯著，但還是在醫(yī)學(xué)界引起很大的不安，至今仍有人對精神外科醫(yī)學(xué)抱持懷疑的態(tài)度。到了20世紀60年代，有效的精神類藥物出現(xiàn)后，針對精神病患者的外科手術(shù)基本上就銷聲匿跡了。
隨著我們進入21世紀，這種操弄大腦來改變行為和解除精神痛苦的想法，又悄悄地起死回生了。但是這一次，任何微小的修修補補，都將基于對大腦如何工作的更深入了解。最近發(fā)展出來的技術(shù)，尤其是功能性腦部掃描，使研究者可以探索活人身上正在工作的大腦?？吹酱竽X工作中的情形，我們便能更深刻地認識心理疾病，以及每天我們所有感受的本質(zhì)。
《超體》（2014）劇照。
以疼痛為例，人們通常以為大腦中一定有一個疼痛中心，與身體各個部位的感覺神經(jīng)連在一起。事實上通過掃描顯示，大腦中根本不存在這樣的中心，疼痛主要來自注意力和情緒相關(guān)區(qū)域的激發(fā)。看到引發(fā)疼痛的神經(jīng)活動，我們就會明白，為什么我們在情緒不好時尤其會感到疼痛，或為什么有更緊急的事情吸引了我們的注意力后，我們往往感覺不到痛，哪怕身體已經(jīng)受到嚴重的傷害。
有些看起來很簡單的大腦功能，如產(chǎn)生疼痛，其實比我們想象中更復(fù)雜，而有些看起來不可估量的心智品質(zhì)，卻往往機械化得驚人。道德、利他行為、心靈和宗教上的經(jīng)驗、對美的欣賞，甚至愛，過去均被認為是科學(xué)探索難以觸及的。這些令人費解的大腦之謎，如今正逐漸顯現(xiàn)出它們的心理根源，在有些情況下，甚至可以利用完美放置的電極來進行操控。例如，放置于大腦中的起搏器可以扭轉(zhuǎn)過去認為是“精神”疾病的抑郁癥那無意義的黑暗，而且可以連根拔除曾經(jīng)沒有辦法遏制的強迫性念頭。假如采用正確的方法刺激大腦恰當?shù)膮^(qū)域，甚至可以產(chǎn)生靈魂出竅或升華的超然感覺。你可以買一頂頭盔，戴上后選擇“強烈的心靈感應(yīng)”，它就向你的頭顱輸送電流去刺激大腦灰質(zhì)，通過電流的開和關(guān)來產(chǎn)生心智體驗。這頂頭盔乍看上去雖然顯得很可疑，但它可是真正的科學(xué)研究成果。
大腦和環(huán)境之間的反饋回路
從20世紀80年代開始，加拿大的神經(jīng)科學(xué)家邁克爾·佩辛格在一系列的實驗中發(fā)現(xiàn)，中斷腦內(nèi)尤其是顳葉周圍電流的活動，會令大多數(shù)人產(chǎn)生很奇怪的主觀心智狀態(tài)，包括靈魂出竅，以及感到自己身處看不見，但可以感受到的東西之間等。這表示像有趣、緊張、愛、恐懼和亢奮等感覺，可以在沒有外界刺激的情況下產(chǎn)生，我們不需要看到喜愛的東西才生出渴望，不需要被人威脅才感到恐懼，也不需要超靈異的鬼怪才覺得恐怖。只要刺激得當，大腦便足以自己產(chǎn)生任何體驗了。
那么，大腦是怎么做到的？一團團的神經(jīng)元和像蜘蛛網(wǎng)一樣的神經(jīng)連接怎么可能真的產(chǎn)生這些體驗，還可以控制我們的身體呢？我們所有的體驗都來自一種大腦細胞，即神經(jīng)元的電流發(fā)射。但是，一個神經(jīng)元的發(fā)放尚不足以引起睡眠中眼皮的跳動，更不要說有意識的感覺了。只有當一個神經(jīng)元興奮了它周邊的鄰居，后者再去興奮別的神經(jīng)元時，最終這些活化的模式達到某個復(fù)雜度，并且整合到某種程度后，才能產(chǎn)生思想、感受和知覺。
幾百萬個神經(jīng)元必須同步活化，才能制造出最微小的思想。即使在最無所事事時，大腦的活動也像萬花筒一樣，不停地改變、活動——一種與白日夢、自省和沉思相關(guān)的默認模式。而當一個人在完成一項很復(fù)雜的心智任務(wù)，或情緒很強烈時，整個大腦都會興奮起來。
《腦火》（2016）劇照。
每個輸入的感官刺激都會激活一種新的神經(jīng)活化模式，有一些會產(chǎn)生生理上的改變，使它們以記憶的方式被重復(fù)。不過，大部分的神經(jīng)活化模式會在持續(xù)幾分之一秒后消失，它們短暫接收的刺激也會被拋諸腦后。
留下來的活化模式，隨后可能與別的部分形成新的聯(lián)結(jié)（這就是知識），或是互相結(jié)合而形成新的概念。理論上，每當某一組相互連接的神經(jīng)元一起被激活，應(yīng)該會使大腦產(chǎn)生同樣的思想片段、感覺或潛意識的大腦功能。但事實上，大腦的變異性太大，以至于不可能有一模一樣的神經(jīng)活動出現(xiàn)。真實的情況是，神經(jīng)元的激發(fā)模式彼此大同小異，卻還是存在細微的差異，我們從來不會體驗兩次完全相同的感覺。
當大腦對外界刺激起反應(yīng)時，每時每刻都會產(chǎn)生新的神經(jīng)活化模式，每一個都擁有其特征。所以腦內(nèi)的環(huán)境就會不停地改變，而大腦又會對這些改變繼續(xù)產(chǎn)生反應(yīng)。這就創(chuàng)建了一個能夠確保持續(xù)變化的反饋回路。
腦內(nèi)環(huán)境中有一部分始終不停地在施壓，要去尋找新的刺激，去搜集新的信息，尤其是有關(guān)未來事件的新資訊。搜集到的這些信息不僅對未來行動有指引作用，對其本身也是一種獎勵，因為它激起神經(jīng)元的反應(yīng)，這些反應(yīng)又會產(chǎn)生愉悅的期待。這種對信息的貪求是大腦的基本特質(zhì)之一，在我們最基本的反應(yīng)上都有所體現(xiàn)。即使是大腦中負責意識的區(qū)域遭到完全破壞的患者，其雙眼也會去搜索房間的一切，而且會鎖定一個移動的物體，隨著它移動。眼球的運動由腦干控制，就像花朵會朝向太陽一樣，這也是無意識性的動作。然而，盡管知道這一點，當你被一個明知幾乎已經(jīng)死掉的人的目光追隨時，還是會感到很不舒服。
大腦和環(huán)境之間的反饋回路是一種卓越的引導(dǎo)操作。利用計算機模擬神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運作方式，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，假如程序設(shè)計成重復(fù)執(zhí)行對生存有利的模式，拋掉不利的部分，那么最簡單的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也可以在很短的時間內(nèi)發(fā)展出驚人的復(fù)雜性。大腦活動就是以類似的模式在個體中演化的。
沒有任何兩個大腦是相同的
這個過程有時候被稱作神經(jīng)達爾文主義，保證了對有機生物體生存有利的思想（和行為）會被永遠保存下來，而那些無用的則自動消失。這不是一個僵化的系統(tǒng)，大部分的大腦活動模式都與生存無關(guān)，但是整體來說，重要的反應(yīng)通過這種途徑構(gòu)建到人類大腦中。
有些大腦配置是在基因?qū)用鏄?gòu)建的。某些特定的大腦激活模式，即使是像語言生成這樣相當復(fù)雜的過程，仍具有非常強的遺傳特性，只有極端不正常的環(huán)境才會扭曲它們。又如進行挑錯字測驗時，大腦的活動模式在一般人身上非常相似，參與實驗的十幾個人擁有幾乎相同的腦部掃描圖像。這就是為什么大腦地圖研究者有信心說“大腦”如何如何，而不會說“一個大腦”如何如何。
但這并不代表每個人的思想都一樣。感謝先天和后天那些復(fù)雜且精細的交互作用，沒有任何兩個大腦是相同的。即使是同卵雙胞胎，即使是克隆人，他們的大腦在出生時也已經(jīng)有所不同，因為在胚胎環(huán)境中的一點點差異，就足以影響后來的發(fā)展。
同卵雙胞胎剛出生時大腦皮質(zhì)就有區(qū)別，而結(jié)構(gòu)的差異一定會影響后續(xù)功能的發(fā)展。實際上，同卵雙胞胎的大腦在出生時比后來的差異性更大，說明基因?qū)ι笃诘挠绊懕茸畛醺鼜?，所以隨著雙胞胎不斷長大，他們的行為會變得更像。
在胚胎發(fā)育的過程中，大腦在形成脊椎的神經(jīng)管上端發(fā)育成球狀物。約7周時，就可以看到大腦的主要區(qū)塊，包括大腦皮質(zhì)等。待胎兒出生時，神經(jīng)細胞已經(jīng)有大約1000億之多，這也是他們長大以后擁有神經(jīng)細胞的數(shù)量。
不過，這些神經(jīng)細胞尚未成熟。很多軸突外面還沒有包上髓鞘——一層絕緣體，使信號可以快速、正確地傳導(dǎo)；另外，神經(jīng)之間的連接也還很稀疏。所以，此時嬰兒大部分的腦還沒有功能，尤其是大腦皮質(zhì)。新生兒的腦成像研究顯示，此時只有與身體調(diào)節(jié)（腦干）、感覺（丘腦）和動作（小腦內(nèi)部）有關(guān)的腦區(qū)最活躍。
子宮環(huán)境對嬰兒大腦功能的設(shè)定有重要影響。有毒癮的母親生下的嬰兒通常一出生就有毒癮，而在懷孕時常吃咖喱等辛辣食物的母親，她們的嬰兒也更容易接受刺激性食物。這些研究顯示，嬰兒的味覺在子宮里就會受到母親血液中殘留的食物氣味的影響。
《腦火》（2016）劇照。
子宮中的生命提供了一個研究基因和環(huán)境密切合作的好例子。例如，男性胚胎的基因會激發(fā)母親身體在其發(fā)育的特定時間點合成一系列激素，包括睪酮等。這些激素在生理上改變了男性胚胎的大腦，使某些區(qū)域的生長速度減慢、某些地方則加快。
這個作用使胚胎的腦部男性化，產(chǎn)生男性性征。同時，我們?？吹降男詣e差異也由此形成，如女性在語言方面和男性在空間能力方面的優(yōu)勢等。假如男性胚胎在這個階段沒有得到恰當?shù)募に卮碳?，他的大腦可能會更多地停留在女性腦的狀態(tài)；而假如女性胚胎接觸到大量的雄性激素，她的大腦可能會更偏男性化。
在大腦內(nèi)部的發(fā)育中，神經(jīng)元彼此比賽尋找伙伴，希望與之連接形成團隊，就像在某個瘋狂的派對游戲中一樣。每個神經(jīng)細胞必須在大腦中找到自己的位置，如果沒有找到，就會死于無情的神經(jīng)修剪過程，即細胞凋亡或程序性細胞死亡。這種發(fā)生在未成熟大腦中的修剪過程，其目的是要加強并優(yōu)化已經(jīng)形成的神經(jīng)連接，使大腦不會被自己的細胞塞得過滿。這個“塑身”的過程雖然很重要，但也可能會付出代價。有些被修剪掉的神經(jīng)連接，很可能是后來被我們視為“天才”的一些直覺技能。例如，“照相機”記憶在幼童身上很常見，但是經(jīng)過幾年的大腦修剪后就消失了。
不完全的細胞凋亡或許是通感發(fā)生的原因，這是一種感覺經(jīng)驗（如看到紅色）被錯接到另一種感覺經(jīng)驗上（如聽到一個聲音）的疾病。當一個人體驗到其中一種感覺時，另一種感覺也會隨之出現(xiàn)。與此相反，如果細胞大規(guī)模凋亡、神經(jīng)過度修剪，切斷了太多的神經(jīng)回路，則可能是唐氏綜合征和孤獨癥患者智能不足的原因之一，這也是為什么唐氏患兒長大后比其他人易得阿爾茨海默病的原因。
本文選自《這樣看大腦》，已獲得出版方授權(quán)刊發(fā)。
原文作者/［英］麗塔·卡特
摘編/何也
編輯/走走
校對/穆祥桐
