第三節 有關心理（行為）與腦關係的理論
古代有關心理（行為）與腦關係的學說已在第一節中作了介紹，至十八世紀以後，以加爾的支持者為一方和弗盧龍的支持者為另一方的兩種對立的心腦關係思想進行了長期的論戰。到十九世紀中葉Broca證實一例表達性失語症病人，其左腦額下回後三分之一遭到破壞，被認為是第一個用科學事實把人的高級心理機能－言語表達定位於左腦額葉。本節重點討論從他開始至今的有關心理與腦的理論。
Broca的貢獻是證明了心理過程中最複雜形式之一的言語也象感覺、運動等初級機能那樣定位於腦皮層的某一特定部分，使「機能定位」的思想又佔了上風。然而隨著研究的深入，不少學者反對這種狹隘的定位主義。H.Jackson就認為，對於具有心理過程複雜形式的腦組織來說，從它的結構水平出發要比從它的部分定位出發更為恰當。傑克遜的論點到二十世紀初被C.Monakow(1914)、H.Head (1926)和K.Goldstein(1927、1934、1948)等傑出的神經學家所繼承和發展。他們都承認基本的感覺（皮膚感覺、聽覺、視覺）和運動機能是有定位的，但高級的心理機能是很複雜的，不能局限在皮層哪一區域。Head認為「象徵性」機能是腦的整個機能。Goldstein在討論各種失語障礙和局部腦損傷的關係時，堅持認為高級心理機能如「抽象態度」是屬於整個大腦的。在大腦損傷的病人中，病人只是比正常人更具體地考慮而不是抽象地考慮問題而已。「抽象態度」是大腦活動的最高級水平，這種水平與其說是依賴於大腦皮層的某些部分參加，不如說在更大程度上依賴於參加工作的腦的質量。
在動物研究中，對由於切除或損毀動物的腦組織，雖然在屍體解剖中能檢驗出受損傷的正確部位，但卻不能獲得動物實驗的報告。直到1898年桑戴克在哥倫比亞創始實驗動物心理學，才提供了測驗動物的學習、智慧和感覺辨別的方法。之後，還有巴甫洛夫的條件反射法。所以進入二十世紀在動物研究上有了許多新的方法。I.Franz,(1874～1933)利用新技術以測驗學習和辨別，建立了新的動物實驗的心理生理學。他當時在華盛頓聖伊莉莎白醫院工作，用切除貓和猴子部分大腦（額葉）的方法來研究腦的機能和動物的行為。他發現如果額葉組織破壞不大，並不喪失習得行為，只降低習慣效能；如果額葉組織破壞過大，導致新的習慣喪失，但舊的習慣依然保留。而喪失的習得行為或習慣還可重新學習。由於機能喪失後往往得到恢復，可見「機能定位」非但有欠精確，而且易受情況變化的幹擾。1917年Lashley開始與Franz合作，用大白鼠進行腦損傷下動物學習、視覺和動物行為的觀察，進一步推動了實驗性神經心理學的研究。他根據動物實驗的資料來闡述大腦機能和各種行為的關係，建立了腦和行為的基本理論。1924年提出了運動習慣的保存並不以「運動」區的完整為轉移。老鼠在迷津走路，發生不發生障礙主要取決於切除多少腦皮層組織。1929年出版了專著《大腦機能和智慧》（Brain Machanisms and Intelligence）總結了他的研究。他根據腦組織的損毀量和迷津的難度圖示了迷津學習時的錯誤。就易走的迷津而言，有效的腦皮層組織愈少，則錯誤愈多，但所有白鼠都學會了迷津。在較難走的迷津中，隨腦損毀量加大而錯誤增多。在一個最難的迷津中腦組織損毀達百分之五十，白鼠犯了極多的錯誤後最終仍學會了迷津，因而他提出「總體活動定律」（laws of mass action），即指行為障礙和切除腦組織的總體多少成正比。就學習和記憶而言，其效率與腦組織受損害的面積大小成反比，而與其損壞的部位無關，所以大腦是以總體來進行活動的，皮層中缺乏精細或持久的機能定位。同時他還提出腦皮層組織的等勢原則，即學習有賴於有效的皮層組織數量，而不是哪一種皮層組織，即皮層各個部分幾乎都以等勢的程度對學習發生作用。例如白鼠進行辨別三角形與圖形的學習後，只要保存其皮層視區任何部位的1／60，對它的辨別行為就不產生影響。他還提出腦皮層組織的多相等勢學說（multipotentiality），即每一部分皮層組織參與了多種的機能。
不管定位學說還是等勢學說並不能充分解釋已經收集到的科學資料和臨床上觀察。等勢學說不能說明腦的某一部分損傷和高級認知機能障礙的一致性，所以必須尋求其他模式的學說。Jackson認為更高一級的心理機能不是單一、整體的能力，而是由一些比較簡單的更為基本的技能（Skill）組成的。並不存在所謂「言語中樞」，而是某些基本技能如聽、語言的辨別、言語裝置的精細運動和動覺的控制等組合而形成更為複雜、高一級的技能。所以言語的喪失可以追溯到這些基本技能中任何一個機能的破壞。如運動控制的破壞或缺足夠的從舌頭和口腔來的信息反饋，或者是理解和應用言語的基本部分存在缺陷，或者喪失說話的能力等。大腦某一特定部位的損傷將導致需要依賴這一部位的所有較高一級的技能障礙。Jackson認為言語的局部損傷和局部言語定位是兩碼事，使言語喪失的損傷部位並不意味著發現了言語中樞。一個行為在神經系統裡存在不同的水平或層次。例如要病人跟著大夫說「不」字，病人可能重複不了這個「不」字，但是卻會向大夫說：「不，大夫我不能說『不』字。」在一句中接連說了兩個「不」字，在前一個場合，病人不能有意說個「不」字，而在後一個場合，在自動化言語中卻能說了帶有「不」的句子。似乎有意的說一個字，和自動化地說一個句子是兩種不同的技能，其中一個技能的損害並不影響另一個，可採用這一種「交替」（alternative）方式來完成一種作業。所以Jackson認為大腦所有各個部分的相互作用形成了某一行為，如最簡單的運動也是由神經系統所有的不同水平或層次的合作，即從周圍神經、脊髓直到大腦半球的合作來完成的。所以一個行為是很少完全喪失的，從這點出發，Jackson傾向一個整體的腦機能等勢的觀點。但是Jackson又認為神經系統中每一部分或區域有它獨特的機能，從這一點出發，他又傾向定位的觀點。所以Jackson的觀點是與前面兩種不一樣，可稱為機能交替學說。
Jackson的觀點對二十世紀初期的英國神經病學界有一定的影響，上述的Head等人就是。第二次世界大戰以後許多主要理論家的觀點都與Jackson的見解有一致之處。1962年D.Krech總結了很多文獻，得出了兩點結論：第一，沒有一個學習過程或學習機能是完全取決於皮層任何一個部分或區域。第二，大腦每一部分或區域在不同種類的機能中起著不均等的作用。持這種見解的還有L.F.Chapmann、H.Wolff(1961)，他們都與傑克遜的觀點相符。但最詳細接受Jackson學說這些原則的應該是魯利亞。魯利亞是在L.S.Vygotsdy工作的基礎上建立了他的大腦三個基本機能聯合區的學說，把大腦區分為三大塊基本機能單元：一個是調節大腦覺醒水平和維持適當緊張度的；一個是接受、加工和分析來自外部和內部環境環境感覺信息的；第三個計劃、調節和執行不同複雜活動的，所有的行為都需要這三個基本機能單元的相互作用，因而所有的行為都反映了「腦」是作為一個整體來活動的，同時腦中的每一部分或區域都在每一種行為中起到了獨特的作用。腦的任何一部分的重要性都取決於所要進行的行為。例如在電話中和別人談話這一行為，如果涉及這一行為的腦的部位或區域受損傷，當聽到電話鈴響時，病人就拿起電話，這是一個簡單而習慣了的動作，沒有多少覺醒、計劃和評價，這一行為可能不受多少影響。但若與來電話的人談話，告訴他下星期一早上要作什麼事情，這就是一個複雜的動作，需要注意、覺醒、計劃和評價。病人就很難於完成。魯利亞從大量腦損傷病人觀察中建立的理論，能夠解釋臨床上很多現象，對腦損傷病人的治療和康復具有現實意義。
斯佩裡的裂腦人研究使人們對腦的高級心理機能與腦組織結構的關係有了更深入的認識。裂腦人的左、右大腦半球相對獨立地接收外界信息，因而每一個半球都能獨立的理解、學習和記憶，並可被訓練執行同時發生相互矛盾的任務，因而「裂腦產生兩個意識和精神，或者在一個頭腦中產生兩個意識和精神」（斯佩裡，1977）。大腦左右半球各有分工卻各有優勢，提出了大腦半球的「雙勢理論」。特別是發現非優勢半球－右半球也存語言機能。雖然它不能像左半球那樣用口語說出或描述投射到右半球的物體名稱，但能辨認名詞，理解所看到的詞彙，並且有辨認發音、語句和語義的能力。這樣就修正了六十年代初期「優勢半球」的概念。此外，神經生理學權威，1963年諾貝爾醫學獎金獲得者之一－J.C.Eccles 曾認為右半球是沒有意識的，而斯佩裡的裂腦人研究卻證明了右半球具有意識，而且具有與左半球類似的高水平的自我意識和社會意識。同時，在神經組織結構方面已探明大腦神經元組成的神經環路據估計約有1014～1015個結點，由於G.M.Shepherd,(1978)發現大腦神經元中還存在另一形式的突觸，即樹突－樹突性的突觸，這種途徑較短的神經環路（稱為微環路）的大量存在，從生理上說明了大腦的思維容量不僅是無限的，而且各種迴路的構成方式也為多種多樣的思維形式的加工提供了基地。
近十年來，不僅在國外（1977）而且在國內（1981）也報導了一側半球（右半球）切除而存活的半腦人。對半腦的檢查結果發現，左半球代償了右半球的許多機能，除去語言形式的認知和空間關係呈現一定程度的障礙外，半腦人具有正常的思維和記憶，能和正常人一樣的工作和生活。這一發現對裂腦人的「雙勢理論」提出了修正和補充。