腦科學認知史|所有的心裡都發源於大腦,但大腦是探究人性的禁區

2020-12-05 想法捕手

1810年,有「鋼琴詩人」之稱的蕭邦去世。

另一位來自「世界音樂之都」維也納的醫生弗朗茨·約瑟夫·加爾(Franz Joseph Gall)在巴黎出版了一本《關於一般神經系統尤其是大腦的解剖學和生理學,根據顱骨構成的觀察,了解人與動物的若干智力稟賦與道德傾向的可能性》。

正式為積攢了10年內功的「顱相學」奠基,奏響了19世紀最激進的腦科學狂想曲。

通過一顆人頭,就能預測一個人在犯罪、懶惰、宗教信仰或夫妻不忠等方面的傾向性。這樣的學說大膽且刺激。

但當科學一旦觸碰道德,一把斬棘的鐮刀就成了刺入心臟的利劍。

4年後,英國自封「日不落帝國」。

玄幻的顱相學嵌入到了殖民政策當中,為殖民帝國唱起了「文明種族」的凱歌,也隨著這波浪潮席捲了世界,在19世紀上半葉紅極一時。

從醫學到「摸骨算命」的預言術

平心而論,顱相學中大腦是「心理的器官」的觀點,是生理心理學的基礎,它提倡的大腦機能定位思想,也是近代腦生理心理研究的基礎,但它卻宣稱一個人的性格與命運由他的顱骨形狀來決定,這就好比東方看面相與摸骨。

加爾最早以科學的名義通過開顱,向世人展示了大腦分為左右兩個半球,它們由一些白色莖狀物連通;兩個左右腦與下方脊椎的纖維交叉相連;大腦皮層的灰質越多,其智力水平越高……這些發現至今對神經科學貢獻巨大。

但開顱這樣的事,畢竟不可能經常做。

於是,加爾便通過分析數千具頭骨與其主人的精神狀態,運用最新的統計學,將人的頭骨分成了37個區域,以對應人的37種個性與功能,稱為心靈官能,並認為這些區域之下的大腦「器官」可以像鍛鍊肌肉一樣變得發達或萎縮,進而讓顱骨隆起或凹陷。

這些荒謬的觀點,在當時十分盛行。上層階級利用顱相學來解釋他們高人一等的原因,下層階級也樂意接受大腦可以被開發的結論,只不過他們期盼以此實現性格、命運上的大逆轉。

大眾如聊星座一樣談論著顱相學,顱相學瘋狂地收割著歐洲紳士的智商稅,因犀利的主觀驗證而興盛。

直到1842年,法蘭西學院第二十九把椅子上的生理學家皮埃爾·弗盧朗以一篇條理分明的《顱相學的檢驗報告》,將顱相學關進了偽科學的審判室內。

弗盧朗提醒道:「那些大膽且賦有天賦的研究者,應該知道且提醒眾人,人擁有一種自由力量,遠超單純的解剖學與生理學的範疇。」

拋棄哲學的幌子,才是實驗科學的根本

如今顱相學已經被牢牢釘在偽科學的恥辱柱上。

加爾雖然通過手術刀開啟了對大腦功能的實驗研究,但他的後繼者們卻沒有繼續以科學精神去接受同行評議,硬是把顱相學打造成了一種收入豐厚的行業。

在有利可圖的珠貝下,真正有科學價值的明珠反而被掩蓋。左右半腦和其與脊椎神經的交叉連接,以及對腦灰質的發現才是真正的寶藏。

事實上除了外部一目了然的兩個左右腦,大腦的各種內部結構,如紋狀體、下丘腦、丘腦、以及腦幹,也同樣分為左右兩個部分。

左右腦交叉控制我們的四肢,右腦控制左臂和左腿的運動,左腦則控制另一邊。每隻眼睛都擁有兩個視野區:一個左視野區和一個右視野區。左視野區會將收到的信息傳送至右腦,右視野區則將收到的信息傳送至左腦,大腦運用左右兩個視野區收集的信息才能合併為一個完整的影像。

圖片來源: OpenStax CNX

至於為何如此?尚無定論。但有一種說法認為這種左右交叉模式是神經系統精密化的體現,更能滿足動物靈活複雜的運動行為,讓動物反應更快,更具備生存優勢。比如一個動物看到掠食者從左方撲來,向右邊逃脫才是最優選擇。

因此我們的運動控制和視覺控制似乎是依賴於左右腦結構的兩個交叉系統。

但這種結構與概念,卻不能簡單應用在邏輯能力與創造能力上。

左腦控制邏輯,右腦掌管創造?

這個誤會可能最早源於對19世紀中葉兩位神經學家:布洛卡(Pierre Paul Broca,1824-1880)與韋尼克(Carl Wernicke)工作成果的一種誤解。

他們在檢查那些因傷而導致溝通障礙的病人時,發現患者的左側顳葉有損傷,因此就推測語言能力是由左腦控制,並分別發現了影響語言理解障礙的區域,分別稱為布洛卡區(Broca's Area)韋尼克區(Wernicke's Area)

布洛卡區,是最早被發現位於大腦左半球語言中樞區域,該區域受損會導致病人發音困難,說話緩慢費力,無法用語言表達自己的意願。韋尼克區,位於左後顳上皮層,是韋尼克失語症的關鍵部位。與布洛卡失語症相比,語言流暢性、清晰度和韻律的損害要小得多。各種神經疾病,如中風、創傷性腦損傷和原發性退行性疾病,都會損害韋尼克氏區並導致失語。左腦與語言的關係,激起了大眾的無限想像,開啟了左右腦之說。

19世紀後半葉蘇格蘭偉大的新浪漫主義小說家羅伯特·路易斯·史蒂文森(Robert Louis Stevenson)率先提出了邏輯左腦與情緒右腦分庭抗衡的設想,創作了其短篇代表作《化身博士》。

塑造了文學史上首位雙重性格人物:「傑科與海德」(Jekyll and Hyde),這一小說裡塑造的人物甚至成為了心理學雙重人格的代稱。

然而這並非科學家的觀點,卻通過一代一代的文學作品,越發浸潤到了現代人的心裡。

後來當醫生與科學家們檢查那些半腦受損或左右腦分離的病人時,發現這些病人也能展現出既有邏輯性,又有創造力的完整的行為方式。

所以邏輯能力與創造能力並不能簡單以左右腦來劃分,但20世紀後的研究發現左右腦在一些身體機能上確實有偏向性。

割裂腦實驗與腦功能偏側化研究

20世紀50年代末,美國心理生物學家斯佩裡(Roger Wolcott Sperry)通過著名的割裂腦實驗,證實了大腦不對稱性的「左右腦分工理論」

我們的左右腦通過胼胝體(約2億根的神經纖維構成)連接,當胼胝體被切開,則意味著左右腦兩半球的聯繫被切斷,研究者以此來研究它們是否具有獨立的功能,這就是割裂腦實驗。

切斷胼胝體這種看似不人道的做法,對於20世紀50年代嚴重的癲癇症患者,卻是最後的救治希望。術後這些患者的行為與常人無異,癲癇的發作也確實能得到了緩解。

在這個實驗中,斯佩裡通過設計出一套能分別接收左右視野區的裝置,發現視覺信號只通過右視野區進入左腦的患者,能讀出並寫出看見的文字,但視覺信號只通過左視野區進入右腦的患者,卻讀不出看見的文字,但能用左手從各種物品裡摸出文字對應的物品。

圖片來源: The Science of Reality

基於這個實驗的腦偏側化研究,我們經常聽到這樣的誤傳:「左腦處理語言、邏輯、閱讀等,而右腦處理書寫、情緒、空間概念等,並可以通過大腦不完全對稱的形狀體現出來。」

這些說法並不準確。儘管割裂腦病人的兩個半球可以獨立工作,但他們卻表現出只有一個統一的意識。而且最近馬克斯·普朗克進化人類學研究所和維也納大學研究人員合作發表的一篇論文中,研究人員指出人類和大多數類人猿的大腦不對稱的程度大致是一樣的,黑猩猩、大猩猩和猩猩也有人類典型的不對稱模式:左枕葉、右額葉以及右側顳葉和右側小腦葉相對於對側部分突出。

所以人類的智慧以及各種能力顯然不是靠大腦形狀體現出來的。而且雖然大腦有功能的偏側化,但感知世界的感覺中樞在左右腦中都存在,目前也沒有任何證據能支持大腦的那一邊能獨立支配某種能力。

左右腦有「擅長」的技能,但進行人腦的複雜工作時,它們往往是合作工作,缺一不可。我們經常調侃的邏輯能力或創造能力,並不會因左右腦而分離,或因左右腦而衝突。

解決複雜的數學問題需要創造力的刺激,創作藝術作品也需建立在精細的邏輯架構之上。幾乎每一個關乎邏輯能力與創造能力的成就,都應歸功於腦部整體合一運作的結果。

當然如今我們對大腦或意識,還只是一知半解。解讀大腦如同探索宇宙一樣,只會從一個未知走向另一個未知。

無論何時,腦科學的發展都不適合去解讀人性。因為一顆人頭還不足以達到探究個性或道德的深度。

就像你可以儲備足夠多的樂理知識,但無法僅靠這些樂理知識,演奏出震撼人心的不朽樂章。

相關焦點

  • 腦科學打開生命禁區之窗 或是下代信息技術創新源頭
    我們的目標,是建設成為具有全球影響力的類腦智能研究與應用融合發展的前沿科技創新中心,推動我國「智能科學與技術」新興學科發展,推動我國的腦與類腦智能前沿科學研究。  五大跨學科中心開展腦科學的前沿研究  腦科學和類腦研究很多方向都是跨學科的。為此,復旦大學類腦智能科學與技術學院建立了五大跨學科的研究中心。
  • 大腦是人類認知的黑洞? 揭秘世界各國腦研究計劃
    此外,該項目有望建立一個腦圖像國家平臺,一個有關大腦功能失調的血液生物庫和大腦生物庫以及大腦健康訓練和教育中心,對於基礎腦科學研究來說,由此帶來的長尾效應非常明顯。作為有著豐富靈長類動物資源的國家,中國執行腦計劃擁有諸多方面的優勢,有望在非人靈長類腦疾病模型上處於世界領先地位。 除了能促進基礎腦科學外,「中國腦計劃」有益人類對大腦疾病的探索。
  • 吳華:教育本質上是對大腦的塑造,每個教室都是一個腦科學實驗室
    吳華:教育本質上是對大腦的塑造,每個教室都是一個腦科學實驗室 作者:吳華 發布時間:
  • 腦科學日報:複雜的大腦;「社會撫摸」背後的神經生物學機制
    1,大腦,很複雜!來源:原理南佛羅裡達大學Salvatore Domenic Morgera教授團隊將生物工程研究集中在了大腦結構與功能之間的關係上。團隊的整體目標是科學地解釋所有在認知任務中激活不同大腦區域的連接,這些連接包括了解剖學上的物理連接,以及更為複雜的「無線」連接。
  • 腦科學日報:複雜的大腦;「社會撫摸」背後的神經生物學機制
    團隊的整體目標是科學地解釋所有在認知任務中激活不同大腦區域的連接,這些連接包括了解剖學上的物理連接,以及更為複雜的「無線」連接。團隊正在研究複雜的模型,來更好地幫助科學家理解大腦的功能。 Morgera教授的團隊還對這樣一個事實很感興趣,那就是結構完全正常的大腦仍然可能會產生嚴重的功能性問題。
  • 怪誕腦科學:戰勝大腦認知缺陷的13條建議
    【編者按】作者師從語言學家、認知心理學家史蒂芬·平克,23歲就獲得了麻省理工大學的博士學位,他從人類大腦進化的視角提供了認知心理學的獨特視角。漸忘、焦慮、混亂、拖延……是我們生活中經常面臨的困擾。在《怪誕腦科學:戰勝焦慮、混亂、拖延的自控術》一書中作者通過闡釋「進化慣性」,說明大腦的進化本來就不完美,面對不完美進化,作為思想者的人類,並不是束手無策,而是可以區分出哪些缺陷是可以置之不理,哪些是可以改善的。以下章節選自該書,是作者提出的戰勝大腦認知缺陷的13條建議,由澎湃新聞經中信出版集團授權發布。人類具有無與倫比的智慧。我們能交談,會推理,能跳舞,會唱歌。
  • 江蘇「大腦計劃」呼之欲出 搶佔人類腦科學研究制高點
    本報訊   「發達國家競相投巨資探究人類大腦,江蘇作為發達省份,應儘快啟動大腦計劃,搶佔人類腦科學研究制高點。」這是參加9日在南京郵電大學舉行的江蘇大腦計劃研討會的專家學者們達成的共識。  此次江蘇大腦計劃研討會,吸引南京大學、東南大學和南京市腦科醫院等高校和醫療單位參與。
  • 【腦科學與教育】看「腦科學」引發的課堂與學習模式改變
    腦科學的研究最為關鍵的領域還在於塑造人腦本身,而教育的實質其實就是在發展和建構我們的大腦。今天,現代化的教育已經無法脫離對腦科學的研究。任何一種學習能力的培養、學習品質的提升;任何一項知識的獲取、合作的建立、行為的變化、情緒的調節;以及注意力、記憶力、思維力、反應力和自控力的養成都與腦科學密不可分,其背後都是對大腦的深層認識與科學塑造。
  • 腦科學日報:在自閉症小鼠中實現社交行為恢復;體重對大腦的影響
    根據8月4日發表在《阿爾茨海默病雜誌》(Journal of Alzheimer’s Disease)上的一項新的大腦成像研究,當一個人的體重增加時,大腦所有區域的活動和血流都會下降。
  • 《大腦的故事》:腦科學領域的《時間簡史》
    《西部世界》的熱映,使很多人對大腦產生了興趣。我們是如何感知世界的,意識來自何方,決策的機制是什麼,機器人會有自我嗎?針對這些問題,可以列出一個長長的書單:《認知神經科學》、《腦與意識》、《思考,快與慢》、《人工智慧簡史》、《失控》,等等。
  • 各國紛紛搶佔「大腦制高點」,我國如何發展特色腦科學?
    ,是為了了解神經系統內分子水平、細胞水平、細胞間的變化過程,以及這些過程在中樞功能控制系統內的整合作用而進行的研究;(美國神經科學學會)從廣義上講是研究腦的結構與功能的科學,包括認知神經科學等等。腦科學是二十一世紀最富有挑戰性的重大科學問題之一,是引領未來新的經濟增長點及科技革命的前沿技術。腦科學技術的發展對人類的健康、新一代人工智慧技術及新型信息產業的發展等具有非常重要的意義,是國際科技競爭的重要戰略領域。但是,腦科學研究涉及的領域非常廣泛,而且單單是神經系統層面上對大腦的認知都還存在著大量的問題。
  • 真正的「大腦科學」不等於培訓機構的「全腦開發」
    「全腦教育」領頭羊「腦立方」被叫關停後,各個培訓機構對全腦開發的「神化」卻從沒停止過。一邊是額頭吸鐵勺、蒙眼辨色等大片裡才有的超能力,一邊是家長對「神童」、「學霸」的嚮往和對現狀的極度焦慮。這也就有了後面家長豪擲數十萬,機構跑路,家長維權的故事了。
  • 腦科學日報|Science發現了改變情緒的大腦受體
    大量研究發現APOE不僅會調控AD患者中大腦β-澱粉斑塊、tau蛋白和TDP43蛋白的表達水平,同時也會影響正常的大腦功能。Nature Reviews Neurology上的這篇綜述探討了APOE基因型和Aβ纖維、tau蛋白纏結等AD病理標誌的相關性,總結APOE致病機制以及將來的靶向治療方法。
  • 腦科學日報:人類大腦的驚人可塑性;怎樣讓大腦保持最佳狀態
    該研究由中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心(神經科學研究所)、中國科學院靈長類神經生物學重點實驗室葉錚研究組與北京大學第三醫院張英爽團隊和北京大學心理與認知科學學院周曉林研究組合作完成。該研究利用功能磁共振成像、認知心理檢測和神經心理評估等技術,發現丘腦底核的異常激活是新發帕金森中序列工作記憶損傷的神經基礎。
  • 北京大學「腦科學與認知科學中心」成立
    新華社北京10月18日電今天上午,北京大學「腦科學與認知科學中心」成立,國家教育部副部長韋鈺、國家科技部、國家自然科學基金會、北京大學等單位有關領導,以及眾多相關領域的專家學者參加了中心的成立儀式和學術報告活動。韋鈺副部長在成立儀式上講話,希望北京大學的腦科學與認知科學中心能在國家基礎科學發展中發揮重要作用,取得世界一流的成就。
  • 腦科學日報:在自閉症小鼠中實現社交行為恢復;體重對大腦的影響
    根據8月4日發表在《阿爾茨海默病雜誌》(Journal of Alzheimer’s Disease)上的一項新的大腦成像研究,當一個人的體重增加時,大腦所有區域的活動和血流都會下降。作為肥胖與腦功能障礙有關的最大研究之一,科學家使用單光子發射計算機斷層掃描(SPECT)對來自17,000多個個體的35,000多次功能性神經影像掃描進行了分析,以測量腦血流量和大腦活動。腦血流量低是預測一個人患阿爾茨海默病的頭號腦影像學指標。它還與抑鬱症、注意力缺陷多動症、躁鬱症、精神分裂症、腦外傷、成癮、自殺和其他疾病有關。
  • 認識大腦必看的5本書!
    一不小心就會買成少年兒童科普,腦科學大咖自傳,或者是科學研究論文集。下面推薦這5本書籍,以不同的角度認識大腦,讓我欲罷不能。而且這5本書,都非常新,有些甚至還沒有豆瓣評分,但是內容卻非常有價值,絕對不會浪費你寶貴的閱讀時間。
  • 大腦可塑性 腦學派參與腦科學與教育國際論壇研討
    2019年5月11日-12日,「大城市教科院聯盟全國二次學術年會暨腦科學與教育國際論壇」在青島國際會議中心隆重開幕。腦學派課程創始人錢陽秀女士作為與會嘉賓分享了「0-6歲兒童腦發育與科學養育」主題分享。本次論壇為期兩天,主題為「共建更好的全球教育未來」。
  • 腦科學日報:人類大腦的驚人可塑性;怎樣讓大腦保持最佳狀態
    該研究由中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心(神經科學研究所)、中國科學院靈長類神經生物學重點實驗室葉錚研究組與北京大學第三醫院張英爽團隊和北京大學心理與認知科學學院周曉林研究組合作完成。根瘤菌素具有抗阿爾茨海默病的功能近日一項新的研究發現,在接近人參根部的土壤中發現的一種細菌所分泌的根瘤菌素(rhizolutin)——一種具有三環結構的新型化合物對人體有益,並在體內和體外實驗中都能顯著分離與阿爾茨海默病相關的蛋白質聚集物
  • 腦科學實驗揭不愛閱讀的真相:「讀書人」的大腦與普通人截然不同
    幾乎人人都知道閱讀對學業很重要、對成長很重要,但現實生活中真的喜歡閱讀的人仍然是少數,喜歡閱讀的孩子就更是鳳毛麟角。為什麼?認知腦神經學家告訴我們,這是因為:人的大腦並非為閱讀而生,把原生態大腦改造成閱讀腦需要長達十餘年、循序漸進的努力,才能完成。