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[科普中國]-自己打自己臉:從大腦整體論到大腦分工論

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你有沒有想過,在你與別人交流時(shí)你的大腦是如何理解他人意思,又是如何指揮你發(fā)出聲音的?這個(gè)過程中大腦是作為一個(gè)整體起作用,還是里面有著不同的區(qū)域各司其職?

圖片來源:veer 圖庫

這個(gè)問題可以從19世紀(jì)的兩位著名醫(yī)生對語言功能障礙患者的觀察說起。

當(dāng)時(shí)的法國神經(jīng)生理學(xué)家皮埃爾·弗盧龍(Pierre Flourens)認(rèn)為大腦的機(jī)能是統(tǒng)一的。他通過切除法毀壞了動(dòng)物大腦的一部分,然后記錄這一損傷對其行為的影響。他觀察到即使動(dòng)物被切除了部分大腦,但有時(shí)仍具有被切除腦區(qū)所對應(yīng)的機(jī)能,即原本喪失的機(jī)能會(huì)得到恢復(fù)。

由此他認(rèn)為大腦的機(jī)能是統(tǒng)一的,至少大腦中有的部分可以擔(dān)當(dāng)另一部分機(jī)能的能力。

1861年,法國人類學(xué)協(xié)會(huì)在巴黎組織了一系列學(xué)術(shù)研討會(huì),旨在探討語言在大腦中的定位問題。一位名叫保羅·布洛卡(Paul Broca)的外科醫(yī)生也堅(jiān)信弗盧龍的觀點(diǎn)——大腦是作為一個(gè)整體來運(yùn)行的,嘗試將語言功能進(jìn)行定位的研究都將會(huì)失敗。

沒想到上天跟布洛卡開了一個(gè)玩笑。在他發(fā)表上述言論不久,一個(gè)名叫萊沃爾涅(Victor Leborgne)的病人從比塞特醫(yī)院轉(zhuǎn)至他所在的醫(yī)院。這位神奇的患者已經(jīng)喪失語言功能長達(dá)21年,但他能夠理解別人對他說的話,也能夠利用簡單的手勢去回復(fù)問題,可是他卻只能發(fā)出類似“Tan”的聲音。

他被轉(zhuǎn)到布洛卡所在的醫(yī)院后,布洛卡對這名患者進(jìn)行了全面的檢查,發(fā)現(xiàn)患者的發(fā)聲器官?zèng)]有任何問題。由于他只能發(fā)出“Tan”的聲音,醫(yī)院里的人都稱呼這名患者為“Tan”。不久之后,Tan的右臂與右腿開始癱瘓,同年的4月17日Tan去世了。

圖片來源:veer圖庫

Tan死后,布洛卡解剖了他的大腦,發(fā)現(xiàn)在他左腦額葉的第二和第三個(gè)前回后部有一個(gè)雞蛋大小并填滿液體的凹洞,這明顯與正常人的大腦不同,而大腦的其他區(qū)域則與正常人并無明顯差異,由此猜測Tan生前的癥狀可能與這一區(qū)域的病變有關(guān)。換言之,人類的大腦可能真的存在功能區(qū)域的劃分。

在隨后的幾年中,布洛卡記錄了25個(gè)像“Tan”這樣的患者,他們的大腦左半球額葉的位置均出現(xiàn)受損。1865年,布洛卡在報(bào)告中指出,在發(fā)音器官?zèng)]有病變且智力沒有損傷的前提下,語言喪失與左額葉第三前回的損傷有關(guān)。

由于所有病人都沒有顯示出右額葉損傷的跡象,也就是說,語言中樞是大腦左額葉所特有的。布洛卡的**這一發(fā)現(xiàn)從根本上改變了腦機(jī)能定位的爭論。**人們?yōu)榱思o(jì)念布洛卡在腦科學(xué)研究的貢獻(xiàn),就將他所發(fā)現(xiàn)的這一語言區(qū)域定義為布洛卡區(qū)。這也推翻了早年布洛卡堅(jiān)信的大腦是一個(gè)整體的論斷,沒想到,打年輕布洛卡臉的竟是他自己!

布洛卡區(qū)受損所導(dǎo)致的失語癥被稱為“表達(dá)性失語癥”或“運(yùn)動(dòng)型失語癥”,這不妨礙他們理解說話人的意思。只是患者無法使用流暢的句子,只能進(jìn)行簡短且間斷的表達(dá),類似電報(bào)式的話語,并且他們也知道自己的表達(dá)并不流暢。

**布洛卡的這一發(fā)現(xiàn)為大腦機(jī)能定位理論提供了具體的、有臨床實(shí)證的依據(jù),成為了科學(xué)史上的里程碑事件。**這也為后續(xù)人們對大腦不同區(qū)域和對應(yīng)的功能特征的研究奠定了理論基礎(chǔ)。

圖片來源:mercercognitivepsychology

10多年后,一個(gè)名叫卡爾·威爾尼克(Carl Wernicke)的德國科學(xué)家,發(fā)現(xiàn)了另外一種失語癥——患者可以用正常的語音語調(diào)說話但是說出的話沒有任何意義。引發(fā)這種失語癥的腦損傷位置同樣是在大腦左側(cè),相對布洛卡區(qū)更靠近大腦后部,在顳葉上部的位置。

因此人們用第一發(fā)現(xiàn)人的名字命名這一腦區(qū)——威爾尼克區(qū)。這種無法說出有完整意義的話語且無法理解別人所說話語的情況也被叫做“感覺性失語癥”。

后來,美國心理生物學(xué)家斯佩里(Roger Wolcott Sperry)通過“割裂腦”實(shí)驗(yàn)證實(shí)了大腦不對稱的“左右分工理論”。這一研究表明,大腦左半球除了語言功能外,還會(huì)負(fù)責(zé)閱讀、寫作、數(shù)字計(jì)算與邏輯推理等,而右半球主要處理空間關(guān)系、情緒以及藝術(shù)等信息。

圖片來源:Veer

直至今日,科學(xué)家仍在不斷探討人們行為背后的生理學(xué)、腦科學(xué)基礎(chǔ)。究竟是精巧而又神秘的大腦賦予了人類復(fù)雜多變的行為,還是復(fù)雜多變的行為在歷史的長河中不斷塑造著我們精巧的大腦?神秘而又復(fù)雜的大腦吸引著全世界的研究者不斷探索,希望未來有關(guān)大腦的研究會(huì)有你的參與。

參考文獻(xiàn):

Gazzaniga, & Michael, S. . (1967). The split brain in man. Scientific American, 217(2), 24-29.

赫根漢, & 郭本禹. (2004). 心理學(xué)史導(dǎo)論. 華東師范大學(xué)出版社.

霍瑟薩爾, 郭本禹, & 魏宏波等. (2015). 心理學(xué)家的故事. 商務(wù)印書館.

Bonior, A. (2016). Psychology: Essential thinkers, classic theories, and how they inform your world. Zephyros Press.

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