裂腦人之謎 - 青年圖摘

利維坦按：

文中那個著名的裂腦人 W.J. 的全名是威廉 · 詹金斯（William Jenkins），他是一名二戰期間的退伍軍人，曾經在敵後跳傘之後被德國軍官用步槍的槍托擊中了頭部。當時的醫生相信，這可能就是他後來患有的無法控制的癫痫發作的淵源。W.J. 在戰後回到美國尋求治療的時候發現，當時所有藥物都無法遏制他的癫痫發作，這才有了之後的故事。

另外，文中那個 " 雞爪 " 實驗也很有意思。按理說，裂腦者兩個半球都不知道另一個半球看到了什麼，而他大腦的兩邊無法溝通，因此，當被問及他為什麼選擇了這兩個圖像的時候，他理應感到困惑。但據加紮尼加自傳中的回憶，被試完全沒有猶豫：" 噢，很簡單。雞爪和雞是相配的，而你需要有鏟子才能清理雞棚。" 研究人員後來推斷，被試的左腦沒有引導他隻簡單地說 " 我不知道 " 來回答加紮尼加的問題，而是編造了一個答案來回答他為什麼選擇了這兩個圖像的問題。他的左腦在短暫的一瞬間裡，就将它從環境收到的兩則沒有關聯的資料——那兩個圖像——然後說了一則故事來将它們連在一起。

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1961 年末，洛杉矶加利福尼亞醫學院的神經外科醫生菲利普 · 沃格爾（Philip Vogel）和約瑟夫 · 伯根（Joseph Bogen）正在準備進行一項前所未有的大膽手術。

他們要治療的病人均患有嚴重的癫痫，即便是當時最好的傳統醫療手段也未能緩解他們的病情。其中一位 48 歲的病人曾當過傘兵，病例上登記的名字為 W.J。二戰時期，他在一次跳傘時頭部受傷，很快就開始頻繁出現昏厥和抽搐的情況。1953 年一次特别嚴重的發病持續了整整三天。

沃格爾和伯根認為，癫痫發作加劇是因異常神經信号從一個大腦半球擴散至另一個半球而引起的，他們希望通過切斷兩個大腦半球之間的通路減輕症狀。

該手術被稱為胼胝體切開術，顧名思義就是切開胼胝體。胼胝體是連接左右腦的一大塊白質，左右腦的通信通過這一結構實現。

沃格爾和伯根有充足的理由認為手術可以成功，因為此前在貓和猴子身上進行的胼胝體切開術幾乎沒有可觀察到的副作用。心理學家卡爾 · 拉什利（Karl Lashley）甚至認為，胼胝體除了 " 防止大腦半球下垂 " 外，無其他更大的作用。

的确，癫痫患者在手術醒來後看起來一切正常，其中一個甚至開玩笑說他 " 頭痛得裂開了 "。

但當他們康複後，一些怪事出現了。

患者在日常活動中多用右側身體，并且對于左側身體的任何刺激似乎都毫無反應。例如，如果撞到了左臂，他們完全不會注意到；如果把一個物體放在他們的左手上，他們會說什麼都沒感覺到。

美國神經心理學家羅傑 · 斯佩裡（1913-1994）。© rogersperry.org

1962 年，加利福尼亞理工學院的神經心理學家羅傑 · 斯佩裡（Roger Sperry）和他的研究生邁克爾 · 加紮尼加（Michael Gazzaniga）被這種異常行為所吸引，開始了一系列開創性實驗 [ 1 ] ，試圖弄明白裂腦人的大腦裡到底發生了什麼。他們的發現将永遠改變人類對大腦的理解。

布若卡氏區（Broca's area），是大腦的一個區域，它主管語言訊息的處理、話語的産生，與韋尼克區（Wernicke's area）共同形成語言中樞。© wikipedia

人們早已發現，大腦的功能不是左右等分的，兩個大腦半球的功能各有側重。比如，1861 年，法國醫生保爾 · 布羅卡（Paul Broca）發現，左額葉的某一特定區域受到損傷會導緻各種形式的失語症，即無法說話或理解詞語。該區域後來被稱為布羅卡氏區。

還有其他的觀察研究也有類似發現，左腦也因此被認為是大腦的主要語言中樞。但是在斯佩裡和加紮尼加開展實驗之前，神經學家并未完全了解大腦功能的偏側化，裂腦人提供了一個絕妙的研究機會，因為胼胝體切開術基本上把他們的左右腦完全分離開了。

與卡爾 · 拉什利輕易所下的定義相反，胼胝體實際上是大腦中極為複雜且重要的一部分，包含大約 2 億條神經纖維，以每秒 10 億位元的速度在兩個大腦半球之間傳輸信息。這對于大腦功能的正常運作至關重要，因為脊椎動物進化後會出現一個奇特現象 : 我們的神經系統是對側傳導的。

這意味着大腦半球主要接收來自身體另一側的信息。比如，視神經将視覺信息從我們的眼睛傳遞到枕葉，在一個叫作視交叉的部位進行交叉，來自右眼的信息傳遞到左腦，而左眼的信息傳遞到右腦。

通常情況下，這種奇特的運作方式行之有效，因為信息會及時通過胼胝體傳輸到相應的大腦半球。但裂腦人大腦中的傳輸渠道被切斷，信息無法傳到另一半大腦中。這就是事情開始變得怪異的原因。

斯佩裡和加紮尼加通過分别刺激身體的一側來研究患者另一側的大腦——例如，通過向患者的右眼展示圖像來刺激左腦。在早期的一項實驗中 [ 2 ] ，他們在患者眼前閃爍一串燈光，再要求患者在看到燈光的時候進行報告，然而結果是患者隻能看到并報告出右側閃爍的燈光。但當被要求在看到燈光時指出來時，他們則能正确指出兩邊都有光。

接下來，斯佩裡和加紮尼加将單詞 HEART（心）投影在患者面前，使得字母 HE（他）位于患者的左眼視野内，字母 ART（藝術）位于右眼視野内。當被問到他們看到了什麼時，患者口頭回答了 "ART"，但當被要求用左手指出他們看到的單詞時，他們指向了 "HE"。

同樣，如果把一個物體放在患者的右手裡，他們很容易就說出來這是什麼，而當被要求用右手指出該物體的圖片時，他們卻無法正确指認；當把物體放到患者左手中時，他們可以很容易地指出物體，但令其感到困惑的是，他們無法說出名字。

該實驗以及其他類似實驗表明，人類的語言處理能力幾乎完全局限在左腦，而右腦擅于視覺感知類工作，比如識别面孔和情緒，以及發現物體之間的區别。這種語言 - 感知差異從出生時就存在了——大多數嬰兒微笑時口部左邊張得較大，在咿呀學語時右邊張得較大。

但是，斯佩裡和加紮尼加很快發現，事情并不那麼簡單明了，生物學研究大多如此。右腦的交流能力比之前人們認為的要強得多。例如，在病人的左眼視野中展示他女朋友的照片，他雖然不能說出女朋友的名字，但卻能用字母方塊拼出來。

斯佩裡和加紮尼加還發現，雖然左腦擅長進行直接的詞彙聯想，但右腦更擅長識别微妙的聯系和暗示。例如，當左腦接收到 " 腳 " 這個詞的時候，患者能夠從一組詞中選出一個相關的詞，比如 " 腳跟 "；當右腦同時接收到 " 哭 " 和 " 玻璃 " 這兩個詞時，患者能夠選出可以把它們串起來的詞：" 割破 "。

上述的左右腦差異令人詫異，但在實際生活中，裂腦人可能會經曆更加怪異的事情，患者會覺得他們仿佛擁有兩個獨立的大腦，而這兩個大腦經常彼此不和。

例如，患者報告稱，他們一隻手把襯衫扣子扣起來，另一隻手不自覺地就解開了；或者一隻手把物品放進購物車，另一隻手又把它放回去。許多患者甚至可以用兩隻手畫出不同的圖像，但左手通常完成得更出色，因為右腦有更強的空間推理能力。

在極少數情況下，這種情況會演變成異手綜合征（Alien hand syndrome），患者的手似乎有自己的思想，有時會試圖勒死它的主人或其他人。

電影《奇愛博士》中，左右腦互搏的經典畫面。© Gifer

該病有時也被稱為 " 奇愛博士綜合征 "，這是因為在 1964 年斯坦利 · 庫布裡克（Stanley Kubrick）導演的電影《奇愛博士》中，彼得 · 塞勒斯（Peter Sellers）扮演的奇愛博士就患有這種病。不幸的是，這種病沒有治療方法，患者隻能給這隻讨厭的手找點事做，不讓它閑着，到了晚上需要束縛住它，以防出現意外。

在這些肢體自主活動的情況下，不聽話的幾乎總是左手或左腿。這也許正是斯佩裡和加紮尼加最偉大的發現：左腦擁有執行主導作用。他們此次以及後來的實驗顯示 [ 3 ] ，右腦的推理和決策過程大多是在無意識層面進行的，必須由占主導地位的左腦進行調解和解釋後我們才能意識到。

當兩個大腦半球之間的連接被切斷之後，這種調解就不複存在了，這也就是為什麼由右腦控制的左側肢體總是在患者意識不到的情況下行動。這也同樣可以解釋他們的邏輯推理障礙。

例如，當一名裂腦人的右眼看到雞爪的圖片、左眼看到雪地的照片（上圖所示），并被要求從一組詞中選擇最相關的詞時，他們會把雞和雞爪配對，鐵鍬和雪地配對。然而，在問到為什麼選擇鐵鍬的時候，患者回答說：" 清理雞籠 "。這表明，在患者的思維裡，呈現給左腦的圖像——雞籠——已經覆蓋了呈現給右腦的圖像。

左右腦在功能、能力甚至 " 性格 " 上的極端差異震驚了心理學界，斯佩裡在 1974 年得出結論：

" ……（每個大腦半球）實際上都是一個獨立的意識系統，有自己的感知、思考、記憶、推理能力以及意願、情感，且都達到了高級水平，并且……兩個大腦半球可能同時分别感知到互不相同，甚至彼此沖突的心理體驗。"

斯佩裡和加紮尼加的實驗徹底改變了我們對大腦如何組織不同感知和概念性任務的理解。憑借這項成果，斯佩裡與大衛 · 休伯爾（David Hubel）、托斯坦 · 維厄瑟爾（Torsten Wiesel）共同獲得了 1981 年諾貝爾生理學或醫學獎。斯佩裡将餘生都貢獻給了裂腦人研究，直到 1994 年去世，而加紮尼加至今仍在從事這方面的研究。

如果你覺得上面提到的大腦偏側化聽上去很耳熟，那可能是因為我們普遍認為，有些人是左腦型人，有些人是右腦型人，這取決于他們各自的認知特點。具體來說，由于人的左腦擅長語言和邏輯推理，右腦擅長視覺和空間推理，所以擅長數學或科學的人是典型的左腦型人，而那些更具有創造力和藝術氣質的人則是右腦型人。

但是，和人類大腦隻開發了 10% 的說法一樣，它們隻不過是一堆廢話。大量運用功能性磁共振成像的研究表明 [ 4 ] ，無論正在執行怎樣的認知任務，左右腦都差不多同樣在發揮作用。這一點不無道理。所謂的左腦型人擅長的領域，比如數學和科學，實際上也需要深入的創造性活動，而右腦型人擅長的領域，比如藝術，往往也需要大量的精确分析。所以，抱歉，網上所有的認知類測試都和占星術一樣，沒有多少科學依據。

至于那些裂腦人，他們大多數都報告說自己的癫痫發作頻率和嚴重程度都顯著降低。雖然付出的代價是擁有了一對經常不合作的大腦半球，但大多數人最終學會了以各種令人稱奇的方式來适應這種不正常。斯佩裡和加紮尼加甚至在他們的一項實驗中觀察到了其中一種适應性改變，并稱之為 " 交叉提示 "。

這一實驗要在病人的左眼視野中閃爍紅光或綠光，并要求他們報告看到的是什麼顔色。如果病人的正确率超過一半（當然他們也有可能是猜的），那這表明右腦至少有一些口頭表達能力。奇怪的是，當實驗人員允許患者進行第二次猜測時，他們的正确率明顯提高了。

反複測試後，斯佩裡和加紮尼加意識到，當患者的右腦接收到一種顔色，但聽到自己說另一種顔色時，他們會無意識地皺眉。患者的左腦通過探測到皺眉，推斷出自己猜錯了。通過這種方式，裂腦人能夠利用微小的身體提示令左右腦在一定程度上進行交流。對先天性胼胝體缺失的兒童的研究也表明 [ 5 ] ，大腦半球可以通過其他方式進行交流。

這意味着裂腦人的兩個大腦半球其實并不像我們想的那樣完全隔絕。套用傑夫 · 高布倫（Jeff Goldblum）在《侏羅紀公園》（Jurassic Park）裡的話：大腦，找到了一條路。

參考文獻：

[ 1 ] www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1417892111

[ 2 ] embryo.asu.edu/pages/roger-sperrys-split-brain-experiments-1959-1968

[ 3 ] www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9363358/

[ 4 ] www.nature.com/articles/s41467-017-01000-w

[ 5 ] www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8596429/

文 /Gilles Messier

譯 /Rachel

校對 /Yord

原文 /www.todayifoundout.com/index.php/2023/01/the-curious-case-of-the-people-with-split-brains/

本文基于創作共享協議（BY-NC），由 Rachel 在利維坦發布