腦科學的能量，超乎你的想象

老沈閱覽 2018-08-04

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　　■顧凡及

　　人類獨特的心智，是人類超越其他動物的最重要的標志之一。
　　奧妙神秘的心智究竟從何而來？為什么人腦能產(chǎn)生如此不可思議的奇跡？上?？萍冀逃霭嫔缤瞥龅摹度跤钪媾c神奇心智》，對于缺乏專業(yè)知識但對腦科學感到好奇的讀者來說，可謂一部恰到好處的入門讀物。
　　近日，《三磅宇宙與神奇心智》　一書作者、復旦大學生命科學學院教授顧凡及，走進第十九期上觀讀書會，圍繞此書，通過生動的案例，為讀者講述人類對“三磅宇宙”的科研探索過程。這個讀書會告訴讀者：腦科學的能量，超乎你的想象。
　　記憶究竟存放在整個大腦還是大腦某部位

　　2004年，我退休了。退休以后，時間比較充裕，所以萌生了以科普為余生事業(yè)的想法。
　　其實，從事腦科學的普及，不是那么容易。兩耳間的三磅小宇宙——大腦所產(chǎn)生的“心智”是何許東西？這是大腦的高級功能，諸如感知、思維、意識、智力、語言、情緒等等。人類獨特的心智是人類超越其他動物的最重要標志之一。
　　為了做好這方面的科普，我重新讀了很多有關腦科學的教科書，發(fā)現(xiàn)不少教科書只是介紹了相關的知識，但沒有說清知識的由來。那么，這些知識究竟是怎么來的？它們真的正確嗎？歷史上是否存在爭論？我寫《三磅宇宙與神奇心智》這本書的一個目的，就是為了回答這些現(xiàn)有的腦科學方面的知識是怎么得來的問題。
　　剛退休不久時，有一次我和郭愛克院士一起去日本開會，路上我們聊天。講到一位德國科學家，我們都認識，但他的名字我們都想不起來了。這位德國科學家的相貌、他的研究是哪一方面的、有一些什么趣事，我們都記得很清楚，就是這個名字記不起來。我想算了，明天會上就能碰到一位德國朋友，可以問問。郭愛克院士說，這太喪氣了，我們再想想。就在這個時候，我腦子里靈光一閃，突然想起來了！
　　為什么他的臉長什么樣、他的故事我們都知道，就是名字想不起來？這或許說明一個問題，可能人的名字和其他信息，不儲存在我們腦袋的同一個地方。那么，記憶究竟是放在人類的整個腦子里，還是在腦子里的某一個部位？這是一個大問題。
　　上世紀30年代，美國科學家拉什利用老鼠做實驗，來研究記憶是分布在整個腦里還是腦子的某個部位。他把老鼠放在一個迷宮里，迷宮的一個角落上放有食物。老鼠被放進去以后，要去找那個有東西吃的地方。
　　經(jīng)過幾次學習以后，老鼠找食物就不會走彎路了，一下子就能跑到有食物的地方。這只老鼠記得吃的東西在什么地方，有了記憶。那么，拉什利就進一步研究，老鼠的記憶究竟是在全腦還是在腦的某個部位。他通過對老鼠大腦進行不同程度的損傷，來測量老鼠對覓食路線的記憶狀況。實驗的結果是，老鼠大腦的損壞面積越大，其犯錯的次數(shù)越多，由此，這位科學家認定記憶是分散在大腦各處的，與具體某處的關系不大。

　　一個病例顛覆了以往學界的觀點

　　1953年，一個叫亨利·莫萊遜的病例卻否定了這一研究結果。
　　亨利本來是個健康男孩，7歲時遭遇了一場自行車事故，留下了癲癇后遺癥。1953年，他由于藥物無法控制的重度癲癇，無法正常工作和生活。醫(yī)生認為他的病灶在兩側顳葉皮層的內(nèi)側面，為他實施了一種實驗性質的治療方案——內(nèi)側顳葉切除手術。
　　手術之后，亨利的癲癇基本上不再發(fā)作。
　　但是，發(fā)生了一個問題，他在醫(yī)院上好衛(wèi)生間以后，找不到回病房的路；每天給他送藥的護士，他都不認識。他失去了對新事物的記憶能力，但并不是完全失去記憶。他小時候的事情，動手術以前的事情，他都記得。什么地方念小學、學校叫什么名字、家住哪，他都記得。但是，動手術以后的事情都記不得了。也不是完全記不住了，一個三位數(shù)你讓他反復念，他能夠連著念15分鐘都不忘記，這說明他還有瞬時記憶，不過，如果在他念的中間打斷他一下，他就把整件事都忘了。你問他：怎么不念下去了？他說：念什么？你說：念剛才的數(shù)字。他說：我剛才念過了嗎？他完全不記得了。
　　亨利的記憶缺陷是根本沒有形成新的陳述性記憶的能力。有趣的是，他能學會新的技巧，形成新的程序性記憶。比如，他能學會看著鏡子里的手和圖來描五角星，并且能夠練習到不怎么出錯的程度。但是他完全不記得他的練習過程。
　　諾獎得主坎德爾認為，對亨利的研究成果超過了以前幾百年記憶研究的結果。不過，也還有人對此持懷疑態(tài)度，認為亨利的失憶癥也可能是嚴重癲癇的結果。
　　2005年，有一本新書叫《永遠是今天》。主人公也是一位失憶病人。這位病人的海馬體因腦炎損壞，盡管他并沒有癲癇，但是他也和亨利一樣只有短時記憶，會迅速忘記上一分鐘自己做過的事，因此他沒有昨天和明天，永遠活在今天。不過作為鋼琴家，他依然保有演奏樂曲的技巧。因此亨利這樣的病例并非孤例。

　　對失憶癥病人的研究
　　告訴我們什么

　　第一，記憶不是單一的一個系統(tǒng)，而是分成了陳述性記憶和非陳述性記憶兩個不同的系統(tǒng)。
　　第二，記憶并不是分布在全腦上，而是有一定的區(qū)域性。
　　第三，內(nèi)側顳葉對于把短時的陳述性記憶轉變?yōu)殚L時記憶是必不可少的，而對程序性記憶來說則不然。
　　這些發(fā)現(xiàn)，顛覆了以往學界認為的記憶是廣泛分布在整個大腦的觀點，為我們理解大腦如何組織和加工記憶這一問題建立了基本原則。
　　那么，為什么上世紀30年代老鼠實驗的結論錯了？
　　第一，讓老鼠去找吃的食物，這個過程實際上非常復雜，牽扯到視覺、聽覺、嗅覺，還有空間記憶。腦子里各部分有的管視覺、有的管聽覺、有的管嗅覺、有的管空間記憶，你破壞掉一部分，其他部分還在運行。比如，視覺損壞了，聽覺部分、嗅覺部分還在那里。
　　第二，老鼠的腦子太小，各部分聯(lián)系非常緊密。而人的大腦里的神經(jīng)細胞絕大多數(shù)都只和自己周圍的神經(jīng)細胞有聯(lián)系，只有一小部分是和遠處聯(lián)絡的，有人曾經(jīng)算過，如果腦子里的每個神經(jīng)細胞都要和所有的神經(jīng)細胞聯(lián)系的話，那么，人的腦子的直徑就得達到20公里。所以，這個實驗選擇的研究對象首先就不對。

　　我們對大腦的認識只是萬里長征的第一步

　　盡管在記憶研究上已經(jīng)取得了很大的進步，但是未知之處還多得很。例如有些“記憶達人”是怎么回事就還不清楚。
　　有一個記憶達人叫舍雷舍夫斯基，開會的時候，別人都記筆記，他不記。旁人問他怎么不記，他說有什么可記的，講的我全都知道，然后從頭到尾就說出來。當然，這個人是先天的記性好，盡管他也有某些記憶術。
　　一個人記性很好，是不是很幸福？也不一定。他能記住具體的可視化的對象，卻記不住抽象的概念；能記住細節(jié)，但是不能把握全局。比如說，他對人臉不大記得住，因為人的臉老是變，人的表情總是變化，他把人的不同的表情都記住了，但難以抓住里面共性的東西，聽人講故事每一句話都能記住，但整個故事講的什么意思卻不知道。
　　還有一個記憶達人皮克，他的記憶力太好了，就像計算機一樣。同樣一份材料，他父親要花23分鐘讀完，他只要53秒就讀完了，他一生中大概記住了12000本書的內(nèi)容。但是，他的生活自理能力很差，衣服穿得亂七八糟，不善于抽象思維。
　　這些記憶達人的記性為什么會這么好，這個現(xiàn)在還不清楚。甚至在記憶的一些基本問題上依然有不清楚的地方?，F(xiàn)在，我們對腦的認識，還只是萬里長征的第一步。我們對腦的認識主要來自于動物實驗和臨床觀察，對于人腦的高級功能，特別是社會特性還缺乏嚴格的研究。
　　社會上流傳著一些有關腦的迷思，比如，有一種觀點認為，我們?nèi)祟愔挥昧?0%的腦，還有90%的大腦尚未開發(fā)。這話沒根據(jù)。美國心理學家詹姆斯確實講過，人腦還有很大的潛能，但是他從來沒有講過人腦只用了10%。有的人把這個拿出來說，其實是不對的。
　　再比如，有人說需要開發(fā)右腦激發(fā)創(chuàng)造性。這句話也是沒有根據(jù)的。他們曲解了對裂腦人所做的研究。所謂裂腦人，就是為了阻止癲癇從一側腦擴布到另一側腦而把聯(lián)系大腦兩半球的神經(jīng)纖維切斷了的人。盡管對這些裂腦人的實驗表明左腦管語言說話，右腦則富有創(chuàng)造性。但是，因此就認為左腦只管語言不管創(chuàng)造性，右腦只管理創(chuàng)造性不管語言，這實際上又是不對的。因為，對語言的理解是左腦管的，而說話的語氣、語調(diào)是右腦管的。同樣幾個字，一個人平平淡淡地說、高興地說、悲傷地說，對方得到的信息是不一樣的。左腦善于編故事，而編故事也是創(chuàng)造性的一種形式。最重要的是正常人并非裂腦人，左右兩半球是協(xié)同工作的。
　　另一方面，怎么樣對我們的腦有好處，現(xiàn)也已經(jīng)有了很多知識，比如說，人類需要經(jīng)常進行思維和身體的鍛煉，以維持大腦的健康。大腦和身體是緊密關聯(lián)的，人要勤動腦，也要勤動身體，多讀書多思考，常做“大腦保健操”。在營養(yǎng)方面，魚、水果、堅果等都對大腦有好處，久坐不動、剝奪睡眠、負面情緒、酗酒等都是對大腦不好的。
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