和袋鼠一样，我们内置着成千上万，甚至上百万种针对不同行为和选择的预设偏好。我不知道袋鼠的脑袋会怎么想，但我们人类认为，我们自己做出所有的选择，采取自觉和有意识的行动。我们都觉得自己是统一而连贯的超级心智机器，潜在的大脑结构必定反映了我们所拥有的这种超级强大的感觉。但它并不是这样。大脑拥有数百万的局部处理器来做出重要的决定。它是一套高度专业化的系统，关键的网络分布在大脑的整个组织当中。大脑里没有最高指挥员。你当然不是大脑的最高指挥员。如果你曾失眠过，想必知道：不管你怎样对着大脑喊叫“停下，去睡觉”，它也从来不听你的。

我们用了数百年的时间，才积累了眼下所掌握的关于人类大脑组织的知识。这也是一条坎坷之路。然而，随着故事的展开，人们对这些知识始终感到不安。大脑怎么能以这么多种方式局部处理事情，同时仍然在表面上维持综合的整体性运作呢？这个故事，要从很久以前说起。

大脑区域各有分工

高尔还有另一个很好的想法：他搬到了巴黎。然而，随着故事的展开，他惹恼了拿破仑 · 波拿巴，因为他未能从未来皇帝的头骨上找出某些皇帝本人确定自己具备的高贵特点。显然，高尔不是投机的政客。等他向巴黎科学研究院提出申请时，拿破仑吩咐科学院为他的猜想找些科学证据来，于是，科学院叫生理学家马里–让–皮埃尔 · 弗卢朗（Marie-Jean-Pierre Flourens）去看看能不能找出些具体的发现来支持这一理论。

当时弗卢朗可以采用3种查询方法：（1）用手术破坏动物大脑的特定部位，观察其结果；（2）用电脉冲刺激动物大脑的部位，看看会发生些什么；（3）对神经病患者加以临床研究，并在其死后进行剖验。弗卢朗迅速接受了大脑的特定位置处理特定流程的概念（皮层功能定位），并选择了对这个想法进行调查的方案。他通过研究兔子和鸽子的大脑，第一个指出：大脑的某些部位负责某些功能：他切除大脑半球，感知、运动能力和判断都没有了；没有了小脑，动物变得不协调，失去了平衡；如果切掉脑干，正如你所知，动物就死掉了。

然而，他找不出负责诸如记忆或认知能力等高级能力的区域——我们将在下一章读到心理学家卡尔 · 拉什利的遭遇，他观察研究老鼠的大脑，结果亦然。弗卢朗得出结论：这些功能更广泛地分散在整个大脑。通过研究头骨判断性格和智力通不过严谨的科学检验，是骗子的把戏。遗憾的是，高尔的良好设想（也即大脑功能局部定位）也和糟糕的设想一起被扔了出去。他的另一个好主意——移居巴黎则得到了普遍接受。

然而，没过多少年，和高尔的设想相关的证据开始从临床研究中一点一滴地冒出来。1836年，另一位法国人，蒙彼利埃的神经学家马克 · 达克斯（Marc Dax）向科学院提交了一份有关3名患者的报告，3人都患有言语障碍症，尸检时发现他们的大脑左半球存在类似的病变。不过，这一来自地方省份的报告，在巴黎并未引起太大关注。直到近30年后，才有人注意到这一观察结果：言语可能只会因为一个脑半球的病变而受到妨碍。

1861年，巴黎的著名医生保罗 · 布罗卡（Paul Broca），公布了他昵称为“谭”（Tan）的患者的尸检报告。谭患有失语症，之所以叫做“谭”，因为他只能吐出这一个词来。布罗卡发现，谭左大脑半球的额下回有梅毒性病变。布罗卡进而研究了另外几名失语症患者，所有人的病变都出现在同一区域。这一区域，后来称为“言语中枢”，也叫做“布罗卡区”。同一时期，德国医生卡尔 · 韦尼克（Carl Wernicke）发现颞叶一个区域存在病变的患者，可以听到也能很好地发出声音，但无法理解声音的意义。于是，研究人员竞相开始在大脑中寻找具体能力所对应的部位。

英国神经学家休林斯 · 杰克逊（Hughlings Jackson）证实了布罗卡的发现，但他对这个故事也有另外一份功劳。他的妻子患有全身性癫痫发作（generali-zed seizure），他得以非常仔细地对其加以观察。他注意到，发作总是从她身体的特定部位开始，并进而系统性地以同一模式扩展到全身。杰克逊认为，这意味着大脑的特定部位控制着身体不同部分的运动动作。他提出理论：运动活动源自大脑皮层，也局部定位在大脑皮层。他还使用了几年前德国医生兼物理学家赫尔曼 · 冯 · 赫尔姆霍兹（Hermann von Helmholtz）发明的光学检测仪。这台仪器可以让医生窥探到眼睛后面的部位。杰克逊认为，研究眼睛对神经学家很重要，至于为什么会这样，我们会在接下来的内容中探讨。根据这些早期的临床观测，以及越来越多的尸检结果，人们逐渐意识到：高尔提出的大脑功能定位假设很可能方向是正确的。

思想在半无意识的状态下运行

故此，到20世纪初，大脑局部功能定位和无意识过程的设想已经逐渐成形，只不过，如我们在前一章所见，在20世纪初，学界普遍接受的是行为主义和大脑等位性理论，这些设想并不受重视。然而，大脑等位性理论一直承受着来自临床的严峻挑战。挑战最初拉开序幕，是达克斯观察到，大脑特定部位的病变跟不同的人身上产生特定结果存在相关性。大脑等位性理论永远无法解释神经学上的这一现象（以及其他许多看似神秘的现象）。然而，等科学家们认识到大脑是分布化的专门网络，一部分此类的临床奥秘就迎刃而解了。早在现代脑成像和脑电图技术出现之前，对病变患者认知缺失的研究就提供了一种相当于逆向工程式的反推，为大脑如何启动认知状态带来了洞见。

临床现身说法

我们顺着大脑前方探索，外侧额叶的一处病变能造成有序行为的混乱，让人无法计划或进行多重任务。位于眼窝右上方的眶额病变（orbital frontal lesion），可能会中断给予反馈、监督认知状态的情绪通路，兴许跟判断正误的能力缺失相关。抑制行为的能力会减退，造成更冲动、更强迫、更好斗甚至暴力的行为，以及高层次的认知功能障碍。左颞叶韦尼克氏区出现病变，会产生韦尼克失语症，患者可能无法理解书面或口头语言。尽管他能够流利地以自然语言的节奏说话，但说的全都是毫无意义的胡话。故此，从临床医学中，我们可以看到大脑的特定部位参与特定的认知活动。

大脑模块功能明确

举例来说 ，对于像蛇和老虎这一类的肉食动物，大脑里可能有着不同的探测器。 3 一组稳定的视觉线索可能会在大脑里进行编码，让你注意到生物运动的某些方面，如蛇的滑行，老虎的利齿、向前的眼睛、肢体大小和形状，大脑靠这些方面的线索来进行识别。 4 你不见得天生就有跟老虎相关的知识，但当你看见一头有着眼睛冲着前方、牙齿锋利的大号动物向你步步逼近，你的肾上腺素会自动射出；看到草丛里有东西在哧溜哧溜地运动，你也会躲开它的方向。这一类的知识，你天生就有。

当然，这种针对肉食动物的专门领域，并不仅限于人类。美国加利福尼亚州戴维斯大学的理查德 · 克拉斯（Richard Cross）和同事们研究了一些松鼠，它们从小生活在隔离的条件下，从没见过蛇。第一次给它们看蛇时，它们会竭力避免，但对其他新颖东西却没有这种行为：松鼠对蛇有着天生的戒心。事实上，这些研究人员计算出，要花10 000年没有蛇的生活，这种“见了蛇就躲开”的模板才会从物种中消失。 5 袋鼠岛上的袋鼠可套用此一解释。它们是对毛绒天敌玩具所表现出的视觉线索做出反应，而不是针对其行为或气味。因此，高度专业化的识别模块并不需要事前经验或相关社会背景就能发挥作用。这些机制是天生的，内置的；有一些机制是我们和其他动物所共有的；有些动物具备我们人类没有的机制；有些机制则是人类所独有的。

左右脑各有擅长

出于如下几个原因，学界普遍持怀疑态度。尽管19世纪末有许多神经系统案例报告描述了胼胝体局部病变造成的具体障碍，可这些发现受了拉什利大脑皮层等位原理的蒙蔽，遭到了人们的忽视，被扫到了地毯下面，多年来无人搭理。此外怀疑论者们还有更明显的证据：天生没有胼胝体的孩子并未表现出不良影响。（后来人们得出的结论是，他们发育出了代偿途径。）最后一个重要原因在于，20世纪40年代在罗切斯特大学为治疗癫痫而切断了胼胝体的26例患者，接受了才华横溢的年轻神经学家安德鲁 · 阿克莱提斯（Andrew Akelaitis）的检验，并未发现神经或心理上的影响。 7 患者们术后感觉良好，自己报告说并无异样。卡尔 · 拉什利利用了这些调查结果，来推进自己的大脑皮层整体行动和等位性理论，称大脑里的分立回路并不重要——它们只是皮层团块而已。他认为，胼胝体的功能仅仅是把两个半球维持在一起而已。

在达特茅斯学院读大三到大四之间的那个夏天，我到加州理工学院罗杰 · 斯佩里实验室打暑期工，因为我对本书最后一章要谈到的神经再生研究感兴趣。可实验室那年的关注重点是胼胝体，我的整个夏天都用来努力麻醉兔子的半个大脑了。我认定，这就是我人生的基础研究。我很想知道，做了胼胝体手术之后，人会是怎么样的。由于实验室发现，胼胝体切断后，猫、猴子和黑猩猩的大脑功能都有了极大的改变，我相信，它对人类肯定也有些影响。

大四那年的春假，我想到要对阿克莱提斯检查过的患者再做一下测试，并设计了一套不同的检测方法。我把达特茅斯学院希区柯克基金会给我的第一笔拨款（200美元）拿来当租车和住宿费，一路开车去了罗切斯特大学。可等我正想开始的时候，测试取消了，我两手空空如也，失望之极。不过，我的好奇心有增无减，我下定决心，等下一个夏天，我要以研究生身份重返加州理工学院充满活力的氛围。

我的研究生课程要开始时，新的机会来了。洛杉矶怀特纪念医院的神经外科驻院医生约瑟夫 · 伯根（Joseph Bogen）和他主治医师菲利普 · 沃格尔（Philip Vogel）有一个病人，伯根严格审阅了他的病历之后，认为对裂脑手术对他会有好处，患者同意了。此前的10年，这名病人，一个富有魅力的强壮男士WJ，每周癫痫病发作两次，每一次发作后，他都得用一整天才能恢复元气。显然，这对他的生活产生了巨大的影响，他愿意冒险接受手术。因为我在达特茅斯设计过测试程序，我分配到的任务就是在手术前和手术后测试WJ。 8 他的手术非常成功。他自我感觉毫无异样，而且癫痫发作得到了彻底的解决，这叫他十分兴奋。而我在WJ大脑功能上的发现，也令我十分兴奋。这名患者以及自此以后其他患者身上表现出的结果，更是令我着迷。

切断胼胝体的手术，是要等其他所有治疗癫痫的手段都用尽之后才能进行的。1940年，纽约罗切斯特医院的神经外科医生，威廉 · 冯 · 瓦格南（William Van Wagenen）观察到，自己的一位重度癫痫病人胼胝体长了肿瘤，癫痫却大有好转。受此观察启发，他首次进行了此种手术。 9 当时的看法是，两侧大脑之间的连接体切断之后，导致癫痫的电脉冲就无法从大脑的一侧蔓延到另一侧，故此也就避免了全身抽搐。然而，把大脑分成两半是一件很严重的事情。人们对手术可能导致的副作用感到莫大的恐惧。头颅里有两个大脑，会造成人格的分裂吗？事实上，治疗非常成功。患者的癫痫发作平均下降了60%至70%，有些还彻底停止了发作，而且他们全都感觉很棒：没有人格分裂，没有意识分裂。 10 他们似乎完全正常。这很棒，但令人费解。

那时候，我们并不知道两个半球都能发起眼睛的活动，大脑中似乎也只存在一套综合性空间注意系统，一套刺激选择程序，大脑裂开之后，它们似乎仍然保持统一。故此，注意力无法分配到两个空间不同的位置。 12 很遗憾，和现代大多数司机想象中不同，他们不能让右脑观察交通状况，同时让左脑阅读手机短信。后来，我们还了解到，向一个半球展现情绪刺激，另一个半球同样会受到判断上的影响。从达克斯和布罗卡的研究工作中，我们知道，人类的语言区域位于大脑左半球（不过，少数左撇子例外）。

WJ在手术前接受测试时，不管物体是放在他视野当中，还是放在他的左右两手，他都能说出那是什么。他能理解任何指令，并用任意一只手执行它，也就是说，他是正常的。手术结束后他再接受测试时，他感觉良好，和罗切斯特的所有患者一样，除了不再癫痫发作，他并未注意到自己发生了任何变化。我设计了一种和阿克莱提斯所用不同的测试程序，利用了人类视觉系统的解剖构造。

只有大脑右侧 才能获得左视野传来的信息，反之亦然。由于视觉系统是以这种方式建立起来的，我可以只把信息送到动物的一侧大脑。

WJ手术后接受第一次测试的日子到了。我们会发现什么样的情况呢？事情的最初进展一如预料。我们预料，由于他的言语中心位于大脑左半球，依靠他的左半脑，他能说出物体的名字。因此，他可以很轻松地将展现给他大脑左半球的物体说出来。于是，我们在他的右视野闪现了一幅勺子的图画，然后问：“你看到什么东西了吗？”他迅速回答：“一只勺子。”接着是初始临界测试：把这些物体从左视野展现给他的右半脑，事情会怎么样呢？阿克莱提斯的研究认为，胼胝体在跨左右半脑的信息集成过程中并未扮演重要角色。照此预测，WJ应该能够正常地描述物体。然而，在加州理工学院做的动物实验研究提出了不同的看法，我也正是因为这样才把钱投进来的。我们朝他的左视野闪过一幅图片，我问：“你看到什么东西了吗？”

如果你本身不曾从事科学研究，这么形容你大概会更好地理解我当时的紧张情绪：你把好几年的工资都押在了俄罗斯转盘的红色区域。转盘转动起来。你全身心地希望小球落在红色档位，随着轮盘速度放缓，你的期待越来越强烈，因为你把自己的生计还有时间都赌上去了。我希望我的实验设计能揭示某些未知的东西，随着向右半脑展示图片的时刻临近，我的期待越来越强烈。会发生什么呢？肾上腺素一波波地穿过我的身体，我的心跳动得就像是绿茵场上的足球。

虽然当时的发现现在已经老掉牙了，成了鸡尾酒会上闲谈的材料，可当WJ说出那句话来的时候，什么也无法形容我的欣喜和惊讶。他说：“不，我什么也没看到。”向他断开的右半脑展现物体，他不光无法用左半脑进行口头描述，而且还根本不知道那儿有个物体。我在本科生阶段设计的实验，在研究生时得以付诸实践，还揭示了一个惊人的发现！就算是哥伦布发现美洲大陆的那一刻，也 不见 得比此刻的我更兴奋了。

乍看起来，他似乎是看不到来自左视野的刺激。然而，进一步的调查显示，事实并非如此。我设计了另一个“把戏”来检验右半脑是否接收到了视觉信息。尽管左右两个半脑都能指导面部和上臂近端肌肉，但手的远端肌肉，是由两个半脑分别控制的。左半脑控制右手，而右半脑控制左手。 13 如果手在视线之外，那么左脑就不知道左手要干什么，反之亦然。我设计了一个实验，让WJ在给出口头回答（受左半脑控制）之前，可以用左手（受右半脑控制）使用莫尔斯电码键做出回复。我朝他右半脑打了一道闪光；闪光的时候，他用左手按下了键盘，但却说自己什么也没看见！他的右半脑并不是看不见刺激，它能清楚地看到闪光，而且用莫尔斯电码键作了报告。WJ否认闪光的唯一原因，必然是因为左右半脑之间的信息传输完全中断了！

原来，任何提交给一个半脑的视觉、触觉、听觉、嗅觉或本体感觉信息，都是由该半脑单独处理，无需另一半脑知晓。左半脑不知道右半脑在处理什么，反过来，右半脑也不知道左半脑在处理什么。我发现，裂脑患者的左半脑和语言中心无法接触输入到右半脑的信息。我们获得了一个全新的机会：研究单个半脑的能力，又 不受病变造成的损害。

我们与其他患者进行了一系列实验，我们把各种物体放在患者左手可接触到的范围内，但不让他看见。我们将一种物体的图片闪现给患者的右半脑，让他用左手去触知物体，这时候，患者能够选中刚才图片上出现的物体。然而，我们问他，“你看到什么东西了吗？”或是“你左手拿着什么？”患者会否认看到了图片，无法描述左手拿的东西。我们又换了实验的场景，朝患者的右半脑闪现一幅自行车的图片，问患者他是否看见了什么东西。他再一次做出了否定回答，可他的左手却画出一辆自行车。

事情很快变得明显起来：大脑右半球擅长视觉空间技能。受右半脑控制的左手，可以轻松地将若干彩色积木搭建起来，与闪现给右半脑的图片模式相吻合；而若是把图片闪现给左半脑，右手却总是无法解决这类问题。患者甚至要坐在自己的左手上，不让它冲动地冒出来解决问题。左手可以复制和绘制三维图像，但能轻松写信的右手，却连个立方体都画不出来。原来，右半脑专门用于解决识别颠倒面孔、集中注意力、做出感性区分的任务。大脑左侧偏重智力技能，它专攻语言、说话和智力行为。胼胝体切开后，患者的言语智商不会改变， 14 他解决问题的能力也无变化。自由回忆能力和其他绩效指标上可能会有所欠缺，基本上不会给人的认知功能带来重大变化。较之手术前的状况，左半脑的性能保持不变，可断开的同样体积的右半脑却在认知能力上受到重大损害。很明显，右半脑有着独立的丰富精神生活，和左半脑全然不同。

从对神经学患者的研究中我们已经知道，大脑有两条完全不同的神经通路来产生无意和有意的面部表情。占主导地位的大脑左半球能产生有意的面部表情。 15 有些患者右半脑出现了一种特别的病变，破坏了大脑两半球之间的通信，碰上有人要他们微笑，他们就只能让脸的右侧做出回应，左侧无动于衷。（左半脑主要控制右侧的面部肌肉，右半脑控制左侧的面部肌肉。）然而，如果同一位患者听到一个笑话，产生下意识的微笑，他的两侧面部肌肉就响应正常了，因为这是另一条无需两个半球之间通信的通路。锥外系统受损（与动作协调相关的运动系统的一部分）的帕金森症患者则是完全相反的情况。他们无法做出下意识表情，但可以主动控制自己的面部肌肉。

在裂脑实验中，我们预计，如果我们给患者的左半脑输入命令，那么脸的右侧会首先做出响应，事实正是如此。裂脑患者的左半脑看到了微笑或皱眉的命令，脸的右侧会先于左侧约180毫秒做出响应；左右脸存在反应时间差，是因为大脑的右半球必须通过皮层下通路获得身体反馈。

所有这些发现形成了一幅大脑内部分布着诸多专业分工的图景。但我们的研究似乎还带来了另一个结论：左右两个半脑都能够在另一半脑意识领域之外的地方处理信息，这暗示，通过手术可以诱导出双重意识的状态。

双重意识是否存在

意识是什么