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从“动物屋”到实验室的本科生活

斯佩里为我争取了机会。我完成的兔子实验和整体的精神活力给他留下了深刻的印象。于是,第二年春天,也就是在达特茅斯学院的最后一个学期,我被加州理工学院生物系录取了,但是附加了一些条件。显然,我必须在第一年的时间里证明自己的实力。

在达特茅斯学院的四年充满了挑战。但是,当时的我还不知道,对于曾经是声名狼藉的兄弟会“动物屋”(Animal House,图1-3)成员的我来说,在兄弟会里取得的社交伟绩将远远超越我的任何一项学术成就。在诸位臭名远扬的动物兄弟中,我的外号是“长颈鹿”,以科学怪人的角色挥霍着青春。我是兄弟会里的书呆子,比起在阿尔法·德尔塔·派兄弟会(Alpha Delta Phi House,即“动物屋”)的地下室喝酒,我更乐于多花一些时间去心理学家威廉·史密斯(William B.Smith)的实验室干活儿。

史密斯对科研怀有极高的热情。他在麦克纳特楼的顶层修建了一个小实验室,在那里,我们研发了数种测量眼球运动的方法。我们曾并肩工作至深夜。在我眼里,科研的世界崭新而又刺激,能够对大自然母亲身上的谜团进行探索是如此诱人,最初几次管中窥豹的经历就让我深深地爱上了它。不过,在加州理工学院那个极具历史意义的夏天到来之前,我仅仅把科研当作进入医学院的一个筹码。我在动物屋结识了几位挚友,这所兄弟会的气质也不断鼓励着我,让我学会认真地享受生活。

图1-3 达特茅斯学院的阿尔法·德尔塔·派兄弟会

几年前,包括我在内的几位前任“动物”重聚一堂。我们很快达成了一致意见:应该用推土机把这栋房子推平。

Courtesy of Joseph Mehling, Dartmouth College.

于是,大四这年,我在达特茅斯学院的学生时代逐渐临近尾声,而对加州理工学院的诚挚渴望也有了着落,这时的我开始沉迷于思考一个问题:人类在胼胝体切开(section)后会发生什么?(此处“切开”指的是一种将大脑内最大的神经束切断的手术。)在加州理工学院的那个夏天,兔子的大脑和周围环境对基础科研的重视都对我产生了明显的影响,让我选择了与之接近的方向。当时,动物实验已经证明,胼胝体切开术会带来极具戏剧性的后果,然而,人类或许会有同样表现的设想却显得那么不可思议。没有人会相信,在一个人的左手上放置一个物体后,他竟无法用右手找出一个同样的物体。这听上去简直是疯言乱语!

引用弗朗西斯·培根的名言,是时候来数一数马的牙齿了。这则很有可能是杜撰的故事抓住了科学的精髓:

公元1432年,关于马到底有几颗牙齿的问题,我们的同胞间爆发了一场激烈的争吵。整整13天过去了,这场辩论不断升级,不见停歇。人们搬出所有的典籍和年表,发表绝妙而又冗长的论述,这样的博学在本地还是头一次听说。等到第14天,一位风度翩翩的年轻修士向满腹经纶的修道院院长们提出请求,希望能补充一条意见。辩论者们的大智慧令年轻的修士十分着急,他直面这群备受尊敬的人们,恳求他们放下身段,亲自看一看马张开的大嘴,好能找到一切问题的答案。他提出的方案是如此粗俗,简直闻所未闻。就这样,院长们的尊严受到了严重的伤害,个个怒火中烧;现场顿时一片骚乱,他们冲上前去,将年轻的修士痛打一顿,之后立刻将他扫地出门。他们说道,这个鲁莽的新人一定是受到了撒旦的鼓动,竟然敢用如此邪恶且闻所未闻的方法来寻找真理,与先祖的教诲背道而驰。争吵又持续了许多天,终于,和平鸽来到了这群人身边,他们达成了一致意见,共同发表声明:因为缺乏相关的历史资料和理论证据,这个问题将永远无法得到解答,他们下令将这一结论写进书里。

罗切斯特大学的一些病人接受了与加州理工学院的实验动物类似的手术,他们就是我所寻求的“牙齿”。20世纪40年代早期,医生为了将他们的癫痫发作活动控制在一侧大脑半球,对这群著名的病人实施了胼胝体切开术。手术将大脑两个半球分开,使之无法互通信息。

主持这场手术的是神经外科医生威廉·范瓦格纳(William P.Van Wagenen),他注意到患有胼胝体肿瘤的癫痫病人发作次数会相对减少。范瓦格纳想知道,将胼胝体切开后,引发癫痫发作的脑内电脉冲是否会停止扩散。因此,他为26名癫痫病情严重且顽固的病人实施了胼胝体切开术。一名颇具天赋的年轻神经学家安德鲁·阿克莱提斯(Andrew J.Akelaitis)对病人进行了看似细致的检查,结果发现,他们的癫痫发作次数显著降低,且术后没有任何重大的行为或认知能力变化。将左右大脑分离似乎不会带来任何改变!真是皆大欢喜。阿克莱提斯的发现在文献库里存放了十年之久。一代杰出实验心理学家,同时还是斯佩里的研究生导师的卡尔·拉什利(Karl Lashley)吸纳了这一研究发现,将之用于推广他关于整体活动(mass action)及大脑皮层“等位性”(equipotentiality)的观点 ;他认为,大脑内离散的神经环路并不重要,起作用的是皮层物质本身。他引用阿克莱提斯的研究成果并总结道:切断连接两个大脑半球的巨大神经束对半球间的信息传递似乎没有影响,还戏言称胼胝体的功能是保持大脑半球不下垂。

人们将这群癫痫患者称为“阿克莱提斯病人”,要想验证斯佩里及其研究生罗纳德·迈尔斯(Ronald Myers)在加州理工学院完成的动物实验成果能否应用于人类大脑,他们是再合适不过的研究对象。当时,动物实验已经证明,大脑半球分离后,猴子的左手无法察觉右手的动作。人类也会有这样的表现吗?我坚信答案是肯定的,尽管这个想法似乎很疯狂。我想重新对罗切斯特大学的癫痫患者进行检查。

我设法找到了可能认识罗切斯特患者的人,并拨通了电话。我成功了。弗兰克·史密斯医生(Frank Smith)在20世纪40年代早期手术实施期间是一名住院医师,他曾亲自参与过这些病人的手术。在他的热心帮助下,我获得了与这些病人见面的许可,前提是我能找到他们。

我设计了许多与阿克莱提斯不同的实验,并通过信件与斯佩里讨论了我的想法和计划。我向达特茅斯医学院的玛丽·希契科克基金会(Mary Hitchcock Foundation)提出申请,随后收到了一小笔资助(200美元)用于支付租车费及我在罗切斯特的生活费。我开车前往罗切斯特,直接来到了史密斯医生的办公室,开始整理文件,寻找可能有用的人名和电话号码。当我还在他的办公室忙活时,史密斯打来电话说他改变了主意,简而言之就是叫我赶紧滚蛋。尽管我的车里塞满了速视器——一种在电脑发明前用于依照特定持续时间在屏幕上显示图片的仪器——和其他从达特茅斯学院心理学系借来的设备,我还是依照要求离开了。揭示人类胼胝体功能的尝试被暂时搁置。

不过,几个月后,我再次上路了,这回的我并没有灰心丧气,而是满怀兴奋。目的地是帕萨迪纳。在未来光辉的五年里,加州理工学院就是我的家。 iNr9EKjmNMh6TKJXuViMpfkdZlLIa4zt8jt/DEem79mg0D1GWbIfZhF/UPV4lEdP

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