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为了了解组织、器官和基因功能的一般机制，生物学和医学研究的普遍做法是观察这些功能被消除或被干预后会发生什么。在神经科学史上，遭受过脑损伤或做过脑手术的患者使研究者能够探索特定脑区的损伤如何导致了行为的显著改变。有些患者的故事特别令人难忘，也特别说明问题。
到目前为止最著名、最常被讲述的是菲尼亚斯·盖奇（Phineas Gage）的故事。19世纪中期，25岁的美国人盖奇是铁路建筑工长，在工作期间遭遇了很不寻常且非常不幸的事故。因为要铺设横穿佛蒙特州的新铁路，施工队必须平整地面。盖奇负责实施爆破，过程比较简单明了：盖奇先在地上挖洞，然后在洞里填充炸药，插入引信，最后用沙子盖住火药，用一根棍子把炸药和沙子夯实。1848年9月13日，因为有人叫他，盖奇转了一下身，操作规程出错了。在助手覆盖沙子之前，盖奇就开始夯实炸药。这是一个严重的错误，因为如果没有沙子，爆炸物会朝反方向飞溅。结果长度超过1米、直径超过3厘米的棍子被炸出来，正好插入盖奇的头部，从左脸颊扎进去，然后快速地飞出，落在几十米之外的地上。现场的人都惊呆了 （11） 。
虽然难以置信，但盖奇活了下来。在短暂失去意识之后，他很快恢复过来，几个星期后就彻底康复了。他的语言和智力完全没有受到影响。他能走路，能跑，能说话，能与人交谈，甚至回到了工作岗位。然而一段时间后，人们发现盖奇的性格发生了一些改变。
在棍子穿过他的颅骨和大脑之前，同伴们公认盖奇是一个体贴、忠诚、友善的人。在工作中，他是最优秀、最高效的工人之一，深受公司领导的赞赏。然而事故发生后，他在康复时就变得粗鲁、冲动、愤怒无比，无法判断自己的行为方式能不能被别人接受。他变得不可信赖、不负责任，而且具有攻击性 （12） 。最后朋友和亲人都不再理他，盖奇失去了工作，而且再也没有找到其他工作。他变得落魄孤寂，十多年后离开了人世。
这个不幸的故事在科学上很吸引人，它证明了脑损伤与行为之间的关系，尤其是社会行为和道德行为 （13） 。盖奇的案例显示，大脑某个部分的损伤会对人的性格产生严重且显著的影响。他的颅骨和那根备受关注的棍子被陈列在哈佛大学瓦伦解剖学博物馆（Warren Anatomical Museum）里，长期以来它们没有得到应有的关注。20世纪90年代中期，安东尼奥·达马西奥和他在艾奥瓦大学医学院的同事决定检查盖奇的颅骨，重现当时的事故，细致地描述出盖奇大脑中受损伤的区域。他们发现，棍子破坏了前额叶皮层的腹内侧部分。这是一条重要的线索。达马西奥曾经遇到过其他存在类似损伤、有类似行为的患者。于是他决定开始研究这些患者。
最初的一个实验确定了情绪在赌博中对当事人决策的作用。并非每个人都是职业赌徒，但所有人都会面临决策，这些决策需要对风险、潜在收益和损失进行评估，有时还会面临选择，这些选择可能隐藏着事与愿违且不可逆的有害结果。这就是生活的不确定性。
达马西奥和他的同事给赌博实验的参加者2 000美元的启动资金和四副扑克牌，让他们从四副牌中抽牌 （14） 。每张牌对应着奖励或上交一定金额的钱。这个游戏的最终目标是在游戏结束时获得最高收益。那几副牌中还隐藏着秘密。其中两副牌里有奖励最高的牌，奖励高达100美元，不过这两副牌里也包含要求赌博者上交同样数额金钱的牌。因此这两副牌虽然让人觉得有利可图，但同样会有较高的风险，赌博者无法判断什么时候会出现对自己不利的牌。相比起来，另外两副牌不太危险，虽然最高奖励只有50美元，但损失也比较轻微。总而言之，从奖励低的牌中抽牌更有利。
实验中的赌徒包括两类：一类大脑完好无损，另一类内侧前额叶皮层受到了损伤，他们就像菲尼亚斯·盖奇一样，很难做决定。达马西奥是在邀请这些患者出来吃午餐，让他们挑选餐厅时发现这个问题的。那简直是在考验达马西奥的耐心，他们会花半个多小时叙述几家餐厅的优缺点。他们提醒达马西奥说，其中一家餐厅虽然价格实惠，但总是空着，所以餐厅可能不是很好，但反过来说，这家餐厅更有可能找到空桌。另一家餐厅虽然价格昂贵，但菜量足 （15） 。最后尽管患者们绞尽脑汁，但还是决定不了去哪家餐厅吃饭。其中一个患者有点像盖奇，达马西奥称他为埃利奥特。他是个举止文雅、聪明迷人的男人。他的记忆力很好，却没法保住工作，留不住老婆，也不能恰当地计划自己的时间。他表现得愚蠢、不负责任，让人无法信任。
让我们回来讨论这个实验。在赌博者玩牌的过程中，一个重要的线索让达马西奥猜想，做选择时的情绪唤起可能来自他们的身体，准确来说就是来自他们的皮肤。每个赌博者的皮肤都连着一台测量皮肤电传导反应的机器。所谓的皮肤电传导反应就是出汗。当你感觉到紧张或有压力，或者情绪受到刺激时，身体上发生的改变就是皮肤轻微出汗，虽然肉眼看不出来，但在实验室里可以测量到。
在赌博游戏中，大脑完好的赌博者喜欢从有利的牌中抽牌。在意识层面上，他们不知道发生了什么或者为什么这个决定更明智，但是他们的身体知道。每次从风险高的牌中抽取时，恐惧会从他们的皮肤中发散出来，引导他们选择风险较低的那两副牌。相反，正如你所料，脑损伤患者的选择就不太精明了。当他们的手伸向风险更大的牌时，皮肤反应很小，或者根本没有反应。他们不停地从不利的两副牌中抽牌，即使他们意识到了这样做对自己并不是很有利。
因此，感觉不到情绪的线索会导致人们无法进行审慎的思考。
情绪不仅对引导决策很重要，而且有时候情绪已经以某种方式知道了最佳决策并率先做出这样的决策。我们可以把这称为直觉、第六感或预感。无论叫什么，它可以帮助你的理性做出选择。
达马西奥的假设是这种直觉被刻在了大脑中，就像黑胶唱片上的凹槽。他把这种假设称为“躯体标记假设”。每当面对一种情境，我们便会记录下相应的积极情绪或消极情绪，就好像我们把情绪知识储存在大脑中。实验中两类赌徒的行为说明，获取情绪知识一定涉及前额叶皮层的功能，这一区域与边缘系统相连。获得了情绪知识之后，前额叶皮层就可以像向导一样控制我们的行为了。获得的信息会成为宝贵的知识，以备在下一次遇到类似情况的时候采取正确的行动。无情的损失让大脑完好的赌博者吸取了教训，认识到从不利的牌中抽牌的风险。内侧前额叶皮层受损的赌徒无法记录和提取这些信息，因此会不断犯相同的错误。
在现实生活中，我们会面对无数情绪知识能派上用场的情况。这些情况可能是比较简单的选择，比如把客厅刷成什么颜色、去哪里度假或买哪幅画，也可能是很重要的选择，比如和谁约会、购置哪处房产或者是否接受某个工作机会。在每一种情况中，情绪线索都会引导你的行为，就好像被刻在黑胶唱片上的歌曲，总会默默地在我们耳边发出警告，告诉我们应该怎么做。
达马西奥突破性的实验彻底修订了认为决策完全由理性负责的主流理论，建立了一个新理论，认为情绪在决策中、在大多数看似理性的选择中是必不可少的。情绪和理性不是大脑中两种互相独立的功能，它们是相互依赖的。大脑的计算能力使你可以进行复杂的分析。但是正如达马西奥的实验结果所示，你无法做出任何好的决定。在极端的情况中，你什么决定也做不了。就像对去哪家餐厅吃饭犹豫不决的脑损伤患者，你会陷入对无数优势和劣势的仔细评估中。有时我们会做出某个决定，但没办法解释为什么。情绪在理性的背后，无意识地帮我们做了决定。情绪会做出它自己的判断，而且它的判断和理性具有同样的可靠性。事实上，如果没有情绪很有说服力的建议，理性根本无法发挥作用。
这些实验还重新描绘了已经被人们固定下来的大脑功能分布。实验显示，前额叶皮层中一个被认为只负责分析和逻辑的区域确实与情绪有关。如果没有这个区域，有助于决策的情绪会无法整合到这个过程中。
在埃利奥特之后，研究者还观察了其他一些患者，寻找能够证实自己最初发现的线索 （16） 。在有些情况中，前额叶皮层的损伤造成了以显著的攻击性和冲动性为特征的综合征。一位56岁的男性J.S.（我称他杰伊）头的前部受伤，昏迷不醒，被人送进伦敦一家医院的急诊科 （17） 。检查显示，他的眶额皮层以及左侧杏仁核受损，眶额皮层位于前额叶皮层最低、最靠前的部分，就在眼睛后面。
还在医院里的时候，他的行为就变得非常古怪了。例如，有人发现他骑着医院的手推车。就像盖奇和埃利奥特一样，他不会提前做计划，有时会毫无目的地在伦敦到处逛，或者完全没计划什么时候回来。他也没办法正常工作。从根本上说，杰伊前额叶皮层的损伤破坏了他计划、记忆和集中注意力的能力。同时，他也变得急躁易怒，还特别有攻击性。他不仅不配合治疗，还经常攻击和伤害医务人员。他已经完全意识不到自己的哪些行为会危害其他人。他不顾及周围人的安全，对自己的行为毫无内疚或懊悔，甚至还殴打护士。有一次他推着一个坐轮椅的患者到处跑，不顾患者的尖叫抗议。他对自己的行为是否被社会所接纳完全不敏感，也从来不会对自己的行为负责 （18） 。
在对一群冲动杀人者的研究中，我们进一步证实了前额叶皮层在控制攻击性上的作用。在这些冲动杀人者的大脑中，前额叶皮层的很多区域都表现出不正常或功能降低 （19） 。
对一些患者的观察所获得的证据显示，前额叶皮层通常对边缘系统的组织具有抑制作用，其中包括杏仁核。当前额叶皮层受损或者发生了其他问题时，杏仁核就会从这种抑制中被解放出来，使患者很难控制自己的攻击性 （20） 。
这些研究得出的总体结论是，前额叶皮层对边缘系统具有调节或控制作用。前额叶皮层可以抑制冲动的暴发。这可能是因为这两个系统并不是彼此孤立的。相反，它们有着细微的联系，使得它们的功能有所整合。所以人类最终的行为一定受到了边缘结构和前额叶皮层共同的调节。
各种各样的行为都会用到控制和自我克制，从非常琐碎的选择到最卑鄙的暴力行为。例如，幸亏有前额叶皮层，我们才能低抗住寅吃卯粮的诱惑，才会选择无糖咖啡来降低葡萄糖的摄入量，保持体形 （21） 。如果没有前额叶皮层，我们会很难完成任何一项工作，还会对事物的利弊漠不关心，或者无法克制自己的愤怒。