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关键问题
脑如何产生行为和心理过程

核心概念2.3

脑由许多专门化的模块构成,它们一起工作创造出了心理和行为。

1848年9月,一名25岁的美国铁路工人菲尼亚斯·盖奇(Phineas Gage)的头部受了很严重的伤。当时炸药爆炸使得一根铁棒从他的面部插入,穿过他的脑前部,最后从他的头顶穿出(见下图)。

本书作者菲利普·津巴多和菲尼亚斯·盖奇的头骨。

令人惊讶的是,盖奇竟然从这次重伤中恢复了,并且又活了12年,但他却变成了一个心理上不同的人(Fleischman,2002;Macmillan,2000)。认识他的人都说,盖奇曾经是一个可靠的、讨人喜欢的工头,但是后来他成了一个不负责任的、粗鲁的痞子。他从前的同事说:“这个盖奇不再是那个盖奇了。”(Damasio,1994)我们不禁想知道:他受伤的位置,也就是脑前部,是否是曾经的那个“盖奇”的家?盖奇转变的故事听起来和吉尔·波特·泰勒的经历非常相似,她说,自她中风之后,她变成了“另一个人”。我们怎么解释这些变化?

这些故事也引出了一个更大的问题:心理和身体之间的联系是什么?当然,长久以来人类就知道两者之间是有联系的,虽然他们并不确定脑是心理的器官。即使到今天,我们还会像莎士比亚的时代一样,用“把我的心给你”来形容爱上某个人,或者说某样东西“令人反胃”来表达厌恶。不过我们都已经知道爱并不是来自于心脏,厌恶也不是来自于消化系统,相反,所有的情绪、欲望和思想都源于脑。(显然,作曲家还不知道这个事实,他们写抒情歌曲的时候可不会写“我用我全部的脑来爱你”。)

最终,神经科学家揭开了这个复杂的心理器官的深层秘密。我们现在知道脑是一组不同模块的组合,它们像计算机的组块一样协同工作。对脑的这种看法构成了本节的核心概念。

脑由许多专门化的模块构成,它们一起工作创造出了心理和行为。

当你研究脑时,你会发现脑的每一个模块都有自己的职责功能(Cohen & Tong,2001)。某些模块负责加工感觉,例如,视觉和听觉;某些模块负责调节我们的情绪;某些模块负责记忆;还有一些模块负责生成语言和其他行为。其中的要点在于,脑的各个专门模块就像一支冠军团队的成员一样:每个人只负责一项特定的工作,但是全员配合良好。令人高兴的是,许多模块可以自动完成它们的任务,不需要意识的参与。例如,你可以在走路的同时,消化你的早餐,保持呼吸,还可以和他人交谈。但是,当脑的一个或多个模块出现问题(例如,中风或像菲尼亚斯·盖奇一样受伤)时,思想和行为的生物学基础就会浮出水面。

让我们追随神经科学家探索脑内部工作的脚步来开始讲述大脑的故事吧。

本部分导读:

2.7 对检查脑的多种扫描技术进行比较。

2.8 解释脑干、边缘系统和大脑皮层的作用。

2.9 区分大脑皮层的每一个脑叶的独特功能。

2.10 分析脑两个半球的相似性和不同之处。

2.7 窥视脑的窗口

学习目标:

对检查脑的多种扫描技术进行比较。

脑被颅骨保护着,与外界隔绝,它并没有真的触摸天鹅绒、品尝巧克力、发生性行为或看见蓝色的天空。它只能通过 外周神经系统 (充当脑和外部世界的连接)中的电化学活动变化模式来间接地了解外部世界。为了与身体的不同部位沟通,脑必须依赖神经和内分泌系统与遍布全身的肌肉、器官和腺体进行信息传递。

但是,如果你可以从颅骨之下窥视脑,你会看见什么?它遍布皱纹的表面使它看起来像一颗巨大的核桃,这并不能告诉我们脑的内部结构和功能。脑电图、电刺激和不同类型的脑部扫描技术为我们了解脑开启了新的窗口。

2.7.1 用脑电图感应脑电波

大约100年前,神经科学家开始将电极贴在头皮上,使用 脑电图 (electro-encephalograph,EEG)来记录微弱的电压变化模式,这种电压变化被称为脑电波。就像城市的灯光可以提示夜晚哪里最热闹一样,EEG可以感知脑的哪个部分最活跃。例如,EEG可以确定哪些脑区参与了手的移动,哪些脑区加工了视觉图像。它也可以揭示由脑功能障碍引起的异常波,例如,癫痫(epilepsy,一种脑中的电“风暴”引起的痉挛性疾病)。你可以在下图中看到EEG所得到的数据信息。

EEG可记录脑电波活动。它可以被用来检查异常的脑电波模式,这些模式可以用于检测癫痫、中风或脑损伤、痴呆或睡眠障碍。

然而,EEG虽然很有用,但不是很精确,它只能粗略地记录电极附近大范围内的脑电波活动。由于使用的电极可能少于12个,EEG不能绘制出详细的脑电波地形图。相反,它只是对数百万个神经元产生的电波活动进行粗略的、瞬时的汇总。令人惊讶的是,我们有时竟然可以从EEG的数据中获取心理活动的痕迹。

2.7.2 用电探针绘制脑地形图

半个世纪之前,人们对脑的理解又往前迈了一步。伟大的加拿大神经学家怀尔德·彭菲尔德(Wilder Penfield)绘制了脑粉灰色表面的地形图,这为我们了解脑提供了一条新的途径。在脑手术期间,彭菲尔德使用一支笔形电探针,用微弱的电流刺激病人暴露出来的脑,然后记录病人的反应(他的病人也是保持清醒状态,不过由于局部麻醉的作用,他们并没有感到疼痛)。

这不只是一个满足好奇心的实验。作为一个外科医生,彭菲尔德需要确定脑病变区域的边界以避免切除健康的组织。在探测过程中,他发现大脑表面不同的区域有不同的功能——在几十年前,这是一个多么激动人心的发现!刺激某一个点可能会让人的左手动一下;另一个点可能会让人产生一个感觉,例如,闪光;刺激有些点偶尔还会让人回忆起童年的事情(Penfield,1959;Penfield & Baldwin,1952)。后来,另一些科学家紧随其后,开始探索脑的更深层次的结构。研究人员们发现,电刺激可以引发一系列复杂的行为或情绪。这一系列研究工作的结论是非常明确的:每一个脑区都有自己特定的功能。

2.7.3 计算机化的脑部扫描

在过去的几十年中,统称为脑部扫描的精密技术使得我们对脑的了解越来越详细。有些扫描技术使用X射线成像,另一些使用放射性示踪剂,还有一些利用了磁场。现在,科学家可以在不打开颅骨的情况下拍摄到生动的、功能正常的脑结构图。

在医学上,脑部扫描可以帮助神经外科医生定位脑部出现异常的位置,例如,肿瘤或中风。在心理学中,通过脑部扫描获得的图片可以揭示我们加工思想和感受的位置。那么如何做呢?根据所使用的扫描方法,当一个人阅读、说话、解决问题或体会到某种情绪时特定的脑区就会被“点亮”(Raichle,1994)。

目前最常见的脑部扫描方法有CT、PET、MRI和fMRI(见图2-9)。

图2-9 常见的脑部扫描方法

注:多种脑部扫描技术可用于测量和研究脑部活动。每一种方法都采用一种特定的技术手段,因此也具有与这种方法相关的独特优势。

2.7.4 哪种扫描方法最好

每种脑部扫描方法都有其优缺点。CT扫描成像质量好,相对成本较低,经常是评估内伤,特别是脑损伤的首选扫描方法。PET扫描现在被用来识别人们脑中的斑块(一种互相交织的“死”细胞簇,它可能是阿尔茨海默病的症状)。这为这种疾病的早期诊断提供了新的机会。fMRI可以揭示在某项特定的任务(例如,说话、看图或解决问题)中脑活动的具体脑区,这种方法在定位特定认知功能的研究中的优势非常明显。就其本身而言,标准的MRI擅长区分脑结构的精细细节,因此它可以帮助神经科医生寻找功能障碍的证据。

然而,需要注意的是,脑部扫描并不能百分之百准确地出具身体和心理状况的诊断。多数时候,它们可以排除某些疾病,或提供一些有助于诊断的证据。因此,它们应该被看成是医生和神经科学家工具箱中非常有用的工具,它们是必要的,但是对更深入的研究来说还不够充分。

随着神经成像技术的不断进步,大家可以持续关注它们的进展。

2.8 人脑的三层结构

学习目标:

解释脑干、边缘系统和大脑皮层的作用。

当然,不同的脑各有差异。但是大象的脑、蜜蜂的脑和人脑有什么区别呢?脑的尺寸重要吗?鸟类和爬行动物的生存依靠的是一个比根茎还小的脑,它们的脑会调节最基本的生命过程和本能反应。我们更加复杂的脑也源自于相似的茎,被称为 脑干 。从进化的角度来看,这是人脑中最古老的祖先,它们负责最基本的功能。在那根茎的上面,我们和我们的表亲哺乳动物进化出了两层脑结构,被称为 边缘系统 (limbic system)和 大脑 (cerebrum),这极大地增加了我们的脑的能力(见图2-10)。

图2-10 脑的主要结构

注:从进化的角度看,脑干和小脑是人脑最古老的部分,然后是边缘系统,大脑皮层是最后进化获得的。

这两层脑结构在调节我们的功能方面发挥了哪些作用?每一层脑组织各具有哪些特殊结构可以帮助我们完成哪些任务?

2.8.1 脑干和它的邻居

如果你曾在无聊的课堂上(或者通宵工作了一个晚上后)努力保持清醒,那么你肯定在跟你的脑干较劲。不过,在多数情况下,脑干在默不作声地执行维持生命的工作,并不令人讨厌。我们可以从脑干的位置推断出它的一项功能:连接脊髓和脑。作为神经通路的管道,它通过身体和脑之间的脊髓长廊上下传递信息。它也是感觉和运动通路,连接脑和对侧的感觉器官与骨骼肌,也就是说,脑的每一个半球和对侧身体相连(对侧通路)。

然而,脑干不仅仅是一个管道,它也将几个重要的信息处理区域连接起来,其中三个区域(延髓、脑桥和网状结构)包含在脑干之中,另外两个紧邻脑干(丘脑和小脑)(Pinel,2005)。从进化的角度来看,这些组织结构非常古老,各种不同动物的脑中都有,包括企鹅、熊猫、蟒蛇、豪猪和人类。你可以从图2-11中看到它们的位置结构。

图2-11 脑干和它周围的神经组织

注:从图中,你可以看到脑干,网状结构垂直穿过它,延髓和脑桥位于中上部。小脑在脑干后面,丘脑在上面。

延髓 (medulla)是脑干上面的一个凸起,它负责调节基本的身体功能,包括呼吸、血压和心率。它的工作模式是“自动驾驶”——不需要意识的参与就可以维持我们内部器官的运转。

延髓的上方有一个更大的凸起,那是 脑桥 (pons),它内部的神经回路可以调节睡眠和做梦周期。顾名思义,脑桥也充当脑干和小脑(参与协调运动)的“桥梁”。

贯穿整个脑干中心的是 网状结构 (reticular formation),它是铅笔形状的神经细胞束,构成了整个脑干的核心。网状结构的功能之一是保持大脑的清醒和警觉。其他功能包括监控输入的感觉信息流并将注意指向新信息或重要信息。因此,不要责怪你的教授讲课讲得不好,让你在课堂上昏昏欲睡的是你的网状结构。

丘脑 (thalamus)是位于脑干上部的一对橄榄球状的神经组织,它接收来自于网状结构的神经纤维。从功能上看,丘脑更像是大脑半球的一部分而不是脑干的附属组织,它像一台计算机的中央处理器,指挥人脑中的输入感觉信息流和输出运动信息流的方向。因此,它接收(除了嗅觉之外的)所有的感觉信息并将它们分发到脑中适宜的加工回路。

最后一个组织是 小脑 (cerebellum),它藏在大脑半球的下面,脑干的后面。它的形状看起来非常像一个小号的大脑——事实上,它的名字来自于拉丁语“小的脑”。小脑的体积大约是整个人脑的10%。小脑密集地布满了神经元——事实上,它包含了整个脑的50%的神经元。这个丰富的神经网络可能可以解释关于小脑功能的一些惊人的发现。虽然长期以来,人们认为它只负责运动协调和平衡(Spencer et al.,2003;Wickelgren,1998),现在神经学家发现小脑在感觉、空间、情绪和认知功能中也有作用。因此,小脑不仅可以在你骑车、打棒球或跑下楼梯时帮助你无意识地、精确地移动你的脚,它也能帮你阅读GPS扫描结果、提前规划、记忆和进行有技巧的谈话(Schmahmann,2010;Schmahmann & Caplan,2006)。小脑通过与大脑其他区域的广泛连接网络,促进了与大脑其他部分相关的各种任务。

小脑功能的主要研究人员神经学家杰里米·施马曼(Jeremy Schmahmann)认为,小脑本质上是所有这些活动的“精细调节器”。我们早已知道,当小脑功能失常时,一个人可能还可以走路,但是他的动作不连贯,非常笨拙,而且难以保持平衡。我们现在知道小脑在我们的思维和情绪中起着相似的作用,帮助我们的思维保持流畅和有条理,使我们能及时做出反应,并且使我们的情绪适宜我们的社会情境。这种联系的证据来自于小脑损伤的个体——包括精神分裂症患者,他们经常在这些功能上存在缺陷。因此,研究人员正在考察小脑损伤是否是精神分裂症背后的原因(Okugawa,2013)。这个脑结构也会帮助我们了解环境刺激和反射行为之间的联系,例如,你在诊所看到针头时就会害怕(Hazeltine & Ivry,2002;Thompson & Steinmetz,2009)。

总之,脑干和它的邻居控制着运动和生命的最基本的大多数功能。再次提醒一下,它们的大多数功能都是自动化的,不需要意识的参与。然而,人脑的另外两层会更明显地出现在意识中(见图2-12)。

图2-12 脑干和它周围神经组织的结构和功能

注:回顾你学过的脑的结构,并且总结其关键功能。

2.8.2 边缘系统:情绪、记忆及其他

我们很遗憾地告诉你,你的宠物金丝雀或漂亮的金鱼并没有与我们哺乳动物类似的情绪“装置”。你看,只有哺乳动物才有一个发育完全的边缘系统,它是围绕着丘脑的一些结构的集合,它位于大脑半球的深处,脑干的顶部(见图2-13)。

图2-13 边缘系统

注:边缘系统参与动机、情绪和某些记忆的加工。

这些羊角状的结构大大增强了我们的情绪和记忆能力,使我们拥有了心理灵活性这一巨大优势。因为有边缘系统,我们不需要像低级动物一样,行为完全依赖本能和反射。

边缘系统也包含了其他一些模块,例如,调节饥饿、口渴和体温等过程。总体来说,边缘系统是人脑控制情绪、动机、记忆和保持身体平衡的“指挥所”。下面让我们仔细了解它的每一个模块及其相应的功能。

海马和记忆

海马(hippocampus)是我们的记忆系统,它在500年前因为形状像海洋动物海马而得名。脑的每一侧都有一个海马,一共有两个海马(见图2-12)。海马的一个任务是帮助我们记住物体的位置,例如,你把车子停在了一个大停车场的哪个位置(Squire,2007)。海马似乎会随经验的增加而长大。一项针对伦敦出租车司机的研究发现,出租车司机的海马比不开出租车的普通人更大,而且司机的经验越多,他的海马就越大(Maguire et al.,2003)。

除了空间记忆外,海马对记忆存储也起到关键作用。例如,亨利·莫莱森(HenryMolaison)的悲惨故事证明了这一点。亨利·莫莱森更广为人知的名字是H.M.(为了保护他的隐私,在他生前,别人都用首字母来称呼他)。1953年,当时H.M.二十刚出头,为了治疗已经威胁到他生命的频繁发作的癫痫,他接受了一项激进的、实验性的脑手术(Hilts,1995)。这项手术切除了他的脑两侧的大部分海马,成功减少了癫痫发作的次数。不幸的是,这项手术也产生了一个不可预测的、灾难性的副作用:手术之后,新的经历在事情发生之后就会立即从他的记忆中消失,但他对手术之前的事情的记忆完好无损。在他的余生中,当他试图回忆1953年之后的事情时,得到的是一片空白。他甚至不能记住每天照顾他的人。直到2008年去世之前,他还相信自己活在1953年。这个故事以及其他确凿证据表明,虽然海马不是记忆存储的地方,但是它对于创造新的记忆至关重要。

海马(左右半球各有一个)对于创建新的记忆至关重要,在空间记忆方面也起关键作用。

杏仁核和情绪

另一个边缘系统的组成部分是 杏仁核 (amygdala),它的名字也来自于它的形状,在希腊语中的意思是“杏仁”。和其他脑结构一样,杏仁核也有两个,位于双侧海马的前面(见图2-12)。

为了了解杏仁核的功能,海因里希·克鲁弗(HeinrichKlüver)和保罗·布西(PaulBucy)(1939)设计了一项经典的实验,采用外科手术切断了脾气暴躁的恒河猴的双侧杏仁核之间的连接。术后,这些动物变得非常温顺,连克鲁弗和布西都感到非常吃惊。他们的发现首次清晰地证明了杏仁核在恐惧和攻击性中的作用。当我们感到威胁时,这个脑结构会变得特别活跃,它在我们应对恐惧时起着关键作用。

杏仁核(和大多数脑结构一样,我们实际上有两个杏仁核,每个半球一个)在恐惧和其他与生存相关的情绪中起关键作用。它位于海马前面。它的两个部分互相调节,使用记忆来校准情绪反应。

近期的研究拓展了我们对杏仁核的认识。例如,杏仁核会和海马协同工作,这样对先前经验的记忆就会帮助我们矫正当前的情绪反应(Roozendaal et al.,2009)。例如,一个曾在车祸中受伤的人可能会对其他司机做出的一个小小的威胁(例如,尾随)表现得反应过度。这可以解释创伤后应激障碍(PTSD)的一些负向触发反应。当男性和女性观看性唤起图片时,杏仁核也会活跃起来(男性的活跃程度更高)(Hamann,2005),这表明杏仁核不仅参与了消极情绪反应,也参与了积极情绪加工。杏仁核还被认为是在 孤独症谱系障碍 (autism spectrum disorders)中起作用的几个脑结构之一,例如,孤独症个体的杏仁核通常较大(Baron-Cohen et al.,2000)。

下丘脑和动机控制

我们曾在前面谈到过 下丘脑 (hypothalamus)( hypo 在希腊语中是下面的意思,所以这个名字告诉我们它的位置在丘脑的下面)。它是边缘系统中保持身体处于稳定、平衡状态的结构。这一功能部分是通过启动内分泌系统信息实现的。你可能记得在健康或生物课上学过这一过程,它叫作 内稳态 (homeostasis)。下丘脑富含血液和神经元,因此它的功能之一是充当脑血液分析实验室。通过对血液的持续监测,它可以探测体温、血流水平和营养物质的微小变化。当它发现某种不平衡(例如,水太多或者水太少)时,下丘脑会立刻发出命令来设法恢复平衡。

下丘脑还是脑的快乐中枢或奖赏回路,它会产生由饮食、性或其他药物引起的积极情绪(Olds & Fobes,1981;Pinel,2005)。另一些活动也能刺激边缘系统的快乐回路,包括幽默、坐过山车之类的刺激活动,甚至品尝味道浓郁的巧克力(Small et al.,2001;Watson et al.,2007)。

多巴胺是在这些快乐回路中起关键作用的几种神经递质之一。每一次我们投入一项愉快的活动中去时,多巴胺就会被释放出来,使我们感觉良好,这样我们就会渴望再尝试一次(无论对象是食物、性、药物或其他任何东西),以获得同样的“快感”。这些进化而来的奖赏中枢激励我们做出有利于生存的行为。然而,滥用药物也会以相同的方式刺激我们的奖赏中枢,并且它们会更加有效。因此,滥用药物可能会劫持具有成瘾倾向的个体的奖赏回路,刺激他们去寻求更多的药物,同时忽略竞争性的生物需求(Volkow et al.,2010)。

下丘脑也会以其他方式产生影响。虽然它的很多工作都是在无意识状态下进行的,下丘脑也将神经信息发送到“更高级”的加工脑区,使我们意识到它的需求(例如,感到饥饿)。它也会通过对垂体的影响来控制我们的内部器官,垂体位于脑底部下丘脑的下方。因此,下丘脑充当着神经系统和内分泌系统的纽带来调节情绪唤起和应激。

2.8.3 大脑皮层:人脑的思考帽

当你观察整个人脑的时候,你看到的大部分是凸起的 大脑半球 ——它比你握紧贴在一起的两个拳头大一点。你可能会注意到它们被一条称为“ 胼胝体 ”(corpus callosum)的纤维束连接在一起,两个半球通过胼胝体进行沟通。近乎对称的两个半球包括厚厚的一层(被称为 大脑 ,这部分的质量约为人脑的三分之二),以及大部分边缘系统。大脑最外面薄薄的一层是 大脑皮层 (cerebral cortex),它是人脑的思考帽:它独特的褶皱表面使得超过100亿的神经元可以聚集在几毫米的厚度中。如果把褶皱摊平,皮层表面大约有一张打开的报纸那么大。但是由于其表面卷曲盘绕,我们只能看到大约三分之一的皮层。

一个健康的人脑分成两半,这样就露出了脑表面的回(凸起)和沟(凹陷)。这些沟回形成的褶皱可以使数十亿的脑细胞挤进很小的一个区域。

大脑皮层有什么功能呢?它就是内在的你!它是我们最强大的心理力量所在的地方,它加工我们所有的感觉,存储记忆,并且做出决策。它还有很多其他功能,我们在后续小节中讨论大脑各个脑区时会介绍这些功能。

虽然我们人类为我们的“大”脑感到自豪,但是实际上,我们的脑并不是这个星球上最大的脑。所有大型动物的脑都很大——事实上相比于智力,脑的大小与体型的关系更密切。有褶皱的皮层也不是人类特有的。所有大型动物的皮层都是卷曲盘绕的。也许这伤害了你的自尊,但请放轻松一点,相对于我们的体重来说,我们的大脑皮层要比其他拥有脑的生物大得多。虽然没有人知道为什么人类的脑会如此大,以及它是怎么变得这么大的(Buss,2008;Pennisi,2006),但相比于其他动物,人类的独特性在于我们的脑的运作方式而不是大小。值得一提的是,女性的脑比男性拥有更多的褶皱,而男性的脑平均而言比女性更大(Luders et al.,2004)。

2.9 大脑皮层的脑叶

学习目标:

区分大脑皮层的每一个脑叶的独特功能。

18世纪90年代后期,著名的奥地利医生弗朗茨·约瑟夫·加尔(Franz Joseph Gall)将自己的科研重心放在一个理论上,该理论提出大脑的特定脑区控制特定的心理功能,例如,听、说、运动、视觉和记忆。但是,他把这个很明智的理论推向了极端:在他的 颅相学 phrenology )中,加尔声称脑也有专门用于灵性、希望、仁慈、友谊、毁灭和谨慎等特质的区域。并且,他声称这些特质可以通过颅骨上的凸起检测出来,于是催生了一个“读取”这些特质的小型诈骗行业。在19世纪30年代,包括哈佛教授在内的成千上万的人涌进颅相学讲座,很多人付费来“看”自己的颅像,他们会把这些结果用于做出人际关系、职业,甚至招聘等方面的决定。

加尔的观点引起了公众的关注,并且非常受欢迎,即使这个理论大部分都是错误的。然而,在一个重要的观点上,他是绝对正确的: 功能定位学说 ,即 大脑不同的部分执行不同的任务 。现代神经科学的发现证实了这一观点,并帮助我们修正了加尔关于大脑皮层错误的看法。我们现在对大脑皮层的主要功能有了更准确的理解(见图2-14)。

图2-14 颅相学的人脑

注:虽然颅相学被证实是伪科学,但是脑的不同区域具有不同的功能这种观点是正确的。

2.9.1 额叶

你选择的专业,你的暑期计划和你处理课程的能力,你的工作和你的个人生活在很大部分上依赖于脑前面的皮层区域,它被命名为额叶(frontal lobes,每个半球都有一个,见图2-15)。

图2-15 大脑皮层的4个脑叶

最前面的区域被称为前额皮层(prefrontal cortex)。前额皮层的神经回路承担着我们最高级的心理功能——执行功能(executive functions),例如,决策、目标设定和跟进、未来预测等(Miller,2006)。正如菲尼亚斯·盖奇的案例所展示的那样,人格、气质和“自我”意识等心理特质的生物学基础也在这里(Bower,2006)。前额皮层对于“人之所以为人”有着重要的作用。

前额皮层的后面有一块条状的特殊皮层,它能将我们的思想转化为行动。这就是 运动皮层 (motor cortex),这块脑区的名字来自于它的主要功能:通过给运动神经和随意肌发送信号来控制躯体运动。正如你在图2-16所看到的,运动皮层包含了一个上下颠倒的身体映射,我们用一个 小矮人 来表示(见图中扭曲的“小人”)。

仔细观察这个运动小矮人,你会发现,其身体的某些部分被放大了,这表明脑将更大的皮层区域分配给了这些需要精细运动控制的身体部件,例如,嘴唇、舌头和手。最夸张的区域表征的是手指(特别是拇指),这可能反映了操控物体的重要性。另一个大区域和面部肌肉相联系,被用于表达情绪。不过,还记得对侧加工吗?因此,你的左眼眨一下源于右侧运动皮层,而你的左侧运动皮层则可以让你眨右眼。

左前额皮层在语言中的作用

对大多数人而言,左前额皮层的另一个重要功能是产生语言(见图2-15)。这个特异性区域是由19世纪中叶的法国神经学家保罗·布洛卡(Paul Broca)首次发现的。因此,这个区域被命名为“布洛卡区”。一个人的布洛卡区受损会使他失去说话的能力。你可能已经猜到了,吉尔·波特·泰勒的中风导致她的布洛卡区受损,这就是她失去了说话能力的原因。但是,理解语言的能力却源于人脑的其他地方。

图2-16 运动皮层和躯体感觉皮层

布洛卡区位于额叶左侧,它对于语言的产生至关重要,但是它与口语或手势(如美国手语)等语言表达无关。

前额皮层中的镜像神经元

在20世纪90年代后期,神经科学家研究恒河猴的脑时,发现了一类新的神经元,被称为 镜像神经元 (mirror neurons),位于恒河猴的脑的运动区。当一只猴子观察到另一只猴子在进行目标导向的行为(例如,从盒子里拿出一个苹果或用杯子喝水)时,它的镜像神经元会放电,就好像观察者自己也完成了这个动作一样。实际上,观察猴的脑正在“镜像”它观察到的这个动作。由于灵长类动物的脑与人类的大脑在很多方面非常相似,这项发现引导科学家对人类镜像神经元的作用进行了大量的预测。一位著名的科学家甚至预测镜像神经元对于心理学的意义就像DNA的发现对于生物学的意义一样(Ramachandran,2000)!但是,我们有多少证据支持这些想法呢?

镜像神经元的发现者之一贾科莫·里佐拉蒂(Giacomo Rizzolatti)认为这些特异性神经元的放电伴随着对他人意图的理解(Rizzolatti et al.,2006)。例如,当你看见一个人在微笑时,你的镜像神经元放电了,这可能是你感受到了与微笑相联系的感觉。这些反过来促进了你与他人交流的能力,甚至促进了同理心的发展。里佐拉蒂和他的合作者甚至把这一观点往前推进了一步,提出镜像神经元的功能障碍可能是孤独症谱系障碍中社交能力受损的背后机制(Dapretto et al.,2006)。

然而,批评者指出镜像神经元追捧者的某些极端观点中存在几个问题(Kilner & Lemon,2013)。一个问题是相关-因果谬误(correlation-causation fallacy)。例如,仅仅因为当我们观察到另一个人进行某项运动时我们自己的运动皮层也会被激活,我们不能得出神经元的放电使得我们能理解那个动作这一结论。它的原因可能是相反的:我们对这个行为的识别(基于我们自己过去完成这个动作的记忆)可以激发这些神经元放电(Hickok,2009)。因此,现阶段提出孤独症患者缺乏模仿能力是因为镜像神经元受损这一观点还为时尚早。如果研究人员忽视了孤独症研究中其他有前途的方向而偏好这一观点,这种做法可能就是危险的(Hickok,2014)。仅仅因为两件事情之间存在相关联系并不意味着我们可以假设其中一件事是另一件事的原因。

第二个问题,也可能是更重要的一点是镜像神经元的活动意味着观察者理解动作的含义或意图(而不是简单的识别)的这种看法。例如,如果你看见玛丽拿起一个杯子,你可能就会从她拿杯子的方式推测出她想要喝水(而不是想要把杯子给别人)。镜像神经元追捧者认为镜像神经元这一概念包含了对动作的理解,换句话说,镜像神经元的活动促使人们对他人的动机和行为有更深的理解,并由此得出一个更普遍的结论:镜像神经元是共情和社会理解的神经基础。但是镜像神经元之外的其他领域的研究清楚地显示理解他人的动机可以不需要镜像神经系统的参与,它可以部分通过分析思维技能获得(Hickok,2010;Keysers,2010)。因此,镜像神经元是人类共情反应的根源这一假设并没有得到研究支持,并且这一假设忽略了对共情原因的其他研究发现。

总而言之,虽然镜像神经元回路的发现确实令人兴奋,并且它可能确实是理解人类思维、情绪和行为的一大重要进展,但是我们必须提醒自己非凡的主张需要强有力的证据,而在此之前,我们需要克制一下自己的热情。

2.9.2 顶叶

双侧额叶的后面有两大块皮层,专门负责感觉(见图2-15)。 顶叶 (parietal lobes)使我们可以感受热水澡的温暖、丝绸的光滑、肘击的粗暴和抚摸的温柔。 躯体感觉皮层 (somatosensory cortex)是顶叶上的一条特殊地带,它对临近的运动皮层带(位于额叶)进行镜像。躯体感觉皮层有两个主要功能:第一,它是全身触觉、温度觉、痛觉和应激觉的主要加工区(Graziano et al.,2000;Helmuth,2000);第二,它将这些信息与身体的心理地图(图2-16中的小矮人)关联起来,帮助我们定位这些信息的来源。

顶叶中的其他区域会追踪身体各个部位的位置,使你不会咬到自己的舌头或踩到自己的脚趾。当你的腿麻了的时候,除了刺痛感你不会有其他任何感觉,这是因为你暂时性地切断了神经细胞的信号,这些神经细胞本来要将感觉信息传送到顶叶的身体地图。

两个半球的顶叶各有所长。除了感觉加工和身体部位追踪之外,右顶叶还帮助我们在三维空间中定位我们感觉到的物体的位置。它为我们的日常生活提供导航,从起床到走向浴室,穿上衣服,再到上学或上班,等等。左顶叶也有自己的特殊能力。它专门从事数学推理和语音来源的定位(例如,有人叫你的名字时)。它也和颞叶合作来提取言语和文字中的意义。

顶叶位于额叶后面,专门处理感觉。左顶叶对于数学推理很重要,右顶叶参与空间意识。

2.9.3 颞叶

当电话铃响或喇叭声响时,声音会到达你的 颞叶 (temporal lobes),它位于你耳朵的上方,在大脑半球的最边上(见图2-15)。在那里,听觉皮层可以帮助你理解声音。

但是,颞叶并非仅仅负责听觉。大多数人左侧听觉皮层中都有一个特殊的区域(与顶叶的下方相连),被称为威尔尼克区(Wernick's area),它帮助我们加工语言的含义。当吉尔·波特·泰勒在中风期间给同事打电话求助时,她可以听见同事说话,但是听起来像是胡言乱语。她当时想着:“哦,天哪,他听起来像是在学狗叫!”(Taylor,2009)这是因为当时她的大脑的威尔尼克区受损,抑制了她的语言理解能力。语言的表达方式(口头语言和手语)似乎并不重要:对听障人士的研究发现他们理解符号语言也是通过相同的脑区(Neville et al.,1998)。

颞叶包含了加工声音的听觉皮层。颞叶也参与记忆:左颞叶损伤会破坏语言记忆,而右颞叶损伤会影响艺术和音乐的记忆。

威尔尼克区在左颞叶,对于理解语言至关重要。

不过,这还不是颞叶的全部功能。部分颞叶从视觉皮层中“承包”了面孔识别的工作。另一些颞叶区域与海马一起完成了长时记忆存储这项重要的任务。甚至颞叶皮层还有一块特殊的区域专门负责感知人的身体(Kanwisher,2006;Tsao,2006)。最后,右颞叶在理解语言中的情绪方面起着重要作用,这可以解释为什么吉尔同事声音中的温和语气让她感到安心(她的大脑右半球完好无损),相信他会帮助她,尽管她听不懂他的话(Taylor,2009)。

2.9.4 枕叶

你有没有撞到头后感到“眼冒金星”的经历?如果有,这种感觉可能是因为你的脑后侧的 枕叶 (occipital lobes)受到刺激(见图2-15)。正常情况下,枕叶接收来自眼睛的信息。那里的视觉皮层整合了多种感觉信息,并将它们转化为我们周围世界的可识别的连续的图像。

为了构建外部世界的图像,脑将输入的视觉信息分开,并将它们发送到不同的皮层区域来进行颜色、运动、形状和阴影的加工。但是,枕叶并不能单独完成全部工作。正如我们在前面提到的,它们与相邻的顶叶脑区协同工作来确定物体在空间中的位置。它们也会与颞叶一起工作来生成视觉记忆(Ishai & Sagi,1995;Miyashita,1995)。我们也应该注意到先天性盲人会使用视觉皮层来帮助他们阅读盲文(Amedi et al.,2005;Barach,2003)。

枕叶包含了视觉皮层,负责加工视觉刺激。

2.9.5 联合皮层

在完成多任务的艰巨工作时,我们的脑不仅要依赖皮层的“初级加工区域”(我们前面提到的运动、感觉、视觉和听觉皮层),也要依赖皮层的“联合区域”(见图2-17)。

图2-17 脑区的合作

注:皮层的联合区在理解和综合来自初级脑区的输入信息上起关键作用。

联合皮层 (association cortex)的名字来自于人们相信复杂的思想源自于观点间的相互联合这一观念。联合皮层占据整个大脑皮层的一半以上。但是,在去往联合皮层之前,来自感觉器官的原始数据必须在皮层的专门区域进行加工。

例如,初级视觉皮层加工原始视觉刺激,像单词中有哪些字母和是否有大小写之类的。然后,视觉联合皮层解释这条信息的含义,例如,感知整个单词或句子。听觉联合皮层也对来自初级听觉皮层的数据进行类似的操作。其他的初级皮层和相联系的联合皮层也是类似的关系。因此,联合皮层对原始数据进行解释,并将它置于合适的情境中,使我们能够理解和使用数据所提供的信息。通过这种方式,遍布脑叶的不同的联合皮层解释感觉、制订计划、做出决策和为行动做准备,所有这些正是我们人类所擅长的、区别于其他动物的心理力量。

然而,没有哪个单一脑区独立负责情绪、记忆、人格或其他复杂的心理特质,不存在任何一项主要的技能是由单一“脑中心”完成的。相反,每一项心理或行为过程都包含了许多脑网络的协同工作,每一个脑网络都是某一项特定任务的专家(Damasio,2003;LeDoux,2002)。例如,当你在做接听电话这样简单的事时,你用你的颞叶听到电话铃声,在额叶的帮助下理解它的含义,用枕叶和顶叶进行视觉定位,在额叶、顶叶和小脑的指挥下开始拿起听筒,然后再次使用额叶和颞叶回路进行电话交谈。如果没有位于脑深处的回路(边缘系统、丘脑、脑干、小脑和其他组织结构)进行沟通,那么皮层就无法完成它的工作。

很明显,脑通常会设法将“所有的信息聚集在一起”,以协调一致的方式来理解和应对这个世界。神经科学家尚不清楚它是 如何 做到这一点的,这已经成为现代心理学最大的谜题之一。不过,近期的研究工作提供了一些线索。我们的脑一直保持活跃状态,即使当我们睡着的时候,脑也会发出协调的脑波传遍整个皮层网络。研究人员认为这些来自间隔很远的脑区的皮层以某种方式协同活动(Buzsáki,2006)。从受孕到死亡,不管我们是在工作、玩耍、走路还是睡觉,所有这些繁忙的神经网络都在彼此协调地工作,并且在多数情况下我们对此毫无觉察。

2.10 大脑半球优势

学习目标:

分析脑两个半球的相似性和不同之处。

在我们对脑的多种结构及其功能的讨论中,我们对左右半球的功能进行了一些区分。例如,我们知道右半球受损的人不会出现言语困难,但是可能会在空间定位方面遇到一些麻烦,例如,在熟悉的地方迷路或者不能完成一副简单的拼图。这种每一个半球分管不同任务的倾向被称为 大脑半球优势 (cerebral dominance),这是一个经常被夸大的概念。虽然确实有些过程更多地受左半球控制,而另一些是右半球主要负责的任务,但是 两个半球始终协同工作才能生成我们的思维、感受和行动 。得益于胼胝体在半球间所进行的沟通工作,脑才能实现这一点。那么,左右半球有哪些不同之处呢?

胼胝体沟通左右两个半球,使左右半球可以协调我们的大多数思维、感受和行为。

2.10.1 语言和沟通

正如我们所了解的,虽然双侧脑都有一定程度的参与,但是语言功能通常是由左半球负责的。通常,左侧脑在生成和加工说话的内容上更加活跃。相比之下,右脑负责理解说话的情绪基调(Vingerhoets et al.,2003),就像我们在吉尔中风的故事中曾提到的。右脑也负责解释他人的情绪反应和他们沟通中的非言语信号。对于我们自己的情绪,负面情绪(例如,害怕和恐惧)的控制通常由右额叶负责,而左额叶通常负责调节积极情绪(例如,快乐)(Davidson,2000b)。

2.10.2 不同的加工风格

因此,脑的两个半球通常不会彼此竞争。相反,它们在同一个任务中起着不同的作用。用神经科学家的术语来说,两个半球有着不同却互补的 加工风格 。例如,左半球通过分析和语言对物体进行归类——比如,功能的相似性( 小刀 勺子 );而右半球可能会根据形状和视觉模式匹配物体——比如,将硬币和闹钟配在一起,因为它们都是圆形的(Gazzaniga,1970;Sperry,1968,1982)。总之,我们可以将左半球的认知风格描述为: 分析式的、线性的和序列的 ,而右半球则是更加 整体的、情绪化的和基于空间的 (Reuter-Lorenz & Miller,1998)。在功能正常的脑中,这两种风格相辅相成,生成了对世界的多重视角。

然而,一旦脑受损,就像吉尔的中风,不同的加工风格就会变得非常明显。在吉尔的故事中,她的前半生更多地依赖线性思维:“我花了37年时间热衷于以非常快的速度完成一件又一件的事情。”(Taylor,2009)她的脑左半球的损伤使她的知觉发生了根本性的转变,当她努力计划如何去求助时,她发现自己无法集中思考。这种转变立刻引起了她的注意。她曾认为理所当然的一步一步按时间进行的思维方式消失了,取而代之的是一种对自己和世界完全不同的视角。她惊叹道:“我不急于做任何事情”。她记得自己的那种快乐,感受自己与周围一切事物的联系,敏锐地捕捉他人的情绪,花时间去思考,沉浸于新视角带来的内心深处的平静。

这听起来很像一个人在描述一种宗教的或灵性的体验,宾夕法尼亚大学的神经学研究可以告诉我们原因。研究人员对正在冥想的人进行了复杂的脑部扫描,他们发现在冥想的巅峰时期,左半球联合皮层(这个脑区使我们注意到自己身体的物理边界)的活动急剧下降。因此,冥想专家报告的自我超越和吉尔·泰勒“天人合一”的感受似乎有了生物学基础:当左半球的血流变慢时,我们关于自己是一个独立又特别的有机体的意识逐渐消失了(Newberg et al.,2001)。此外,对冥想者的研究也发现左顶叶的活动减弱与个体对身体与空间之间联系的意识有关(Newberg et al.,2001b)。

2.10.3 有些人与众不同,但这很正常

让大脑半球优势变得更复杂的是,有时候,不同人的优势模式是不一样的。发现这一现象的研究采用了 经颅磁刺激 (transcranial magnetic stimulation,TMS)技术,该技术将强大的(但是无害的)磁脉冲穿过颅骨传送到脑。磁场会干扰脑的电活动,从而暂时性地使目标脑区失去功能。令人惊讶的是,当左侧语言区接受TMS时,有些人(通常是左撇子)的语言功能并没有受到影响。总体来说,这些研究发现大约十分之一的人主要用右脑进行语言加工。另外十分之一的人(再次强调,通常是左撇子)的语言功能由双侧脑共同承担(Knecht et al.,2002)。这表明了一个很重要的观点,尽管我们了解脑的形态,但是实际上它的精确边界在某种程度上是可变的,而且因人而异。

2.10.4 男性和女性的脑

在一个认为“越大越好”的文化中,男性的大脑比女性的更大这一不容辩驳的事实引起了巨大的争议。当然,真正的问题是:对脑而言,尺寸真的很重要吗?大部分神经科学家认为这只是因为男性的体型更大,其实并没有什么其他的重要意义(Brannon,2008)。

在脑中,某些结构也有性别差异。下丘脑中的某一部分被认为与性行为有关,也许还和性别认同有关。男性的这个部位比女性更大。有些研究认为男性的脑更具偏侧化,而女性倾向于将能力(例如,语言)分布在双侧脑;然而,这些领域的研究并没有得出一致的结论(Sommer et al.,2004)。如果偏侧化的差异确实存在,那么它也许可以解释为什么在中风之后女性比男性更容易恢复说话能力。除此之外,这种差异还有什么优势目前尚不清楚。

时至今日,还没有人确定过任何一种由男性和女性的脑的生理差异所造成的心理差异。这类研究仍在继续,但是我们建议带着批判性的眼光来看待新的观点,特别要警惕那些会影响结果解释的偏见。事实上,本章的结尾部分(“批判性思维的应用”)会帮助你做到这一点。

2.10.5 奇怪而引人入胜的案例:裂脑人

想象一下,如果你的脑的两个半球不能沟通(你的脑“分裂”成两半),你的世界会变成什么样子?你会有两个“心理”吗?(见图2-18)

图2-18 胼胝体

注:当脑“分裂”成两半时,实际上只有胼胝体被切断了。这种手术会阻断两个半球沟通。令人惊讶的是,在大多数情况下,裂脑人的行为表现和正常人一样。然而,特定的实验室实验显示分裂脑会产生双重意识。

这不是一个随便聊聊的话题,因为有些人确实有“分裂的脑”。这些人往往是为了治疗持续发作的癫痫而接受了外科手术。在手术之前,这些人的脑会有不正常的放电活动,并且会在两个半球之间来回震荡,从而快速导致癫痫发作——就好像麦克风的回声突然产生很大的噪声一样。因此,医生设法切断胼胝体(连接两个半球的组织)来防止癫痫发作。但是,这需要付出心理上的代价吗?令人奇怪的是,除了极端情况外,裂脑人在心理和行为上似乎不受任何影响。

诺贝尔奖获得者罗杰·斯佩里(Roger Sperry)(1968)和他的同事迈克尔·加扎尼加(Michael Gazzaniga)(2005)设计非常巧妙的测试就是这些特殊情况之一。例如,如图2-19所示,裂脑人的左手握住一个球(看不见球)时,他不能通过触觉来识别这个球,但是当他用右手握住这个球时他就可以识别它。

图2-19 裂脑人测试

注:裂脑人可以准确地说出位于右手的看不见的物体是什么。但是当物体位于左手时,他不能地识别这个物体。为什么呢?

我们应当如何解释这些奇怪的发现呢?让我们来看看是否能用本章的知识来解开这个奇特的难题。

双重意识

大脑的这种古怪表现引出了斯佩里和加扎尼加工作中最有趣的发现:裂脑人存在 双重意识 。当两个半球接收到不同的信息时,患者的表现就好像内心存在两个独立的个体一样。一个病人报告,他的左手经常会不合时宜地拉开裤子拉链或解开衬衫扣子,特别是当他感到压力的时候。另一个病人说,他的左手经常会不听话,会在他看电视节目的途中把电视关掉(Joseph,1988)。为什么呢?斯佩里认为右半球控制着左手,但是它几乎没有语言能力,所以它只能通过吸引注意力的某种方式来试图找到一条沟通的途径(Sperry,1964)。

但是,我们不能随便将裂脑人的这些发现推广到脑正常的个体中,我们必须非常谨慎。加扎尼加(1998a,1998b)建议我们将人类的心理看作是一个 思想联盟 (confederation of minds),它既不是单一的实体也不是双重实体,每个半球都会处理特定类型的信息。因此,对于大多数人来说,胼胝体是帮助我们的思想联盟进行信息共享的连接通道。最后,让我们再回到本节开始的核心概念2.3:脑由许多专门化的模块构成,这些模块一起工作,创造出了心理和行为(Baynes et al.,1998;Strauss,1998)。

2.10.6 脑损伤

几乎每个人都认识某个因为事故、中风或肿瘤而导致脑损伤的人。你新学到的关于脑和行为的知识将会帮助你理解这些人面临的困难和问题。

如果你知道他的哪些能力丧失了或改变了,那么你通常就可以判断出他的脑的哪些部位受损,特别是当你记住下面三条简单的原则时:

1. 因为对侧加工,每一侧脑都会与对侧身体进行通信。因此,如果症状都出现在身体一侧,那么这很可能是因为对侧脑受损(见图2-20)。

图2-20 脑半球损伤对对侧身体的影响

2. 对大部分人来说,语言通常是左脑的功能。

3. 每个脑叶都有特定的功能:

(1)枕叶负责视觉;

(2)颞叶负责听觉、记忆和面孔识别;

(3)顶叶负责定位感觉的空间位置(包括体表);

(4)额叶负责运动、言语和情绪的产生以及某些我们称之为“思维”或“智力”的高级心理功能。

以下是本书作者之一鲍勃(Bob,罗伯特的昵称)对脑知识的运用:

我没有注意到我爸爸走路的时候右脚脚趾轻轻地拖着地。但是晚上在家附近散步,爸爸跟不上妈妈轻快的脚步,这时候我妈妈注意到了爸爸的异样。我只是觉得他年纪大了,走路有点慢。

爸爸也对他的症状漫不经心,但是妈妈坚持让他去看看医生。她预约了一个医生。医生安排了一次脑部扫描,结果显示在爸爸的脑左侧有一个很大的肿块,一个肿瘤。

你可以在图2-21中看到,图2-21是穿过双耳的头部扫描图。

图2-21 脑肿瘤的MRI图

注:这是一张头部的冠状切面图,图中显示脑左侧与右脚相关的脑区有一个很大的肿块。在图的底部,我们可以看到小脑的横切面。从图中我们同样可以看到大脑皮层的褶皱。在图的中央,你可以看到两个脑室(充满脑脊液的空腔),阿尔茨海默病的病人的脑室经常会增大,这里的脑室也有点增大。这张扫描图来自本书作者之一鲍勃·约翰逊的父亲。

基于本章中你学到的关于脑的知识,你能说出扫描图中的哪些内容可以解释病人的症状吗?

看到这幅图片的时候,我立刻就明白出了什么问题。肿瘤所在的位置会影响脑对脚的追踪定位。每一侧脑都会和对侧身体进行通信,这就很容易理解为什么出现在爸爸的脑的左侧(图的右边)的肿瘤会影响左半球与右脚之间的交流。

神经学家还告诉我们病变组织不在脑里面。相反,它位于脑和脊髓周围的囊状层。在这份糟心的报告中,这是一个好消息。尽管如此,肿瘤正在长大并给脑造成压力。医生的建议是几周后进行手术治疗。

在这段困难时期,我为我的专业训练感到欣慰。作为一名心理学家,我对脑、脑疾病和治疗有所了解。这使我可以在儿子和心理学家之间来回切换视角。当我想到我父亲的脑正在疾病中挣扎,这种切换可以帮助我处理我自己的情绪。

令人难过的是,手术并没有出现我们希望的奇迹。虽然每年都有成千上万的人接受了脑部手术,很多人的生活质量得到了提升,寿命延长了,但是要记得这是在给重症患者进行手术。事实上,手术确实让爸爸有了更多的时间可以陪伴我们。

心理学很有用 接触式运动和创伤性脑损伤

尽管我们的脑具有惊人的能力和可塑性,可以从受伤和疾病中完全或部分康复,但是我们的脑仍然是一个脆弱的器官。它并不总是能够从创伤中恢复过来。近年来,随着接触式运动造成的创伤性脑损伤(traumatic brain injury,TBI)的例子越来越多,公众对脑需要保护的认识也日益增强。

一个知名的案例是2012年传奇橄榄球巨星朱尼·西沃(Junior Seau)的自杀悲剧。西沃的故事很励志,他是一位坚强又勇猛的球员、一个聪明的商人和一个深受人们爱戴的圣迭戈市民,他致力于帮助高危青年,多年来他付出了沉重的代价来为大家敲响警钟:他的尸检报告显示他患有与脑震荡史有关的慢性脑部疾病。他的前队友纳特罗内·米恩斯(Natrone Means)说:“我们是‘闻一下嗅盐,醒过来就回到场上去’的一代。”尽管他性格开朗,但是认识他的人都认为,在他的最后几年里,朱尼已经不再是他自己了。他的行为变得越发古怪,失眠困扰着他,并且他做了一系列越来越糟糕的决定。最终,他结束了自己的生命。

令人难过的是,西沃的故事并非单一个案。最近的一项研究查看了美国职业橄榄球联盟运动员的医疗记录,发现大约有30%的人曾经历过认知障碍——这个比例明显高于普通人(O’Brien,2014)。不仅仅是橄榄球,从足球到滑雪等运动引起的脑震荡都会造成创伤性脑损伤,而拳击和综合格斗尤为严重。也许最令人不安的是,它也会影响参加接触式运动的儿童和青少年:急诊室每年都要治疗25万名参加运动受了脑外伤的年轻人(White House Fact Sheet,2014)。根据美国疾病控制与预防中心的数据,年轻运动员反复脑震荡会导致永久性的脑损伤(CDC's Heads Up Program,Concussion Fact Sheet,2013)。

在布防期间和布防之后,战斗人员也经常会出现创伤性脑损伤。简易爆炸装置的爆炸也会引起脑震荡或TBI。由于TBI是内伤,所以经常被忽略,退伍军人回家之后却因失眠、头疼、头晕、平衡和注意力问题而苦苦挣扎。然而,这些TBI的典型症状是可以被治愈的,只要它们被诊断出来。

美国职业橄榄球联盟的超级巨星西沃的自杀悲剧引起了人们对接触式运动造成的创伤性脑损伤的关注。

幸运的是,专业机构和青年组织开始认真对待TBI,对脑震荡进行更常规的筛查,努力开发保护性更好的头盔,并对脑震荡给予更严格和更早的治疗。在军队中,大量资源被投入脑损伤的检测和治疗中,以期实现更早和更有效的检测与治疗。这对我们所有人来说都是一个好消息:虽然TBI因受伤的士兵和运动员的故事而获得关注,但有更多的人因跌倒或车祸等常见情况而使脑部受伤。加利福尼亚大学神经外科医生格里·曼利(Gerry Manley)指出,许多有TBI的人从来没有接受过诊断,因此他们终其一生从感觉到说话,从语言再到认知加工,甚至情绪修复等方面存在长期问题。事实上,每50个美国人中就有一个存在TBI引起的残疾,每年会花费770亿美元的国家医疗保健费用(Norris,2013)。如果你希望获取更多信息,请读者查看脑创伤基金会(Brain Trauma Foundation)的网站和美国疾病控制与预防中心的HEADS UP计划。

写一写
提高TBI意识

通过他从事的运动或工作和爱好,确定你认识的某个人可能会有TBI的风险。使用你学到的知识,写一个简短的说明让他了解TBI的症状,你可以用便条或者对话的形式。

批判性思维的应用:左脑与右脑

大部分人真具有左脑优势或右脑优势吗?还是真相其实没有那么简单?

你更愿意解一道数学题还是创作一幅画?写一篇学术文章还是编一个故事?根据流行科学的说法,你对这类问题的回答揭示了你是一个“左脑人”还是一个“右脑人”。并且,他们还会鼓励你根据这个信息进行职业选择。这些说法科学吗?

裂脑人研究和脑双侧加工信息的差异已经引起了公众的兴趣。媒体声称左脑是逻辑脑,右脑是情绪脑。这很容易使人得出错误的结论:你的朋友贾马尔偏好分析,他的生活主要依靠左脑;而贾马尔的妻子巴布对别人的情绪更加敏感,她主要依靠右脑来处理生活经历。

伪科学家对此一见钟情,知道这一定会成为一种时尚,他们开设了很多工作坊来帮助那些分析型的人开发他们的“右脑”。在你加入这个特殊潮流之前,让我们深入了解一下这个问题。人们完全属于这一类或那一类这种想法很符合大众的口味,但是事实果真如此吗?神经科学的近期发现能够告诉我们左右脑是如何互动的,以及人们是否具有左脑优势或右脑优势。那么,为了获得这个流行观念的真相,我们需要提出和回答哪些问题?

这个观点是合理的还是极端的?

正如我们本章所了解的,我们依赖单侧脑,而几乎不用另一侧脑的这种说法是一种夸大之词。相反,我们同时使用双侧脑,它们彼此协作。正如我们经常在极端观点中看到的,“左脑还是右脑”的议题过度简化了左右脑差异的科学发现:人们很少能被完全归为二分法中的一类。这个例子很好地说明了诚实的科学发现(例如,本章节提到的左右半球差异的工作)进入流行新闻媒体后往往会被盲目夸大。我们应该始终以合理的、怀疑的态度来理解这些报道,并仔细查看它们的证据。

证据是什么?

正如我们所了解的,两个脑半球的工作风格有所不同,但是两个工作半球的实际差异并没有比它们的相似之处多很多(Banich,1998;Trope et al.,1992)。最重要的,也是那些左右脑追捧者所忽略的,是完整的脑的两个半球始终彼此合作,互为补充,为我们的心理生活做出贡献。

相关结论是否存在被偏差污染的可能?

当我们考虑这个问题时,很容易想到两种偏差。第一个是我们曾提到过的,某些企业通过“贩卖”这种观点赚到了钱,如果这家企业试图让你相信这个观点是真实可靠的,那么这肯定会产生一种明显的偏差。还可能出现 情感偏差 (emotional bias)。毕竟我们人类喜欢把人和事物归类:它迎合了我们对秩序感的需要,并带给我们解决了复杂问题的满足感。不足为奇的是,我们经常使用类型学来解释人性、特征和行为,具体做法就是把它们归入过度简化的类别中。

我们能够得出什么结论?

除非你有一个分裂脑,否则你左右两侧的脑的能力都会影响你做的任何事情。那么,为什么人们在进行相同任务时有着明显的差异呢?一些人似乎以更加经过分析的、更具逻辑的方式来做事情;另一些人则会采用更直觉的、更情绪化的方式。现在你已经对脑的工作方式有所了解,你明白我们不能简单地用人们使用左脑或右脑来解释这些差异。甚至裂脑人也在使用双侧脑。对此更好的解释是个体经历和脑的生理基础之间的不同搭配。人们之所以存在差异是因为先天和后天的不同组合,而不是因为他们使用了不同的半球。

写一写
使用双侧脑

想想你喜欢做的事情:参加某项运动或者演奏音乐,烹饪或和朋友一起吃饭,学习或购物。现在想象一下花几小时来做这件事,以及在此期间发生的每一个细节。请记下其中的某些事情,并尝试确认这项活动的哪些部分是由你的左脑主导的,哪些部分是由右脑调节的。 Ab6ksuUBWKI7n2aS8qLp5z0JR11k18auYtyZxO8M2tksXBTpmVgIgPSpeijX+HTL

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