羅杰·斯佩里(美國(guó)心理生物學(xué)家)
羅杰·斯佩里(1913年8月20日-1994年4月17日),男,美國(guó)心理生物學(xué)家。生于哈特福德。1941年獲芝加哥大學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位。1954年后任加利福尼亞理工學(xué)院心理生物學(xué)教授。是美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院士,美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)等組織成員,國(guó)際腦研究組織成員。因研究揭開(kāi)大腦兩半球秘密和功能分工,為人們了解人腦更高級(jí)功能提供了新觀念,于1981年與人共獲諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
人物生平
羅杰·斯佩里(1913年8月20日-1994年4月17日),男,美國(guó)心理生物學(xué)家。生于哈特福德。1941年獲芝加哥大學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位。1954年后任加利福尼亞理工學(xué)院心理生物學(xué)教授。是美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院士,美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)等組織成員,國(guó)際腦研究組織成員。因研究揭開(kāi)大腦兩半球秘密和功能分工,為人們了解人腦更高級(jí)功能提供了新觀念,于1981年與人共獲諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
我們稍許回顧一下。我們記得,即使小的腦損傷,假如選擇性地?fù)p傷于左半球,那么可能選擇性地破壞人的閱讀能力,而同時(shí)卻保留說(shuō)話(huà)和交談的能力。書(shū)面文字繼續(xù)能看見(jiàn),但這些文字失去了它們的意義。這種情況通常出現(xiàn)于左半球角回的病灶性損害。根據(jù)這些病例,自然地得出結(jié)論:左半球負(fù)責(zé)閱讀,相反,未損害的右半球必定是“患字盲癥”的,或?qū)?shū)面文字無(wú)理解能力。
這同樣適用于理解口頭語(yǔ)言的能力。在靠近左側(cè)半球的魏氏區(qū)內(nèi)發(fā)生病灶性損害,或者這個(gè)區(qū)域與來(lái)自皮層聽(tīng)覺(jué)接受中心的輸入通路受到損害,其結(jié)果,別人的口語(yǔ)能聽(tīng)到,但失去了意義,這些病例似乎告訴我們,對(duì)語(yǔ)言的理解被限于左半球,右半球是既患語(yǔ)聾癥,又患文字盲。
隨著左半球的而不是右半球的病灶性損害破壞了語(yǔ)言的理解和表達(dá)能力這類(lèi)觀察的積累,使人們產(chǎn)生了神經(jīng)學(xué)上的傳統(tǒng)觀念,即認(rèn)為,大腦有優(yōu)勢(shì)的、起主要作用的左半球和劣勢(shì)的、起次要作用的右半球。次要半球除了無(wú)言語(yǔ)能力、無(wú)書(shū)寫(xiě)能力及患語(yǔ)聾癥和患文字盲癥外,還由此推論出,它缺乏與語(yǔ)言和符號(hào)處理聯(lián)系在一起的更高級(jí)的認(rèn)識(shí)能力。
50年代至60年代早期所收集到的損害的大部分證據(jù)都集中地支持一個(gè)是主導(dǎo)的、進(jìn)化得更高級(jí)的、理智的左半球以及相比之下另一個(gè)是相對(duì)落后的右半球的設(shè)想。對(duì)于典型的慣用右手的人的腦來(lái)說(shuō),右半球不但是無(wú)言語(yǔ)能力和無(wú)書(shū)寫(xiě)能力的,而且是讀宇困難的,患語(yǔ)聾癥的和失語(yǔ)癥的,通常缺乏更高級(jí)的認(rèn)識(shí)功能。
60年代早期出現(xiàn)了令人驚奇的事,對(duì)施行腦連合部切開(kāi)術(shù)的病人或“裂腦”病人所作的測(cè)試似乎表明:在右側(cè)即所謂“次要”半球存在著相當(dāng)大的認(rèn)識(shí)理解和語(yǔ)言理解以及既能寫(xiě)又能說(shuō)的能力。這些就是洛杉磯白碑醫(yī)學(xué)中心神經(jīng)外科主任菲里浦·沃格爾和醫(yī)師瓊賽·布根的病例。這些病人為了控制嚴(yán)重而難治的癲癇,忍受了胼胝體及其他前腦連合部中央的外科切斷,以作最后的嘗試。手術(shù)切斷了作為兩側(cè)大腦半球直接聯(lián)絡(luò)的所有神經(jīng)交叉聯(lián)系。從這些手術(shù)病人的經(jīng)驗(yàn)以及最近10年的裂腦動(dòng)物的研究,可以預(yù)言:這種裂腦的結(jié)果不會(huì)嚴(yán)重地使其不能從事一般日?;顒?dòng)。這被證明正是如此。在無(wú)其他重要的腦部病變情況下,給予前腦連合部完全切斷的病人6個(gè)月至一年的恢復(fù)時(shí)間,若偶然第一次相遇或交談,或者甚至通過(guò)一次全面的常規(guī)性醫(yī)學(xué)檢查,通常不會(huì)被發(fā)現(xiàn)。
我們與米坎爾·卡扎尼加一起對(duì)這些病人的早期研究,似乎從一開(kāi)始就顯示出,分離的右半球并非像預(yù)想的那樣是患語(yǔ)聾癥的,也不是患字盲癥的。單側(cè)性語(yǔ)言能力的測(cè)試證明了右半球在很大程度上是無(wú)言語(yǔ)能力和無(wú)書(shū)寫(xiě)能力的,但在適當(dāng)高的水平上,當(dāng)檢查者言語(yǔ)說(shuō)得響些時(shí),則能夠理解詞意。分離的有半球也能閱讀閃現(xiàn)在左視野的書(shū)面的詞匯——用按照各種狀況在供選擇的一列物品中選擇或指出對(duì)應(yīng)的物體或圖片來(lái)證明。腦連合部切開(kāi)術(shù)的病人也能夠用右半球去選擇與呈現(xiàn)的物體和圖片相匹配的正確的書(shū)寫(xiě)或口述的詞,以及正確地說(shuō)出書(shū)面的詞匯,反之亦然。對(duì)于不直接地提及而僅僅用復(fù)雜的口述短語(yǔ)例如“一個(gè)測(cè)量?jī)x器”,“液體的盛器”等等來(lái)描述的物體,也能通過(guò)右半球達(dá)到正確地觸摸取出。就分離的右半球來(lái)說(shuō),這些病人還可以用剪下的字母拼出三四個(gè)單字,并可以用觸覺(jué)默讀出這些單字。最近,贊德?tīng)枒?yīng)用了經(jīng)他改革的可作長(zhǎng)時(shí)間觀看的鞏膜透鏡技術(shù),并由他證實(shí)了右半球的這些語(yǔ)義的能力,并擴(kuò)展到綜合性的一系列實(shí)驗(yàn)。在60年代早期,同時(shí)代的神經(jīng)學(xué)說(shuō)竟是如此強(qiáng)烈的相反,以致于Bogen醫(yī)師對(duì)從我們初期的一些關(guān)于語(yǔ)言的論文中抽掉他的名字表示誠(chéng)摯的感謝。
我們深信,對(duì)于這些語(yǔ)言測(cè)試的答案必定來(lái)自右半球,而決不是來(lái)自大腦的左半球。這是以單側(cè)試驗(yàn)過(guò)程為根據(jù)的。在這個(gè)試驗(yàn)中,用接連查問(wèn)詞語(yǔ)問(wèn)題的方法證明:負(fù)責(zé)說(shuō)話(huà)的左半球?qū)τ野肭蜃鞒龅幕卮鸷托袨橐粺o(wú)所知。每個(gè)被分離的半球好像都意識(shí)不到另一側(cè)半球的認(rèn)知事件——正像路南德·邁耶在芝加哥大學(xué)開(kāi)始的和我們?cè)?0年代用動(dòng)物做的裂腦研究那樣。換言之,每個(gè)大腦半球都似乎有它自己的、大量獨(dú)立的、具有自身的感知覺(jué)、學(xué)習(xí)與記憶經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)知領(lǐng)域,在表面上所有這些都是在另一側(cè)半球中被湮沒(méi)的相應(yīng)的事件。盡管人類(lèi)的基本的半球失去聯(lián)絡(luò)綜合征與早先在貓和猴身上作出的研究基本上相似,但在人類(lèi)患者身上的表現(xiàn)形式更具有戲劇性。這些病人中的負(fù)責(zé)說(shuō)話(huà)的半球會(huì)用其自己的詞匯直接告訴我們,但它對(duì)正確回答測(cè)試的不說(shuō)話(huà)的、合作的半球的有關(guān)內(nèi)部經(jīng)驗(yàn)卻一無(wú)所知。不僅僅是一側(cè)功能缺乏或不存在時(shí),而且當(dāng)兩側(cè)同時(shí)存在時(shí),也可以推論出腦功能的偏側(cè)化現(xiàn)象。
人物軼事
為什么獲獎(jiǎng)
1981年10月9日凌晨3時(shí),美國(guó)加利福尼亞州理工學(xué)院校長(zhǎng)在睡夢(mèng)中被電話(huà)鈴聲驚醒。新聞?dòng)浾呦蛩老舱f(shuō):“剛剛由瑞典傳來(lái)消息,貴校斯佩里教授被評(píng)選為今年諾貝爾生理學(xué)及醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的獲得者!”該校以往曾多次得到類(lèi)似的佳音,這次卻有點(diǎn)不同。許多熟悉斯佩里的人,初聽(tīng)到他獲獎(jiǎng)消息時(shí)的反應(yīng)都是:“太好了!但是為了什么呢?”同行們公認(rèn),他有兩項(xiàng)深遠(yuǎn)影響的貢獻(xiàn)都值得獲獎(jiǎng)。問(wèn)“為什么”并非意味著“憑什么”,而是為了弄清楚為了“哪一項(xiàng)貢獻(xiàn)”而獲獎(jiǎng)。
校長(zhǎng)的賀詞
斯佩里獲諾貝爾獎(jiǎng)的消息傳來(lái)的當(dāng)天,加州理工學(xué)院??l(fā)了號(hào)外,上面登了各方面表示的祝賀。校長(zhǎng)的賀詞是:“斯佩里,謹(jǐn)向閣下大腦的左右兩半球一并致賀!”這樣的賀詞或許是絕無(wú)僅有的,也多少有些讓人感到莫名其妙。然而,一旦人們弄清楚了其中的緣由,又無(wú)不欽佩校長(zhǎng)的詼諧和中肯。原來(lái),根據(jù)諾貝爾獎(jiǎng)金評(píng)選委員會(huì)的宣布,斯佩里獲獎(jiǎng)的主要原因是“發(fā)現(xiàn)了大腦左右兩半球在功能上的特化,使我們對(duì)大腦結(jié)構(gòu)機(jī)能有了嶄新的認(rèn)識(shí)?!?/p>
突出貢獻(xiàn)
最初的重大發(fā)現(xiàn)
1943年,斯佩里剛獲得博士學(xué)位不久,那時(shí)“行為主義”在美國(guó)盛行,人們認(rèn)為環(huán)境和經(jīng)驗(yàn)是影響和決定行為的必要和充分的條件。斯佩里發(fā)表了一篇迄今仍常被引證的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,一舉推翻了當(dāng)時(shí)專(zhuān)家們(包括他自己的指導(dǎo)教授萬(wàn)思)所共持的偏見(jiàn)。他把青蛙的視神經(jīng)在眼球后切斷,并把眼球在眼眶中繞視軸旋轉(zhuǎn)180°,重新定位。這樣,旋轉(zhuǎn)前后網(wǎng)膜各部分收到的外來(lái)信息,上下左右正好顛倒。手術(shù)后,被切斷的視神經(jīng)逐漸萎縮。過(guò)一段時(shí)期,新的視神經(jīng)會(huì)由轉(zhuǎn)動(dòng)后的眼球上重新長(zhǎng)出,伸向腦部,與腦部視區(qū)的神經(jīng)細(xì)胞搭上關(guān)聯(lián)。這里,青蛙雖重獲視覺(jué),卻并不得益。每當(dāng)斯佩里在它的視野里某處放入小蟲(chóng)時(shí),它總是向相反方向去攝取。這目標(biāo)與行為間的偏差,無(wú)論如何都不能糾正。若不喂食物到口,青蛙就會(huì)被餓死!實(shí)驗(yàn)表明:源于眼睛網(wǎng)膜不同部位的諸神經(jīng)纖維,與腦部視區(qū)諸神經(jīng)細(xì)胞之間,各有其對(duì)象。無(wú)論研究者把動(dòng)物眼球如何定位,視神經(jīng)如何切扭,由網(wǎng)膜各部重生的視神經(jīng)纖維,或重列,或繞道,最后仍回到各自先天就決定的目的點(diǎn)去,即使眼球經(jīng)人為轉(zhuǎn)向后會(huì)使行為產(chǎn)生偏差,也無(wú)可奈何。
據(jù)此,斯佩里提出了新的觀點(diǎn):一是“神經(jīng)功能不可互換和腦的聯(lián)結(jié)不可塑”;二是“中樞神經(jīng)的聯(lián)結(jié)生長(zhǎng)具有高度特異選擇性并精確地按照預(yù)定程序進(jìn)行,神經(jīng)的聯(lián)結(jié)是由遺傳決定的?!?/p>
人類(lèi)行為機(jī)制的先驗(yàn)性
生物胚胎的分化發(fā)育,總是從一個(gè)細(xì)胞開(kāi)始的。人們公認(rèn):在高等動(dòng)物中,哪些細(xì)胞會(huì)組成骨骼,哪些會(huì)變成血液,都是遺傳決定的。斯佩里的貢獻(xiàn),是把先天的影響從“組織”的分化推進(jìn)到個(gè)別神經(jīng)細(xì)胞的分化上去。同時(shí)表明:神經(jīng)系統(tǒng)由先天已決定的結(jié)構(gòu),對(duì)行為具有莫大的影響,不是完全能由環(huán)境和經(jīng)驗(yàn)來(lái)左右的。這并不是說(shuō)環(huán)境和學(xué)習(xí)不重要。假如李白生長(zhǎng)在英國(guó)、自然不會(huì)用英文寫(xiě)出“床前明月光”的詩(shī)句。反之,換一個(gè)人,即使有和李白同樣經(jīng)歷和文化水平,可能連一首“打油詩(shī)”也謅不出來(lái)。
神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)差異
斯佩里強(qiáng)調(diào),人們?cè)谏窠?jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)上所呈現(xiàn)的差異,比人們?cè)诿婵?、指紋上的差異更大。各人的才智、性格生來(lái)有別,因而教育的方式和重點(diǎn)也應(yīng)該多元化。因材施教不但事半功倍,也會(huì)使人類(lèi)的文明多姿多彩。
進(jìn)一步的研究歷程
20世紀(jì)40年代,斯佩里從事神經(jīng)元的功能特異性研究,他發(fā)現(xiàn)中樞神經(jīng)聯(lián)結(jié)的生長(zhǎng)不但具有高度特異的選擇性,而且精確地按照預(yù)定程序進(jìn)行。這個(gè)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致他深入研究胼胝體的功能問(wèn)題。胼胝體是腦的最大的纖維系統(tǒng),由約2億根神經(jīng)纖維組成。曾有醫(yī)生試著用切斷胼胝體的方法來(lái)治療嚴(yán)重的癲癇癥,手術(shù)后病人發(fā)病次數(shù)和嚴(yán)重程度果然減少了。更可喜的是,看不出手術(shù)有什么副作用。于是人們不免發(fā)生疑問(wèn):“經(jīng)過(guò)億萬(wàn)年進(jìn)化還存在的胼胝體,難道僅是為了惡化少數(shù)癲癇病人的病情嗎?”
斯佩里一方面分析研究了前人積累的科學(xué)證據(jù),如19世紀(jì)末戴杰雷因發(fā)現(xiàn),損傷兩半球間即從右半球視覺(jué)皮層到左半球的語(yǔ)言中樞的視覺(jué)路線(xiàn),則會(huì)產(chǎn)生完全的失語(yǔ)癥。20世紀(jì)初,李普曼報(bào)告了損傷胼胝體前部將會(huì)引起失語(yǔ)癥結(jié)果的真實(shí)證據(jù)等,從而對(duì)胼胝體同大腦兩半球功能毫不相干的觀點(diǎn)持懷疑態(tài)度。另一方面斯佩里在早期研究新發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,先后用貓和猴作分離腦實(shí)驗(yàn)研究,以此胼胝體在統(tǒng)一的大腦兩半球功能中究竟有無(wú)作用問(wèn)題。
斯佩里及其同事不僅將貓的大腦分離而且將它視交叉、視神經(jīng)的橫過(guò)部分分割開(kāi),使左眼來(lái)的視覺(jué)信息僅傳送到左半球,而右眼來(lái)的信息只傳到右半球。當(dāng)用一只眼解決問(wèn)題時(shí),動(dòng)物能正常反應(yīng),而且學(xué)會(huì)完成一個(gè)任務(wù)。當(dāng)蓋住這只眼把同一問(wèn)題給另一只眼呈現(xiàn)時(shí),動(dòng)物表現(xiàn)出對(duì)問(wèn)題沒(méi)有再認(rèn),而且必須用這個(gè)腦半球?qū)?wèn)題再?gòu)念^學(xué)起。把這種方法用于“分離腦”的猴子身上,也發(fā)現(xiàn)有時(shí)候猴的這一側(cè)腦占優(yōu)勢(shì),采取這一種行為。有時(shí)猴的那一側(cè)腦占優(yōu)勢(shì),采取另一種行為。
斯佩里由這一發(fā)現(xiàn)聯(lián)想到腦機(jī)制的一系列問(wèn)題:“在完整的腦中胼胝體擔(dān)負(fù)兩大半球活動(dòng)的整合嗎?它的用途是向每個(gè)大腦半球不斷報(bào)告關(guān)于另一邊正在做什么嗎?當(dāng)兩半球被分開(kāi)時(shí),它們實(shí)際上獨(dú)立到什么程度?它們能分開(kāi)思想甚至有分開(kāi)的情緒嗎?
這樣,從20世紀(jì)50年代初開(kāi)始,斯佩里就從發(fā)現(xiàn)問(wèn)題轉(zhuǎn)入研究問(wèn)題,從神經(jīng)胚胎學(xué)研究轉(zhuǎn)向動(dòng)物和人的“分離腦”研究,可以說(shuō)這個(gè)轉(zhuǎn)向是他揭開(kāi)大腦功能之謎的第一步。
1950年,斯佩里及其同事從魚(yú)腦的一側(cè)到另一側(cè)的學(xué)習(xí)遷移的顯微外科研究中得到啟示,并于1952年用同樣的方法作貓的“分離腦”實(shí)驗(yàn)研究。這類(lèi)實(shí)驗(yàn)可簡(jiǎn)述如下:(1)切斷動(dòng)物的視交叉,將一只眼睛蓋住,由另一只眼睛學(xué)習(xí)視覺(jué)辨別;(2)在辨別訓(xùn)練之后,將蓋住的眼睛打開(kāi),將“受過(guò)訓(xùn)練的眼睛”蓋??;(3)動(dòng)物表現(xiàn)出通過(guò)“未訓(xùn)練的眼睛”很快地完成辨認(rèn)的學(xué)習(xí)。但是,當(dāng)實(shí)驗(yàn)重復(fù)進(jìn)行到第二階段時(shí),動(dòng)物反應(yīng)表現(xiàn)為好像它從未見(jiàn)過(guò)以前學(xué)習(xí)過(guò)的問(wèn)題,即胼胝體的分離阻止了記憶和從一側(cè)半球到另一側(cè)半球的學(xué)習(xí)的傳遞。動(dòng)物需要長(zhǎng)時(shí)間地用第二只眼去學(xué)習(xí)辨別,像它原先用第一只眼時(shí)一樣。當(dāng)用一只眼解決問(wèn)題時(shí),動(dòng)物能正常反應(yīng),并且學(xué)會(huì)完成一個(gè)任務(wù)。當(dāng)蓋住這只眼把同一問(wèn)題給另一只眼呈現(xiàn)時(shí),動(dòng)物表現(xiàn)出對(duì)問(wèn)題沒(méi)有認(rèn)識(shí),而且必須用這個(gè)半球?qū)?wèn)題再?gòu)念^學(xué)起。
這一發(fā)現(xiàn)表明:“當(dāng)割斷大腦兩半球之間的聯(lián)接,每個(gè)半球就像一個(gè)完整的腦一樣獨(dú)立地起作用。”斯佩里通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)還表明:“每一個(gè)半球都具有知覺(jué)、學(xué)習(xí)及認(rèn)識(shí)系統(tǒng)?!?/p>
20世紀(jì)60年代初,美國(guó)加州醫(yī)學(xué)院的沃格爾和博根從斯佩里施行過(guò)分離腦外科手術(shù)的猴子能夠迅速?gòu)?fù)原的發(fā)現(xiàn)中得到啟示,對(duì)一些屢發(fā)性重癥癲癇病人試行切除大腦連合部手術(shù),以將疾病控制于一側(cè)腦半球。手術(shù)取得了意想不到的成功,它即使癲癇限于一側(cè)半球,又使患者減輕發(fā)病時(shí)的劇痛,而病人的語(yǔ)言表達(dá)能力、計(jì)算能力、語(yǔ)言的邏輯性、言語(yǔ)、記憶及性格,保持令人驚異的完整程度。由于“分離腦”病人的視覺(jué)傳人信號(hào)并不相混,每個(gè)半球的功能均保持完整無(wú)損,這就為大腦兩半球的功能研究提供了前提和條件。
斯佩里由“分離腦”手術(shù)成功聯(lián)想到:能否用隔離信息處理的方法來(lái)研究人腦兩半球的功能呢?于是,斯佩里就利用“分離腦”病人這一特殊的實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行一系列的心理測(cè)試,從而揭示了大腦兩半球具有高度特化的功能。
動(dòng)物的腦和人的腦,動(dòng)物的心理和人的心理既有必然的聯(lián)系又有本質(zhì)的區(qū)別。通過(guò)對(duì)動(dòng)物腦和人腦,動(dòng)物心理和人的心理的比較研究,可以科學(xué)地揭示兩者之間的聯(lián)系和區(qū)別。
例如,巴甫洛夫及其助手們利用狗做了大量的生理心理實(shí)驗(yàn),為探索人的心理規(guī)律開(kāi)辟了道路,提供了依據(jù)。同樣,斯佩里先將貓的視交叉、胼胝體作外科手術(shù)分離,然后分別使左、右眼解決問(wèn)題。他發(fā)現(xiàn)貓的每個(gè)半球像一個(gè)完整的腦一樣,可以進(jìn)行相當(dāng)獨(dú)立的感知覺(jué)、學(xué)習(xí)和記憶。斯佩里用猴子來(lái)作類(lèi)似的實(shí)驗(yàn),同樣發(fā)現(xiàn),猴子有時(shí)這一側(cè)半球占優(yōu)勢(shì),采取這一種行為,有時(shí)那一側(cè)腦半球占優(yōu)勢(shì),采取另一種行為,它兩種不同人格合為一體一樣。因此,“每個(gè)半球可以產(chǎn)生不同的記憶模式,都能夠表演不同的辨別任務(wù)。”
斯佩里總結(jié)動(dòng)物分離腦研究結(jié)果時(shí)指出:“大腦各半球似乎是一個(gè)獨(dú)立的智能區(qū)域,他們是在完全不管——的確是完全沒(méi)有意識(shí)到另一半球中發(fā)生什么情況下工作的。這種分離大腦的動(dòng)物在實(shí)驗(yàn)情況下表現(xiàn)出來(lái)的行為仿佛它有兩個(gè)完全獨(dú)立的腦子似的?!彼趧?dòng)物分離腦的研究中所得到的科學(xué)發(fā)現(xiàn)是引導(dǎo)他揭開(kāi)人腦之謎的關(guān)鍵性一步。
從20世紀(jì)60年代初開(kāi)始,斯佩里將動(dòng)物分離腦的基本方法應(yīng)用到“分離腦”病人身上。例如,讓“分離腦”人用左眼注視一個(gè)美元符號(hào)($),而用右眼注視一個(gè)問(wèn)號(hào)(?)。當(dāng)要求他用左手畫(huà)出他所看到的東西時(shí),他很快地畫(huà)出了美元符號(hào),但當(dāng)問(wèn)他看到什么東西時(shí),他卻立即回答說(shuō):“是一個(gè)問(wèn)號(hào)?!弊尅胺蛛x腦”人右手握某一物時(shí),他能叫出物體名稱(chēng)并描述它。而當(dāng)同一物體握在左手時(shí),卻不能用言語(yǔ)來(lái)表述它,但能夠在非語(yǔ)言的測(cè)驗(yàn)中確認(rèn)它,如將它與各物品組合中的同樣物體配對(duì)。
實(shí)驗(yàn)證明,正像斯佩里于50年代在動(dòng)物分離腦的研究中發(fā)現(xiàn)的那樣:“每個(gè)被分離的半球都似乎有它自己的、獨(dú)立的、具有自身的感知覺(jué)、學(xué)習(xí)與記憶經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)領(lǐng)域?!本瓦@樣,斯佩里通過(guò)比較實(shí)驗(yàn)將分離腦動(dòng)物和分離腦人在腦功能方面的相同之處揭示了出來(lái)。
斯佩里還精心設(shè)計(jì),對(duì)人腦的左半球和右半球作了大量的比較實(shí)驗(yàn),令人嘆服地揭示了左右半球在功能上的差異性和互補(bǔ)性,從而使人們對(duì)大腦這個(gè)微妙世界有了更新、更深入的了解。
對(duì)腦科學(xué)的貢獻(xiàn)
斯佩里通過(guò)大量的比較實(shí)驗(yàn)所取得的科學(xué)發(fā)現(xiàn),解決了長(zhǎng)期懸而未決的科學(xué)之謎,突破了許多傳統(tǒng)的理論,科學(xué)地解釋了大腦功能的高度專(zhuān)門(mén)化。斯佩里的科學(xué)發(fā)現(xiàn)的重大意義體現(xiàn)在以下幾方面。
一是確立胼胝體的傳遞功能,證偽“胼胝體無(wú)作用說(shuō)”。胼胝體是連接大腦兩半球的神經(jīng)束,對(duì)于他在腦功能活動(dòng)中有無(wú)作用問(wèn)題,在一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)一直懸而未決。斯佩里通過(guò)比較實(shí)驗(yàn)揭示,分離的兩半球各有獨(dú)立的知覺(jué)、學(xué)習(xí)與記憶經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)知領(lǐng)域,胼胝體并不是像傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為的那樣,“只是腦的支持物”,而是起著兩半球之間傳遞信息的決定性作用。這樣,肼胝體在完整大腦中的作用終于由斯佩里弄清楚了。
二是發(fā)現(xiàn)了右半球優(yōu)勢(shì)功能,匡正右半球劣勢(shì)觀點(diǎn)。斯佩里及其同事對(duì)“分離腦”病人進(jìn)行的一系列單側(cè)性試驗(yàn),表明大腦左半球長(zhǎng)于語(yǔ)言和計(jì)算。大腦右半球雖不擅說(shuō)寫(xiě),但對(duì)語(yǔ)言和字義仍有相當(dāng)?shù)睦斫狻K鼘?duì)空間的識(shí)別,對(duì)音樂(lè)、藝術(shù)、情緒的感知,則優(yōu)于大腦左半球。大腦左半球習(xí)慣做逐步分析,右半球偏向于整體直觀。這兩種不同的感受和思維功能分工合作,相輔相成,令人不禁感到造化之妙??傊?,斯佩里關(guān)于許多較高級(jí)的功能集中在右半球的新發(fā)現(xiàn),有力地匡正了盛行一百多年的左半球是優(yōu)勢(shì)半球的傳統(tǒng)觀念。
三是辯證地提出意識(shí)的分離和統(tǒng)一,反對(duì)右半球無(wú)意識(shí)的觀點(diǎn)。斯佩里從分離腦病人的研究中,發(fā)現(xiàn)分離的兩半球各自具有較高的認(rèn)識(shí)能力,似乎每一側(cè)分離大腦半球都有它自己的精神狀態(tài),每一側(cè)半球與另一側(cè)的意識(shí)經(jīng)驗(yàn)明顯地?cái)嚯x著。例如,讓分離腦病人同時(shí)看兩幅圖片,一是雪景,一是雞爪,分別投射到右左半球,另給八幅卡片,要求分離腦病人根據(jù)每個(gè)半球所獲得的信息用手指指出最好的選擇。實(shí)驗(yàn)結(jié)果,雪景投射到右半球,病人用左手指鐵鏟的圖片;雞爪投射到左半球,病人用右手指雞的圖片。當(dāng)要求病人對(duì)每一種選擇敘述理由時(shí),他以說(shuō)話(huà)的方式解釋一把鐵鏟和一只雞的選擇:“雞爪長(zhǎng)在雞身上,鐵鏟去清掃雪。”在這種評(píng)論性試驗(yàn)中,即使受試者不能非言語(yǔ)性地確認(rèn)左視野,也很少作出一種刺激的回答,這主要是右視野——左半球阻擋了來(lái)自另一半球的反應(yīng)。
心——腦相互作用理論
科學(xué)研究的目的是要達(dá)到對(duì)研究對(duì)象的本質(zhì)的、規(guī)律性的認(rèn)識(shí),而這種認(rèn)識(shí)最終要以理論的形態(tài)體現(xiàn)出來(lái)。斯佩里一方面立足于20多年分離腦研究中的科學(xué)新發(fā)現(xiàn),以此作為建立新學(xué)說(shuō)的科學(xué)依據(jù);另一方面試用系統(tǒng)理論來(lái)解釋意識(shí)的起源和發(fā)展,腦和精神的因果關(guān)系。腦以及神經(jīng)原的組織結(jié)構(gòu)和特性功能等問(wèn)題,提出了心理——腦相互作用理論。
美國(guó)芝加哥大學(xué)的維姆薩特曾在一篇論文中指出:“斯佩里的學(xué)說(shuō)(指心——腦相互作用論)是與他的經(jīng)驗(yàn)性研究緊密結(jié)合,并且是用這些研究來(lái)說(shuō)明的,其中尤其是‘分離腦’的研究導(dǎo)致了他的理論的實(shí)現(xiàn)。”
斯佩里認(rèn)為,意識(shí)是腦過(guò)程的突現(xiàn)特性,“只有在大腦高層次活動(dòng)中突現(xiàn)出來(lái)的某些動(dòng)力的整體特性才是意識(shí)現(xiàn)象?!本袷录且蚬缘模恢皇窍嚓P(guān)性的。高層次的精神下向控制低層次的神經(jīng)生理。在他看來(lái),腦猶如一個(gè)巨大的突現(xiàn)新現(xiàn)象的發(fā)生器,它所突現(xiàn)出來(lái)的新現(xiàn)象對(duì)低層次的活動(dòng)施行著由上至下(即向下性)的控制。同時(shí),腦與精神是同一個(gè)連續(xù)層次中的不可分割的部分。腦的次原子元素向上經(jīng)過(guò)分子、細(xì)胞、神經(jīng)回路直至具有意識(shí)特性的腦過(guò)程等,是一個(gè)由下向上的因果性和決定性,反之,高層次的意識(shí)現(xiàn)象又對(duì)低層次的神經(jīng)生理以至神經(jīng)細(xì)胞等施行下向性控制,這就是心——腦相互作用。
斯佩里還認(rèn)為,在正常情況下,胼胝體將兩側(cè)半球的意識(shí)功能聯(lián)結(jié)成為一個(gè)單一的統(tǒng)一過(guò)程。因此,胼胝體的活動(dòng)成了意識(shí)事件的一部分。大腦兩半球被分離時(shí),意識(shí)經(jīng)驗(yàn)也隨之被分離,結(jié)果形成了兩個(gè)獨(dú)立意識(shí)領(lǐng)域。大腦兩半球各有自己專(zhuān)門(mén)化的高級(jí)功能,右半球在音樂(lè)鑒別、空間辨別、圖象識(shí)別以及情感表達(dá)等方面優(yōu)勢(shì)于左半球。大腦兩半球在功能方面既有獨(dú)立性又有互補(bǔ)性。在正常狀態(tài)下,大腦兩半球緊密地結(jié)合得如同一個(gè)單位而進(jìn)行工作,而不是一個(gè)開(kāi)放著另一個(gè)閑置著。兩半球的意識(shí)活動(dòng)時(shí)刻處于相互影響、相互作用之中。兩側(cè)半球的意識(shí)可作為更高的突現(xiàn)實(shí)體,因?yàn)椤八粌H超過(guò)左腦和右腦的意識(shí)之和,而且對(duì)于思想和行動(dòng)具有直接的超越的力?!?/p>
斯佩里在腦——意識(shí)研究方面的發(fā)現(xiàn)和論證,對(duì)行為主義者的假說(shuō)作了有力的駁斥,對(duì)機(jī)械的還原論的學(xué)說(shuō)也作了抨擊,對(duì)二元論的觀點(diǎn)也作了批判,使得70年代對(duì)精神和腦關(guān)系問(wèn)題從原先的非因果關(guān)系的,心身二無(wú)論的觀點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N新的因果關(guān)系的、相互作用的解釋。這是一個(gè)重要的轉(zhuǎn)折,用斯佩里的話(huà)來(lái)說(shuō):“發(fā)生了心理學(xué)的革命?!币蚨?,斯佩里的“心理——腦相互作用論”在70年代受到了哲學(xué)家、心理學(xué)家及教育學(xué)家的推崇。
學(xué)術(shù)譜系
上世紀(jì)60年代,加扎尼加師從著名神經(jīng)生理學(xué)家、諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主羅杰·斯佩里(Roger Wolcott Sperry),在加州理工大學(xué)當(dāng)實(shí)習(xí)生。
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