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在过去的几个世纪，人类一直努力尝试着用不同的方法去了解我们中枢神经系统的灰质是如何运作的。最近，BBC的系列纪录片——《历史的未来》，利用伦敦科学博物馆里的展品讲述了人类是如何了解自身的，以及我们的技术是怎么样随着时间发展的。 读隆起术 故事得从几十个陶制的颅骨开始说起。在伦敦科学博物馆，有许多规则各异、大小不同的颅骨，这些陶制的颅骨就是颅相学的大师们创造的成果之一。 在颅相学最盛行的19世纪，颅相学家们四处采集颅骨形状进行研究。一些颅骨模型，采集自一些颅相学狂热推崇者们，他们急于想知道他们头颅的轮廓形状，另一些则是从石膏模型或者尸体的颅骨里获得。一位颅相学家威廉·贝利就曾公开声称他从600名罪犯包括小偷和谋杀犯那儿，采集到了颅骨样本。 那么，为什么颅相学家们热衷于研究颅骨呢？这是因为他们相信颅骨的形状决定着人的心理与特质，甚至只要测量颅骨，就能分析一个人哪些心理机能发达或者欠缺。为了便于推广这项新科学，颅相学的创立者，法国解剖学家高尔研制出了一张有27个区域的颅骨图，每个区域都代表一个“器官”或者皮质层，有着某种特别的功能。他们将27个区域，分别定义为好色区、仁慈区、好斗区、威严区等。假如某个区域的颅骨比较突出，就能推断出这个人的性格。 例如，后脑是集中了慈爱、友情的区域，如果有位女士后脑部位发达，颅相学家们就会认为她是一位善于交际、注重感情的人。而颅骨掌握暴力的部位过于发达，就容易成为罪犯。眼睛后面的大脑区域是掌管记忆力的，眼睛鼓，脑袋大的人常被认为很聪明。 颅相学理论很快应用到了生活实际，诊所里的“大师”们通过观测来访者的颅骨形状，给出职业建议，或者治疗建议。在警察局，有些司法人员会用特制的工具试图按平犯人头部凸出的“暴力”区域。甚至婴儿也难以幸免，按照颅相学阐释，有些家长为了让孩子们长成理想人物，会用木板和布带把婴儿的头部捆成相应的形状。 有趣的是，就像中国的相面术大行其道一样，颅相学也有一大批忠实粉丝，甚至许多粉丝地位都显赫一时。英国女王维多利亚、德国“铁血宰相”俾斯麦、德国哲学家黑格尔、美国发明家爱迪生、大文学家惠特曼都曾热衷于这种“摸骨看相”。 直到19世纪40年代，一位法国生理学家切除了一条小狗的“好色”器官，小狗失去的是有顺序的移动能力，比如它本想向右转的时候却转向了左边，而非颅相学说的“好色能力”。之后，风靡50年的颅相学开始被人们戏称为“读隆起术”，逐渐被证实为伪科学。 从此，科学家们开始关注真实生命的案例研究，特别是那些失去部分功能的病人。 猎捕脑电波 虽然颅相学已经被证伪了，但认为大脑不同部分有着不同作用的观点却有一定的科学性。最早发现大脑左半球语言中枢的法国生理学家皮埃尔·保尔·布罗卡研究发现，他的两个病人的某些特殊部位的异常导致了他们语言功能的丧失。 但这些研究并没有让我们更了解大脑。直到1920年，德国科学家贝格尔成功完成首例人类生物脑电波的记录，发现了四种生物脑电波α波、β波、θ波、δ波，分别决定着人的学习、记忆力、注意力、休息等状态。脑电图的发明，让人们第一次观察并记录到了脑电波的活动，而且这次的观察对象不再是模型，而是一个真实的病人。 脑电图刚出现时，有一些奇怪的用途，像测验一对情侣是否适合结婚，或者观察罪犯的大脑。如今，它更常用来监测那些有特殊症状的患者的大脑活动，比如癫痫病人，了解在他们犯病时大脑发生了什么。而现代医学也渐渐证明，脑电图对于癫痫有决定性的诊断价值，癫痫在发作时脑电图可以准确地记录出散在性慢波、棘波或不规则棘波，因此对于诊断癫痫十分有效。 虽然脑电图能让我们记录脑电波，但也并没有让我们能拍摄到大脑内部，我们需要更新的技术来看人脑内部的世界。 甲壳虫乐队与CT扫描仪 CT扫描仪，如今已经在医学中有广泛的应用。说到它的产生过程，我们还得感谢下甲壳虫乐队呢。 法国百代唱片公司的工程师——戈弗雷·菲尔德，发现通过X射线可以看到大脑内部，也即CT扫描器。百代唱片公司旗下有众多英国流行乐队，最著名的当属甲壳虫乐队，甲壳虫乐队更成了百代唱片公司最大的“金矿”。所以，这项技术的发明可以感谢甲壳虫乐队的资金支持。 大家都知道，CT扫描仪能产生X光，X光具有很高的穿透本领，能穿过许多对可见光不透明的物质，如墨纸、木料以及人体的大多数软组织等。CT扫描仪就是利用X光成像原理，从人体一侧照射光线，而从另一侧记录器官的轮廓。 如果说脑电图还只是一种脑电波记录图形，CT扫描仪则帮助了人们能更直观地观察到器官的异常。如今，医生们已经将CT扫描仪用于各种疾病的诊断和治疗，包括头部创伤、癌症和骨质疏松症。 大脑里血液的流动 今天，用来扫描大脑的最新科技叫功能性磁共振成像。一位来自伦敦大学的神经科学家伦德夫·林乔展示了功能性磁共振成像是如何运作的。透过磁共振成像，德夫能够看到的是随着人体的运动，大脑内部氧气是如何变化的。如果大脑的某个部位需要完成一定的任务，比如完成语言任务时，这个区域使用能量时血液流动会增加。 例如，当你正在完成一项任务时，大脑的部分区域会异常活跃，表现在计算机中的成像里，就是图片中一些脑区域颜色会更亮。当一个人不得不思考要说什么时，与简单机械的数数等这一类不怎么费脑的活动相比，大脑的许多区域都很活跃，许多部位也会被“点亮”。所以，经常做些复杂的脑力计算，对于保持大脑的活跃度很重要。这也许就是爱思考的人会更聪明的原因。 但这也只是能够观测到当一个人做自己感兴趣的任务时大脑的活动方式，并不意味着功能性磁共振成像更能读懂人脑。 但不管怎么说，功能性磁共振成像还是为我们理解自己的大脑带来了革命性的改变。脑电图和CT扫描只能判定脑部的一些病变情况，而功能性磁共振成像则可以让观察者们观测到健康人的头脑里，不同大脑区域的不同分工以及协作。在观察活动中的大脑时，功能性磁共振成像就连空间分辨率也可达到毫米水平。 人类的读心术还在继续 有趣的是, 脑电图和CT扫描仪在今天仍在广泛使用，在可预见的未来也会继续发挥用途。在许多医院里，医生们会依旧使用CT进行诊断，而脑电图则会广泛用于临床研究。例如，科学家们正在探索着非损伤性的脑部电流刺激仪怎么样减轻帕金森氏症和抑郁症。 而人们似乎从脑电波上也获得了不少心灵驾驭术的启示。德国科学家已经制造出世界上第一台“心灵感应打字机”，人们只需戴上一个装有脑电波传感器的皮帽，就能把心中所想转换成文字，出现在装有脑电波接收器的电脑上。最近，上海交大学生研制出人脑与蟑螂大脑的功能性“脑-脑接口”，把人脑信号发送到了蟑螂大脑，实现了人脑对蟑螂运动的远程无线控制。 虽然对蟑螂的控制对于我们来说还不太有吸引力，但我们依旧可以对意念控制世界抱有希望。未来的人们也许可以不用语言交流，仅用意念就可以控制物体。 那么，未来的人类是否会视今天我们探索大脑的努力为原始的和粗糙的，就像我们今天看待颅相学一样？未来的人们又能否像今天的人们为了美丽创造了整容术一样，为了让人类更聪明，也发明“整脑术”？都有可能。可以肯定的是，人类将不会停止对于我们颅骨里灰色部位的探索。 |
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