脑科学的能量，超乎你的想象 

        　　■顾凡及

　　人类独特的心智，是人类超越其他动物的最重要的标志之一。
　　奥妙神秘的心智究竟从何而来？为什么人脑能产生如此不可思议的奇迹？上海科技教育出版社推出的《三磅宇宙与神奇心智》，对于缺乏专业知识但对脑科学感到好奇的读者来说，可谓一部恰到好处的入门读物。
　　近日，《三磅宇宙与神奇心智》　一书作者、复旦大学生命科学学院教授顾凡及，走进第十九期上观读书会，围绕此书，通过生动的案例，为读者讲述人类对“三磅宇宙”的科研探索过程。这个读书会告诉读者：脑科学的能量，超乎你的想象。
　　记忆究竟存放在整个大脑还是大脑某部位

　　2004年，我退休了。退休以后，时间比较充裕，所以萌生了以科普为余生事业的想法。
　　其实，从事脑科学的普及，不是那么容易。两耳间的三磅小宇宙——大脑所产生的“心智”是何许东西？这是大脑的高级功能，诸如感知、思维、意识、智力、语言、情绪等等。人类独特的心智是人类超越其他动物的最重要标志之一。
　　为了做好这方面的科普，我重新读了很多有关脑科学的教科书，发现不少教科书只是介绍了相关的知识，但没有说清知识的由来。那么，这些知识究竟是怎么来的？它们真的正确吗？历史上是否存在争论？我写《三磅宇宙与神奇心智》这本书的一个目的，就是为了回答这些现有的脑科学方面的知识是怎么得来的问题。
　　刚退休不久时，有一次我和郭爱克院士一起去日本开会，路上我们聊天。讲到一位德国科学家，我们都认识，但他的名字我们都想不起来了。这位德国科学家的相貌、他的研究是哪一方面的、有一些什么趣事，我们都记得很清楚，就是这个名字记不起来。我想算了，明天会上就能碰到一位德国朋友，可以问问。郭爱克院士说，这太丧气了，我们再想想。就在这个时候，我脑子里灵光一闪，突然想起来了！
　　为什么他的脸长什么样、他的故事我们都知道，就是名字想不起来？这或许说明一个问题，可能人的名字和其他信息，不储存在我们脑袋的同一个地方。那么，记忆究竟是放在人类的整个脑子里，还是在脑子里的某一个部位？这是一个大问题。
　　上世纪30年代，美国科学家拉什利用老鼠做实验，来研究记忆是分布在整个脑里还是脑子的某个部位。他把老鼠放在一个迷宫里，迷宫的一个角落上放有食物。老鼠被放进去以后，要去找那个有东西吃的地方。
　　经过几次学习以后，老鼠找食物就不会走弯路了，一下子就能跑到有食物的地方。这只老鼠记得吃的东西在什么地方，有了记忆。那么，拉什利就进一步研究，老鼠的记忆究竟是在全脑还是在脑的某个部位。他通过对老鼠大脑进行不同程度的损伤，来测量老鼠对觅食路线的记忆状况。实验的结果是，老鼠大脑的损坏面积越大，其犯错的次数越多，由此，这位科学家认定记忆是分散在大脑各处的，与具体某处的关系不大。

　　一个病例颠覆了以往学界的观点

　　1953年，一个叫亨利·莫莱逊的病例却否定了这一研究结果。
　　亨利本来是个健康男孩，7岁时遭遇了一场自行车事故，留下了癫痫后遗症。1953年，他由于药物无法控制的重度癫痫，无法正常工作和生活。医生认为他的病灶在两侧颞叶皮层的内侧面，为他实施了一种实验性质的治疗方案——内侧颞叶切除手术。
　　手术之后，亨利的癫痫基本上不再发作。
　　但是，发生了一个问题，他在医院上好卫生间以后，找不到回病房的路；每天给他送药的护士，他都不认识。他失去了对新事物的记忆能力，但并不是完全失去记忆。他小时候的事情，动手术以前的事情，他都记得。什么地方念小学、学校叫什么名字、家住哪，他都记得。但是，动手术以后的事情都记不得了。也不是完全记不住了，一个三位数你让他反复念，他能够连着念15分钟都不忘记，这说明他还有瞬时记忆，不过，如果在他念的中间打断他一下，他就把整件事都忘了。你问他：怎么不念下去了？他说：念什么？你说：念刚才的数字。他说：我刚才念过了吗？他完全不记得了。
　　亨利的记忆缺陷是根本没有形成新的陈述性记忆的能力。有趣的是，他能学会新的技巧，形成新的程序性记忆。比如，他能学会看着镜子里的手和图来描五角星，并且能够练习到不怎么出错的程度。但是他完全不记得他的练习过程。
　　诺奖得主坎德尔认为，对亨利的研究成果超过了以前几百年记忆研究的结果。不过，也还有人对此持怀疑态度，认为亨利的失忆症也可能是严重癫痫的结果。
　　2005年，有一本新书叫《永远是今天》。主人公也是一位失忆病人。这位病人的海马体因脑炎损坏，尽管他并没有癫痫，但是他也和亨利一样只有短时记忆，会迅速忘记上一分钟自己做过的事，因此他没有昨天和明天，永远活在今天。不过作为钢琴家，他依然保有演奏乐曲的技巧。因此亨利这样的病例并非孤例。

　　对失忆症病人的研究
　　告诉我们什么

　　第一，记忆不是单一的一个系统，而是分成了陈述性记忆和非陈述性记忆两个不同的系统。
　　第二，记忆并不是分布在全脑上，而是有一定的区域性。
　　第三，内侧颞叶对于把短时的陈述性记忆转变为长时记忆是必不可少的，而对程序性记忆来说则不然。
　　这些发现，颠覆了以往学界认为的记忆是广泛分布在整个大脑的观点，为我们理解大脑如何组织和加工记忆这一问题建立了基本原则。
　　那么，为什么上世纪30年代老鼠实验的结论错了？
　　第一，让老鼠去找吃的食物，这个过程实际上非常复杂，牵扯到视觉、听觉、嗅觉，还有空间记忆。脑子里各部分有的管视觉、有的管听觉、有的管嗅觉、有的管空间记忆，你破坏掉一部分，其他部分还在运行。比如，视觉损坏了，听觉部分、嗅觉部分还在那里。
　　第二，老鼠的脑子太小，各部分联系非常紧密。而人的大脑里的神经细胞绝大多数都只和自己周围的神经细胞有联系，只有一小部分是和远处联络的，有人曾经算过，如果脑子里的每个神经细胞都要和所有的神经细胞联系的话，那么，人的脑子的直径就得达到20公里。所以，这个实验选择的研究对象首先就不对。

　　我们对大脑的认识只是万里长征的第一步

　　尽管在记忆研究上已经取得了很大的进步，但是未知之处还多得很。例如有些“记忆达人”是怎么回事就还不清楚。
　　有一个记忆达人叫舍雷舍夫斯基，开会的时候，别人都记笔记，他不记。旁人问他怎么不记，他说有什么可记的，讲的我全都知道，然后从头到尾就说出来。当然，这个人是先天的记性好，尽管他也有某些记忆术。
　　一个人记性很好，是不是很幸福？也不一定。他能记住具体的可视化的对象，却记不住抽象的概念；能记住细节，但是不能把握全局。比如说，他对人脸不大记得住，因为人的脸老是变，人的表情总是变化，他把人的不同的表情都记住了，但难以抓住里面共性的东西，听人讲故事每一句话都能记住，但整个故事讲的什么意思却不知道。
　　还有一个记忆达人皮克，他的记忆力太好了，就像计算机一样。同样一份材料，他父亲要花23分钟读完，他只要53秒就读完了，他一生中大概记住了12000本书的内容。但是，他的生活自理能力很差，衣服穿得乱七八糟，不善于抽象思维。
　　这些记忆达人的记性为什么会这么好，这个现在还不清楚。甚至在记忆的一些基本问题上依然有不清楚的地方。现在，我们对脑的认识，还只是万里长征的第一步。我们对脑的认识主要来自于动物实验和临床观察，对于人脑的高级功能，特别是社会特性还缺乏严格的研究。
　　社会上流传着一些有关脑的迷思，比如，有一种观点认为，我们人类只用了10%的脑，还有90%的大脑尚未开发。这话没根据。美国心理学家詹姆斯确实讲过，人脑还有很大的潜能，但是他从来没有讲过人脑只用了10%。有的人把这个拿出来说，其实是不对的。
　　再比如，有人说需要开发右脑激发创造性。这句话也是没有根据的。他们曲解了对裂脑人所做的研究。所谓裂脑人，就是为了阻止癫痫从一侧脑扩布到另一侧脑而把联系大脑两半球的神经纤维切断了的人。尽管对这些裂脑人的实验表明左脑管语言说话，右脑则富有创造性。但是，因此就认为左脑只管语言不管创造性，右脑只管理创造性不管语言，这实际上又是不对的。因为，对语言的理解是左脑管的，而说话的语气、语调是右脑管的。同样几个字，一个人平平淡淡地说、高兴地说、悲伤地说，对方得到的信息是不一样的。左脑善于编故事，而编故事也是创造性的一种形式。最重要的是正常人并非裂脑人，左右两半球是协同工作的。
　　另一方面，怎么样对我们的脑有好处，现也已经有了很多知识，比如说，人类需要经常进行思维和身体的锻炼，以维持大脑的健康。大脑和身体是紧密关联的，人要勤动脑，也要勤动身体，多读书多思考，常做“大脑保健操”。在营养方面，鱼、水果、坚果等都对大脑有好处，久坐不动、剥夺睡眠、负面情绪、酗酒等都是对大脑不好的。
　　（本报记者　黄玮　整理）