詹姆斯·施里夫

古埃及人不認為人腦有什么用處，所以在領袖死后，他們就把腦子挖出來，再用布包好了下葬，他們相信意識存在于心臟。

如今，新的科技可以把人的思想、感情和行為的根源，以視覺的方式呈現(xiàn)出來。讓我們一起來參加一個腦部手術，一起深入探究我們的心智，看看人類的腦殼之中，到底是怎樣的神秘世界。

手術中要保持清醒

科麗娜·阿拉米略躺在加州大學洛杉磯分校（ＵＣＬＡ）醫(yī)學中心的手術室里。她向右側臥，臉下塞了個枕頭，還有一具鋼架以螺絲鎖進她的額頭，確保她的頭部完全平穩(wěn)。

在藍色無菌紙棚的另一面，兩位外科醫(yī)生正忙著對付科麗娜的腦中一個如小碟子大的部位。她的大腦泛著珍珠般的光澤，而且隨著心跳的節(jié)奏輕輕博動。在外科醫(yī)生急切檢查的這塊區(qū)域，表面分布著細絲狀的動脈。這里是大腦左額葉的一部分，對口語的產(chǎn)生至關重要。在旁邊，一個腫瘤仿佛逼臨的暴風，透著威脅。

外科醫(yī)生必須切除這個腫瘤，但又不能將科麗娜的說話能力也一并除去。因此，他們得讓科麗娜在手術剛開始的時候保持神智清醒，并能做出反應。他們先將她麻醉，以便切除她的一塊頭皮和顱骨，然后把位于下方的一層保護膜往后折?，F(xiàn)在，他們可以觸摸她的腦，因為腦沒有痛覺感受器。

“醒醒，親愛的?！绷硪晃会t(yī)生說，“一切都很順利，你能跟我說幾句話嗎？”科麗娜掙扎著想擺脫麻醉帶來的暈眩，動了動嘴唇。

“嗨?！彼p聲說。

神秘的“布羅卡區(qū)”

從科麗娜顱骨上的開口，我們可以嘗試理解大腦自身形體的過程。與她腫瘤毗鄰的那塊大腦額葉被稱作“布羅卡區(qū)”，是以１９世紀法國解剖學家保羅·布羅卡命名的。布羅卡和一些同期的科學家最早提出確切的證據(jù)，說明特定的認知與功能，是由人腦的特定區(qū)域所掌管的。例如，一個后腦勺有個小口徑槍傷的傷兵，可能因視覺皮質受損而出現(xiàn)視野缺失；一個中風患者可能看得到鼻子、眼睛和嘴巴，卻無法將這些器官拼湊成一張臉。

２０世紀５０年代，美國神經(jīng)外科醫(yī)生汪爾德·潘菲爾德研究了數(shù)百名癲癇病患。他在病人清醒的狀態(tài)下進行手術，用電極直接刺激他們的腦部，發(fā)現(xiàn)身體的每個部分都與大腦另一側一條帶狀的皮質區(qū)域有明顯的對應關系。例如，對大腦左側運動皮質的某一點施予輕微電擊，他的右腳會有所反應；刺激鄰近的另一點則會令他的右大腿出現(xiàn)類似反應；對皮質表面其他區(qū)域施予刺激，則可能會喚起某種味覺、某段兒時記憶，或是一段遺忘已久的旋律。

現(xiàn)在，ＵＣＬＡ手術室里的這兩位外科醫(yī)生，正準備將潘菲爾德的技術運用在科麗娜大腦的“布羅卡區(qū)”。他們已經(jīng)大致找到需要動手術的區(qū)域，但是在切除腫瘤之前，還必須先更清楚地找出控制科麗娜特定語言能力的確切位置。

為語言神經(jīng)區(qū)域做記號

科麗娜會說兩種語言，而且從小就學會了這兩種語言，所以醫(yī)生們需要比平時更加小心，因為控制她英語和西班牙語能力的神經(jīng)區(qū)域可能彼此緊鄰，甚至會有一部分相互重迭。

神經(jīng)心理學家蘇珊·布克海默，邊跟科麗娜在手術紙棚下交談，邊從一疊圖片里拿出一張給科麗娜看。與此同時，外科主治醫(yī)生廖敏妃使用電極對科麗娜的大腦施予輕微刺激，受到電擊的部分會暫時喪失功能。

“這是什么，親愛的？”布克海默用英語問?？汽惸热匀挥行炑?，她盯著那張圖片看。

“薩克斯風?！彼灿糜⒄Z輕輕地回答。

“很好?！辈伎撕Ｄf著，又抽出了一張圖片。看來電擊的這一點和語言功能并沒有關系，廖醫(yī)生將電極稍微向旁邊移動了一點兒。

“那這是什么？”（西班牙語）

“房子。”（西班牙語）

“這個呢？”（西班牙語）

科麗娜遲疑了一下：“是自行車嗎？”那不是自行車，而是一對鹿角。當科麗娜判斷錯誤，或是必須很費力地說出圖片上非常簡單的物品時，醫(yī)生們就知道碰觸到了重要區(qū)域。然后他們會用一小片無菌紙在這個區(qū)域做上標記。

大腦也有地圖集

以上這些都是標準程序。接下來，為科麗娜腦部功能區(qū)定位的方式進入了一個新紀元。此刻有十幾個人在手術室里忙碌著，他們要在手術過程中操作一種“內部信號光學成像儀”（ＯＩＳ）。

一架安置在吊桿上的特殊相機移到科麗娜大腦額葉的上方?？汽惸纫幻胬^續(xù)回答圖片上物體的名稱，或其他一些簡單的問題（如草是什么顏色？什么動物會汪汪叫？），相機一面記錄下大腦表面所反射的光學信號的細微變化。這些改變表示血液流量增加，進而顯示該處腦組織正在進行認知活動。

科麗娜回答“綠色”或“狗”的時候，她的腦神經(jīng)工作狀態(tài)隨即被相機捕捉下來，傳送到手術室角落里的一臺屏幕上，影像會再上傳到樓上神經(jīng)影像實驗室的一臺超級電腦里。通過各種成像技術，這個實驗室已經(jīng)儲存了５萬筆掃描資料。

“就像人的臉孔一樣，每個人的腦都是獨一無二的。”加州大學洛杉磯分校的大腦地圖集里面的絕大多數(shù)圖像，都是利用一種稱為“功能性磁振造影”（ｆＭＲＩ）的突破性新技術獲取而來。盡管精確性與ＯＩＳ相差甚遠，不過ｆＭＲＩ是完全非侵入性的，其應用對象不限于像科麗娜那樣的手術病人。只要愿意在ｆＭＲＩ機器的管狀艙中忍耐幾分鐘，任何人都可以接受檢查。

目前，這種技術已經(jīng)被用于抑郁癥、閱讀障礙、精神分裂癥，以及許多其他神經(jīng)疾病的研究之中。同樣重要的是，這項技術還被用來測試數(shù)十萬個受試者的大腦，他們在檢驗中要完成的任務可能是動一下手指，也可能是回憶某個人的臉孔，甚至是面對道德難題、體驗性高潮，或比較百事可樂和可口可樂的味道等。

當科麗娜只是個胎兒

這些新的科學技術能否告訴我們，科麗娜２８歲的大腦是如何產(chǎn)生她２８歲的心智？就腦的發(fā)育來說，科麗娜出生之前在母親子宮里的那９個月是神經(jīng)發(fā)展的重頭戲。

母親受孕４周后，那個將成為科麗娜的胚胎，每分鐘會制造出５０萬個神經(jīng)元。接下來的幾周里，這些細胞會遷移到腦部。在她母親懷胎的頭６個月里，神經(jīng)元開始伸出突起，互相接觸，以每秒２００萬個的速度建立“突觸”（神經(jīng)元的接點）。出生前３個月，科麗娜擁有的腦細胞是一生當中最多的，遠遠超過了一個生活在子宮內、用不著太多認知功能的胎兒所需的數(shù)量，甚至她成年后也不需要這么多。

然而，到了出生前的幾周，形勢發(fā)生逆轉。神經(jīng)元群體之間開始互相競爭，不斷招募其他神經(jīng)元加入自己的群體，構成具有特殊功能的神經(jīng)回路。那些未能連成好群體的神經(jīng)元就會死亡。這個減量的過程被科學家稱作“神經(jīng)達爾文主義”。

存活下來的神經(jīng)回路已經(jīng)開始適應未來的外在世界。初生之時，科麗娜就已偏好母親聲音超過陌生人的聲音；她也偏好在子宮里也許就已經(jīng)聽到的童謠節(jié)奏；甚至可能更易于接受母親做的墨西哥菜肴，因為在羊水中她就已經(jīng)大量品嘗了。視覺是最后發(fā)育完全的器官，但出生后僅兩天，她顯然就已能辨認出母親的臉。

嬰兒的“忘我”學習

在接下來１８個月里，科麗娜就像臺學習機器，她的腦不需要任何獎勵等動機，對感官所接受到的一切照單全收。

科麗娜開始體驗這個新世界。這個時候，她反復接受到刺激的神經(jīng)回路會發(fā)展成更強的突觸連結，而沒受到刺激的則會萎縮。例如，剛出生時，她能聽見地球上所有語言的每一個聲音，但由于充斥她耳邊的先是西班牙語、后來加上英語，她大腦的語言區(qū)之后就僅僅對這兩種語言的聲音更加敏感，而對其他語言的聲音喪失了反應。

如果科麗娜的大腦里有個“自我”意識的萌芽之處，那應該就在前額葉皮質了，這個區(qū)域從她的額頭后面一直延伸到兩耳附近。兩歲左右，這里的神經(jīng)回路開始發(fā)育，但在前額葉皮質開始運作之前，如果科麗娜從鏡中看到臉上有臟東西，她只會去擦鏡中人的臉，因為她不了解那是自己，不會去擦自己的臉。（待續(xù)）