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2023年8月30日 in 实验, 科普

割裂脑研究

我们都知道每个人的大脑都分为左半球和右半球,而且左、右半球有各自的侧重点。而我们的肢体控制也是左右相反对应,即左半球负责右半身的行动,右半球负责左半身的行动,比如左手和左脚就由右半球控制。对我们大多数人来说,这已经成为相当普及的知识。

在98%以上的成年右撇子中,左半球专管对语言的处理和语法表达,如词语、句法、命名、阅读、写作、学习记忆等。而空间技巧与右半球相关,如对三维形状的感知、空间定位、自身打扮能力、音乐欣赏及歌唱等。右半球还可理解一些口语及印刷的词。可以认为左半球是科学性的,而右半球是艺术性的。

20世纪50年代,美国加利福尼亚州技术研究院教授罗杰·斯佩里在以动物为实验的早期研究中获得了重大发现。

在实验中,通过外科手术切断一只猫大脑两半球之间的联系,并改变它的视觉神经,使猫的左眼只能接收来自左半球的信息,右眼只能 接受来自右半球的信息。手术后,这只猫表现得很正常,并且几乎没有显示出不良后果。然后蒙住它的右眼,让它学习一种新的行为,比如穿过一个小迷宫找到食物。在这只猫能熟练地通过迷宫后,放开右眼,再蒙住它的左眼,然后把它再放入迷宫口。它的左脑对在哪儿转弯根本没有印象,不得不重新开始熟悉整个迷宫。

当然,最初科学家也不可能拿人来做实验,只能用动物做类似实验,可惜动物本身与人类的差异让这一成果不得不只作为理论存在。然而在20世纪50年代后期,医学界给了心理学家一个黄金般的机遇。对一些非常特殊、非常极端且无法控制的癫痫病患者来说,切除胼胝体几乎可以消除这种病症。对于这些没有其他方法可以救治的病人,作为最后的治疗方法,这种手术那时是(并且现在也是)十分成功的。因此,斯佩里和加扎尼加找到了当时此例手术成功的十人之中的四人进行测试,以确定这种外科手术对他们的知觉能力和智力技能产生了什么样的影响。

首先需要指出的是,在实施这种极端的脑部外科手术后,患者的智力水平、个性恃点、特有的情绪反应等相对来说并没有改变。他们显得非常愉快,感到一种摆脱病魔的自由。有报告说, 一个手术后很虚弱的患者还开玩笑说,他感到“分裂的头痛” 然而,当测试开始时,这些被试却表现出许多不寻常的心理能力。

首先他们进行了视觉实验,用含有一束水平光的木板。当患者坐在木板前,盯着光束中间的一点看时,光束将出现在左、右视野并闪烁。然而,当研究者要求病人报告他们看到了什么时,他们却说只看到板上右边的光线有过闪烁。之后,研究者只打开照在左视野上的闪光,病人报告说他们什么也看不见。对于这一现象,唯一符合逻辑的结论是大脑的右半球是一个盲区。随后一件奇怪的事情发生了。光线再一次闪烁,这次要求患者指出光线闪烁的位置。尽管他们说只看到右边光线的闪烁,但他们能指出整个视野中的光线。使用了这种指认的方法后,发现大脑的两半球都能看见光线,并且在视知觉方面能力相当。

在这里,重要的一点是病人不能说出他看到了全部光线,并不是因为他们不能看见, 而是因为语言中心位于大脑的左半球。换句话说,为了能说出你看见的东西,就不得不让你的大脑的左半球看见这一物体。简化来讲就是,左、右脑都能看见光线,但是语言表达能力归为左半球控制,所以想要描述出来,只能让左脑也看见才可以。

其次进行的是触觉能力实验。你可以自己做一下这个测试。把你的双手放到身后,然后让 别人把熟悉的物品(一把勺子、一支钢笔、一本书、一块手表) 放在你的右手或左手里,看你是否能辨别它们。你可能觉得这样做不太难,是不是?这就是斯佩里和加扎尼加对割裂脑患者所做测试的基础。用上述方法把某一种物品放在患者的右手中,不让 患者看到或听到,物品的有关信息只传递到他们大脑的左半球, 在这种条件下,患者能够叫出物品的名字,并能描述它,指出它的用途。然后,当同样的物品被放在患者的左手(与右半球相关联)时,患者不能说出物品的名字,也不能描述它。但患者知道物品是什么吗?

研究者为了找到答案,要求被试在他面前的各种物品中找出与左手中的物品(记住,被试并没有看见它)相配的物品口他们就像你、我一样、能很容易地将它找出来。这再一次表明,口头表达能力位于大脑的左半球。记住,你能说出放在左手里的物品的名字,是因为信息从你大脑的右半球经过胼胝体传到了左半球,你的语言中枢在那里会说“那是一把勺子”。

接下来是视觉加触觉实验。当然因为实验过程比较复杂,用简单一点来说,即左脑能看见的,也能说出物品的名称及功能。而右脑看见东西却不能说出,但是却有思考和分析的能力,比如加扎尼加曾报告说,在展示某一物品的图片(比如香烟)给被试的右半球时,允许被试在屏幕后触摸10种物品,但里面却没有香烟,这时被试会选择最接近图片的一件物品——在当前情况下是烟灰缸。加扎尼加解释说:

“然而,太奇怪了,即使在他们正确反应之后,并且当他们左手里握着烟灰缸时,他们也不能说出或描述烟灰缸以及图片上的香烟。很明显,在知觉和知识方面,左半球和右半球完全分开了。”

在此项实验中,也发现了左脑和右脑的惊人不同。即左脑处理语言方面优于右脑(可能一些左撇子正好相反)。右脑处理空间方面优于左脑。斯佩里和加扎尼加在研究中发现,在涉及空间关系和形状的视觉任务中,左手的成绩更好。

最后是情绪的研究,当然,仍然是长话短说,因为左、右脑的分工不同,左脑感受到的情绪会传染给右脑,但是比如形成某种情绪的信息,没有以语言的方式存储起来,大脑左半球就不可能提取它。结果就可能是你感到伤心,但说不出原因。由于这是一种令人不适的认知情境,大脑左半球会试图用语言寻找一个原因来解释这种悲伤(毕竟,语言是它的主要工作)。然而,由于大脑左半球不具备所需的资料,所以它的解释可能是完全错误的!

那么割裂脑实验到底对我们有什么影响呢?

首先对揭示大脑两半球功能单侧化优势右很大的意义。为研究大脑两半球功能单侧化优势提供了实验基础。且可以为治疗和帮助脑损伤病人提供依据和办法。

其次,加扎尼加提出了一种可能性,即如果我们真的有两个脑,那么当大脑的两半被分开后,也许我们就有双倍处理信息的潜能。的确,有些研究证据表明,在正常人完成一项认知任务的时间内,割裂脑病人能完成两项任务。




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