煜天一

在過去的幾個世紀(jì)，人類一直努力嘗試著用不同的方法去了解我們中樞神經(jīng)系統(tǒng)的灰質(zhì)是如何運作的。最近，BBC的系列紀(jì)錄片——《歷史的未來》，利用倫敦科學(xué)博物館里的展品講述了人類是如何了解自身的，以及我們的技術(shù)是怎么樣隨著時間發(fā)展的。

讀隆起術(shù)

故事得從幾十個陶制的顱骨開始說起。在倫敦科學(xué)博物館，有許多規(guī)則各異、大小不同的顱骨，這些陶制的顱骨就是顱相學(xué)的大師們創(chuàng)造的成果之一。

在顱相學(xué)最盛行的19世紀(jì)，顱相學(xué)家們四處采集顱骨形狀進行研究。一些顱骨模型，采集自一些顱相學(xué)狂熱推崇者們，他們急于想知道他們頭顱的輪廓形狀，另一些則是從石膏模型或者尸體的顱骨里獲得。一位顱相學(xué)家威廉·貝利就曾公開聲稱他從600名罪犯包括小偷和謀殺犯那兒，采集到了顱骨樣本。

那么，為什么顱相學(xué)家們熱衷于研究顱骨呢？這是因為他們相信顱骨的形狀決定著人的心理與特質(zhì)，甚至只要測量顱骨，就能分析一個人哪些心理機能發(fā)達或者欠缺。為了便于推廣這項新科學(xué)，顱相學(xué)的創(chuàng)立者，法國解剖學(xué)家高爾研制出了一張有27個區(qū)域的顱骨圖，每個區(qū)域都代表一個“器官”或者皮質(zhì)層，有著某種特別的功能。他們將27個區(qū)域，分別定義為好色區(qū)、仁慈區(qū)、好斗區(qū)、威嚴區(qū)等。假如某個區(qū)域的顱骨比較突出，就能推斷出這個人的性格。

例如，后腦是集中了慈愛、友情的區(qū)域，如果有位女士后腦部位發(fā)達，顱相學(xué)家們就會認為她是一位善于交際、注重感情的人。而顱骨掌握暴力的部位過于發(fā)達，就容易成為罪犯。眼睛后面的大腦區(qū)域是掌管記憶力的，眼睛鼓，腦袋大的人常被認為很聰明。

顱相學(xué)理論很快應(yīng)用到了生活實際，診所里的“大師”們通過觀測來訪者的顱骨形狀，給出職業(yè)建議，或者治療建議。在警察局，有些司法人員會用特制的工具試圖按平犯人頭部凸出的“暴力”區(qū)域。甚至嬰兒也難以幸免，按照顱相學(xué)闡釋，有些家長為了讓孩子們長成理想人物，會用木板和布帶把嬰兒的頭部捆成相應(yīng)的形狀。

有趣的是，就像中國的相面術(shù)大行其道一樣，顱相學(xué)也有一大批忠實粉絲，甚至許多粉絲地位都顯赫一時。英國女王維多利亞、德國“鐵血宰相”俾斯麥、德國哲學(xué)家黑格爾、美國發(fā)明家愛迪生、大文學(xué)家惠特曼都曾熱衷于這種“摸骨看相”。

直到19世紀(jì)40年代，一位法國生理學(xué)家切除了一條小狗的“好色”器官，小狗失去的是有順序的移動能力，比如它本想向右轉(zhuǎn)的時候卻轉(zhuǎn)向了左邊，而非顱相學(xué)說的“好色能力”。之后，風(fēng)靡50年的顱相學(xué)開始被人們戲稱為“讀隆起術(shù)”，逐漸被證實為偽科學(xué)。

從此，科學(xué)家們開始關(guān)注真實生命的案例研究，特別是那些失去部分功能的病人。

獵捕腦電波

雖然顱相學(xué)已經(jīng)被證偽了，但認為大腦不同部分有著不同作用的觀點卻有一定的科學(xué)性。最早發(fā)現(xiàn)大腦左半球語言中樞的法國生理學(xué)家皮埃爾·保爾·布羅卡研究發(fā)現(xiàn)，他的兩個病人的某些特殊部位的異常導(dǎo)致了他們語言功能的喪失。

但這些研究并沒有讓我們更了解大腦。直到1920年，德國科學(xué)家貝格爾成功完成首例人類生物腦電波的記錄，發(fā)現(xiàn)了四種生物腦電波α波、β波、θ波、δ波，分別決定著人的學(xué)習(xí)、記憶力、注意力、休息等狀態(tài)。腦電圖的發(fā)明，讓人們第一次觀察并記錄到了腦電波的活動，而且這次的觀察對象不再是模型，而是一個真實的病人。

腦電圖剛出現(xiàn)時，有一些奇怪的用途，像測驗一對情侶是否適合結(jié)婚，或者觀察罪犯的大腦。如今，它更常用來監(jiān)測那些有特殊癥狀的患者的大腦活動，比如癲癇病人，了解在他們犯病時大腦發(fā)生了什么。而現(xiàn)代醫(yī)學(xué)也漸漸證明，腦電圖對于癲癇有決定性的診斷價值，癲癇在發(fā)作時腦電圖可以準(zhǔn)確地記錄出散在性慢波、棘波或不規(guī)則棘波，因此對于診斷癲癇十分有效。

雖然腦電圖能讓我們記錄腦電波，但也并沒有讓我們能拍攝到大腦內(nèi)部，我們需要更新的技術(shù)來看人腦內(nèi)部的世界。

甲殼蟲樂隊與CT掃描儀

CT掃描儀，如今已經(jīng)在醫(yī)學(xué)中有廣泛的應(yīng)用。說到它的產(chǎn)生過程，我們還得感謝下甲殼蟲樂隊呢。

法國百代唱片公司的工程師——戈弗雷·菲爾德，發(fā)現(xiàn)通過X射線可以看到大腦內(nèi)部，也即CT掃描器。百代唱片公司旗下有眾多英國流行樂隊，最著名的當(dāng)屬甲殼蟲樂隊，甲殼蟲樂隊更成了百代唱片公司最大的“金礦”。所以，這項技術(shù)的發(fā)明可以感謝甲殼蟲樂隊的資金支持。

大家都知道，CT掃描儀能產(chǎn)生X光，X光具有很高的穿透本領(lǐng)，能穿過許多對可見光不透明的物質(zhì)，如墨紙、木料以及人體的大多數(shù)軟組織等。CT掃描儀就是利用X光成像原理，從人體一側(cè)照射光線，而從另一側(cè)記錄器官的輪廓。

如果說腦電圖還只是一種腦電波記錄圖形，CT掃描儀則幫助了人們能更直觀地觀察到器官的異常。如今，醫(yī)生們已經(jīng)將CT掃描儀用于各種疾病的診斷和治療，包括頭部創(chuàng)傷、癌癥和骨質(zhì)疏松癥。

大腦里血液的流動

今天，用來掃描大腦的最新科技叫功能性磁共振成像。一位來自倫敦大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家倫德夫·林喬展示了功能性磁共振成像是如何運作的。透過磁共振成像，德夫能夠看到的是隨著人體的運動，大腦內(nèi)部氧氣是如何變化的。如果大腦的某個部位需要完成一定的任務(wù)，比如完成語言任務(wù)時，這個區(qū)域使用能量時血液流動會增加。

例如，當(dāng)你正在完成一項任務(wù)時，大腦的部分區(qū)域會異?；钴S，表現(xiàn)在計算機中的成像里，就是圖片中一些腦區(qū)域顏色會更亮。當(dāng)一個人不得不思考要說什么時，與簡單機械的數(shù)數(shù)等這一類不怎么費腦的活動相比，大腦的許多區(qū)域都很活躍，許多部位也會被“點亮”。所以，經(jīng)常做些復(fù)雜的腦力計算，對于保持大腦的活躍度很重要。這也許就是愛思考的人會更聰明的原因。

但這也只是能夠觀測到當(dāng)一個人做自己感興趣的任務(wù)時大腦的活動方式，并不意味著功能性磁共振成像更能讀懂人腦。

但不管怎么說，功能性磁共振成像還是為我們理解自己的大腦帶來了革命性的改變。腦電圖和CT掃描只能判定腦部的一些病變情況，而功能性磁共振成像則可以讓觀察者們觀測到健康人的頭腦里，不同大腦區(qū)域的不同分工以及協(xié)作。在觀察活動中的大腦時，功能性磁共振成像就連空間分辨率也可達到毫米水平。

人類的讀心術(shù)還在繼續(xù)

有趣的是， 腦電圖和CT掃描儀在今天仍在廣泛使用，在可預(yù)見的未來也會繼續(xù)發(fā)揮用途。在許多醫(yī)院里，醫(yī)生們會依舊使用CT進行診斷，而腦電圖則會廣泛用于臨床研究。例如，科學(xué)家們正在探索著非損傷性的腦部電流刺激儀怎么樣減輕帕金森氏癥和抑郁癥。

而人們似乎從腦電波上也獲得了不少心靈駕馭術(shù)的啟示。德國科學(xué)家已經(jīng)制造出世界上第一臺“心靈感應(yīng)打字機”，人們只需戴上一個裝有腦電波傳感器的皮帽，就能把心中所想轉(zhuǎn)換成文字，出現(xiàn)在裝有腦電波接收器的電腦上。最近，上海交大學(xué)生研制出人腦與蟑螂大腦的功能性“腦-腦接口”，把人腦信號發(fā)送到了蟑螂大腦，實現(xiàn)了人腦對蟑螂運動的遠程無線控制。

雖然對蟑螂的控制對于我們來說還不太有吸引力，但我們依舊可以對意念控制世界抱有希望。未來的人們也許可以不用語言交流，僅用意念就可以控制物體。

那么，未來的人類是否會視今天我們探索大腦的努力為原始的和粗糙的，就像我們今天看待顱相學(xué)一樣？未來的人們又能否像今天的人們?yōu)榱嗣利悇?chuàng)造了整容術(shù)一樣，為了讓人類更聰明，也發(fā)明“整腦術(shù)”？都有可能?？梢钥隙ǖ氖?，人類將不會停止對于我們顱骨里灰色部位的探索。