人类的大脑,既让人惊叹,又让人困惑。一方面它像一架精密的机器,稍有点异常即不能正常工作。与此同时,它又似乎可有可无,哪怕丢掉半个或者更多,也能照常运转。正是它的这种双重属性,让我们备感困惑。
被切除了半个大脑的人
英国有一个男孩,小时候被切除了半个大脑,却仍能正常地长大。这个男孩叫马修,他6岁的时候,得了一种奇怪的病。这种病每天都会多次引发“癫痫”(俗称“羊癫风”,是大脑神经元突发性异常放电,导致短暂的大脑功能障碍的一种慢性疾病),只能通过切除半个大脑来进行治疗。
手术后的两个月内,他无法正常走路,也不能正常说话,每天睡觉时都会大小便失禁。然而,经过持续的物理疗法和特别的语言学习,三个月后,他恢复了走路、说话等各种原有的能力。与此同时,他的癫痫也不再发作了。
现在,马修已经是成年人了,据脑部扫描仪显示,他的头骨里有一半是空的。自手术以来,一直有相关人员对他进行追踪和观察,他们发现,只有半个大脑对他的正常生活几乎没有影响,唯一可见的只是他有一只手显得有些笨拙,偶尔会微微颤抖。
2020年,英国《新科学家》杂志又报道了天生就缺半个脑的例子。这位叫C1的女孩,当她长到10个月大的时候,检查出左半个大脑完全缺失,取而代之的是一个液囊。但今年19岁的她,智商中等偏上,除了在移动身体右侧时确实有些不便,在生活中总体表现良好。她还打算上大学呢。
对于缺半个脑还表现基本正常的现象,科学家目前的解释是,我们的大脑具有高度的适应性,很多时候所缺那半个大脑负责的一些主要功能,都可以由另外半个大脑接管。
几乎无脑,也照样正常
虽然这样的解释并不能完全令人信服,但也可以接受。可是,以下的例子,又该如何解释呢?
1980年代,一位英国神经学家对脑水肿患者进行了一系列研究。在他的研究中,这些患者里一半的人的大脑中超过95%的区域都是脑脊液,但他们的智商仍然超过100。
其中一个案例:一名数学专业的高材生,智商高达126,社交表现也完全正常,但脑部扫描显示,他实际上没有大脑。正常人的大脑皮层厚度一般为4.5毫米,但他的只有薄薄的1毫米,颅腔中充满了水样脑脊液。正常大脑重1.5千克左右,而他的大脑仅有50~150克。
我们的神经学理论经常说,大脑皮层上分布着许多处理信息的脑区,比如感觉皮层、运动皮层、听觉和视觉皮层等。与之相关的还有一些其他功能,如抽象能力,计算,逻辑思维和记忆等。现在,所有这些脑区似乎都被挤压至1毫米厚的皮层上,而且仍然能够正常运转,这着实让人惊讶。
尤其还要考虑到,当大脑皮层变得如此扁平、脑容量缩得如此之小时,神经元肯定会受到极大的损伤,神经元之间建立新连接的能力也会严重削弱,而建立新连接是学习和记忆的基础。不能建立新连接,这些“无脑人”怎么工作和学习的呢?
2019年,科学家在另一项研究中也发现,一只患严重脑积水的小鼠存活了下来,不仅如此,其空间记忆能力、嗅觉、听觉、触觉等均和普通小鼠无异。
这些发现在科学界引发了一场争论:我们真的需要大脑吗?如果需要,需要到什么程度?
长期以来,科学家一直认为意识是由于大脑神经元之间广泛存在的活动引起的。简言之,意识诞生于大脑。但是,“无脑人”的意识又从何而来呢?
心脏也有记忆
有一种非主流的观点认为,意识可能既非取决于大脑的某个部位(比如大脑皮层),也非取决于大脑的复杂程度,而可能是遍布我们全身的神经共同完成的。
有一个证据似乎支持这种观点。科学家发现,一些接受了心脏移植的患者会发展出新的爱好,或者性格有了变化,而这些爱好或性格都来自心脏捐赠者。这里不妨举几个例子。
没有大脑组织的头骨内部
美国一位47岁的白人男建筑工人接受了一位17岁黑人男学生的心脏。手术后发现,他对古典音乐产生了浓厚的兴趣。后来他了解到,捐献者是一位古典音乐爱好者,他正是在去上小提琴课的路上被车撞死的。
1988年,一位名叫克莱尔·西尔维亚的美国妇女在一家医院接受了心脏移植手术。她被告知,心脏捐献者是一位美国缅因州的18岁男子,他刚刚死于一场摩托车事故。手术后不久,西尔维娅说她想喝啤酒,而之前啤酒不是她喜欢喝的饮料。后来,她发现自己有一种无法控制的想吃鸡块的冲动。她还吃起了以前不太喜欢吃的青椒。此外,西尔维亚还反复梦见一个名叫蒂姆的神秘男子。她觉得他就是器官捐献者。她在缅因州出版的报纸上搜索讣告,并认出了那位年轻人。他的名字确实是蒂姆。在拜访了蒂姆的家人后,她发现他过去喜欢吃鸡块、青椒和啤酒。
另有一个更离奇的例子。一位8岁的小女孩移植了一名10岁女孩的心脏。这位女孩是被人谋杀的。手术后,小女孩开始反复做关于谋杀的噩梦。她母亲安排了一位精神病医生给她诊断。几次诊断后,医生断定她一定亲眼目睹过谋杀事件。他们打电话给警察。警察根据小女孩提供的关于谋杀案的详细描述(时间、地点、凶手的穿着、武器、小女孩死前对凶手说的话),终于找到了凶手。
这些例子说明记忆也可以存储在心脏里。我们平常说“记在心上”,按字面理解,似乎也不无道理的。
意识可能遍布全身
此外,科学家发现,存在于人体肠道中的肠神经系统对于我们的精神状态影响很大,因此被称为我们的“第二个大脑”。之前,科学家只是谨慎地说大脑受它影响,但如果原先被认为由大脑从事的一些事情,确实是由“第二个大脑”完成的呢?
还有一种说法,认为我们的某些记忆储存在遍布全身的神经肽中。神经肽是大脑神经元释放的一类蛋白质分子,它们通过血液、组织液和中枢神经系统在神经系统、免疫系统、内分泌系统、肌肉系统和骨骼系统之间传递信息。目前,已知哺乳动物大脑中的神经元会释放大约100种不同的神经肽。在心脏中也发现了神经肽,这可以解释接受心脏移植的患者报告的某些“移植”的记忆。
当然,目前还很难判断这些“异端学说”在多大程度上靠谱。但人类大脑的这些特例,确实发人深省,也许会为意识研究指出一条新路子。