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羅杰·斯佩里
來源:互聯(lián)網(wǎng)

羅杰·斯佩里(1913年8月20日-1994年4月17日),全名羅杰·沃爾科特·斯佩里,美國心理生物學(xué)家,神經(jīng)生理學(xué)家,認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)家,諾貝爾獎(jiǎng)得主。他生于美國康乃狄克州哈特福德,1941年獲得芝加哥大學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位。1954年后,他在加州理工學(xué)院擔(dān)任心理生物學(xué)教授。斯佩里是美國國家科學(xué)院院士,美國科學(xué)促進(jìn)會(huì)等組織成員,國際腦研究組織成員。他的研究揭示了大腦兩半球的秘密和功能分工,為人們了解人腦更高級(jí)功能提供了新觀念。1981年,他與大衛(wèi)·休伯爾托斯坦·威澤爾共同獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。2002年,《綜合心理學(xué)評(píng)論》將斯佩里評(píng)為20世紀(jì)最具影響力的心理學(xué)家第44位。

人物經(jīng)歷

羅杰·斯佩里出生在康涅狄克州哈特福德,父母是弗朗西斯·布什內(nèi)爾和弗洛倫斯·克雷默·斯佩里。他的父親是銀行家,母親接受過商學(xué)院的培訓(xùn)。他在一個(gè)強(qiáng)調(diào)學(xué)術(shù)成就的中上層階級(jí)環(huán)境中長大。羅杰有一個(gè)弟弟羅素·盧米斯。他的父親在羅杰11歲時(shí)去世。之后,他的母親成為當(dāng)?shù)?a href="/hebeideji/7244797896770732089.html">高中校長的助手。斯佩里就讀于康涅狄克州西哈特福德的霍爾高中,在那里他是幾項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的明星運(yùn)動(dòng)員,并在學(xué)業(yè)上表現(xiàn)出色,贏得了奧伯林學(xué)院的獎(jiǎng)學(xué)金。在奧伯林,他是籃球隊(duì)隊(duì)長,還參加了棒球、橄欖球和田徑比賽。他還在校園內(nèi)的一家咖啡館工作,以維持自己的生活。斯佩里主修英語,但他上了一門由一位名叫R·H·斯特森的教授講授的心理學(xué)導(dǎo)論課程,斯特森曾與美國心理學(xué)之父威廉·詹姆斯合作。這門課激發(fā)了斯佩里對(duì)大腦以及它如何改變的興趣。斯特森殘疾,行動(dòng)不便,所以斯佩里會(huì)幫助他到處接送。這包括帶斯特森和他的同事一起吃午餐。斯佩里只是坐在桌子的一端,聽著斯特森和他的同事討論他們的研究和其他心理學(xué)興趣。這更加增加了斯佩里對(duì)心理學(xué)的興趣,因此在奧伯林獲得英語學(xué)士后,他決定留下來獲得心理學(xué)碩士學(xué)位。他于1935年獲得英語學(xué)士學(xué)位,1937年獲得心理學(xué)碩士學(xué)位。他于1941年在芝加哥大學(xué)獲得動(dòng)物界博士學(xué)位,由保羅·A·韋斯監(jiān)督。斯佩里隨后在哈佛大學(xué)卡爾·拉什利進(jìn)行博士后研究,盡管他大部分時(shí)間都是與拉什利在佛羅里達(dá)州奧蘭治公園的耶爾克斯靈長類研究中心度過的。

1942年,斯佩里開始在哈佛大學(xué)的耶爾克斯靈長類生物實(shí)驗(yàn)室工作。他在那里專注于涉及運(yùn)動(dòng)和感覺神經(jīng)重新排列的實(shí)驗(yàn)。他于1946年離開,成為芝加哥大學(xué)的助理教授,后來成為副教授。1949年,在進(jìn)行例行胸部X光檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)了結(jié)核病的證據(jù)。他被送往紐約阿迪朗達(dá)克山的薩拉納克湖接受治療。在這段時(shí)間里,他開始撰寫有關(guān)心靈和大腦的概念,并于1952年首次發(fā)表在《美國科學(xué)家》雜志上。1952年,他成為國家衛(wèi)生研究所的神經(jīng)疾病和失明部門主任,并在佛羅里達(dá)州科勒爾蓋布爾斯的海洋生物實(shí)驗(yàn)室度過了一年。斯佩里于1952年回到芝加哥大學(xué),成為心理學(xué)副教授。他沒有獲得芝加哥大學(xué)的終身教職,并計(jì)劃搬到馬里蘭州貝塞斯達(dá),但由于國家衛(wèi)生研究所的建設(shè)延誤,他被耽擱了。在這期間,斯佩里的朋友維克多·赫本邀請他在一個(gè)研討會(huì)上就他的研究發(fā)表演講。研討會(huì)的聽眾中有來自加州理工學(xué)院的教授,聽完斯佩里的講座后,他們對(duì)他印象深刻,因此提供給他加州理工學(xué)院的希克森心理生物學(xué)教授職位。1954年,他接受了這個(gè)職位,并與約瑟夫·博根博士和許多學(xué)生一起進(jìn)行了他最著名的實(shí)驗(yàn)。

斯佩里在芝加哥大學(xué)攻讀博士學(xué)位期間在保羅·韋斯的指導(dǎo)下對(duì)神經(jīng)元特異性和大腦回路產(chǎn)生了興趣,并開始質(zhì)疑這兩個(gè)主題的現(xiàn)有概念。他首先在奧伯林的心理學(xué)導(dǎo)論課上提出了一個(gè)簡單的問題:天生還是后天。他開始一系列實(shí)驗(yàn),試圖回答這個(gè)問題。斯佩里交叉連接了老鼠腿的運(yùn)動(dòng)神經(jīng),使左神經(jīng)控制右腿,反之亦然。然后,他將老鼠放入一個(gè)底部分成四個(gè)部分的電網(wǎng)籠子中。老鼠的每條腿都放在電網(wǎng)的四個(gè)部分之一中。對(duì)電網(wǎng)的特定部分施加電擊,例如老鼠的左后腿所在的電網(wǎng)部分會(huì)受到電擊。每次左爪受到電擊時(shí),老鼠會(huì)抬起右爪,反之亦然。斯佩里想知道老鼠意識(shí)到自己抬錯(cuò)爪需要多長時(shí)間。經(jīng)過多次測試,斯佩里發(fā)現(xiàn)老鼠從未學(xué)會(huì)抬起正確的爪,導(dǎo)致他得出結(jié)論:有些事情是固有的,無法重新學(xué)習(xí)。用斯佩里的話說,“神經(jīng)系統(tǒng)沒有適應(yīng)功能。”在哈佛大學(xué)卡爾·拉什利以及佛羅里達(dá)州奧蘭治公園的耶爾克斯靈長類研究中心度過博士后時(shí)期,他繼續(xù)進(jìn)行了他在博士生期間開始的神經(jīng)元特異性研究,并啟動(dòng)了一系列涉及蠑螈的新研究。視神經(jīng)被切斷并使眼睛旋轉(zhuǎn)180度。問題是,再生后視力是否正常,或者動(dòng)物是否永遠(yuǎn)將世界視為“顛倒”并且左右顛倒。如果后者被證明是真的,這意味著神經(jīng)在某種程度上被“引導(dǎo)”回到它們原始的終止位置。恢復(fù)正常視力(即以“正面朝上”的方式“看”世界)意味著再生的神經(jīng)已經(jīng)終止在新的位置,與原始位置完全不同。動(dòng)物的反應(yīng)就好像世界是顛倒的,并且左右顛倒。此外,無論進(jìn)行多少訓(xùn)練都無法改變這種反應(yīng)。這些研究為斯佩里的化學(xué)親和力假說(1951年)提供了強(qiáng)有力的證據(jù)。

斯佩里后來擔(dān)任加州理工學(xué)院的董事會(huì)成員和心理生物學(xué)名譽(yù)教授。奧伯林學(xué)院的斯佩里神經(jīng)科學(xué)大樓于1990年以他的名字命名。

人物軼事

1981年10月9日凌晨3時(shí),加利福尼亞州理工學(xué)院校長在睡夢中被電話鈴聲驚醒。新聞?dòng)浾呦蛩老舱f:“剛剛由瑞典傳來消息,貴校斯佩里教授被評(píng)選為今年諾貝爾生理學(xué)及醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的獲得者!”該校以往曾多次得到類似的佳音,這次卻有點(diǎn)不同。許多熟悉斯佩里的人,初聽到他獲獎(jiǎng)消息時(shí)的反應(yīng)都是:“太好了!但是為了什么呢。”同行們公認(rèn),他有兩項(xiàng)深遠(yuǎn)影響的貢獻(xiàn)都值得獲獎(jiǎng)。問“為什么”并非意味著“憑什么”,而是為了弄清楚為了“哪一項(xiàng)貢獻(xiàn)”而獲獎(jiǎng)。

斯佩里獲諾貝爾獎(jiǎng)的消息傳來的當(dāng)天,加州理工學(xué)院校刊發(fā)了號(hào)外,上面登了各方面表示的祝賀。校長的賀詞是:“斯佩里,謹(jǐn)向閣下大腦的左右兩半球一并致賀!”這樣的賀詞或許是絕無僅有的,也多少有些讓人感到莫名其妙。然而,一旦人們弄清楚了其中的緣由,又無不欽佩校長的詼諧和中肯。原來,根據(jù)諾貝爾獎(jiǎng)金評(píng)選委員會(huì)的宣布,斯佩里獲獎(jiǎng)的主要原因是“發(fā)現(xiàn)了大腦左右兩半球在功能上的特化,使我們對(duì)大腦結(jié)構(gòu)機(jī)能有了嶄新的認(rèn)識(shí)。”

突出貢獻(xiàn)

1943年,斯佩里剛獲得博士學(xué)位不久,那時(shí)“行為主義”在美國盛行,人們認(rèn)為環(huán)境和經(jīng)驗(yàn)是影響和決定行為的必要和充分的條件。斯佩里發(fā)表了一篇迄今仍常被引證的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,一舉推翻了當(dāng)時(shí)專家們(包括他自己的指導(dǎo)教授萬思)所共持的偏見。他把青蛙的視神經(jīng)在眼球后切斷,并把眼球在眼眶中繞視軸旋轉(zhuǎn)180°,重新定位。這樣,旋轉(zhuǎn)前后網(wǎng)膜各部分收到的外來信息,上下左右正好顛倒。手術(shù)后,被切斷的視神經(jīng)逐漸萎縮。過一段時(shí)期,新的視神經(jīng)會(huì)由轉(zhuǎn)動(dòng)后的眼球上重新長出,伸向腦部,與腦部視區(qū)的神經(jīng)細(xì)胞搭上關(guān)聯(lián)。這里,青蛙雖重獲視覺,卻并不得意。每當(dāng)斯佩里在它的視野里某處放入小蟲時(shí),它總是向相反方向去攝取。這目標(biāo)與行為間的偏差,無論如何都不能糾正。若不喂食物到口,青蛙就會(huì)被餓死!實(shí)驗(yàn)表明:源于眼睛網(wǎng)膜不同部位的諸神經(jīng)纖維,與腦部視區(qū)諸神經(jīng)細(xì)胞之間,各有不同對(duì)象。無論研究者把動(dòng)物眼球如何定位,視神經(jīng)如何切扭,由網(wǎng)膜各部重生的視神經(jīng)纖維,或重列,或繞道,最后仍回到各自先天就決定的目的點(diǎn)去,即使眼球經(jīng)人為轉(zhuǎn)向后會(huì)使行為產(chǎn)生偏差,也無可奈何。

據(jù)此,斯佩里提出了新的觀點(diǎn):一是“神經(jīng)功能不可互換和大腦的聯(lián)結(jié)不可或缺”;二是“中樞神經(jīng)的聯(lián)結(jié)生長具有高度特異選擇性并精確地按照預(yù)定程序進(jìn)行,神經(jīng)的聯(lián)結(jié)是由遺傳決定的。”

人類行為機(jī)制的先驗(yàn)性

生物胚胎的分化發(fā)育,總是從一個(gè)細(xì)胞開始的。人們公認(rèn):在高等動(dòng)物中,哪些細(xì)胞會(huì)組成骨骼,哪些會(huì)變成血液,都是遺傳決定的。斯佩里的貢獻(xiàn),是把先天的影響從“組織”的分化推進(jìn)到個(gè)別神經(jīng)細(xì)胞的分化上去。同時(shí)表明:神經(jīng)系統(tǒng)由先天已決定的結(jié)構(gòu),對(duì)行為具有莫大的影響,不是完全能由環(huán)境和經(jīng)驗(yàn)來左右的。這并不是說環(huán)境和學(xué)習(xí)不重要。假如李白生長在英國、自然不會(huì)用英文寫出“床前明月光”的詩句。反之,換一個(gè)人,即使有和李白同樣的經(jīng)歷和文化水平,可能連一首“打油詩”也吟不出來。

神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)差異

斯佩里強(qiáng)調(diào),人們在神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)上所呈現(xiàn)的差異,比人們在面孔、指紋上的差異更大。各人的才智、性格生來有別,因而教育的方式和重點(diǎn)也應(yīng)該多元化。因材施教不但事半功倍,也會(huì)使人類的文明多姿多彩。

進(jìn)一步的研究

20世紀(jì)40年代,斯佩里從事神經(jīng)元的功能特異性研究,他發(fā)現(xiàn)中樞神經(jīng)聯(lián)結(jié)的生長不但具有高度特異的選擇性,而且精確地按照預(yù)定程序進(jìn)行。這個(gè)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致他深入研究胼體的功能問題。胼胝體是腦的最大的纖維系統(tǒng),由約2億根神經(jīng)纖維組成。曾有醫(yī)生試著用切斷胼胝體的方法來治療嚴(yán)重的癲癇癥,手術(shù)后病人發(fā)病次數(shù)和嚴(yán)重程度果然減少了。更可喜的是,看不出手術(shù)有什么副作用。于是人們不免發(fā)生疑問:“經(jīng)過億萬年進(jìn)化還存在的胼胝體,難道僅是為了惡化少數(shù)癲癇病人的病情嗎。”

斯佩里一方面分析研究了前人積累的科學(xué)證據(jù),如19世紀(jì)末戴杰雷因發(fā)現(xiàn),損傷兩半球間即從右半球視覺皮層到左半球的語言中樞的視覺路線,則會(huì)產(chǎn)生完全的失語癥。20世紀(jì)初,李普曼報(bào)告了損傷胼胝體前部將會(huì)引起失語癥結(jié)果的真實(shí)證據(jù)等,從而對(duì)胼胝體同大腦兩半球功能毫不相干的觀點(diǎn)持懷疑態(tài)度。另一方面斯佩里在早期研究新發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,先后用貓和猴作分離腦實(shí)驗(yàn)研究,以此胼胝體在統(tǒng)一的大腦兩半球功能中究竟有無作用問題。

斯佩里及其同事不僅將貓的大腦分離而且將它視交叉、視神經(jīng)的橫過部分分割開,使左眼來的視覺信息僅傳送到左半球,而右眼來的信息只傳到右半球。當(dāng)用一只眼解決問題時(shí),動(dòng)物能正常反應(yīng),而且學(xué)會(huì)完成一個(gè)任務(wù)。當(dāng)蓋住這只眼把同一問題給另一只眼呈現(xiàn)時(shí),動(dòng)物表現(xiàn)出對(duì)問題沒有再認(rèn)識(shí),而且必須用這個(gè)腦半球?qū)栴}再從頭學(xué)起。把這種方法用于“分離腦”的猴子身上,也發(fā)現(xiàn)有時(shí)候猴子的這一側(cè)腦占優(yōu)勢,采取這一種行為。有時(shí)候候的那一側(cè)腦占優(yōu)勢,采取另一種行為。

斯佩里由這一發(fā)現(xiàn)聯(lián)想到腦機(jī)制的一系列問題:“在完整的腦中胼胝體擔(dān)負(fù)兩大半球活動(dòng)的整合嗎。它的用途是向每個(gè)大腦半球不斷報(bào)告關(guān)于另一邊正在做什么嗎。當(dāng)兩半球被分開時(shí),它們實(shí)際上獨(dú)立到什么程度。它們能分開思想甚至有分開的情緒嗎。

這樣,從20世紀(jì)50年代初開始,斯佩里就從發(fā)現(xiàn)問題轉(zhuǎn)入研究問題,從神經(jīng)胚胎學(xué)研究轉(zhuǎn)向動(dòng)物和人的“分離腦”研究,可以說這個(gè)轉(zhuǎn)向是他揭開大腦功能之謎的第一步。

1950年,斯佩里及其同事從魚腦的一側(cè)到另一側(cè)的學(xué)習(xí)遷移的顯微外科研究中得到啟示,并于1952年用同樣的方法作貓的“分離腦”實(shí)驗(yàn)研究。這類實(shí)驗(yàn)可簡述如下:(1)切斷動(dòng)物的視交叉,將一只眼睛蓋住,由另一只眼睛學(xué)習(xí)視覺辨別;(2)在辨別訓(xùn)練之后,將蓋住的眼睛打開,將“受過訓(xùn)練的眼睛”蓋住;(3)動(dòng)物表現(xiàn)出通過“未訓(xùn)練的眼睛”很快地完成辨認(rèn)的學(xué)習(xí)。但是,當(dāng)實(shí)驗(yàn)重復(fù)進(jìn)行到第二階段時(shí),動(dòng)物反應(yīng)表現(xiàn)為好像它從未見過以前學(xué)習(xí)過的問題,即胼胝體的分離阻止了記憶和從一側(cè)半球到另一側(cè)半球的學(xué)習(xí)的傳遞。動(dòng)物需要長時(shí)間地用第二只眼去學(xué)習(xí)辨別,像它原先用第一只眼時(shí)一樣。當(dāng)用一只眼解決問題時(shí),動(dòng)物能正常反應(yīng),并且學(xué)會(huì)完成一個(gè)任務(wù)。當(dāng)蓋住這只眼把同一問題給另一只眼呈現(xiàn)時(shí),動(dòng)物表現(xiàn)出對(duì)問題沒有認(rèn)識(shí),而且必須用這個(gè)半球?qū)栴}再從頭學(xué)起。

這一發(fā)現(xiàn)表明:“當(dāng)割斷大腦兩半球之間的聯(lián)接時(shí),每個(gè)半球就像一個(gè)完整的腦一樣獨(dú)立地起作用。”斯佩里通過一系列實(shí)驗(yàn)還表明:“每一個(gè)半球都具有知覺、學(xué)習(xí)及認(rèn)識(shí)系統(tǒng)。”

20世紀(jì)60年代初,加利福尼亞州醫(yī)學(xué)院的沃格爾和博根從斯佩里施行過分離腦外科手術(shù)的猴子能夠迅速復(fù)原的發(fā)現(xiàn)中得到啟示,對(duì)一些屢發(fā)性重癥癲癇病人試行切除大腦連合部手術(shù),以將疾病控制于一側(cè)腦半球。手術(shù)取得了意想不到的成功,它即使癲癇限于一側(cè)半球,又使患者減輕發(fā)病時(shí)的劇痛,而病人的語言表達(dá)能力、計(jì)算能力、語言的邏輯性、言語、記憶及性格,保持令人驚異的完整程度。由于“分離腦”病人的視覺傳人信號(hào)并不相混,每個(gè)半球的功能均保持完整無損,這就為大腦兩半球的功能研究提供了前提和條件。

斯佩里由“分離腦”手術(shù)成功聯(lián)想到:能否用隔離信息處理的方法來研究人腦兩半球的功能呢。于是,斯佩里就利用“分離腦”病人這一特殊的實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行一系列的心理測試,從而揭示了大腦兩半球具有高度特化的功能。

動(dòng)物的腦和人的腦,動(dòng)物的心理和人的心理既有必然的聯(lián)系又有本質(zhì)的區(qū)別。通過對(duì)動(dòng)物腦和人腦,動(dòng)物心理和人的心理的比較研究,可以科學(xué)地揭示兩者之間的聯(lián)系和區(qū)別。例如,伊萬·彼得羅維奇·巴甫洛夫及其助手們利用狗做了大量的生理心理實(shí)驗(yàn),為探索人的心理規(guī)律開辟了道路,提供了依據(jù)。同樣,斯佩里先將貓的視交叉、胼胝體作外科手術(shù)分離,然后分別使左、右眼解決問題。他發(fā)現(xiàn)貓的每個(gè)半球像一個(gè)完整的腦一樣,可以進(jìn)行相當(dāng)獨(dú)立的感知覺、學(xué)習(xí)和記憶。斯佩里用猴子來作類似的實(shí)驗(yàn),同樣發(fā)現(xiàn),猴子有時(shí)這一側(cè)半球占優(yōu)勢,采取這一種行為,有時(shí)那一側(cè)腦半球占優(yōu)勢,采取另一種行為,它兩種不同人格合為一體一樣。因此,“每個(gè)半球可以產(chǎn)生不同的記憶模式,都能夠表演不同的辨別任務(wù)。”

斯佩里總結(jié)動(dòng)物分離腦研究結(jié)果時(shí)指出:“大腦各半球似乎是一個(gè)獨(dú)立的智能區(qū)域,他們是在完全不管——的確是完全沒有意識(shí)到另一半球中發(fā)生什么情況下工作的。這種分離大腦的動(dòng)物在實(shí)驗(yàn)情況下表現(xiàn)出來的行為仿佛它有兩個(gè)完全獨(dú)立的腦子似的。”他在動(dòng)物分離腦的研究中所得到的科學(xué)發(fā)現(xiàn)是引導(dǎo)他揭開人腦之謎的關(guān)鍵性一步。

從20世紀(jì)60年代初開始,斯佩里將動(dòng)物分離腦的基本方法應(yīng)用到“分離腦”病人身上。例如,讓“分離腦”人用左眼注視一個(gè)美元符號(hào)($),而用右眼注視一個(gè)問號(hào)(?)。當(dāng)要求他用左手畫出他所看到的東西時(shí),他很快地畫出了美元符號(hào),但當(dāng)問他看到什么東西時(shí),他卻立即回答說:“是一個(gè)問號(hào)。”讓“分離腦”人右手握某一物時(shí),他能叫出物體名稱并描述它。而當(dāng)同一物體握在左手時(shí),卻不能用言語來表述它,但能夠在非語言的測驗(yàn)中確認(rèn)它,如將它與各物品組合中的同樣物體配對(duì)。

實(shí)驗(yàn)證明,正像斯佩里于50年代在動(dòng)物分離腦的研究中發(fā)現(xiàn)的那樣:“每個(gè)被分離的半球都似乎有它自己的、獨(dú)立的、具有自身的感知覺、學(xué)習(xí)與記憶經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)領(lǐng)域。”就這樣,斯佩里通過比較實(shí)驗(yàn)將分離腦動(dòng)物和分離腦人在腦功能方面的相同之處揭示了出來。

斯佩里還精心設(shè)計(jì),對(duì)人腦的左半球和右半球作了大量的比較實(shí)驗(yàn),令人嘆服地揭示了左右半球在功能上的差異性和互補(bǔ)性,從而使人們對(duì)大腦這個(gè)微妙世界有了更新、更深入的了解。

對(duì)腦科學(xué)的貢獻(xiàn)

斯佩里通過大量的比較實(shí)驗(yàn)所取得的科學(xué)發(fā)現(xiàn),解決了長期懸而未決的科學(xué)之謎,突破了許多傳統(tǒng)的理論,科學(xué)地解釋了大腦功能的高度專門化。斯佩里的科學(xué)發(fā)現(xiàn)的重大意義體現(xiàn)在以下幾方面。

一是確立胼胝體的傳遞功能,證偽“胼胝體無作用說”。胼胝體是連接大腦兩半球的神經(jīng)束,對(duì)于他在腦功能活動(dòng)中有無作用問題,在一個(gè)相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)一直懸而未決。斯佩里通過比較實(shí)驗(yàn)揭示,分離的兩半球各有獨(dú)立的知覺、學(xué)習(xí)與記憶經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)知領(lǐng)域,胼胝體并不是像傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為的那樣,“只是腦的支持物”,而是起著兩半球之間傳遞信息的決定性作用。這樣,胝體在完整大腦中的作用終于由斯佩里弄清楚了。

二是發(fā)現(xiàn)了右半球優(yōu)勢功能,匡正右半球劣勢觀點(diǎn)。斯佩里及其同事對(duì)“分離腦”病人進(jìn)行的一系列單側(cè)性試驗(yàn),表明大腦左半球長于語言和計(jì)算。大腦右半球雖不擅說寫,但對(duì)語言和字義仍有相當(dāng)?shù)睦斫狻K鼘?duì)空間的識(shí)別,對(duì)音樂、藝術(shù)、情緒的感知,則優(yōu)于大腦左半球。大腦左半球習(xí)慣做逐步分析,右半球偏向于整體直觀。這兩種不同的感受和思維功能分工合作,相輔相成,令人不禁感到造化之妙。總之,斯佩里關(guān)于許多較高級(jí)的功能集中在右半球的新發(fā)現(xiàn),有力地匡正了盛行一百多年的左半球是優(yōu)勢半球的傳統(tǒng)觀念。

三是辯證地提出意識(shí)的分離和統(tǒng)一,反對(duì)右半球無意識(shí)的觀點(diǎn)。斯佩里從分離腦病人的研究中,發(fā)現(xiàn)分離的兩半球各自具有較高的認(rèn)識(shí)能力,似乎每一側(cè)分離大腦半球都有它自己的精神狀態(tài),每一側(cè)半球與另一側(cè)的意識(shí)經(jīng)驗(yàn)明顯地?cái)嚯x著。例如,讓分離腦病人同時(shí)看兩幅圖片,一是雪景,一是雞爪,分別投射到右左半球,另給八幅卡片,要求分離腦病人根據(jù)每個(gè)半球所獲得的信息用手指指出最好的選擇。實(shí)驗(yàn)結(jié)果,雪景投射到右半球,病人用左手指鐵鏟的圖片;雞爪投射到左半球,病人用右手指雞的圖片。當(dāng)要求病人對(duì)每一種選擇敘述理由時(shí),他以說話的方式解釋一把鐵鏟和一只雞的選擇:“雞爪長在雞身上,鐵鏟去清掃雪。”在這種評(píng)論性試驗(yàn)中,即使受試者不能非言語性地確認(rèn)左視野,也很少作出一種刺激的回答,這主要是右視野——左半球阻擋了來自另一半球的反應(yīng)。

心——腦相互作用理論

科學(xué)研究的目的是要達(dá)到對(duì)研究對(duì)象的本質(zhì)的、規(guī)律性的認(rèn)識(shí),而這種認(rèn)識(shí)最終要以理論的形態(tài)體現(xiàn)出來。斯佩里一方面立足于20多年分離腦研究中的科學(xué)新發(fā)現(xiàn),以此作為建立新學(xué)說的科學(xué)依據(jù);另一方面試用系統(tǒng)理論來解釋意識(shí)的起源和發(fā)展,腦和精神的因果關(guān)系。腦以及神經(jīng)原的組織結(jié)構(gòu)和特性功能等問題,提出了心理——腦相互作用理論。

芝加哥大學(xué)的維姆薩特曾在一篇論文中指出:“斯佩里的學(xué)說(指心——腦相互作用論)是與他的經(jīng)驗(yàn)性研究緊密結(jié)合,并且是用這些研究來說明的,其中尤其是‘分離腦’的研究導(dǎo)致了他的理論的實(shí)現(xiàn)。”

斯佩里認(rèn)為,意識(shí)是腦過程的突現(xiàn)特性,“只有在大腦高層次活動(dòng)中突現(xiàn)出來的某些動(dòng)力的整體特性才是意識(shí)現(xiàn)象。”精神事件是因果性的,而不只是相關(guān)性的。高層次的精神下向控制低層次的神經(jīng)生理。在他看來,腦猶如一個(gè)巨大的突現(xiàn)新現(xiàn)象的發(fā)生器,它所突現(xiàn)出來的新現(xiàn)象對(duì)低層次的活動(dòng)施行著由上至下(即向下性)的控制。同時(shí),腦與精神是同一個(gè)連續(xù)層次中的不可分割的部分。腦的次原子元素向上經(jīng)過分子、細(xì)胞、神經(jīng)回路直至具有意識(shí)特性的腦過程等,是一個(gè)由下向上的因果性和決定性,反之,高層次的意識(shí)現(xiàn)象又對(duì)低層次的神經(jīng)生理以至神經(jīng)細(xì)胞等施行下向性控制,這就是心——腦相互作用。

斯佩里還認(rèn)為,在正常情況下,胼胝體將兩側(cè)半球的意識(shí)功能聯(lián)結(jié)成為一個(gè)單一的統(tǒng)一過程。因此,胼胝體的活動(dòng)成了意識(shí)事件的一部分。大腦兩半球被分離時(shí),意識(shí)經(jīng)驗(yàn)也隨之被分離,結(jié)果形成了兩個(gè)獨(dú)立意識(shí)領(lǐng)域。大腦兩半球各有自己專門化的高級(jí)功能,右半球在音樂鑒別、空間辨別、圖象識(shí)別以及情感表達(dá)等方面優(yōu)勢于左半球。大腦兩半球在功能方面既有獨(dú)立性又有互補(bǔ)性。在正常狀態(tài)下,大腦兩半球緊密地結(jié)合得如同一個(gè)單位而進(jìn)行工作,而不是一個(gè)開放著另一個(gè)閑置著。兩半球的意識(shí)活動(dòng)時(shí)刻處于相互影響、相互作用之中。兩側(cè)半球的意識(shí)可作為更高的突現(xiàn)實(shí)體,因?yàn)椤八粌H超過左腦和右腦的意識(shí)之和,而且對(duì)于思想和行動(dòng)具有直接的超越的力。”

斯佩里在腦——意識(shí)研究方面的發(fā)現(xiàn)和論證,對(duì)行為主義者的假說作了有力的駁斥,對(duì)機(jī)械的還原論的學(xué)說也作了抨擊,對(duì)二元論的觀點(diǎn)也作了批判,使得70年代對(duì)精神和腦關(guān)系問題從原先的非因果關(guān)系的,心身二無論的觀點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N新的因果關(guān)系的、相互作用的解釋。這是一個(gè)重要的轉(zhuǎn)折,用斯佩里的話來說:“發(fā)生了心理學(xué)的革命。”因而,斯佩里的“心理——腦相互作用論”在70年代受到了哲學(xué)家、心理學(xué)家及教育學(xué)家的推崇。

獲得獎(jiǎng)項(xiàng)

斯佩里一生獲得了許多獎(jiǎng)項(xiàng),包括1972年加利福尼亞科學(xué)家獎(jiǎng)、1989年國家科學(xué)獎(jiǎng)、1979年醫(yī)學(xué)沃爾夫獎(jiǎng)、1979年阿爾伯特·拉斯克醫(yī)學(xué)研究獎(jiǎng),以及1981年與大衛(wèi)·H·休貝爾和托斯滕·N·維塞爾共同獲得的諾貝爾醫(yī)學(xué)/生理學(xué)獎(jiǎng)。斯佩里因其與“分裂大腦”患者的研究而獲得了這一獎(jiǎng)項(xiàng)。大腦分為左右兩個(gè)半球,通過大腦的中間部分稱為胼胝體連接在一起。在“分裂大腦”患者中,由于患者患有癲癇病,導(dǎo)致癲癇發(fā)作劇烈且持續(xù),胼胝體被切斷。癲癇發(fā)作始于一個(gè)半球,然后延伸到另一個(gè)半球。切斷胼胝體可以阻止癲癇發(fā)作從一個(gè)半球傳播到另一個(gè)半球,從而防止癲癇發(fā)作,使患者能夠正常生活而不是持續(xù)遭受癲癇發(fā)作。

斯佩里最初對(duì)“分裂大腦”研究產(chǎn)生興趣是在研究眼間轉(zhuǎn)移的主題上,這種現(xiàn)象發(fā)生在“一個(gè)眼睛學(xué)會(huì)了用來解決問題,然后,用另一個(gè)眼睛覆蓋并使用時(shí),已經(jīng)知道如何解決問題”。斯佩里提出了一個(gè)問題:“一個(gè)眼睛學(xué)會(huì)了如何解決問題,另一個(gè)眼睛如何使用時(shí)才能表現(xiàn)出來?”斯佩里切斷了貓眼石的神經(jīng),使左眼連接到左半球,右眼連接到右半球;他還切斷了胼胝體。然后,貓被教會(huì)用右眼遮蓋的情況下區(qū)分三角形和正方形。然后,貓被呈現(xiàn)了同樣的問題,但左眼被遮蓋;貓不知道它剛剛用右眼學(xué)到了什么,因此可以被教會(huì)區(qū)分正方形和三角形。根據(jù)遮蓋的眼睛不同,貓要么區(qū)分正方形和三角形,要么區(qū)分三角形和正方形,表明左右半球?qū)W習(xí)和記憶了兩個(gè)不同的事件。這使斯佩里相信,當(dāng)沒有胼胝體連接時(shí),左右半球會(huì)分開運(yùn)作。

斯佩里與“分裂大腦”貓的研究有助于發(fā)現(xiàn)切斷胼胝體對(duì)患有癲癇的患者是一種非常有效的治療方法。手術(shù)后,患者最初沒有跡象表明手術(shù)對(duì)他們的行為或功能造成任何改變。這觀察引發(fā)了一個(gè)問題:如果手術(shù)絕對(duì)沒有對(duì)患者的正常功能產(chǎn)生任何影響,那么胼胝體的作用是什么?它只是為了防止大腦的兩側(cè)崩潰,正如卡爾·拉什利開玩笑地說的那樣嗎?斯佩里被要求為“分裂大腦”患者開發(fā)一系列測試,以確定手術(shù)是否對(duì)患者的功能產(chǎn)生了改變。

與他的研究生邁克爾·加扎尼加合作,斯佩里邀請了幾位“分裂大腦”患者自愿參加他的研究,以確定手術(shù)是否影響了他們的功能。這些測試旨在測試患者的語言、視力和運(yùn)動(dòng)技能。當(dāng)一個(gè)人在左視野(即身體的左側(cè))看到東西時(shí),信息會(huì)傳輸?shù)酱竽X的右半球,反之亦然。在第一系列測試中,斯佩里會(huì)向左或右視野呈現(xiàn)一個(gè)單詞一小段時(shí)間。如果單詞顯示在右視野,意味著左半球會(huì)處理它,那么患者可以報(bào)告看到這個(gè)單詞。如果單詞顯示在左視野,意味著右半球會(huì)處理它,那么患者無法報(bào)告看到這個(gè)單詞。這使斯佩里相信只有大腦的左側(cè)能夠表達(dá)語言。然而,在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中,斯佩里發(fā)現(xiàn)右半球確實(shí)具有一些語言能力。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,他讓患者把左手放在一個(gè)裝滿物體的托盤下面,這樣患者就看不到物體。然后,一個(gè)單詞顯示在患者的左視野,由右半球處理。這個(gè)單詞描述了托盤中的一個(gè)物體,所以患者的左手拿起了與單詞對(duì)應(yīng)的物體。當(dāng)參與者被問及單詞和手中的物體時(shí),他們聲稱他們沒有看到這個(gè)單詞,也不知道為什么他們拿著這個(gè)物體。右半球已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了這個(gè)單詞,并告訴左手拿起它,但由于右半球無法說話,而左半球沒有看到這個(gè)單詞,患者無法表達(dá)他們看到了什么。

在另一系列實(shí)驗(yàn)中,進(jìn)一步研究左右半球的語言側(cè)化,斯佩里向“分裂大腦”患者的左視野呈現(xiàn)一個(gè)物體,向右視野呈現(xiàn)另一個(gè)物體。患者的任務(wù)是用手指出他們看到的物體。當(dāng)被問及為什么選擇特定物體時(shí),患者通常會(huì)根據(jù)左半球的信息(即右視野的物體)給出答案,盡管他們的選擇實(shí)際上是由右半球(即左視野的物體)控制的。這些發(fā)現(xiàn)表明,盡管右半球無法用語言表達(dá),但它確實(shí)具有一定程度的認(rèn)知和語言理解能力。

斯佩里的研究不僅揭示了大腦兩半球的功能分工,而且還表明,每個(gè)半球都能獨(dú)立地進(jìn)行認(rèn)知處理,具有自己的感知、學(xué)習(xí)和記憶能力。這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于理解大腦如何處理信息、如何協(xié)調(diào)行為以及如何在不同腦區(qū)之間傳遞信息具有重要意義。斯佩里的工作為神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域提供了深刻的洞見,并對(duì)我們理解人類意識(shí)和認(rèn)知功能的復(fù)雜性產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

外部鏈接

參考資料 >

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