《灵魂的科学探索》

第12章 脑损伤

作者:弗兰西斯·克里克

“巴比伦所有的废墟看上去远不如人类的思想的毁灭那样可怕”

——斯克罗普·戴维斯(scrope davies)

近些年来,神经病学家对脑部受到损伤的病人进行了研究。可能造成这些损伤的方式有多种,如中风、头部受到打击、枪伤、感染等,许多损伤改变了病人的视觉意识的某些方面,但病人的其他一些机能(如语言或运动行为)则基本未受影响,这些证据表明皮层具有显著的功能分化,而这种分化的方式通常是相当令人吃惊的。

在许多情况下,脑受到的损伤并不是单一的、专门化的。一粒高速射人的子弹对各皮层区域一视同仁。(活的皮层组织是相当柔软的胶体,用移液管吸吮能很容易地移去其中一小部分。)通常情况下,损伤可能包括几个皮层区域,对头部两侧对应区域同时造成伤害的后果最为严重,不过这种情况非常罕见。

许多神经病学家仅有时间对病人做简短的检查——仅够作出一个关于损伤的可能部位的合理猜测。后来,甚至连这种形式的检查工作也大部分被脑扫描所取代。近来,描述一个单独的、隔离的脑损伤被认为是不科学的,因此习惯上同时报告许多相似的病症。遗憾的是,这导致了将一些实际不同的损伤形式混为一谈。

当前的趋势在某种程度上纠正了这种做法。有少数病例中病人的感觉或行为的某个特定方面发生了改变,而其他大部分方面却未受伤害,现在往往特别注意这些病例。这些病人受到的伤害很可能比较有限,因而更加专门化。人们还努力通过脑扫描来定位这些损伤。如果病人合作的话,他将在清醒状态下进行完整的一组心理学及其他一些测试,用来发现哪些是他所能或不能看到或做到的。在某些情况下,这种测试会进行好几年。由于关于视觉处理的理论变得越来越深奥,检验这些观点的实验也变得更加广泛和精细。现在,它们可以和脑扫描技术相结合。该技术可以记录脑在完成这些不同任务时的行为。这些结果可以在具有相似损伤或相似病症(或者二者皆有的)病人之间进行比较和对照。

对v1区(条纹皮层)的损伤是一个明显的例子,现就以此作为开始。如果脑一侧的v1区被完全破坏,病人的表现是看不见对侧的半个视野,在本章的结尾我将详细讨论一个被称作“盲视”的奇怪现象。在这里让我们先看一下对视觉等级最高层部分损伤的结果,并将损伤局限在头的右手侧。这是人们所知的单侧忽略。损伤区域大致对应于猕猴的7a区(见图48)。这通常由大脑动脉血管疾病(如中风)引起的。

在早期阶段,症状可能非常严重———病人的眼睛和头会转向右侧。在最严重的病例中,损伤的范围可能很大,以致病人失去了左侧的控制和感觉,他会否认他自己的左腿是属于他的。有一个人对于别人的腿出现在他的床上感到极度愤怒,于是他把它扔到了床外。结果他惊讶地发现他自己躺在了地板上。

大多数情况并没有这么严重。通常几天以后严重的病症就会减轻或消失。例如,这时病人可能无法拿起盘中左侧的食物。如果让他画一个钟,或者一张脸,他通常只画其中的右侧。在几周以后,随着脑得到部分恢复,他对半边的忽略程度进一步下降,但他对左侧的注意仍显得比右侧弱。如果让他平分一条直线,他会将中点画到右边。不过他对左侧并不完全是盲的。如果那里有一个孤立的物体,他会看见它。但如果在右侧也有某个明显的物体,他就无法注意到左侧的物体。此外,他经常否认有什么东西是斜的,而且不承认看到了视野左侧的没有物体的空间。

单侧忽略并不限于视觉感知。它也会出现在视觉想像中。意大利的埃德瓦尔多·比西阿奇(edoardo bisiach)和同事们报告了一个典型的例子[1]。他们要求病人想像自己站在米兰市的一个主要广场的一端,面对教堂,并叙述他们所回忆起的景象。他们描述的主要是从该视点看到的右侧的建筑的细节。随后病人被要求想像站在广场的对侧,而教堂则在他们身后,再重复上述过程。则他们讲述的主要是先前他们叙述时忽略的那一侧的细节,此时仍是视野的右侧。

另一种显著的脑损伤形式造成了颜色视觉部分或全部丧失。患者看到的所有物体仅具有不同浓淡的灰色,这是众所周知的“全色盲”——早在1688年,被称为“化学之父”的罗伯特·波义耳(robert boyle)就曾经报告过。1987年,奥立佛·萨克斯(oliver5acks)和罗伯特·瓦赛曼(robert wasserman)在《纽约书评》中讲述了这样一个病例,病人是纽约的抽象派画家乔纳森·艾(jonathan i.)。他对颜色有特殊的兴趣,以致他听音乐时会产生“丰富的内部颜色的一阵激发”。这被称作是联觉。在一次事故后他的这种联觉消失了,因而音乐对他的感染力也大大地消失了。

损伤是一次相当轻微的车祸造成的。乔纳森·艾可能受到了撞击,但除此以外他好像并未受伤。他能够向警察清楚地叙述事故的原因。但后来他感到头疼得很厉害,并经常忘记这次事故。昏睡之后,次日清晨他发现自己不能阅读了。不过这种障碍在五天后消失了。虽然他对颜色的主观感觉并未改变,但他却很难区别颜色了。

这种情况在第二天又进一步发展。尽管他知道那是一个阳光灿烂的早晨,在他驱车前往工作室时,整个世界看上去像是在雾中一样。只有当他到达那里并看见自己的那些色彩绚丽的绘画现在变得“完全是灰色而缺乏色彩”时,他才被自己有这样缺陷所惊呆了。

这种缺陷是残酷的。萨克斯和瓦赛曼形象而具体地解释了这种心理效应。虽然可以判断他的问题并不比看老式的黑白电影更糟,但是艾先生并不这样认为。大多数食物让他感到厌恶——例如,土豆看上去是黑的。在他看来他妻子的皮肤就像白鼠的颜色,他无法忍受同她做爱。即使他闭上眼睛也无济于事。他那高度发达的视觉想像力也变得色盲了。连他的梦也失去了往日的色彩。

艾先生所感受的灰度尺度被压缩了,特别在强光下更严重。因此他不能辨别细微的色调等级。他对所有波长的光的反应是一样的,只在光谱的短波区(“蓝色”)有一个额外的敏感峰。这可以解释他为什么看不见蓝天上的白云。他在识别面孔时也遇到了困难,除非他们离得很近他才能认出来。但由于突出来的物体具有显著的对比,十分清晰,几乎像剪影一样,因此他的视觉显得更敏锐了。他对运动异常敏感。他报告说:“我可以看到一条街区外的一条虫在蠕动。”在夜间他声称自己能看得非常清楚,能读出四条街区外的车牌。因此,用他自己的话说,他成了一个“夜行者”。在夜间徘徊时,他的视觉并不比别人差。

艾先生失去的颜色意识对视觉的其他方面影响极小,这种丧失只改变了他对灰度浓淡的敏感性并使他对运动更敏锐。这种损伤显然是双侧的,因为两侧视野都受到了影响(有些情况下全色盲仅对一侧有影响)。这种损伤还是一种延迟过程,因为对颜色意识的完全丧失是在两天内发展起来的。如果不是他对短波长的光(蓝光)有增强反应的话,这很像是p系统有缺陷(p系统对形状和颜色更敏感),而大部分视觉任务由未受损伤的m系统(对运动更敏感,见第十章 )来完成。

艾先生的脑也进行了mrl扫描和cat扫描(尽管后者尺度较粗糙),但未发现任何损伤,因而尚不清楚损伤的部位是否在皮层上。不管怎样,上述情况表明全色盲通常包括了人视觉系统中相当高层次皮层的损伤(枕叶的腹侧正中部分)。

另一种损伤造成的缺陷非常惊人,这就是面容失认症(prosopagnosia)。上个世纪的一位英国首相就遇到了这种困难。他甚至认不出自己的长子的脸。面容失认症有多种不同的形式,这可能是因为不同病人的脑损伤的实质各有不同,问题通常不是他们认不出那是一张脸,而是识别不出那是谁的脸,不知那是他的妻子的、孩子的还是一个老朋友的脸。病人常常认不出照片上他自己的脸。他甚至不能认出镜子中的自己,尽管他知道那肯定是他的脸,因为当他眨眼时镜中的像也在眨眼。他常常能从妻子的声音或走路的样子中认出她来,但只看她的脸却不能。

除非损伤很严重,否则他能描述一张脸的特性(如眼睛、鼻子、嘴等等)以及它们的相对位置。此外,他的目视扫描机制也正常。在一些情况下,让他辨认某些在不同光照下拍摄的不熟悉的照片时,他能区分这些不同的面孔。但即便他和他们早就很熟悉,他也不能说出哪张照片是谁的脸。

双侧全色盲患者常常同时患有面容失认症。但应当记住,没理由认为损伤(通常由中风引起)只影响单个皮层区。事实上,面容失认症可以和其他几种缺陷一同出现。

神经病学家安东尼奥·达马西欧(antonio damasio)对面容失认症的研究作出了不少重要的贡献。情况并不仅局限于面孔识别困难,在一个病例中,一个农夫再也不能识别他的牛,虽然原先他能叫出其中每一头牛的名字。但达马西欧的研究更深入一步。他和同事们表明,许多病例中病人不能在一组相类似的物体中识别出单个成员,例如,病人可能很容易认出一辆小汽车,但无法说出它是福特牌轿车还是罗尔斯·罗依斯轿车;不过他能识别救护车或救火车,可能是因为它们与典型的汽车有显著差异。他能认出一件衬衫,但不知道那是不是礼服衬衫。

达马西欧和同事们还发现,尽管有些病人不能分辨面孔,他们却能识别面部表情的含义并能估计年龄和性别。其他面容失认症患者则没有这种能力,这些结果表明面孔不同方面特征的识别是在脑的不同部位完成的。

目前对如何准确描述面容失认症及其内在机制尚有争议。达马西欧强调这不是一种普通的记忆疾病,因为这种记忆可以通过其他感觉通道(如听觉)激发出来。每种情况下的准确机理尚有待发现。

心理学家约瑟夫.齐尔(joseph zihl)和同事们报告了一个令人吃惊的病例[5],病人对大多数形式的运动没有意识。病人所受的损伤是双侧的,位于皮层的多个区域。第一次接受检查时,病人处于非常惊恐的状态,这并不令人奇怪,因为她看见在一个地方的人和物体突然出现在另一个地方,而她并未感觉到他们的运动。当她想过马路时就特别感到沮丧,因为原先在很远处的汽车会突然离她很近。当她试图把茶倒入杯子时,她只看到了一道凝固的液体弧的反光。因为她注意不到杯子中茶的上升,茶经常溢出来。她所体验的世界与我们某些人在迪斯科夜总会中看到的频闪灯光下的舞池的地板很相似。

在极慢的时间尺度上我们也遇到过这个问题。钟的时针看上去并不动,但是过一段时间后我们再看时,它已在另一个位置上。我们对这样一种观念很熟悉,一个物体可能是动的,即便我们并不能直接感受到它的运动。但在日常生活的一般时间尺度上我们通常没有这种困难。显然我们必定有一个特殊的系统自行来检测运动,而不必由时间分隔的两次不同的观察中从逻辑上推断它。

仔细的测试表明病人可以检测某些形式的运动,可能一种严重受损后残存的短时机制的作用的结果,而形成关于运动的更为全局的联系机制则已被破坏。她的视觉还有其他一些缺陷,大多数都与运动有关。但她能看见颜色并能识别面孔,也未表现出有本章前面描述的各种类型的忽视的征兆。

还有许多其他种类的脑损伤所引起的视觉缺陷。报导中有两个病例,患者失去了深度感知,看到世间万物和人都完全是平的,因而“由于人的身体仅由轮廓线表示,最胖的人看上去也只是运动的纸板人形而已”。其他病人仅从通常的正对方向看物体时才能识别出它来,而从非常规角度观看,如从正上方看一个平底锅,则无法识别。

英国的两位心理学家格林·汉弗莱斯(glyn humphreys)和简.里多克(j

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