切断人体左右脑的连接会对意识造成什么影响？ 第1页

20世纪40年代初，美国罗彻斯特大学为了阻止癫痫大发作，在药石无效的情况下切断病人的胼胝体以阻断癫痫发作从一个半球扩展到另一个半球，大大减少了癫痫发作，术后也没有发现有什么副作用。从20世纪60年代开始，迈克尔·加扎尼加对这些裂脑人展开了不懈的研究，并持续半个多世纪。他的工作深刻改变了人们对大脑两个半球功能偏侧化和如何交流的认识，他也因此被称为“认知神经科学之父”。

左右脑有着独立的意识，但只有一方能发言

在研究生时代，迈克尔·加扎尼加师从加州理工的罗杰·斯佩里。为了找出裂脑人的左右两半球在功能上有没有什么不同，加扎尼加设计了下面这样的实验：让病人注视屏幕正中的一个光点，然后在光点的一侧显示某个图片100毫秒，并要病人回答看到了什么。手术前对W.J.所做的检查表明他是正常的。手术切断了他的整个胼胝体和前联合（另一小束联结两半球的神经纤维束）。术后再测试，当在光点的右侧显示一个方块时，W.J.回答说他看到了一个方块；而当方块显示在光点的左侧时，W.J.说他什么也没有看见。这时加扎尼加心脏狂跳，后来他回忆说，当哥伦布发现新大陆时狂喜的心情大概也不过如此。“在同一个头颅里有两个心智在分别工作，一个会说话，而另一个则不会说话！”

接着，加扎尼加稍稍把试验做了一点改变，不再要求病人口头报告看到了什么，而是用手指（不论左右手）指点方块所在的位置。当方块显示在光点的右侧时，病人用他的右手正确地指点了方块的位置；而当方块显示在左侧时，他依然能够用他的左手正确指点位置，尽管他说他没有看到任何东西。这正是加扎尼加期望得到的结果。根据神经解剖学，他知道如果双眼直视正前方，那么在注视点右侧的半个视野都会投射到左半球的初级视皮层；而左半视野则投射到右半球。当胼胝体完整时，左右两半球能交换信息；而当胼胝体断开以后，就只能各行其事了。由于只有左半球有言语中枢，因此当右半视野中的对象信息传送到左半球时，会说话的左半球会讲看到了什么；而左半视野中的对象信息尽管传送到了右半球，但是不会说话的右半球无法用言语来表达，而能说话的左半球对此一无所知，只能说没有看见。但是右半球控制的左手却能够指点右半球看到的对象的位置！这一工作开启了此后半个世纪的对裂脑人的研究，日后斯佩里因对裂脑人的研究获得诺奖。

左脑能够说出看到什么，右脑能指挥左手指出/绘出，但不能说。 图/Nature

那么是不是有右半球擅长而左半球不行的事呢？加扎尼加把4块6个面上有不同图案的积木交给W.J.，要他把这4块积木排成样张所示的图形。W.J.的左手很好地完成了任务，而当他只用右手时却怎么也做不好，这时他的左手甚至要抢过来做。为了不让左手“抢功劳”，加扎尼加不得不让W.J.坐在自己的左手上。在处理空间关系上，右脑强过左脑！更有甚者，当放任病人的双手时，它们甚至互相拆台，就好像在病人的头颅里有两个不同的心智在互相斗争以实现自己的观点。

右脑有着更强的空间想象能力（三列分别为模板，左手绘图，右手绘图）

擅长毫无根据加以解释的左脑

加扎尼加毕业后，斯佩里要他不要再对加州理工学院的裂脑病人做实验了。于是他来到了美国东北部的纽约大学，转而研究新英格兰地区的病人。达特茅斯的医生在一次手术中切断了病人P.S.的整个胼胝体，不过保留了前联合的完整。虽然如此，他的表现和加州的裂脑病人完全一致：会说话的左脑完全讲不出显示给他右脑看的图片。但是有一点和加州病人不同的是，他的右脑除了不会说话之外，不仅能懂得显示给它看的名词，甚至懂得显示给他看的命令。这和以前人们认为只有左脑才有意识，而右脑在认知能力方面十分低下的想法很不一样。因为他的右脑认字，因此现在可以向他的右脑提问题了：把问题显示给他的右脑看，然后要求他的左手用字母卡片拼出他的回答。因为他的右脑知道自己的名字，还能回答以后想做什么工作，因此他的右脑无疑有自我觉知。不过有趣的是，他的左脑和右脑对后一个问题的答案竟然可能不同！

有一天在拖车实验室里对P.S.进行实验，给他的右脑看“站立”、“挥手”、“笑”等词，而P.S.也照命令行事。加扎尼加的学生们都很高兴：右脑会按字面命令行事。本来事情可能就到此为止了，然而加扎尼加看出还可以进一步深挖，他问P.S.为什么这样做。能用说话回答的左脑并没有看到这些词，他会说些什么呢？结果他用想伸伸腰来解释为什么站起来，用他以为看到了一个朋友来解释他为什么挥手，而用实验人员很滑稽来解释他为什么笑。

在下一次实验中，他们事先准备好一些图片来进行测试。他们让P.S.的左脑看到一只鸡爪，而让右脑看到雪景；然后要他的左、右手分别从一堆图片中挑选出和他之所见最匹配的图片。结果他的右手挑的是一只鸡，而左手挑的是一只铲雪的铲子。当问他为什么要这样挑时，会说话的左脑回答说是因为看到了鸡爪所以挑选鸡，而挑铲子是因为要用它打扫鸡厩！

右脑看到雪景指挥左手拿到铲子，但左脑却解释说拿铲子是因为铲鸡粪

根据这些实验，加扎尼加提出左脑起到解释者的作用，它总要在事后为主体的行为找出貌似合理的解释。在这之前的20年中，对裂脑人的研究只问下面这样的问题：单侧半球能做什么和不能做什么？是否有信息在两半球之间传输？但是加扎尼加提了一个新问题：会说话的左半球对右半球所做的一切是怎么看的？虽然左半球对右半球为什么如此行事一无所知，但是它会猜测、把事情合理化、找出某种因果关系，使回答尽量能和左半球之所知相容。这是裂脑人研究上的一个重大突破。

他的理论得到下面这个实验的支持。他们让一位裂脑病人V.P.的右脑看一张把人推入火堆的图片。然后问病人看到了什么，病人回答说：“我不确切知道看到了什么，我想只是看到了一道白光。”然而当问病人情绪上有什么变化时，病人回答说：“我讲不清这是为什么，我只是觉得有点害怕。我感到有点怕，我想或许是我不太喜欢这间房间的缘故吧。也可能是因为你，你使我感到不安。”病人转身对加扎尼加的助手说：“我知道我喜欢加扎尼加博士，但是现在不知道为什么我有点怕他。”这是因为，负责情绪的一条回路是皮层下的，所以并没有受到切断胼胝体的影响，因此右脑看到的骇人景象所产生的情绪也影响到了左脑，但是左脑并不知道其原因，而是根据当时的环境编出一套理由来解释。

加扎尼加开展实验的场景，这些不幸的裂脑人为认知神经科学做出了巨大贡献

他的这一理论还为进一步的实验所证实。他们让裂脑病人看一叠反映一个人从早起到准备工作的系列图片，然后再给他看另一叠图片，其中既有原来看到过的图片，也有和此关系密切然而没看过的新图片，以及与此完全无关的图片。病人要分辨是否曾经看到过这些图片。他们分别对病人的左脑和右脑做实验，结果两者都能认出看到过的图片。但是左脑还把与此有关的新图片也当成看到过的，而右脑则只选取确实已经看到过的图片。因此左脑看来是牺牲了精确性，而从它接受到的错综复杂的素材中，通过推理编造出一个逻辑上讲得通的故事——左脑是一个解释者。

胼胝体前后部传输不同信息

新英格兰的医生在做裂脑手术时，往往先切断胼胝体的后部，如果这对控制癫痫效果不够的话，那么在10周之后再次手术切断胼胝体的前部。对J.W.的手术就是如此，这给了加扎尼加宝贵的机会测试他在手术前、两次手术之间和整个手术都完成以后的变化。

J.W.的第一次手术是切断了后一半胼胝体。在这以后对J.W.所做的测试似乎表明他显示出裂脑病人的所有症状。但是由于前一半胼胝体还是完整的，那么这前一半胼胝体传输的究竟是什么信息呢？为此他们对J.W.做了如下实验：给J.W.的左半球闪现文字“太阳”，而给右半球闪现一幅交通信号灯的黑白线条画。下面是他们之间的一段对话：

“你看到了什么？”
“右面是太阳这个字，左面是一幅图画。我不知道这究竟是什么，我讲不清。我想讲但是就是讲不出来。我不知道这究竟是什么。”

“这个东西有什么用吗？”
“这我也讲不清。右面是太阳这个词，左面是一幅什么图……我想不起它是什么。我能看到它就在我的眼前，但是就是讲不出来。”

“这和飞机有什么关系吗？”
“没有关系。”

“这和汽车有关系吗？”
“有关系（点了点头）。我想是有关系的……这是某种工具之类的东西……我不知道它究竟是什么，我讲不出来。太糟了。”

“这和颜色有关吗？”
“有关啊，红、黄……是红绿灯吗？”

“你答对了！”

看来，胼胝体前部传输的是一些更为抽象的信息，它传输的并不是图像的具体图形。左半球接收到这些信息之后，就像猜灯谜那样试图找出某个词来描述。在第一次手术之后8周，加扎尼加给J.W.的右半球显示“骑士”这个词。他自言自语说：“我头脑里有张图，不过我讲不出来。比赛场中有两位斗士……古装，穿着铠甲，带着头盔，骑在马上要把对方挑下马来……是骑士吗？”所以“骑士”这个词在右脑中激发起所有这些高层次的关联。左脑根据这些信息，最后解决了问题，说出答案。而在第二次手术之后，也就是整个胼胝体都被切断以后，当仅仅显示给右脑某个词或图画，他就再也不能这样用话语猜出右脑看到的是什么了。

撰文/顾凡及（节选自科学世界2016年第3期“加扎尼加探秘裂脑人”）

当然，上述裂脑人指的是左右大脑之间的胼胝体被切断的结果。如果是广义的脑，包括脑干的锥体交叉（大脑控制对侧躯体的原因）也被切断的话，那应该是必死无疑的……