人類之所以能夠邀遊太空,改造自然,創造出文學、藝術和音樂的不朽之作,最主要的原因就是人類在進化過程中獲得了一個其他生物所無法與之相比的腦。揭示大腦的奧秘,提高和充分發揮人的聰明才智,這是曆代科學家夢寐以求的,也是當代和未來自然科學麵臨的最大挑戰之一,因為包括人的感覺、運動、學習和記憶、思維、情感及行為等,都是以腦的活動為基礎的。下麵就讓我們了解一下人腦的秘密。
“心腦之爭”的曆史
大腦是人體中最複雜而又奧妙無窮的器官,引起許多人的興趣,兩千多年來,從古希臘的“靈魂論”,到李時珍的“腦為元神之腑論”,到世界上第一個以大腦作為研究對象的心理實驗室的建立,形成腦科學,使腦科學從猜想、推測走進科學研究和實際應用的領域。人們了解和認識大腦經過了一個漫長的曆史過程。在古希臘人之前,人類對大腦一無所知,甚至不承認大腦是人體的一部分。那時,人類以為思維等活動並不在人體之內進行,而是以水蒸氣、氣體或像靈魂的形式存在。人們認為諸如感覺、記憶、思維和意識是種特殊的精神實體——“靈魂”的所作所為。古希臘哲學家亞裏士多德(公元前384—前322)在進行了研究之後提出,人類的感覺和記憶都是存在於心髒之中,竟然認為腦不過是個“使血液冷卻的器官”。由於他的權威影響,這一錯誤觀念竟延續了千年之久。這種把精神活動歸之於心的機能說法在我國春秋戰國時代(公元前500—前300)的最早的醫書《黃帝內經》中也有論述。認為人的一切活動均由心主宰,思維、情智等都是在心的支配下發揮其作用。怪不得直到現在我們還在說“心裏想”“心靈深處”“用心學習”“心領神會”等等。可想而知,在當時心髒被認為是一個神聖的器官。從亞裏士多德時代起直到14世紀歐洲文藝複興這段時間,人類對思維的認識毫無進展,對於大腦的認識仍然是在“心腦之爭”的圈子裏打轉轉,好像隻有心是實在的,腦是深不可測的。
15世紀時,有一幅著名的《紐侖堡漏鬥》版畫。畫的是一個男孩頭頂上插一個漏鬥,老師把所有的數學和文字由漏鬥倒進頭腦。對這幅畫現在看起來很可笑,但在當時人類尚處於蒙昧時期,特別是在對腦毫無認識的情況下,能把心和腦分開,並把知識和腦聯係起來,就是一個很大的突破,因為它承認了腦這一基本功能。
16、17世紀時,人類的智慧急速發展,人類認識到學習思維活動是在頭部進行的。但對於大腦的功能,特別是腦的高級功能,幾乎一概不知,大腦仍然是一個謎。
特殊的知識漏鬥
18世紀末,德國醫生加爾(1758—1828年),根據比較解剖學和病理學材料,結合某些表麵觀察,對腦功能提出了大膽的設想,認為人的各種心理特征,如智慧、勇敢、好奇、記憶、仁慈和自尊等,都在腦子裏占有一定位置。同時他認為,某一部分腦的發達與否都會反映到顱骨的外形上,因此,可以通過檢查研究頭骨的形狀來確定每個人的智力水平。這樣,加爾便把人的顱骨劃分為代表各種心理機能的37個區,他的學說稱為顱相學。後來,他的學生又進一步發展了這一學說,進而把人的顱骨分為160個中心。當時,顱相學說盛行於歐美各國。
加爾與顱相學
加爾把人的複雜心理現象簡單地歸結為大腦局部區域的固定機能。用顱骨外形來推斷人的智力和心理是不對的,其實人類複雜的智力活動是人整個大腦活動的結果。不過,從加爾提出顱相學的出發點來看,是想探索人類的各種精神活動同大腦各部位的功能之間的聯係,這在腦的研究初期來說,無疑是一種大膽的嚐試。加爾的顱相學在很大程度上堅定了人們對“腦為心理器官”的認識,更為重要的是,從此引起了科學界對大腦功能及其定位的關注和研究,加爾也被看作是大腦功能定位研究的先軀。
腦研究進入19世紀時,就開始了腦功能係統觀念認識的新紀元。19世紀的醫學家維爾·林克根據自己的研究結果認為,顱相學家錯誤地試圖將複雜的心理屬性,如個性、情愛、歡樂、理想等相聯係定位,而實際上腦功能中能定位的隻是比較簡單的知覺和運動功能。人類智慧屬性的所有複雜結構必須由不同質地的“線”來編織。大腦皮質最簡單地提供兩種方法來完成這種高級的整合功能,它能將感覺痕跡長期儲存在神經細胞內,並且依靠聯合纖維道路,將這一係統的各個部分聯合在一起。這一時期的學術觀點認為,腦複雜的功能活動是通過與初級的感覺和運動有關的功能區之間的聯係而獲得,這是現代腦科學功能係統觀念的雛形。