這樁逸事記得的可能就這些了,但20世紀30年代後期,神經學家在手術台上產生了類似菲尼亞斯的事故。
以後的約40年間,美國有35000個病人接受了前額腦皮質切除術來治療難治性進展性病變,手術中某些來自額前葉皮質的神經通路被切斷。
大多數從醫者放棄了這個技術,但病人仍受著前葉損傷帶來的微妙變化。
根據前額腦皮質切除病人中所見到的人格改變,人們將額前葉皮質描述成各種不同的功能,如自知力、抽象、自我意識和更了不起的,“構築和更新對環境的表達能力”。
簡言之,這個區域看來是我們高級處理的頂峰。
額前葉皮質損傷使人格和能力究竟發生了什麼變化?一位叫邁克爾的越戰老兵,他的情況和菲尼亞斯有很多相似之處。
20世紀60年代後期當邁克爾仍在美國中學的時候便自願參軍。
在合格考試中他得了高分,而且晉升很快,不久便贏得了從一等射擊到優秀指揮的技能獎章。
然後,他被派往越南。
他的任務之一是領導一個排的“鼠穴”部隊。
即先把手榴彈扔在入口處,然後跳進去看是否還有人活著。
通過這個方法把敵人從地下隧道趕出。
有一個晚上,他巡邏時中了埋伏,一個敵人的手榴彈就在他前麵爆炸。
他前麵和後麵的士兵都死了,而邁克爾卻活著,事實上他仍有知覺。
但是,一塊手榴彈碎片進入了邁克爾大腦的右側額葉。
幸運的是,幾個小時後他就被急送入手術室。
手術切除了所有能切除的組織,但金屬片卻永久性地留在了邁克爾的大腦中。
事故發生後邁克爾接受了各種醫學和神經學測試,都沒有發現腦損傷的症狀,邁克爾很正常。
但是隨後他開始有了一些微妙的變化,他的神經心理學醫生,馬裏蘭州貝斯達國立神經性疾病研究院的喬丹·格拉夫曼解釋道:“我認為邁克爾不能繼續任職的主要問題與他的人際交往能力有關。
邁克爾有誇大事實的傾向。
他容易分心,特別是在社交場合,他常常作不恰當的評論,有時候是很私密很少公開的性方麵的評論。
而且他常常在把握主題或故事的寓意方麵有困難。
如果要他看懂說明書,則這些說明書必須描寫得非常具體。
這個智力水平在正常範圍,而且許多測試都優於平均值的人是個不尋常的人。
”邁克爾的母親舉了一個簡單的例子,認為“他沒有製訂計劃、遵循計劃的能力,他會說‘我們要付賬單,我們會省下這些錢’。
事情就這麼發生了。
這就是他的生活,沒有規律,沒有理由,沒有計劃”。
盡管智商正常,看來關鍵問題是邁克爾心裏不能記住東西,不能估量後果。
換言之,存在“工作記憶問題”。
心理學家可通過一種叫威斯康辛卡片分類測試的方法檢測人的工作記憶情況。
醫生將印有不同顏色、形狀和圖案的卡片交給病人,要求將卡片按相同的顏色或形狀或圖案分類。
完成後過一會兒,改變測試規則,比如病人必須停止按顏色,而是按形狀分類。
額前葉皮質損傷的病人不能適應新的規則,仍繼續先前的舊規則。
三、工作記憶:活躍的額前葉皮質心理學家拉裏·斯誇爾認為歸納額前葉皮質功能最好的辦法是“在他們皮質的適當部位植入記得的事件”,即“工作記憶”。
但問題是即使額前葉皮質對工作記憶很重要,它也不具有超越這個功能的壟斷地位。
大腦其他部位的損傷,比如前腦基部,也會造成工作記憶障礙。
同樣,多巴胺進入額前葉皮質的一個重要方式是通過帕金森氏病多巴胺丟失部位附近的特殊部位。
我們已經看到多巴胺過多與精神分裂症有關;但精神分裂症患者額前葉皮質功能不足。
那麼,精神分裂症病人過量的多巴胺對額前葉皮質神經元有什麼影響呢?一種可能是它不隻以遞質起作用,而是能調節細胞對其他輸入的反應,過量多巴胺可能導致這種促進反應的延遲,就好像過多的壓力突然加在一個加速的踏板上。
因此,正常數量的多巴胺對額前葉皮質發揮正常功能是必需的,但太多則導致功能停止,這與額前葉皮質遭受直接損傷的後果一樣。
再者,大腦區域是相互聯係而不是孤立的。
近來影像學研究發現額前葉皮質不同部位的損傷可導致不同的功能缺陷,因此將某個功能歸功於整個區域是錯誤的。
比如,一個部位的損傷使人不能記住物體的空間位置,而另一個部位的損傷使他們一而再地重複做一件事,即使這件事已不必做了。
現代影像技術也為我們提供了令人興奮的觀察正常額前葉皮質工作的機會。
英國劍橋認知和腦科學醫學研究委員會的心理學家艾德裏安·歐文,發明了一種他認為可以捕捉額前葉皮質全部要素的測驗。
他認為我們可以利用額前葉皮質作精神計劃。
比如,想象一下進入超市的情形,購物時我們腦子裏經常有一張清單,而不是真的清單。
為了買齊清單上的物品,我們計劃在商店裏的路徑,找到一樣東西便在腦子裏鉤去一件。
顯然,艾德裏安不可能將PET掃描儀搬到超市,於是他設計了一個改良的裝置。
躺在腦掃描儀上,當他向我解釋該做什麼的時候,我仔細地聽著。
艾德裏安放了一個監視儀,這樣我可以夠到觸摸式的屏幕。
然後,他在鍵盤裏輸入一些指令,於是我的屏幕上便出現了一係列彩色球,球看似掉進了桌球袋。
屏幕的下半部有3個這樣的口袋,每個由不同顏色的球排列而成。
屏幕的上半部同樣由裝球的3個口袋組成,但與下麵的排列不同。
我的任務是將上麵的球排成與下麵完全相同的順序。
我所要做的就是點擊要移位的球,然後點擊想讓它進的那個口袋。
就像真的打桌球那樣,要移動下麵的球,必須先把口袋頂部的球移開。
我要做許多計劃。
有時候為了解放下麵的球,我不得不將某個球先放到遠非它該放的位置上。
艾德裏安認為這種間接的有悖直覺的步驟是問題的關鍵。
動物和小孩子希望看到即刻的回報--他們會把彩球放在該去的那個口袋的頂部,即使這種移動會不利於任務的成功完成。
額前葉皮質損傷的病人也會犯同樣的錯誤。
他們不能進行需要中間步驟的策略性思考,尤其是這些步驟恰巧是你不想做的。
因此,他們很容易試驗失敗--他們能意識到簡單的策略不奏效,但不知道為什麼。
為了這個原因,測試加了一個時間限定,這樣,就我的例子而言,被測者感到失敗隻是由於時間不夠。
PET掃描儀發現額前葉皮質在這個工作中是特別活躍的。
當我問艾德裏安他是否會進一步將它視為解決問題的中心時,他很謹慎:“現在這是一個通病。
我們這裏所看到的是計劃網絡工作的一部分。
因此,沒有哪部分大腦隻做一件事,也沒有哪部分大腦單獨行動。
我們所有的思考、情感和行為都是大腦許多部分共同作用的結果。
”因此,與其將額前葉皮質看作計劃的中心,艾德裏安認為倒不如將它視為大腦許多部分協同參與的結果。
那麼,關鍵問題是其他動物的精神計劃是否也是這樣的,或者說它是人類所獨有的?美國心理學家杜安·拉姆堡對非人類靈長類動物行為的研究作出了很大的貢獻。