身體器官如何影響心理、認知功能?某些動物腦受損後竟可能更聰明?

圖/Freepik
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文/鄭軍

身體影響你的認知

古人並不知道腦子有什麼用,一般都把心臟當成心理活動的。原因是當我們情緒激動時,心臟會跳得更厲害,而情緒平靜下來後,心跳也會恢復正常。

後來,隨著解剖學的發展,到了19世紀,心理已經被定義為是中樞神經系統的功能,包括腦和脊髓兩部分。尤其是人類的高級心理活動,被定義為腦的活動。像思維、想像、記憶這些最高級的心理活動則只屬於大腦,而不屬於它下面的小腦、間腦和腦幹。

差不多有一個世紀,科學家都認為身體其他系統不參與心理活動,它們的意義只是提供養分給大腦。科幻小說更是經常有這樣的故事,把某人的腦子取出來單獨供養,等於保留了這個人,甚至連腦子都不要,直接上傳意識到電腦當中,人還是原來的人。

這種觀念叫做「離身認知」,認為身體可以獨立於環境,腦可以獨立於身體。從1990年代起,一些心理學家開始挑戰這種觀念,提出「具身認知」(Embodied cognition)理論。與上述觀點完全相反,他們認為腦離不開身體,身體也離不開環境,身體和環境這兩個因素,時時都在影響心理活動。

心理學家當然沒辦法找到一顆獨立存活的腦袋進行研究,可是他們掌握著某些癱瘓患者的病例。這些人頸椎受傷,不僅無法控制頭顱以外整個身體的運動,這些部位的感覺也無法傳導入腦。結果,這些人變得溫和平靜,失去熱情,甚至麻木不仁。提倡「具身認知」的心理學家認為,這能說明情緒與內臟活動有極大關係,一旦我們體會不到內臟活動,也將不再有情緒,思維和記憶並非心理的全部。

德國馬普學會人類認知與腦科學研究所的專家,具體研究了心臟是如何影響感知的。他們以健康人為受試者,讓他們感受從手指傳導的電刺激,結果發現,心臟收縮時,受試者較難感受到電刺激。他們同時用腦電圖記錄受試者的腦部活動,用心電圖記錄心臟活動,發現大腦也會隨著心臟產生週期性變化。心臟收縮時,大腦下意識地遮罩與脈搏有關的資訊,同時也會錯過外部的一些微弱刺激。

人類的感覺分兩大類。視、聽、嗅、味、觸,讓我們感受外部世界,稱為外感覺。內臟、肌肉活動的感覺,還有身體的平衡,這些稱為內感覺,讓我們覺察自己的身體狀態。專家們還發現,腦對內感覺和外感覺的專注,會隨心跳而波動,有時傾向外界,有時傾向內部。

臨床醫生早就知道,心臟病會導致一定程度的認知功能受損,馬普學會這項研究,正在揭示這一現象的具體原因。

文化學者也支持「具身認知」理論。他們發現,世界各國的形容詞大同小異。比如,都把有價值的東西稱為「貴重的」,把感情稱為「溫暖的」,把正面現象稱為「光明的」,把好的生活狀態稱為「甜蜜的」。這些形容詞都與身體狀態有關,而這些身體狀態不分種族,全人類都差不多,它從另一個角度說明,我們的身體狀態深嵌在心理活動當中。

腦的功能有違常識

「你的頭是不是被門夾過? 」

這句常用語體現了人們的一種常識:如果頭部受傷,智力就會受影響。不過,真實情況可能並非如此。腦科學專家何傑就認為,至少某些動物的腦,在受創傷後會變得更聰明。

何傑研究了一種叫斑馬魚的動物,牠們的中樞神經系統有強大的再生能力,受損後會自我修復。何傑用物理手段損傷斑馬魚的中腦部位後,發現損傷區域的膠質細胞開始異常增殖,而在平時,這些細胞則處於靜息狀態。

這些增生的細胞,只能存活25〜300天。不過,斑馬魚的平均壽命也只有3年,300天差不多相當於人類的30年。

科學家當然不能對人類進行這種危險實驗。但是,斑馬魚是生物實驗中常用的「模式動物」,也就是用於探索一般生命規律的動物。從牠們身上得到的結論,在大多數情況下也適用於人類。可以推測,人類腦部的某些部位受創傷後,也可能會導致神經元的局部增生。

除了「越挨打越聰明」之外,還有可能越大越不正常,這也違反了我們通常認為的,腦容量越大越聰明的看法。

德國馬普進化人類學研究所,比較研究了正常人、精神分裂症病人、黑猩猩與恆河猴,內容是腦部某些代謝物的濃度。代謝物可以看成是細胞活動產生的垃圾,它們積存在腦部,就會影響腦的正常功能。研究發現,精神分裂症病人的代謝物濃度最高。

研究者認為,從類人猿到人,腦的容量不斷增大,至今已經接近極限。以精神分裂症為代表的某些精神疾病,正是腦容量大增的副作用。腦子變大,既需要更多的營養,又產生更多的垃圾,後者無法正常排出或者分解,導致了某些精神疾病。

這些有關腦的最新研究成果,有悖於我們以往的了解,恰恰說明我們對腦的認知嚴重不足。由於不能對健康活人進行腦實驗,這個領域落後於身體的其他領域,很多時候,研究人腦要靠腦損傷患者。

書名:《明日科學!從史前文明到未來技術,看人類社會進化多神速》
作者:鄭軍
出版社:網路與書出版/大塊文化
出版日期:2023年12月1日

19世紀,一位名叫費尼斯.蓋奇的工人,在爆炸事故中被鋼筋刺穿了頭部後,仍然存活了幾年,成為第一個接受腦功能分區研究的對象。俄羅斯生理學家科薩科夫,長期解剖酗酒死亡者的腦,發現了科薩科夫綜合症,也就是酒精依賴症。一個代號為「SM」的女病人,由於遺傳問題雙側杏仁核受損,從此不再出現恐懼情緒,於是,她讓腦科學家發現了杏仁核與恐懼的關係。

第二次世界大戰時期,蘇聯有一位名叫魯利亞(Alexander Luria)的科學家,在醫院裡接觸到大量頭部受創的傷患。有些人雖然活著,腦卻局部暴露在外。魯利亞透過研究這些傷患,讓腦科學有了飛速發展,從此創建了神經心理學。

不過,和平年代不好找到這種實驗條件。今後相當長的時間裡,發明更安全的技術來研究健康人的腦,仍然是重要的優先課題。

●本文摘選自網路與書出版/之《明日科學!從史前文明到未來技術,看人類社會進化多神速:人工肌肉×新型礦藏×沉浸式技術×互動娛樂×通用流感疫苗,人體奧祕到技術揭密,未來科學的別樣世界》。

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