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探究脑科学史,就是探索自我认识的过程

探究脑科学史,就是探索自我认识的过程

作者: 千雨读书 | 来源:发表于2023-04-23 00:03 被阅读0次

    关于“认知”,脑科学将之定义为大脑的一种高级神经功能,即大脑获取知识和加工信息过程的产物。

    但人的大脑一旦出现认知功能障碍,就会产生诸如抑郁症、强迫症等病变;所以,不论是出于认知还是健康追求,人类对大脑科学从未停下探索的脚步。

    就如《大脑简史》(酷威文化出版)所说,随着近年来神经科学的蓬勃发展,大脑俨然成了一种现代性的标志;历史学家也不再局限于研究线性发展的历史,而是追根溯源,不断观察人类在不同时期关于大脑研究的观点和思考。

    因此,作者克劳迪奥·波利亚诺教授,于1980年开始在伦敦韦康医学历史研究所、哈佛大学、加州大学及麻省理工学院开展研究工作,结合科学史、艺术史和文学史等领域,讲述了人类在大脑研究方面的孜孜探索。

    克劳迪奥·波利亚诺教授

    波利亚诺教授着手于人类大脑进化史,从遥远的古埃及记载,到当代如火如荼的神经科学;他致力于人类一直未解的谜题,如智慧如何诞生、知识存于何处、人的意识本质为何物等。

    从解剖生理学角度来看,早在四千多年前的古埃及,就有关于心脑血管系统性研究的详细考证;而在古希腊文明中,人们也将大脑视为最重要的器官,就如希波克拉底所表示的,大脑是身体信号的唯一诠释者与信使。

    所以,本书围绕大脑研究渐趋多元、丰富和不断变化的过程,以及俯瞰全局的大视角,重申了历史学之于大脑科学的重要性。

    简言之,探究人类脑科学历史,就是探索人类自我发现和自我认识的历史过程。

    01 从古文稿中认识脑科学

    1862年,美国古董商艾德温·史密斯买下了一份公元前1600年的手稿,因对象形文字的认知匮乏而忽视其重要性,导致这份珍贵的文稿既未公之于众,也未翻译著述,而是将它束之高阁。

    直到1930年,詹姆斯·亨利·布鲁德终于发现了这份手稿的重要意义,并耗时10年完成翻译及出版工作,作品因此被命名为《艾德温·史密斯纸草文稿》。

    事实上,这份文稿按从上至下的解剖顺序,不仅对人体躯干作出了非常翔实的描述,还对48个临床案例中所有涉及头部受伤的问题进行了分析,且附有诊断、预后和可实施的治疗方案。

    比如,其中的第9项,就是关于头部额骨骨折病例的详细内容,可谓是极具医学价值。

    更为重要的是,文稿中还记载了艾德温·史密斯采用一个神奇的配方,将鸵鸟蛋壳研磨成粉末,并与膏药一起使用的实践案例。

    以当下思想来看,“经验理性”在当时已占据主导地位,外科医生对某些特定自然原因而损坏的器官和组织,不仅可以作出十分仔细的检查,还能通过严谨的逻辑推理来解释医学问题。

    更难得的是,文稿显示了艾德温·史密斯从头部开放性伤口中不仅观察到了脑膜,还发现了触之生疼、表面有褶皱与熔化铜形式的波纹状的跳动物质,并用了一个术语“封闭在颅骨中的器官”来描述这些物质。

    因此,在大脑科学史上,艾德温·史密斯成了首次采用描述大脑及其表面褶皱符号的人,他甚至还在某些病例中,有过对脑脊液及失语和中风等病症的提及。

    遗憾的是,《艾德温·史密斯纸草文稿》的原手稿作者至今仍是一个谜,布鲁德虽于1930年有过猜测,认为“印和阗”是这部作品的初版作者。

    但据考证,印和阗既是古埃及第三王朝法老左塞尔的大臣和赫利奥波利斯的祭司,同时也是建筑师、医生,死后被人尊为神,是与古希腊祭祀医神阿斯利皮亚斯比肩的人物。

    而关古希腊文化对大脑研究这个课题,则可以追溯到公元前5世纪。

    比如,在毕达哥拉斯学派最杰出的代表菲洛拉斯的作品中,就可见“动物被赋予理性的四个原则”,即提供思想原则的大脑、控制灵魂的心脏、促进胚胎发育的肚脐、排放种子和生育的生殖器。

    直到16世纪三四十年代,解剖学家才开始对人体头部解剖抱有极大的兴趣。

    这一风潮背后主要有两个因素:一是被斩首处决的人头标本可供研究使用;二是灵魂是否“有形”引起了人们的关注,想通过解剖大脑来解惑。

    由此可见,古文稿不仅让我们窥见了人类完整的脑科学历史,研究者们还为我们留下了大量有关大脑解剖学的文献和论述,为后继者提供了宝贵的科学依据。

    书籍内页图

    02 生理学家加尔引发大脑研究热潮

    历史不断演进,人们对“科学意识形态的起源”有着强烈的好奇心,并通过关于自然历史、人与自然的关系、思想与行为等一些无法理解的现象,建构出更贴近现实与准确性的脑部生理学研究。

    而生理学创造者弗兰茨·约瑟夫·加尔,则给出了有关新研究体系的四大论断:道德品质和智力能力是与生俱来的;动作取决于大脑的形态;大脑是容纳所有品质和能力的器官;大脑由许多特殊器官组成,同时也具原始的和最初的能力。

    1808年,加尔在讲座中说,除了对现象的精确观察外,无需采用任何手段;只有当来自生理、心理、哲学与道德三个不同领域的杰出者展开合作,将原因和结果重新以同一规律统一时,才能构建出“真正的人类科学”,即把脸部、头骨作为身体的“高级”部分进行研究。

    加尔用“认识你自己、成为你自己”理论,来表达自然界给人规定的界限是不可逾越的观点。

    此后,头骨和颅相学逐渐成了解剖学家和人类学家的观察重点;他们认为大脑是一个松弛的、没有形状的肿块,其质地与肠子相似;这与容易分离、描述的神经系统完全不同,即使通过精湛的手术刀,在头盖骨下的复杂物质上进行实验,哪怕历经两个多世纪探索,也依然未解其中奥秘。

    基于自然力量与特定器官相对应理论,加尔开始着手研究人的智力和道德表现,并推断出“精神的物质场所一定存在”的理论。

    但由于力量与力量的提供者(器官)并非是对应关系,故而引发了一场理论危机,加尔因此被统治阶级禁止授课。

    此后,思想家乔治·卡巴尼斯在加尔的理论基础上提出了一个大胆的设想,就如胃和肠子具消化作用、肝脏可分泌胆汁、腮腺、上颌可以与舌下腺分泌唾液一样,大脑也可通过此法分泌思想。

    但随着加尔在神经系统方面的深入研究,他将人的基本素质与有机基质(躯体)结合起来,把含糊而矛盾的理论梳理清晰,运用“以物易物”的方法推翻了幻想哲学家的表象理论。

    在加尔眼里,人的本性会在陷入痛苦状态或生死一线时显露无遗;可以说,通过病理学反应人的健康状况,这种主持了整个19世纪的医学神话。

    不得不说,加尔的器官学深刻地明示了“伟大的自然充满了活力”;也正是这种严谨的理论学说,才引发了后来日耳曼地区对名人头骨的某种研究热潮。

    比如,康德死后,其头颅被制作成石膏模型,作为非凡的头脑受到进一步的解剖分析;最著名的例子就是,爱因斯坦去逝后,他的大脑被专门保管,并切成240片供世界各地的科学家研究使用。

    不得不说,正因有加尔的努力,大脑才会被视作人体的重要器官,并由此引发大脑研究的热潮。

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    03 推动脑科学发展的三大论战

    加尔所推动的颅相学,可以说是思想和期望的综合体;由于道德家、教育家、医生和哲学家们的参与,使这项研究逐渐影响到了范围更大的公众。

    颅相学因此被视作一种学说和运动,它不仅向人展示了大脑这个综合器官,甚至还关系到了人的情绪和认知。

    这在托马斯·莱科克的《颅相学》中有所体现,他通过艺术和科学展现了动物的纯粹本能,以及低等生物的简单的生命过程,以此明示了人类处于物种发展的最高阶段。

    莱科克认为,人会因不同的层次需求而产生冲突,但可以通过提高认知能力,来制约或控制身体的食欲和本能。

    所以,一个关于神经系统功能的分层进化模型,就这样被构建出来了——从人类大脑思想意识的发展角度看,人类这个物种的确拥有十分特殊的精神力量。

    然而,一场推动脑科学发展的论战,就此拉开了帷幕。

    比如,生性好批判的托马斯·亨利·赫胥黎与解剖学家理查德·欧文,展开了长期而激烈地论战。

    欧文通过解剖猴子大脑,做了有关脑回复杂性升序排列的研究,但他引用“盖伦的骗子”来支持一个古老而谬误的理论,因而不具可操作性。

    到了1857年,法国解剖学家路易·皮埃尔·格拉提奥莱,对104种哺乳动物进行了检查,按脑回的复杂性以递增顺序排列,并与智力的增长相对应,因此编写了关于人类和灵长类动物大脑褶皱的重要文献集,还在文献中提供了非常精准的图像,且于大脑皮层各区域应用了新的命名法。

    此后,英格兰人约瑟夫·马洛德·威廉·透纳,于1866年再次丰富了格拉提奥莱所提供的图像;但他偏谬地指出,男性、欧洲人和聪明人比女性、野蛮人和精神病患者拥有更复杂的大脑皮层。

    可见19世纪下半叶的欧洲,是科学与偏见重叠交织的时代;哪怕是针对脑回这样的问题,也同样难逃厄运。

    第二场论战是有关解剖学临床研究的。

    对于让·巴蒂斯特·布于1825年首次提出的前叶包含语言中心的假说,保罗·布罗卡根据特殊病例的观察,认为发音能力位于左额第三围;但维克多·勒博涅却根据安全研究认为,人类的说话能力取决于大脑皮层的完整性。

    然而,布罗卡描述的大多数临床病例,不仅证明了大脑损伤和语言丧失这间的恒定关系,也表明了大脑左额叶在发育过程中比右额叶生长得更快。

    他因此表示,人如果必须掌握复杂的手工和智力技能时,就会用一半的大脑学习说话,也如用右手学习写字一样,这种“双重”大脑的观点进而得到传播,即左半球主管逻辑和理性,右半球则是更原始和模糊心理生理过程的所在地。

    第三场论战是关于“既具实验性,又具生理性”的研究。

    19世纪,法国生物学家皮埃尔·弗罗伦斯,曾系统性地切除并折磨了大量的鸟类和哺乳动物;他从功能角度指出,神经系统中大脑半球、小脑和延髓是明确区分开的,并由此得出三个结论:

    1、如果大脑半球的功能被破坏,感知、智力和意志就会被消除,但其运动能力不受影响。

    2、如果小脑被破坏,运动平衡就会受到干扰,但智力不受影响。

    3、如果延髓被破坏,呼吸就会停止,人会立即死亡。

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    04 结语

    人类对生命物质的看法,直到19世纪才出现整体性的改变;而大脑科学研究的突飞猛进,则要等到20世纪下半叶,社会开始广泛流传关于大脑结构和功能的图像。

    即使在今天,如果在网上搜索关键词“三位一体的大脑”,即麦克莱恩三位一体的大脑理论,我们依旧可以看到令人印象深刻的搜索结果和海量视频,这些内容以各种语言和形式呈现;这说明,科学研究的回声,会延续到实际生命周期之外的时期。

    然而,“温和的实验者”谢林顿,却仍在提醒我们,神经学依然存在许多未解之谜;或许在未来的某一天,通过它可以破解人类心灵和诸多与之有关的疑难病症的奥秘;如找到癫痫症与大脑功能之间的真正联系,从此解除这种疾病对人类的困扰。

    从自然选择的角度来看,大脑的作用并不是通过叠加方式实现,而是一个通过不断进化和重塑的过程。

    总之,有关大脑研究的“前世今生”,《大脑简史》所呈史料翔实;而关于大脑科学未来的挑战,无论是大脑最基本的组成,还是自我认识,抑或偶然性的意识,人类的探索之路依然任重道远。

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