大腦半球切除以后,為什么被切除掉的腦的功能仍然存在?
大腦半球移除,也就是切除半個大腦——聽起來很是瘋狂,更不用說親自體驗了。然而過去的一個世紀里,外科醫(yī)生為了對付除此之外無計可施的紊亂癥,已經(jīng)作了幾百次這樣的手術。令人難以置信的是,這種手術對于患者的性格和記憶并沒有明顯的影響。
1888年,一個叫弗雷德里?!じ郀柎模‵riedrich Goltz)的德國生理學者給一條狗實施了這個手術,這是目前已知的最早的大腦半球移除手術。最早對人下手的,是1923年一個叫做沃爾特·丹迪(Walter Dandy )的神經(jīng)外科醫(yī)生,手術是在約翰·霍普金斯大學做的,病人患了腦瘤。整個過程堪稱生猛——“你不能切掉多于一半的大腦。要是整個切除的話你就麻煩大了,”約翰霍普金斯的神經(jīng)外科專家約翰·弗里德曼(John Freeman )半開玩笑地說。
1938年,一個名叫肯尼斯·曼科肯西(Kenneth McKenzie )的加拿大神經(jīng)外科醫(yī)生在對一個16歲女性中風患者實施手術后報告說,這手術的一個副作用是患者的癲癇停止了。時下,該手術通常被用于治療每天癲癇發(fā)作數(shù)十次以上,同時具有抗藥性的患者。這種癲癇大多數(shù)時候是由于半個腦半球受損引起的?!斑@種紊亂如果得不到及時救治的話,通常會不斷惡化,并損壞大腦的健康部分?!奔又荽髮W洛山磯分校的神經(jīng)外科醫(yī)生佳里·曼森(Gary Mathern )說,弗里德曼也講到:“半腦切除手術只有在其它可替代治療手段效果更糟的情況下才會實施。”
解剖學意義上的半腦移除手術是指摘除整個腦半球,然而作為治療手段的半腦移除手術只是摘除腦半球的一部分,以及把兩個腦半球連接在一起的神經(jīng)束。半個顱腔會被空放在那里,通常一天之內(nèi)腦脊髓液會流進去充滿這個腔體。
霍普金斯的特色是解剖學上的半腦移除手術,據(jù)弗里德曼說,是建立在一個事實的基礎上——一點點大腦組織的殘留都會導致癲癇的復發(fā)。但是另外一派,UCLA的外科醫(yī)生經(jīng)常做的是功能性半腦移除手術,可以避免過量失血?!拔覀兊牟∪送ǔ6际莾蓺q以下的,他們沒有多少血可以流,”曼森說。大部分約翰霍普金斯的半腦移除手術病人都是5至10周歲。
最小的接受半腦移除手術的病人才3個月大,但是令人吃驚的是,病人的記憶和性格發(fā)育正常。一項最新的研究發(fā)現(xiàn),1975至2001年間在約翰霍普金斯大學接受半腦切除手術的111名兒童當中,86%的人痙攣(癲癇?)從未復發(fā),或者有輕微可控的癲癇,無需醫(yī)治。那些癲癇并未痊愈的病人通常有先天性缺陷或者畸形發(fā)育,這些情況下腦損傷通常不僅限于一個腦半球——弗里德曼解釋到。
另外一項研究表明接受過半腦移除手術的兒童一旦癲癇治愈,通常學術上進步神速。“一個是她們班級的狀元,一個是他們州的國際象棋冠軍,另一個在大學里成績優(yōu)異?!备ダ锏侣f。
當然,也有幅面影響:“你可以走,可以跑——有些人可以跳舞,可以滑冰——但是被移除腦半球相反一邊的手會失去作用(注:左腦控制右手,右腦控制左手,對應原則),而且相反一邊的手臂和視力失去了,”弗里德曼說。
很顯然,其它幾種影響也被發(fā)現(xiàn)。如果左腦被切除,“多數(shù)人會遇到語言上的困難,但是過去人們認為如果兩歲之前左腦被切除,你就永遠不能講話了,我們已經(jīng)證明了這種說法并不確切?!备ダ锏侣f。“接受手術的年齡越小,語言上的障礙會越少。左腦半球中負責語言的區(qū)域究竟被轉(zhuǎn)移到了右腦的哪個部位,它覆蓋了什么功能,目前為止還沒有人真正的證實?!?/p>
曼森和他的同時最近正在對接受半腦移除手術的病人大腦進行功能性核磁共振研究,想要弄清楚隨著生理上的復原大腦是如何改變的。探求這些病人殘存的腦半球是如何獲得語言、觸覺、運動和其他功能的?!翱梢蕴矫髟S多關于大腦可塑性和可變能力的東西,”弗里德曼補充到。然而,只有一半大腦——因此只能使用一只手和每只眼睛的一半視野——是大多數(shù)人竭力要避免的狀況。
荷蘭一女孩左腦被切除照樣會說話(圖)
據(jù)德國《明鏡》周刊報道,來自荷蘭鹿特丹大學醫(yī)院的醫(yī)生在對一名7歲女孩因其感染扁桃腺炎而進行檢查時發(fā)現(xiàn),其大腦左半球缺失。后經(jīng)調(diào)查得知,該女孩在3歲時感染了拉斯穆森綜合癥,并逐漸出現(xiàn)腦部嚴重病變,導致身體痙攣以及肌肉抽搐等癥狀,最后其病變的左半腦壞死,因而被切除?,F(xiàn)在該患者左腦空余部分為髓質(zhì)填充液體。
據(jù)介紹,拉斯穆森綜合癥是一種較為罕見的惡性腦病,多發(fā)于幼兒,德國目前每年有10到15名患者。通常在感染此病并做部分腦組織切除手術后的患者,都會喪失對半邊肢體控制的能力,并且喪失語言能力。但醫(yī)生發(fā)現(xiàn)這名兒童幾乎過著較為正常的生活。上圖:女孩的大腦核磁共振掃描圖。
我國云南有一名癲癇大發(fā)作的病人,他被切除右腦后,十幾年來都過著正常的生活。上海也有一位被切除右腦的病人,她不僅沒有原先估計的那樣引起左側(cè)癱瘓,還與正常人一樣能讀報、唱歌、記帳、織毛衣。美國有位小女孩被切除了左腦,按常理,左腦是負責語言的,沒有左腦的人是無法說話的,而她醒后竟能說:“爸爸媽媽,我愛您?!?/p>
半腦人照樣上大學左腦是否壓抑了右側(cè)大腦
人類大腦到底還有多少潛力沒有開發(fā)?有專家曾估計,普通人僅僅使用了大腦能力的4%,有高達96%的潛力還沒有開發(fā),就算像愛因斯坦一樣的天才也只用了大腦能力的10%。然而如這位專家一樣,很多研究者對大腦潛力的推測往往停留在理論上,難以讓人信服。
從小被切除左腦的一位患者,順利完成了大學學業(yè),并正常參加工作,說明人的大腦至少有一半潛力沒能開發(fā)。
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最近中國科學院心理研究所尹文剛研究員向記者披露的病例證明,人類大腦至少有一半的潛力沒有開發(fā)。尹研究員多年來掌握的20多個病例有一個共同的特點,患者都只有一半大腦,正是對這些病例的研究,讓尹研究員得出了前文的結(jié)論。
據(jù)尹研究員介紹,這些“半腦人”基本上都是因為小的時候患有癲癇或著其他腦疾病,導致一側(cè)大腦沒有發(fā)育好。為了取得較好的治療效果,醫(yī)生就把有問題的一半切除,只剩下一半大腦。
其中一位“半腦人”不但考入了大學,而且順利畢業(yè),現(xiàn)在同正常人一樣工作生活。當年做腦切除時,此人年齡尚小,當時因患癲癇病,一側(cè)腦出現(xiàn)萎縮,左腦一側(cè)的一些功能已經(jīng)轉(zhuǎn)移到另外一側(cè)的右腦。切除左腦后,他曾出現(xiàn)了輕微的語言表達問題,不過很快就得以恢復。這位考上大學并順利畢業(yè)的患者,在后來的發(fā)展中除了肢體靈活性稍差,其他方面都和常人無異。
一般人都認為一半大腦根本不夠用的,上述“半腦人”的故事到底告訴我們什么呢?“只有一半大腦,能大學畢業(yè),能正常生活,什么都是正常的,說明人類有一半大腦就已經(jīng)夠了,換句話說,人大腦的潛力起碼有50%沒開發(fā)呢!”尹研究員這樣概括這些病例背后的意義。
尹研究員告訴記者:“人腦具有可塑性,對于大腦患有嚴重疾病的人來說,患病部位切得越晚越容易出問題。年齡大的正常人切除其一半大腦是會出問題的。所有切除大腦獲得成功的都是年齡小的,而且有的腦已經(jīng)萎縮了,切掉一側(cè)使另一側(cè)功能不受疾病的干擾,所以表現(xiàn)得更好。這種大腦功能的代償需要在年齡較小的時候進行。一般認為在十來歲時進行切除,問題就比較大了,年齡越小效果越好?!?/p>
人類大腦的發(fā)展是越來越特化的,往往特定區(qū)域承擔相應的功能,但是這種對應關系并不是絕對的。
結(jié)合對其他試驗進行進一步分析后,尹研究員又有許多新發(fā)現(xiàn),其中心理學界一般認為的左側(cè)大腦出現(xiàn)損傷后,大腦功能偏到一側(cè),語言功能就會出現(xiàn)障礙的結(jié)論值得進一步探討。在實際試驗中他發(fā)現(xiàn),損傷發(fā)生后,患者真正出現(xiàn)語言問題的比例很小,原因沒法解釋。相反數(shù)學功能變得比較差,但不能確定數(shù)學功能就是左側(cè)大腦的功能。
“切掉的大腦不論是左側(cè)還是右側(cè),都發(fā)現(xiàn)其數(shù)學能力損失要比語言能力多一些。到底是大腦的哪一側(cè)負責數(shù)學能力,目前還不好說,通常認為,左側(cè)負責數(shù)學的能力比較強,左側(cè)也同樣負責語言功能,但是左側(cè)損傷后,語言功能并未過多損傷。”尹研究員說。
尹研究員進一步介紹說:“從我的觀察來看,人類的大腦是越來越特化的,大腦的很多區(qū)域分化得越來越明顯了,大部分人都用右手,只有10%的人用左手,這種現(xiàn)象是人類進化的表現(xiàn),正好反映了人類大腦的偏側(cè)化,是非常好的趨勢。
目前研究中發(fā)現(xiàn)左腦中的語言區(qū)中,有專門負責說話的語言區(qū),負責聽話的語言區(qū),還有理解意思的語言區(qū)。分辨一個東西是否運動,也有特定區(qū)域來負責。而要辨別一個東西是什么,在哪里,在大腦中完全是兩個地方在管。人類大腦的特化是越來越明顯。
“大腦越高級就越特化,這像中藥鋪的藥品分類一樣,吸收知識很多的時候,會自動分門別類。從語言上來說,大腦會將名詞放在一塊,動詞放在一塊,反映出特化是個趨勢。有專家認為,特定的區(qū)域負責特定的功能,但實際上其他的區(qū)域也可以代替其功能,發(fā)揮新的作用。不能認為大腦一個區(qū)域只能干這個,不能干別的,不能絕對化。另外就是大腦的群集指揮很神奇,某一個單個細胞可能沒什么重要,由于大腦有140億個神經(jīng)元,人腦中的聯(lián)系點是無數(shù)的,形成很復雜的網(wǎng)絡,這種網(wǎng)絡是可塑的。”
尹文剛指出,左腦確實對右腦有一定的壓抑功能,右腦在脫離左腦控制后,一些功能會有更好的發(fā)揮。
雖然左腦在人的心理活動中占據(jù)著重要的作用,但并不意味著其一些功能是不能替代的,做了左腦切除手術卻可以基本無礙生活的例子說明了這一點。尹研究員大膽地提出:“左腦的功能越來越主要,左腦在控制著右腦活動,右腦功能沒有發(fā)揮,恰恰是左腦在控制。左腦功能一旦解除,右腦功能是能發(fā)揮出來的?!?/p>
尹研究員解釋說:“左側(cè)大腦對右側(cè)大腦是有抑制功能的,左側(cè)大腦損傷后,右側(cè)大腦的一些功能會出現(xiàn),而且會表現(xiàn)得更好一些。從白癡天才等很多例子來看,人的左腦損傷以后所表現(xiàn)出來的功能,恰恰是右腦被壓抑的功能。對于很多白癡天才,你無法發(fā)現(xiàn)他的大腦哪里有問題。這些人的一些所謂‘天才’的大腦功能是右腦的功能。在大腦正常時是表現(xiàn)不出來的?!?/p>
尹研究員指出:由于左腦可以控制和壓抑右腦的功能,所以由于某種原因失掉控制時,右腦中本能的東西會釋放出來。一些人腦損傷之后某一方面的潛在的能力得以發(fā)揮,成為某個領域內(nèi)的“天才”往往與此有關。
有一些專家提出“八元智力說”也為此提供了佐證。尹研究員具體解釋說:“大腦的很多智力功能可以分開存在。比如有些語言表達能力差的人,可能數(shù)學運算能力強。不能用語言能力去判斷是否智力好。同理有的人音樂能力特別強,但數(shù)學能力很差。有人動作能力很強,協(xié)調(diào)能力好,但數(shù)學能力很差。所以說,一個人聰明與否是很多種成分在里面的,如邏輯、數(shù)學、言語表達、動作、繪畫、音樂等,它們之間相對獨立,一方面不行,另一方面可能很好?!?/p>
大腦某些區(qū)域受損傷后,從前被這些區(qū)域控制的大腦功能可能會釋放出來,比如大腦額葉受傷以后一些受額葉控制的功能會表現(xiàn)出來。額葉正常的功能是負責信息轉(zhuǎn)換,靈活處理事情。聰明的人額葉發(fā)達,往往善于轉(zhuǎn)換。一旦額葉損傷后會出現(xiàn)持續(xù)做同一件事的癥狀,正是被其控制的一些功能釋放出來的結(jié)果。雖然有可能會釋放一些從前被壓抑的“天才”的能力,有的時候也會釋放出我們不需要的一些功能,比如將大腦切開后,本來各司其職的兩只手,會出現(xiàn)“打架”的情況。說明腦損傷會引發(fā)“天才”區(qū)域啟動的觀點還是存在一定問題的。
尹文剛,中國科學院心理研究所研究員、博士生導師。曾任英國倫敦大學高級講師,1991年在英國倫敦大學學院心理系獲博士學位,1983年在中國科技大學研究生院獲神經(jīng)心理碩士學位。他還是美國APA會員、中國康復醫(yī)學會康復心理學會副主任委員。(供圖/Photocome)
科學家對人腦進行長期研究后發(fā)現(xiàn),人腦中的140多億個細胞,只有約10%被利用,而其余90%的腦細胞卻幾乎處于休眠狀態(tài)。這一發(fā)現(xiàn)引起了如何開發(fā)利用這部分腦細胞的各種嘗試。一些修煉者在深度冥想靜思中,可以啟動那些休眠的腦細胞,從而頓悟許多人類難解之謎,達到大智慧的境界,古來一些圣人和得道者就是這樣的人。
大腦半球切除以后,被切除掉的腦的功能仍然存在的事實證明,人一生最多使用14億腦細胞,我們大腦為什么儲備了130億腦細胞呢?這就是生命的奇妙!因為大腦是最最重要的器官,它是人體的司令,指揮中心。所以儲備了十倍的資源,上帝造人考慮的太周到了!