越來越多的神經(jīng)科學研究指向:個體的腦結(jié)構(gòu)與后天行為表現(xiàn)有著密切的關(guān)聯(lián)。這種跡象有可能表明:人的某些思想和行為是與生俱來的,天生注定的。
一個人最終會形成什么價值觀和思想,基本上是天生注定的,也就是由基因決定了的。但不是說他一生下來就具有了某種思想,而是在后天的成長中,他會對他所學習到的東西進行選擇,而他將傾向于選擇什么,這基本是注定了的。
有些人在一生當中思想會有轉(zhuǎn)向,并不表示這是后天形成了他的觀念。他最終的選擇正是最符合他基因的選擇。他的表現(xiàn)型一定是與他的基因型相一致的。
比如說,你剛認識一個人,他的某個觀點你很認同,隨著你對他了解的深入,你會發(fā)現(xiàn),你們兩之間會有越來越多的共同觀點。這不是屁股決定腦袋,而恰恰是腦袋決定了屁股。
2011年奧斯卡獎已經(jīng)過去很久了,但有一個話題還被人津津樂道,那就是奧斯卡獎的學術(shù)范兒。最佳女主角Natalie Portman早在2002年在哈佛心理系讀書時就曾發(fā)表過關(guān)于嬰兒前額葉皮層參與物體恒存性的文章。而最佳男主角Colin Firth剛剛在四月的Current Biology上發(fā)表了了一篇關(guān)于政治傾向與大腦結(jié)構(gòu)關(guān)系的學術(shù)論文。這篇文章發(fā)表在生物學頂級期刊,主題也很抓眼球,值得仔細介紹一下。
從顱相學說起
扯遠一點,人們逐漸意識到大腦是產(chǎn)生思維的器官后,就試圖測量大腦與心理活動的關(guān)系。一個早期的嘗試就是19世紀風靡歐洲的顱相學。顱相學認為思維由一系列不同的功能組成,不同的功能對應著不同的大腦結(jié)構(gòu)。但受到技術(shù)的限制,當時能測量的只有顱骨的形狀。德國醫(yī)生Gall將顱骨的凹凸與不同的心理功能聯(lián)系在一起,這就是所謂顱相學。
顱相學
現(xiàn)在看來,顱相學認為大腦特定區(qū)域負責特定心理過程的思路是正確的。但由于測量手段太粗糙,卻過度解釋了測量結(jié)果,最終走向了偽科學。另一方面,當時對心理過程的理解有限,顱相學所要定位的復雜人格成分,現(xiàn)在認為是分布在大腦的各個區(qū)域協(xié)作完成的。要想精確大腦結(jié)構(gòu)負責的心理功能,還需要將心理現(xiàn)象分解成更精細的、相對獨立的過程。
磁共振成像
直到20世紀八九十年代,技術(shù)的進步才使得精確測量大腦結(jié)構(gòu)成為可能。其中最有代表性的就是CT與磁共振 (MRI)技術(shù)的成熟。與常見的CT圖像類似,MRI可以成像分辨率大約1毫米的三維大腦結(jié)構(gòu)。而且MRI不使用放射線,應用更安全。
如何測量大腦呢?人的大腦皮層折疊卷曲在一起,看上去溝壑叢生。早期解剖大腦,人們通常只是測量溝回的角度和寬度等等。但對于MRI的三維圖像,就可以用計算建模的方法測量。
首先根據(jù)灰度將整個大腦分割成灰質(zhì)、白質(zhì)、腦脊液等組織。這樣,每一個體素 (體積像素)上的值就代表了這一位置灰質(zhì)的密度。因為每個大腦的形狀都有差異,所以接下來需要把每個人的灰質(zhì)密度圖標準化到一個通用的模板上。在標準化的過程中,某些區(qū)域可能被壓縮,這一區(qū)域的值就相應增加;而某些區(qū)域可能被拉伸,相應體素的值就減小。這樣每個體素的值也反映了體積的信息。
左:原始MRI圖像;中,分割后的灰質(zhì)密度圖像;右標準化后的灰質(zhì)體積圖像。
有了一組人的大腦灰質(zhì)“體積”圖像,如果再測量了這批人的心理指標,就可以考察兩者之間的聯(lián)系了。如上面所提到的,灰質(zhì)體積圖像的每一個體素代表了這一位置的灰質(zhì)“體積”。在每一個體素上用灰質(zhì)體積與心理指標做相關(guān),就不僅可以知道心理指標是否與大腦結(jié)構(gòu)相關(guān),而且還可以看具體哪個大腦區(qū)域與心理活動相關(guān)。
比如,一個人空間位置感的高低與哪個腦結(jié)構(gòu)有關(guān)呢?心理學家對比了倫敦的出租車司機與普通人的大腦結(jié)構(gòu)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)與空間記憶及導航有關(guān)的海馬體存在結(jié)構(gòu)差別。出租車司機有著更大的海馬體。這也驗證了長期經(jīng)驗會導致相應大腦結(jié)構(gòu)的持久性變化的觀點。
大腦結(jié)構(gòu)?
雖然相比于拿皮尺量頭圍已經(jīng)精確了很多,但這種基于體素的形態(tài)學分析究竟反映了什么大腦結(jié)構(gòu)還是經(jīng)常受到懷疑。在目前常用的分辨率下,一個體素包含了超過1,000,000個神經(jīng)元。因此所謂的灰質(zhì)體積,既可能反映微觀的神經(jīng)元的數(shù)量、體積或髓鞘化程度,也可能反映了宏觀的皮層折疊程度。而且一些研究發(fā)現(xiàn),形態(tài)學測量的結(jié)果也不一定是持久的穩(wěn)定變化。比如女性海馬體和基底神經(jīng)節(jié)的體積會隨著月經(jīng)周期而波動。
和所有腦成像研究類似,基于體素的形態(tài)學分析無法直接測量大腦結(jié)構(gòu),因此在作為科學證據(jù)時并不是很“硬”。這種方法通常只能驗證已知功能的腦區(qū)是否與某個心理活動有關(guān),但如果得到某心理活動與一個完全無法解釋的區(qū)域相關(guān),人們更有可能懷疑是分析方法出錯了。
正因為如此,大多數(shù)腦成像研究都關(guān)注于比較簡單的心理活動,比如運動加工、獎賞加工等等。而對于一些高級的社會認知,通常認為牽扯的加工過程多,涉及到多個腦區(qū)的協(xié)作。在心理學沒有搞清楚內(nèi)部加工過程時,很難找到特定的神經(jīng)相關(guān),就比如人的政治傾向。雖然在政治心理學是個熱門問題,但通常認為傾向自由和保守是個復雜的過程,很難想象可以將其還原到大腦的某一個腦區(qū)。
政治傾向與腦結(jié)構(gòu)
直到2007年,紐約大學的一組心理學家用腦電發(fā)現(xiàn)了自由傾向和保守傾向被試在神經(jīng)活動上的差別。當人在意識到自己犯了錯誤之后,腦電波中會出現(xiàn)一個負波,即錯誤相關(guān)負波。行為研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)保守傾向者作決策時更結(jié)構(gòu)化,更固執(zhí),而自由傾向者曾更能容忍模糊性和復雜性,有更好的開放性。腦電的結(jié)果表明了保守傾向的人的錯誤相關(guān)負波更小,也就是他們對錯誤不敏感,可能因此就表現(xiàn)得更固執(zhí)、保守。
上圖顯示了自由傾向的人有比保守傾向的人更大的錯誤相關(guān)負波;下圖顯示錯誤相關(guān)負波的源定位在扣帶回。圖片來自Amodio et al., (2007)
錯誤相關(guān)負波來源于大腦中一個叫前扣帶回的結(jié)構(gòu),它對錯誤的敏感性決定了一個人是傾向于自由還是保守。那么這種敏感性是否是由腦結(jié)構(gòu)決定的呢?這就是影帝這篇文章的研究假設(shè)來源。他與倫敦大學學院的神經(jīng)科學家Kanai和Rees討論了想法,并由后者實施了實驗。他們用前面講過的形態(tài)學方法統(tǒng)計了90名大學生的大腦灰質(zhì)體積。結(jié)果發(fā)現(xiàn)與政治傾向相關(guān)的腦區(qū)正包含了前扣帶回 (另一個是與知覺威脅有關(guān)的杏仁核)。如果一個人前扣帶回的灰質(zhì)體積更大,那么他就越可能傾向自由主義。
自由主義者有更大的扣帶回體積 (圖片來自 Kanai et al., 2011)。
發(fā)現(xiàn)大腦結(jié)構(gòu)的差異要比僅僅神經(jīng)活動的差異更進一步,但仍然很難說是由于遺傳造成的大腦結(jié)構(gòu)差異再導致了政治傾向,還是后天的發(fā)育的影響了大腦結(jié)構(gòu)和政治傾向。另外,如果人為改變前扣帶回的敏感性 (比如用藥物,酒精等),是否會影響人們的自由/保守傾向?形態(tài)學的分析只是發(fā)現(xiàn)一個聯(lián)系,更多有趣的問題,還需要更深入的研究來解答。
Kanai R, Feilden T, Firth C, & Rees G (2011). Political orientations are correlated with brain structure in young adults.Current biology : CB, 21 (8), 677-80 PMID:
來源:哲學園、果殼網(wǎng)