腦是一個世界，包括許多未被探索的區(qū)域和廣闊延展的未知領(lǐng)域。

——圣地亞哥·拉蒙-卡哈爾（Santiago Ramon y Cajal）

我贊同開放的思想，但是不要太開放，以免讓人頭腦崩潰。

——阿瑟·海斯·蘇茲貝格（Arthur Hays Sulzberger）

腦沒有活動的部分：它不像心臟、肺或腸道那樣能跳動、膨脹或收縮；也無法像腎臟能制造尿液、肝臟能分泌膽汁、脾能產(chǎn)生淋巴液那樣產(chǎn)生任何物質(zhì)；與皮膚或者骨骼也不同，腦沒有顯而易見的作用。但是，我們現(xiàn)在認為腦負責(zé)思想、情緒和自由意志。我們是怎樣得出這種結(jié)論的？關(guān)于這一點，人們以前的看法又是怎樣的？要回答這些問題，我們必須回溯歷史，然后一步步從推理到結(jié)論，再到當(dāng)下。進行這項任務(wù)之前，有三點注意事項。

第一，盡管關(guān)于思想和情緒的觀點可以追溯到最早有記錄的文明，但我們對這些早期觀點的認識建立在考古證據(jù)的基礎(chǔ)之上，因此十分零碎。第二，醫(yī)學(xué)研究史主要倚重來自西方的歷史文獻，所以我們不可避免地主要介紹這方面的觀點。第三，在過去，人們對待動物和人體實驗的態(tài)度與現(xiàn)在非常不同，因而書中描述的一些實驗可能會讓人感到不悅，甚至在今天幾乎不可能被允許開展，特此說明。

古希臘思想家對腦的認識及其遺產(chǎn)

永遠不要相信任何能夠獨立思考的東西，除非你看清了它把頭腦藏在什么地方。

——《哈利·波特與密室》

關(guān)于“腦是所有器官中最基本的器官”這一簡單的觀點，現(xiàn)在聽起來可能相當(dāng)淺顯，但這一看似淺顯的設(shè)想，是建立在過去200年所獲知識的基礎(chǔ)之上的。在希臘哲學(xué)家之前，心臟被廣泛認為是智力所在。古埃及學(xué)者希羅多德（Herodotus）在寫木乃伊化（mummification）時記錄到，當(dāng)時人們在為心臟、肺、肝臟、胃和腸等器官做準(zhǔn)備工作時異常謹慎，腦則被草草地從顱骨中挖出來。古埃及人把進出心臟的大量可觀察到的連接作為心臟重要性的證據(jù)，同理，腦似乎就沒有多么重要了。然而，也是在同一時期，有關(guān)腦的真實功能的第一篇文獻的觀點被古希臘人記錄了下來。

這一時期，三位重要的哲學(xué)家主導(dǎo)著有關(guān)思想和情緒的觀點，其中只有兩位認為腦很重要。“醫(yī)學(xué)之父”希波克拉底（Hippocrates）在《論圣病》（On the Sacred Disease）一書中寫道：

人們應(yīng)該知道，快樂、愉悅、歡笑、嘲笑，以及悲哀、痛苦、悲傷和眼淚……都是從人腦中產(chǎn)生的，而且只能從腦中產(chǎn)生。它同樣也會讓我們發(fā)瘋或者神志不清，讓我們無論晝夜都會感到恐懼與害怕，并讓我們失眠、犯不該犯的錯誤、心不在焉、漫無目的地焦慮，以及產(chǎn)生一些違反習(xí)慣的行為。

希波克拉底還指出了腦回路的一個基本特性：一側(cè)腦受損會導(dǎo)致對側(cè)的身體缺陷。

哲學(xué)家柏拉圖提出“生命原則”（vital principle）存在于腦中，它與脊髓共同負責(zé)控制“生命力”（vital force）。我們不妨引用他作品中的一段話：“復(fù)制一個圓球，將它比作宇宙，他們（上帝）將兩個神圣的東西（眼睛）放在這個圓球中——如今我們稱之為頭，頭是人體最神圣的部分并控制著其他所有的部分。”

然而，亞里士多德認為，腦的功能是“冷卻心臟”，不過，他也曾認為腦這一“冷卻裝置”可能與智力有關(guān)。他的“心臟中心說”是基于自己的觀察，他發(fā)現(xiàn)在胚胎中，心臟是首個發(fā)育的器官，且溫度更高。于是認為這是器官參與生命過程的直接測量標(biāo)準(zhǔn)。他還注意到，雞在頭被砍掉后還能四處奔跑，這進一步證明，行動需要的是心臟，而不是腦。

多年來，一大批古希臘醫(yī)學(xué)家逐漸將我們引向了“腦中心”的觀點上。起初，斯特拉圖（Strato）將柏拉圖對“生命原則”最初的定位限定到了兩眉之間的額部。后來，色諾克拉底（Xenocrates）則將定位限定在頭頂。隨后，赫羅菲拉斯（Herophilus）對人體進行了全面的解剖，意識到腦（尤其是腦的基部）是神經(jīng)系統(tǒng)的中樞，他甚至注意到了負責(zé)感覺的神經(jīng)與負責(zé)運動的神經(jīng)之間的差異。此外，他還發(fā)現(xiàn)了腦內(nèi)的液體腔，即腦室，這為后來關(guān)于腦功能的“腦室定位學(xué)說”奠定了基礎(chǔ)。

最后，內(nèi)科醫(yī)生埃拉西斯特拉圖斯（Erasistratus）提出，與其他動物相比，人類的智力高可能是由于人腦中擁有更多的褶皺。然而，盡管更多“腦中心”的觀點已經(jīng)開始發(fā)展，但亞里士多德關(guān)于腦只是一個美化的“空調(diào)機”的觀點則一直持續(xù)到中世紀(jì)。

從公元3世紀(jì)開始，一位解剖學(xué)家主導(dǎo)了所有的思想，他就是希臘醫(yī)生兼哲學(xué)家蓋侖（Galen）。在當(dāng)時，所有醫(yī)學(xué)院都會將他提出的解剖學(xué)概念教授給學(xué)生。他提出的“精神生理學(xué)”的概念描述了一種被稱為“靈魂”（pneuma）的生命力，它與血液混合，傳播到腦，然后被賦予“動物精神”。這種“動物精神”會控制腦、神經(jīng)和思維。“動物精神”被存儲在腦室中，通過空心的神經(jīng)傳遞來產(chǎn)生運動和感覺。公元4世紀(jì)的神學(xué)家、主教尼梅修斯（Nemesius）在他關(guān)于人的本質(zhì)的著作中進一步闡述了這種觀點，并提出了所謂的“腦室定位學(xué)說”：想象、智力和記憶的關(guān)鍵要素都位于腦室。

一千多年之后的1543年，文藝復(fù)興時期的解剖學(xué)家安德烈·維薩里（Andreas Vesalius）在解剖人體尸體的基礎(chǔ)上，撰寫了一份詳盡的解剖學(xué)圖冊。這份圖冊挑戰(zhàn)了蓋侖的觀點，并從此徹底改變了西方教授解剖學(xué)的方式。這份圖冊被稱為《人體構(gòu)造》（De Humanis Corpora Fabrica），描述了人腦的5個腦室。

維薩里還把三種靈魂賦予人類，并認為腦包含“主要靈魂，即動物精神總和，其功能無疑是精神層面的”。他也是第一個發(fā)現(xiàn)腦灰質(zhì)和白質(zhì)之間存在區(qū)別的人。他指出，圍繞腦主體的薄薄的、呈灰色的物質(zhì)（皮質(zhì)），與腦組織呈現(xiàn)白色的部分不同，正如我們?nèi)缃袼渫庥^是由包裹神經(jīng)纖維的絕緣層所致。

顱相學(xué)：通過顱骨的隆起來評判他人

顱相學(xué)是由著名的維也納神經(jīng)解剖學(xué)家弗朗茨·約瑟夫·高爾（Franz Joseph Gall）提出的，伴隨著這一學(xué)說的發(fā)展，人類開始首次對腦功能的定位進行認真的研究。這一學(xué)說在高爾的一本有關(guān)解剖學(xué)和生理學(xué)的著作中有所描述，他認為，精神能力或精神特質(zhì)的卓越性取決于它們所依賴的腦區(qū)的大小，在某種程度上，這一說法被我們接受了。相應(yīng)地，他還認為，這些腦區(qū)的大小可以通過顱骨的發(fā)育和覆蓋區(qū)域的隆起來判斷，如今看來，這一想法非常荒謬。

高爾及其同事約翰·施普爾茨海姆（Johnn Spurzheim）確定了37種“心理和道德本能”，他們認為這些“本能”能在顱骨的表面表現(xiàn)出來。這些本能被分為幾個領(lǐng)域，如智力、洞察力、精神能量和愛。大多數(shù)本能與抽象的人格特征有關(guān)，如堅定、謹慎、好奇和靈性。研究人員繪制了一份顱骨圖，并標(biāo)出了與這些特征相關(guān)的顱骨隆起和凹陷的部位，通過這些區(qū)域可以進行觸診、測量和診斷。在世界各地的古董店里，都能夠看到繪有這種圖的白色陶瓷頭模型。

顱相學(xué)在全科醫(yī)療中也得到了廣泛的應(yīng)用。然而，這一學(xué)說也不可避免地受到挑戰(zhàn)，尤其是來自法國的科學(xué)家喬治·居維葉（Georges Cuvier）。高爾本人被宗教和政治力量趕出了維也納，只能定居在法國。據(jù)說，對顱相學(xué)給出最后一擊的，是高爾對拿破侖顱骨特征的解釋，因為這種解釋無法證明拿破侖擁有的全部高貴品質(zhì)。盡管英國精神病學(xué)家伯納德（Bernard）堅持顱相學(xué)觀點，英國顱相學(xué)協(xié)會在20世紀(jì)60年代末也被認可了，但在19世紀(jì)末，顱相學(xué)作為一種被普遍接受的概念幾乎已經(jīng)消亡了。事實上，今天仍在使用的一些英文短語，如high-brow（有學(xué)問的人），就有顱相學(xué)的基礎(chǔ)。

19世紀(jì)的科學(xué)家，用實驗探究腦的功能

19世紀(jì)是一個知識爆炸的時代。對一名醫(yī)生來說，能夠活在這個時代一定是讓人感到興奮的一件事。這個時代有很多人從事科學(xué)研究，但只有少數(shù)幾個人經(jīng)受住了時間的考驗。

法國生理學(xué)家瑪麗·讓·皮埃爾·弗盧朗（Marie Jean Pierre Flourens）進行了實驗，旨在研究高爾的觀點是否正確。他選擇性地破壞了動物腦的很多部位，并用電流刺激動物和人類的腦。他還對曾經(jīng)患有嚴重精神障礙或神經(jīng)病理缺陷患者的尸體的腦進行解剖研究。他注意到，當(dāng)去掉了動物腦的兩個腦半球后，動物所有的“知覺和判斷”都消失了。于是，他得出了正確的結(jié)論：腦半球具有更高級的認知功能。他還切除了位于腦半球后部和下方的小腦，結(jié)果導(dǎo)致動物失去了協(xié)調(diào)性。后來，他注意到，損毀腦干下部（延髓，位于腦的底部并與脊髓相連）會致死。他推斷，諸如呼吸和循環(huán)等重要功能受腦干控制。

雖然弗盧朗通過動物的腦進行研究無法提供關(guān)于人腦功能詳細定位的信息，但是通過電流精確刺激腦開始成為可以實現(xiàn)的技術(shù)，而如今人們能夠利用靈長類動物和狗的腦來進行實驗。皮埃爾·保羅·布洛卡（Pierre Paul Broca）是法國一位才華橫溢的外科醫(yī)生和人類學(xué)家，他的經(jīng)典實驗是對患有嚴重語言障礙的患者進行研究，而該實驗將語言功能定位到了腦前部左側(cè)的一個區(qū)域。他曾經(jīng)的一位患者只能發(fā)出“tan”的音。該患者死后，布洛卡發(fā)現(xiàn)，其腦前部左側(cè)的一小部分區(qū)域被梅毒破壞了。現(xiàn)在，這一腦區(qū)被稱為布洛卡區(qū)。

英國神經(jīng)病理學(xué)家約翰·休林斯·杰克遜（John Hughlings Jackson）進一步發(fā)展了布洛卡的觀點，提出該腦區(qū)是語言輸出或表達的中心。幾乎在同一時間，德國神經(jīng)病理學(xué)家卡爾·威爾尼克（Carl Wernicke）在腦左側(cè)發(fā)現(xiàn)了一個與語言理解有關(guān)的區(qū)域，該區(qū)域通過神經(jīng)纖維通路與布洛卡區(qū)相連。由此，語言加工模型的基礎(chǔ)就此誕生。

另兩位德國生理學(xué)家——古斯塔夫·弗里奇（Gustav Fritsch）和愛德華·希齊格（Eduard Hitzig），通過對狗腦進行電刺激，觀察狗不同肢體對不同刺激的反應(yīng)，開始繪制腦運動皮質(zhì)上各種功能的對應(yīng)點。之后，英國神經(jīng)病理學(xué)家、生理學(xué)家大衛(wèi)·費里爾（David Ferrier）爵士對他們的理論進行了改進和發(fā)展，他通過切除受刺激的腦區(qū)來證明特定的運動功能會消失。1876年，他在《腦的功能》（The Functions of the Brain）一書中，將自己的所有想法都匯集其中。

以上這些以及其他實驗表明，我們現(xiàn)在對腦的許多功能以及相應(yīng)區(qū)域有了合理的理解，但是仍有一個問題尚未解決：我們?yōu)槭裁磿l(fā)育出這么大的腦？

章末總結(jié)

1　顱相學(xué)：神經(jīng)解剖學(xué)家弗朗茲·約瑟夫·高爾認為精神能力或精神特質(zhì)的卓越性取決于它們所依賴的腦區(qū)的大小，而這些腦區(qū)的大小可以通過顱骨的發(fā)育和覆蓋每個區(qū)域的隆起來判斷。

2　瑪麗·讓·皮埃爾·弗盧朗：通過實驗得出腦半球具有更高級的認知功能的結(jié)論，并且推斷出呼吸和循環(huán)等重要功能均受腦干控制。

3　皮埃爾·保羅·布洛卡：通過對患有嚴重語言障礙的患者進行研究，他將語言功能定位到腦前部左側(cè)的一個區(qū)域，也就是布洛卡區(qū)。

4　約翰·休林斯·杰克遜：進一步發(fā)展了布洛卡的觀點，提出布洛卡區(qū)是語言輸出或表達的中心。

5　卡爾·威爾尼克：在腦左側(cè)發(fā)現(xiàn)了一個與語言理解有關(guān)的區(qū)域，該區(qū)域通過神經(jīng)纖維通路與布洛卡區(qū)相連。

6　古斯塔夫·弗里奇和愛德華·希齊格：繪制了運動皮質(zhì)上各種功能的對應(yīng)點。