自己打自己臉：從大腦整體論到大腦分工論

出品：科普中國

制作：筱漪

監制：中國科學院計算機網絡信息中心

你有沒有想過，在你與別人交流時你的大腦是如何理解他人意思，又是如何指揮你發出聲音的？這個過程中大腦是作為一個整體起作用，還是里面有著不同的區域各司其職？

這個問題可以從19世紀的兩位著名醫生對語言功能障礙患者的觀察說起。

當時的法國神經生理學家皮埃爾·弗盧龍（Pierre Flourens）認為大腦的機能是統一的。他通過切除法毀壞了動物大腦的一部分，然后記錄這一損傷對其行為的影響。他觀察到即使動物被切除了部分大腦，但有時仍具有被切除腦區所對應的機能，即原本喪失的機能會得到恢復。

由此他認為大腦的機能是統一的，至少大腦中有的部分可以擔當另一部分機能的能力。

1861年，法國人類學協會在巴黎組織了一系列學術研討會，旨在探討語言在大腦中的定位問題。一位名叫保羅·布洛卡（Paul Broca）的外科醫生也堅信弗盧龍的觀點——大腦是作為一個整體來運行的，嘗試將語言功能進行定位的研究都將會失敗。

沒想到上天跟布洛卡開了一個玩笑。在他發表上述言論不久，一個名叫萊沃爾涅（Victor Leborgne）的病人從比塞特醫院轉至他所在的醫院。這位神奇的患者已經喪失語言功能長達21年，但他能夠理解別人對他說的話，也能夠利用簡單的手勢去回復問題，可是他卻只能發出類似“Tan”的聲音。

他被轉到布洛卡所在的醫院后，布洛卡對這名患者進行了全面的檢查，發現患者的發聲器官沒有任何問題。由于他只能發出“Tan”的聲音，醫院里的人都稱呼這名患者為“Tan”。不久之后，Tan的右臂與右腿開始癱瘓，同年的4月17日Tan去世了。

Tan死后，布洛卡解剖了他的大腦，發現在他左腦額葉的第二和第三個前回后部有一個雞蛋大小并填滿液體的凹洞，這明顯與正常人的大腦不同，而大腦的其他區域則與正常人并無明顯差異，由此猜測Tan生前的癥狀可能與這一區域的病變有關。換言之，人類的大腦可能真的存在功能區域的劃分。

在隨后的幾年中，布洛卡記錄了25個像“Tan”這樣的患者，他們的大腦左半球額葉的位置均出現受損。1865年，布洛卡在報告中指出，在發音器官沒有病變且智力沒有損傷的前提下，語言喪失與左額葉第三前回的損傷有關。

由于所有病人都沒有顯示出右額葉損傷的跡象，也就是說，語言中樞是大腦左額葉所特有的。布洛卡的這一發現從根本上改變了腦機能定位的爭論。人們為了紀念布洛卡在腦科學研究的貢獻，就將他所發現的這一語言區域定義為布洛卡區。這也推翻了早年布洛卡堅信的大腦是一個整體的論斷，沒想到，打年輕布洛卡臉的竟是他自己！

布洛卡區受損所導致的失語癥被稱為“表達性失語癥”或“運動型失語癥”，這不妨礙他們理解說話人的意思。只是患者無法使用流暢的句子，只能進行簡短且間斷的表達，類似電報式的話語，并且他們也知道自己的表達并不流暢。

布洛卡的這一發現為大腦機能定位理論提供了具體的、有臨床實證的依據，成為了科學史上的里程碑事件。這也為后續人們對大腦不同區域和對應的功能特征的研究奠定了理論基礎。

圖片來源：mercercognitivepsychology

10多年后，一個名叫卡爾·威爾尼克（Carl Wernicke）的德國科學家，發現了另外一種失語癥——患者可以用正常的語音語調說話但是說出的話沒有任何意義。引發這種失語癥的腦損傷位置同樣是在大腦左側，相對布洛卡區更靠近大腦后部，在顳葉上部的位置。

因此人們用第一發現人的名字命名這一腦區——威爾尼克區。這種無法說出有完整意義的話語且無法理解別人所說話語的情況也被叫做“感覺性失語癥”。

后來，美國心理生物學家斯佩里（Roger Wolcott Sperry）通過“割裂腦”實驗證實了大腦不對稱的“左右分工理論”。這一研究表明，大腦左半球除了語言功能外，還會負責閱讀、寫作、數字計算與邏輯推理等，而右半球主要處理空間關系、情緒以及藝術等信息。

圖片來源：veer 圖庫

直至今日，科學家仍在不斷探討人們行為背后的生理學、腦科學基礎。究竟是精巧而又神秘的大腦賦予了人類復雜多變的行為，還是復雜多變的行為在歷史的長河中不斷塑造著我們精巧的大腦？神秘而又復雜的大腦吸引著全世界的研究者不斷探索，希望未來有關大腦的研究會有你的參與。

參考文獻：

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Bonior, A. (2016). Psychology: Essential thinkers, classic theories, and how they inform your world. Zephyros Press.