前言 我所知道的大脑
我很明白,读者没有太大必要知道这一切,但我还是需要把这些告诉读者。
—卢梭
21 世纪至少有两大科学问题:宇宙从哪里来以及我们的大脑如何运转。我的研究领域刚好针对后一个问题。
我出生于一个特殊的家庭,是听着关于医学各个方面的有趣讨论长大的,这使我终生都热爱这个领域。我的父亲是一位妇科医生,他一直致力于许多备受争议的关于生殖学方面的研究,例如,男性不育、人工授精、避孕药等。不断有父亲的朋友来家中拜访,我后来才知道他们都是各自研究领域里的领军人物。
在孩童时期,我就从德里斯 · 奎瑞多(Dries Querido)博士那里学到了内分泌学的一些知识。奎瑞多博士后来在鹿特丹建立了医学院。当时我们一起去遛狗,当狗第一次抬起腿的时候,奎瑞多博士告诉我,是性激素作用于大脑后才引起了这个动作。科恩 · 梵 · 爱姆德 · 宝思(Coan van Emde Boas)教授和他的夫人时不时会在晚上来我家做客并和我父母喝点儿东西,他是荷兰第一位性学教授。对一个小孩子来说,他讲的故事实在是太精彩了。有一次,他讲了他和一个一整天都不愿意和他配合进行病情讨论的病人的谈话。最后那个病人终于告诉梵 · 爱姆德 · 宝思他为什么那么固执—因为他听说梵 · 爱姆德 · 宝思是个同性恋!梵 · 爱姆德 · 宝思用胳膊搂住他的肩膀说:“但是亲爱的,你根本就不相信,对吗?”他的反应使那个病人一下子陷入了困惑。我们大家听到这里都忍不住捧腹大笑。
在父亲面前,没有什么问题是不可以问的。周末,我可以和父亲一起读医学著作,在他的显微镜下观察污水中的单细胞生物和植物细胞。
上中学之后,父亲允许我陪他一起参加他在全国各地的演讲。那场关于为避孕药在荷兰使用而做第一阶段测试准备的演讲是我最难忘的,因为那场演讲遭到了宗教界的攻击和侮辱。当时,父亲至少从表面上看起来是很平静地阐述了自己的观点,而我当时可是坐立不安,紧张得流汗了。后来,我将这件事当作一次有用的学习经验,这件事也让我在研究过程中知道如何应对带有强烈情绪的反应。 在那一段时间里,避孕药的美国发明者格里高利 · 平卡斯(Gregory Pincus)偶尔会来我们家,我可以和他一起去欧加农(Organon)公司的避孕药制药厂参观。在那里我第一次接触到实验室。
后来,我决定学习医学。每次吃饭的时候我都会抓住机会同父亲热烈讨论医学领域各方面的问题,讨论的方式非常直接,内容也极其详细,以至于母亲常常大声宣布:“现在讨论结束!”尽管她在 1939 年的苏芬战争中担任前线手术室护士的经历已经让她多少习惯了这些话题。那时我也在偶然间明白了一件事:我不能只是提出问题,我需要学会回答自己提出的问题。学医之后,认识我的人很快产生了一个误解,他们把我看作一个可以免费咨询各种疾病的专家。有一次, 我实在是受够了一位无休止地唠叨她的故事的尤比阿姨, 就大喊起来:“ 尤比阿姨,这真是太有趣了,不如你把衣服脱掉让我们检查一下吧!”当时,整个生日宴会顿时一片安静。这个方法很有效,尤比阿姨再也没有用唠叨来烦我了。但是,其他人还是不停地来问我问题。
学医期间,我希望对实验研究的背景知识多一些了解,因为医学中的概念通常是以实验为基础的。此外,我还想要经济独立,但这一点遭到了我父母的反对。在阿姆斯特丹有两个地方,在那里,医学院学生通过“候选人考试”(在医学院学习三年之后的考试)之后,可以学生助理身份在课余参加实验研究。这两个地方是阿姆斯特丹大学药理学系和荷兰脑研究所。荷兰脑研究所很快有了一个空缺位置。看上去似乎是为我准备的。根据我的家庭背景,课题的选择也不证自明地显示了它将成为神经内分泌学研究的新领域,即研究神经细胞产生激素以及神经细胞对激素的敏感性。当汉斯 · 阿瑞斯 · 卡佩斯(Hans Ariëns Kappers)教授对我进行面试交谈时,我提到我对神经内分泌学相关课题很感兴趣。卡佩斯教授立即把汉斯 · 杨肯德(Hans Jongkind)教授找来,解释说:“这类课题属于杨肯德的部门。”接着他们和我进行了面试交谈,在交谈过程中,他们发现我对文献的了解很少。尽管如此,卡佩斯教授还是对我说:“我们同意让你试一下。”
我的博士学位论文是通过实验研究那些分泌激素的神经细胞的功能。我是在学医的同时进行这项研究的,因此课余时间我都在所里全力以赴地做实验。1970 年,当我还在外科医生布雷玛(Boerema)教授手下做实习医生期间,一天下午我请了假,顺利地完成了我的博士学位论文答辩。1972 年,我完成医学毕业考试之后决定留在脑研究所。1975 年,我成为荷兰脑研究所的执行所长。1978 年,我当上了荷兰脑研究所所长。1979 年,我成为阿姆斯特丹大学医学院神经生物学教授。此后的 30 年间,虽然我担任着那些行政职务,但始终都把工作重点放在做研究上。事实上,这正是我选择这个职业的原因。迄今为止,我从研究组里的那些大学生、博士生、博士后和同事们身上学到了很多东西,他们来自 20 多个国家,都是有思想、具有批评精神并富有才华的优秀人才,我现在还经常在世界各地的神经科学研究所、医院和他们见面。我们整个团队还要感谢那些优秀的实验技术员,他们确保了新研究技术的开发和质量。
在此期间,我遇到过关于不同病例的各种问题,有的问题已经超出了我的专业领域。人们总是会把我当成一位医生,即使我不治病而是专门做科学研究,他们在遇到实际问题时也常常会来找我。脑科疾病会影响到一个人个性的方方面面,因此有人向我咨询最严重的影响是什么。一个星期天的早晨,一位熟人的儿子胳膊下夹着几张脑扫描图来我家中找我说:“我刚听说我只有三个月的生命了,我现在该怎么办?”当我看到那些扫描图时,我真的不敢相信他还可以来到我家问我这个问题,因为他大脑前侧长了一个大肿瘤,他现在竟然还能暂时活着。这个时候你能做的只有聆听,为他们解释研究的成果,为那些陷入绝望的人在众多的医疗方法中做一些推荐。我的孩子们能够正确地看待我的能力,在他们发高烧的时候,如果我拿着听诊器来到他们床边坐下,他们就会坚决地说他们想要一位“真正的”医生。
1985 年,我建立了荷兰人脑库(见第 20 章第 4 节),正如外界了解的那样,我对死者的大脑进行研究。让我感到惊奇的是,这些研究引起了我对每件与生命最后阶段相关的事物的思考:安乐死、协助自杀、决定为科学研究捐献大脑和尸体。简言之,就是所有和生与死有关的事物(见第 20章第 3 节)。
该领域的研究总是与这些研究对于个人和社会的影响紧密交织在一起。我参加过一些勇敢的母亲的聚会,她们失去了自己的孩子,因为那些孩子患有精神分裂症并自杀。在伊希龙(Ypsilon)组织的旗帜下,这些母亲聚集在一起,支持着其他的存活者。在关于普瑞德 - 威利症候群的国际研讨会中,我了解到这种疾病患者的家属要比我们这些研究者更加了解这种疾病。研究人员与患者父母坐在一起,讨论导致孩子们拼命吃东西,就算吃得很撑也不罢休的原因。父母们带着自己过度肥胖的孩子从世界各地赶来,研究人员从这些父母的参与中加深了对这种疾病的了解,也受到极大的鼓舞。我们希望更多的患者群体可以参与和科研人员的共同讨论。我们研究组还是率先在荷兰开展对于阿尔茨海默病(即老年痴呆症)进行研究的队伍,当时关于这种疾病的流行还只是一个推测。我们观察到,有些脑细胞可以成功地抵制衰老和阿尔茨海默病,而其他脑细胞则会遭到破坏,这些现象可以为我们研究这种疾病的治疗方法提供指导(见第 19 章第 3节)。由于社会老龄化,我们不得不面对自己的亲人在他们生命的最后阶段由于痴呆而衰退。我们中的大部分人也很了解精神病对精神病患者、患者家庭及其监护人造成的巨大压力。作为脑研究工作者,我们所面临的关于大脑疾病的问题是如此尖锐和感性,这使我们根本无法逃避它们。
普通人对于我们每天奋力解决的问题根本不感兴趣,他们完全错误地认为我们已经了解了关于大脑的一切。他们想听诸如记忆、意识、学习与情感、自由意志和濒死体验等与大脑有关的重大问题的答案。在公开讨论的过程中,许多参与者会摆出一些我并不知道的“事实”,例如,人们仅仅使用了 10 % 的大脑的这种“神话”。这种说法有可能是真的,但是我从来没有看到过关于这种“神话”的依据。此外,人们每天因老化而失去数以千万计的脑细胞的说法也是如此。在接连不断的演讲中,充满兴趣的参与者提出的许多新颖问题能促进我的思考。例如,有一位荷兰籍的日本女孩想写一篇关于欧洲人的大脑和亚洲人的大脑的区别的论文,而这种大脑的区别是真实存在的。此外,我对人类大脑的研究常常会引起一系列的疑问和强烈的社会反响,我被邀请举行一系列公开讨论会来解释一些问题:大脑的性别差异、大脑与性取向和异性癖的关系、大脑发育和精神疾病(例如抑郁症和进食障碍等)的关系,在第2 章至第 4 章和第 6 章,我会谈及这些内容。
在我积极参与这一领域研究的 45 年时间里,发生了许多的变化,脑研究已经从一项孤立无援的奇异研究发展为在世界范围内引领科学研究潮流的主题,大量新发现通过数以万计的研究和众多的技术与学科而被快速推出。当年普通民众的神经科学恐惧症已经完全被他们对脑研究的浓厚兴趣取代,这些变化同时也得益于当今优秀的科学媒介。对我个人来说,没有什么科学问题是脱离社会而存在的,超出我的研究范围的大脑其他部分的科学问题每天都在不断地激发我去仔细思考,同时我也在思考如何才能把这所有的一切清楚地解释给普通民众听。就这样,我不断地发展着自己的各种看法:关于大脑的某些方面和它的进化,关于大脑的发育和衰老,关于大脑疾病的致病原因,关于人的生与死。我将我个人微不足道的观点整理在这本书里。
我被问到最多的问题就是,我是不是真的可以解释大脑是怎样工作的。这是个难以回答的问题,这本书只能试图解答这个问题中的几个方面。它会告诉读者:大脑如何分化成男性和女性,大脑在青春期会发生什么样的变化,大脑如何保持个体和物种的生存,人们衰老、痴呆以及死亡的过程是怎样的,大脑是如何进化的,记忆活动是如何运作的,道德行为是如何演变的等。除此之外,这本书还解释了大脑的疾病是如何出现的。这本书不仅着重介绍了意识障碍、拳击造成的脑损伤以及成瘾、自闭症、精神分裂症等脑科疾病,还介绍了关于这些疾病的治疗与康复的最新进展。最后,这本书讨论了大脑和宗教、灵魂、精神、自由意志之间的关系。
本书中的章节都是独立成篇的。这些短小的章节覆盖了多种主题,因此不可能进行深刻的科学论述。它只是我们对于为什么人们具有现在的性格,人们的大脑是如何发育、工作以及可能出现怎样的疾病等问题进一步讨论的基础。我希望这本书可以为普通民众提供一些常见的脑科疾病的答案,为学生和年轻的脑研究者提供更多的神经科学的基础知识,让他们可以超越自己的研究范围,并尝试与他人进行沟通。写这本书当然是因为有必要让大家看到脑研究的社会成果,但是写这本书的目的也是希望我们的研究能够得到整个社会的支持。
先给大家奉上一幅人类大脑的轮廓图(见图 0-1)。
图 0-1 大脑的轮廓(左边为大脑的前部)
大脑皮层分区为:F= 额叶皮层,负责计划、主动性、说话、运动,包括初级运动皮层;P= 顶叶皮层,包括初级感觉皮层,负责整合感觉信息(视觉、触觉、导航),还负责推理和心算,储存数字和身体图式信息;O= 枕叶皮层(视觉皮层); T= 颞叶皮层(记忆、听、语言、看); C=小脑,负责躯体平衡和运动协调性;H= 脑干,负责调节呼吸、心跳、体温,以及调整睡眠。