第2章 怪诞的脑科学： 大脑的“正确打开方式” (第2/5页)

所谓视觉适应指的是视觉器官的感觉随外界亮度的持续刺激而变化的过程；但视觉器官天天运作，也在进化的过程中学会了适当地偷懒。比如当我们刻意凝视画面，持续接收相同的视觉刺激时，它会自动忽略这些一成不变又无关紧要的刺激。最终，人们便不会再感知到它。只有当视线移开时，视觉信息才会再次更新迭代，色彩才能够再次被感知到。相信不少人都会感叹这个现象的独到之处，可为什么我们在平常生活中很少会意识到呢？

◎ RUBINO M.The boy with half a brain[J].Indianapolis Monthly,2014,37(14):76.

这是因为通常情况下，我们的眼睛在不断地运动，导致所见的视觉刺激一直在被刷新。许多科学家认为眼皮的跳动使我们不太感觉得到这种错觉。如果视觉系统没有“刷新”的机制，恐怕我们盯着镜子久了，感觉连自己身上所有的色彩都会渐渐消失了。看到这里，我们不由惊叹人类的视错觉实在是太惊奇了。但我们看到的视错觉图形，大都是人们巧妙设计出来的，在自然界中很少存在这样的图形。

◎ 杜秀玉,栾国明.大脑半球切除术后脑可塑性的研究进展[J].中国临床神经外科杂志,2017,22(6):391-394.

作为进化产物的视觉系统，初次遇到这些图形很自然地会利用它固有的方式去理解，就会出现类似“理解偏差”的现象。换句话说，这也是一种大脑进化不够完美的表现，而且只需要简单的图形和色彩就能将我们骗得团团转了。

◎ LEWIN R. Is your brain really necessary? [J]. Science,1980.

实际上，视错觉现象早已逐渐应用在人们的生活中，遍布艺术、建筑设计的各个方面。比如建筑设计师便利用视错觉将室内设计得更加具有空间感。

◎ FEUILLET L, DUFOUR H, PELLETIR J.Brain of a white-collar worker[J].The Lancet,2007.

视错觉的“不按常理出牌”的模式，也成了窥探大脑运行基本原理的重要窗口。与其盲目地相信所谓的智力测试，还不如期待科学家能够早日通过视错觉掌握大脑的基本运行规律，让人类变得更聪明来得实在。

参考资料

参考资料

如今在世界范围内，仍有许多“半脑人”混在人群中。他们之中有律师、医生、家庭主妇、教师，甚至还有长跑运动员。尽管不能拥有一个完整的大脑，但拥有半个大脑对他们来说已经足够好了。

◎ Optical illusion: Wikipedia[DB/OL].[2020-07-09]. https://en.wikipedia.org/wiki/Optical_ illusion.

在TED的一期演讲中，盖里·马森博士就讲了一个半脑男孩威廉的故事。他在一岁时，就接受了脑半球切除手术，当时他的体重只有9.09公斤。在这之前，他就被诊断出脑皮质发育异常。严重的时候，一天下来威廉会经历40多次癫痫与痉挛发作。尽管无法诉说，但威廉痛苦的反应依然让父母揪心。医生给威廉用过许多种控制癫痫的药物，却都宣布无效。经过一番挣扎后，父母接受医生的建议，进行最后的脑半球切除手术。手术后，他的癫痫就不曾复发过。虽然双腿有些不利索，但经过不断练习，威廉已经健康长大，能打篮球，能玩游戏等。他在学习方面的表现也不错，智商能达90分，成绩也能赶上普通同学。从各方面看来，他都是一个再正常不过的正常人——除了脑袋里，缺了半个大脑。

◎ Lilac chaser: Wikipedia[DB/OL]. [2020-04-25]. https://en.wikipedia.org/wiki/Lilac_chaser.

不过，这种外科手术只能是治疗癫痫的最后方案。在手术后，患者需要进行系统的康复训练，以恢复大脑原有的功能。而在手术前，也要经过医生非常严格的评估，需要综合众多因素的影响。一般来说，患者年龄越小大脑恢复效果越好，已知进行该手术最小的患者只有3个月大。儿童时期神经元突触网络的活动增强，使这阶段大脑具有更高的可塑性。进行大脑半球切除术，不但可以控制癫痫发作，还能防止大脑因癫痫导致的发育迟滞。

◎ 东华君. 追逐丁香视错觉. https://zhuanlan.zhihu.com/p/27720143.

到现在，改良后的大脑半球切除手术很常见。而接受了手术的病人，也成了研究神经可塑性的绝佳模型。

◎ 刘宏 , 李哲媛 , 许超 . 视错觉现象的分类和研究进展 [J]. 智能系统学报, 2011,6(01):1-12.

1888年，一个叫弗雷德里希·高尔茨的生理学家，率先给一条狗做了这个手术。这是历史上首例大脑半球切除手术，而且没有危及这条狗的生命。而最早对人类下手的，是一个叫沃尔特·丹迪的神经外科医生。当时一名男子患了脑胶质瘤，丹迪医生在1923年为其切除了一侧颅腔小脑幕上所有解剖结构。术后，他获得了3年的健康，最终因癌症复发去世。到1938年，加拿大人肯尼斯·麦肯锡首次通过切除大脑右半球，治愈了一位16岁女孩的癫痫症。在这之后，越来越多的医生用这种手术治疗顽固癫痫病并取得了较好的效果。而由于并发症的出现（如颗粒性室管膜炎、含铁血黄素沉着症、脑积水等），之后医生也对大脑半球切除术做了各种改良。改良后的手术，不但降低了远期并发症的发生率和死亡率，还能保持大脑半球切除术的效果。

◎ 马先兵,孙水发,夏平,等.视错觉及其应用[J].电脑与信息技术,2012, 20(03):1-3+11.

在过去的一个世纪里，外科医生已经做了无数次这样的手术。而令人难以置信的是，这种手术如今已经有70%~90%的成功率。患者的癫痫将得到控制，性格和记忆也不会受到明显影响。在手术后，健康的脑半球可以更好地发育，脑功能也会持续改善。如果一个人大脑受到损伤，那健康的部分有时可接管受损部分的功能——甚至是大脑另一半球的区域。

06 幻肢、恋足背后的科学奥秘，这些问题大脑都有解释

尽管癫痫可以通过药物治疗与控制，但仍有大约1/3的癫痫患者的病情无法通过药物得到改善。有的癫痫患者，一天24小时就能发作数十次乃至上百次，严重地影响生活。只有在这种情况下，医生才会考虑对这些患者进行脑半球切除手术。切开人类的颅骨，然后取出半个大脑，这一想法看起来很疯狂。但是，对这部分病人来说，只剩半个大脑可能比拥有完整大脑要好。

失去四肢，已是常人难以想象的痛苦。然而做完截肢手术后，这些残障者还存在着另一种旁人无法理解的体验——幻肢（Phantomlimb）。就算知道自己的肢体已经消失，但他们还是能明显地感觉到四肢仍然依附在主躯干上。除了能感到疼痛，就连幻肢在流汗、颤抖、发热、移动都能感觉到。有时患者在洗完澡后，甚至都能感觉到水滴附在幻肢皮肤上，但就是怎么都无法擦干。

如果说上述案例都属于奇迹，那么那些只有半个大脑的人就显得稀松平常了。他们遍布全球，能正常生活，和普通人没什么两样。因为在对顽固的癫痫进行治疗的方案中，有一项外科手术叫“大脑半球切除”（hemispherectomy）。所谓大脑半球切除，就是切除整个脑半球，并切断胼胝体（连接两个大脑半球的纤维束）。之后，半个颅腔会被空放在那里，通常一天之内脑脊液会流进去充满这个腔体。有的癫痫病人，由于先天发育异常或后天颅脑受伤等原因，导致一侧大脑半球失去正常的功能，并形成癫痫灶。而由于癫痫的频繁发作，患者的健侧脑功能也会不停地受损。如果不及时接受治疗，病人的病变部位会继续扩散。最后，连带本来健康的部分也会开始恶化，癫痫愈演愈烈，直至病人死亡。

这就是临床上，幻肢的定义。

但是上述脑积水的案例，并不同于急性的脑损伤。例如，中风的瞬间，大脑区域的供血会被切断，脑细胞很快死亡。可前面两个案例，属于慢性脑积水，多年来病人都与脑积水和谐共处并未见发病的迹象。在这种特殊的情况下，大脑受损的时间是相对漫长的。而其他健康的大脑组织，则能够慢慢适应，并找到补偿受损脑组织的办法。只是，就连神经学家也难以说清道明人类大脑具体是如何实现这一壮举的。

说出来你可能不信，幻肢的存在还不是罕见的个例，而是几乎所有截肢患者都会出现的体验，只是程度不同罢了。除此之外，这种幻觉还不只发生在截肢者身上。例如约有一半做完乳房切除手术的女性体验过幻觉乳房，尤其对乳头的感觉尤为真实。而被迫摘除了子宫的患者，有的还体验过幻觉子宫，并且她们每个月还能非常规律地感受到月经的来潮。所以不仅是四肢，失去身体的任何一个部位都可能出现幻觉。

人类大脑中有1000亿个神经元。通过把电信号转化成化学神经递质，脑细胞之间可以实现信息交流并建立起无数复杂的连接。但是大脑并不完全与固定的神经回路“硬接线”。在某些特殊情况下，人类大脑并非不可改变。反而，它能进行自我调节、变更分区功能或结构等以满足现实需求。这也是老生常谈的神经可塑性，以上两个案例就是有力的证明。

你可能会觉得，存在这种幻觉不是挺好的吗，仿佛肢体失而复得一样。但事实上，幻肢的存在，可比完全失去肢体更让人感到煎熬。据统计，超过70%的患者在截肢后，有主诉的幻肢疼痛现象。这些疼痛，有的像被针扎、有的像触电，有的像被重物压，有的则像永远僵在一处产生血液不循环般的麻痹感。

可惜的是，因为病情属于个人隐私，这两个案例都没有透露患者的信息。

无论哪一种疼痛，对患者来说都是一种负担，都严重地影响患者的日常生活。被幻肢折磨得寝食难安，为此陷入抑郁选择自杀的患者还不在少数。而且这种截肢后的并发症，依然是世界上的顽症，许多医生都拿它没有办法。无论是药物治疗，还是物理治疗，效果都不显著。

1980年12月，英国的谢菲尔德大学神经学教授约翰·罗伯在《科学》杂志上讲述了这么一个案例。谢菲尔德大学的校医发现，一名数学系学生的头比正常人略大。于是，这名学生便被介绍到罗伯教授那里，做了进一步检查。正常人的大脑皮层有4.5厘米厚，并通过基底核与脊髓相连。而在这位男子的大脑里，只有不到1毫米厚的脑组织覆盖在脊柱的顶端。和开头案例类似，他也患有脑积水，颅腔内充满了脑脊液。但不同的是，这是一位数学系高才生，智力测试得分高达126。他不仅生活正常，还获得了一流大学的数学学位。当时，罗伯教授的论文就用了这么一个标题《你的大脑真是必需的吗？》（IsYourBrainReallyNecessary?）。

最早使用“幻肢”这一名词的，是一名美国外科医生米切尔。那时正值美国内战后期，由于医疗落后，有超过3万名士兵被迫做了截肢手术。而米切尔当时就观察到，这些士兵广泛出现了幻肢现象，并表现出“歇斯底里的痛苦”。于是他便在当时的流行期刊《利平考特期刊》（Lippincott’sJournal）上，发表了历史上第一篇描述幻肢的文章。

而在这位“无脑”公务员之前，也有杂志报道过另一起“高智商无脑人”的案例。

在此之前，关于幻肢的传说更是不胜枚举。但因无法用科学解释，很多人认为幻肢是“灵魂存在的直接证明”。直到20世纪末，一位印度裔美国神经学家拉马钱德兰的出现，幻肢之谜才慢慢地被解开。