斯佩里的贡献是什么生物胚胎的分化发育,总是从一个细胞开始的。于是,斯佩里就利用“分离脑”病人这一特殊的实验对象进行一系列的心理测试,从而揭示了大脑两半球具有高度特化的功能。斯佩里及其同事对“分离脑”病人进行的一系列单侧性试验,表明大脑左半球长于语言和计算。
斯佩里的贡献是什么
生物胚胎的分化发育,总是从一个细胞开始的。人们公认:在高等动物中,哪些细胞会组成骨骼,哪些会变成血液,都是遗传决定的。斯佩里的贡献,是把先天的影响从“组织”的分化推进到个别神经细胞的分化上去。同时表明:神经系统由先天已决定的结构,对行为具有莫大的影响,不是完全能由环境和经验来左右的。这并不是说环境和学习不重要。假如李白生长在英国、自然不会用英文写出“床前明月光”的诗句。反之,换一个人,即使有和李白同样经历和文化水平,可能连一首“打油诗”也诌不出来。
斯佩里是如何揭开人脑之谜关键性一步的
1950年,斯佩里及其同事从鱼脑的一侧到旯尸侧的学习迁移的显微外科研究中得到启示,并于1952年用同样的方法作猫的“分离脑”实验研究。这类实验可简述如下:(1)切断动物的视交叉,将一只眼睛盖住,由另一只眼睛学习视觉辨别;(2)在辨别训练之后,将盖住的眼睛打开,将“受过训练的眼睛”盖住;(3)动物表现出通过“未训练的眼睛”很快地完成辨认的学习。但是,当实验重复进行到第二阶段时,动物反应表现为好像它从未见过以前学习过的问题,即胼胝体的分离阻止了记忆和从一侧半球到另一侧半球的学习的传递。动物需要长时间地用第二只眼去学习辨别,像它原先用第一只眼时一样。当用一只眼解决问题时,动物能正常反应,并且学会完成一个任务。当盖住这只眼把同一问题给另一只眼呈现时,动物表现出对问题没有认识,而且必须用这个半球对问题再从头学起。这一发现表明:“当割断大脑两半球之间的联接,每个半球就像一个完整的脑一样独立地起作用。”斯佩里通过一系列实验还表明:“每一个半球都具有知觉、学习及认识系统。”20世纪60年代初,美国加州医学院的沃格尔和博根从斯佩里施行过分离脑外科手术的猴子能够迅速复原的发现中得到启示,对一些屡发性重症癫痫病人试行切除大脑连合部手术,以将疾病控制于一侧脑半球。手术取得了意想不到的成功,它即使癫痫限于一侧半球,又使患者减轻发病时的剧痛,而病人的语言表达能力、计算能力、语言的逻辑性、言语、记忆,性格及保持令人惊异的完整程度。由于“分离脑”病人的视觉传人信号并不相混,每个半球的功能均保持完整无损,这就为大脑两半球的功能研究提供了前提和条件。斯佩里由“分离脑”手术成功联想到:能否用隔离信息处理的方法来研究人脑两半球的功能呢?于是,斯佩里就利用“分离脑”病人这一特殊的实验对象进行一系列的心理测试,从而揭示了大脑两半球具有高度特化的功能。动物的脑和人的脑,动物的心理和人的心理既有必然的联系又有本质的区别。通过对动物脑和人脑,动物心理和人的心理的比较研究,可以科学地揭示两者之间的联系和区别。例如,巴甫洛夫及其助手们利用狗做了大量的生理心理实验,为探索人的心理规律开辟了道路,提供了依据。同样,斯佩里先将猫的视交叉、胼胝体作外科手术分离,然后分别使左、右眼解决问题。他发现猫的每个半球像一个完整的脑一样,可以进行相当独立的感知觉、学习和记忆。斯佩里用猴子来作类似的实验,同样发现,猴子有时这一侧半球占优势,采取这一种行为,有时那一侧脑半球占优势,采取另一种行为,它两种不同人格合为一体一样。因此,“每个半球可以产生不同的记忆模式,都能够表演不同的辨别任务。”斯佩里总结动物分离脑研究结果时指出:“大脑各半球似乎是一个独立的智能区域,他们是在完全不管——的确是完全没有意识到另一半球中发生什么情况下工作的。这种分离大脑的动物在实验情况下表现出来的行为仿佛它有两个完全独立的脑子似的。”他在动物分离脑的研究中所得到的科学发现是引导他揭开人脑之谜的关键性一步。
1981年美国心理生理学校教授罗杰·斯佩里其他的什么荣获诺贝尔奖
罗杰·斯佩里(因发现大脑半球的功能性分工)与大卫·休伯尔及托斯坦·维厄瑟尔(因发现视觉系统的信息加工)获得1981年诺贝尔生理学和医学奖。
斯佩里的科学发现有什么意义
斯佩里的科学发现的重大意义体现在以下几方面:
一是确立胼胝体的传递功能,证伪“胼胝体无作用说”。胼胝体是连接大脑两半球的神经束,对于他在脑功能活动中有无作用问题,在一个相当长的时期内一直悬而未决。斯佩里通过比较实验揭示,分离的两半球各有独立的知觉、学习与记忆经验的认知领域,胼胝体并不是像传统观点认为的那样,“只是脑的支持物”,而是起着两半球之间传递信息的决定性作用。这样,胼胝体在完整大脑中的作用终于由斯佩里弄清楚了。
二是发现了右半球优势功能,匡正右半球劣势观点。斯佩里及其同事对“分离脑”病人进行的一系列单侧性试验,表明大脑左半球长于语言和计算。大脑右半球虽不擅说写,但对语言和字义仍有相当的理解;它对空间的识别,对音乐、艺术、情绪的感知,则优于大脑左半球。大脑左半球习惯作逐步分析,右半球偏向于整体直观。这两种不同的感受和尽维功能分工合作,相辅相成,令人不禁感到造化之妙。总之,斯佩里关于许多较高级的功能集中在右半球的新发现,有力地匡正了盛行一百多年的左半球是优势半球的传统观念。
三是辩证地提出意识的分离和统一,反对右半球无意识的观点。斯佩里从分离脑病人的研究中,发现分离的两半球各自具有较高的认识能力,似乎每一侧分离大脑半球都有它自己的精神状态,每一侧半球与另一侧的意识经验明显地断离着。例如,让分离脑病人同时看两幅图片,一是雪景,一是鸡爪,分别投射到右左半球,另给八幅卡片,要求分离脑病人根据每个半球所获得的信息用手指指出最好的选择。实验结果,雪景投射到右半球,病人用左手指铁铲的图片;鸡爪投射到左半球,病人用右手指鸡的图片。当要求病人对每一种选择叙述理由时,他以说话的方式解释一把铁铲和一只鸡的选择:“鸡爪长在鸡身上,铁铲去清扫雪。”在这种评论性试验中,即使受试者不能非言语性地确认左视野,也很少作出一种刺激的回答,这主要是右视野——左半球阻挡了来自另一半球的反应。
科学研究的目的是要达到对研究对象的本质的、规律性的认识,而这种认识最终要以理论的形态体现出来。美国芝加哥大学的维姆萨特曾在一篇论文中指出:“斯佩里的学说(指心—脑相互作用论)是与他的经验性研究紧密结合,并且是用这些研究来说明的,其中尤其是‘分离脑’的研究,……导致了他的实现理论。”
斯佩里一方面立足于20多年分离脑研究中的科学新发现,以此作为建立新学说的科学依据;另一方面试用系统理论来解释意识的起源和发展、脑和精神的因果关系、脑以及神经原的组织结构和特性功能等问题,提出了心理—脑相互作用理论。
斯佩里的主要实验
他把猫、猴子、猩猩联结大脑两半球的神经纤维(最大的叫胼胝体)割断,称为“割裂脑”手术。这样两个半球的相互联系被切断,外界信息传至大脑半球皮层的某一部分后,不能同时又将此信息通过横向胼胝体纤维传至对侧皮层相对应的部分。每个半球各自独立地进行活动,彼此不能知道对侧半球的活动情况。这一手术于1940年由Van Wagenen 和Herren首先在临床上对慢性顽固性癫痫病人使用,获得较理想的疗效,癫痫发作几乎完全消失。1961年斯佩里设计了精巧和详尽的测验,在作割裂脑手术的人恢复以后,进行了神经心理学的测定,获得了人左右两半球机能分工的第一手资料,发现两半球机能的不对称性(asymmetry),右半球也有言语功能,从而更新了优势半球的概念。裂脑人的每一个半球都有其独自的感觉、知觉和意念,都能独立地学习、记忆和理解,两个半球都能被训练执行同时发生的相互矛盾的任务。斯佩里的研究,深入地揭示了人的言语、思维和意识与两个半球的关系,成绩卓著,获得了1981年度诺贝尔医学奖。