第85页 | 重塑大脑,重塑人生 | 阅读 ‧ 电子书库

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神经被剪断的手动了

陶伯是一个整洁、自律、注意细节的人,他现在已经70多岁了,不过看起来比实际年龄年轻得多。他穿着整齐,头发一丝不乱,每一根头发都待在它应该在的地方。在谈话中,他很仔细以确定他所讲的每一句话都是正确的,他的声音柔和,态度温文有礼。他住在亚拉巴马州的伯明翰市,在那里的大学内,他终于可以自由发展治疗中风病人的方法。他的太太米尔德里德(Mildred)是个女高音歌唱家,曾与纽约的大都会歌剧团一起演唱,也曾跟斯特拉温斯基(Stravinsky)一起录过音。她虽然年纪大了,仍然是美国南方的典型美女,有着浓密的头发,以及南方妇女的温柔、热情。

陶伯在1933年出生于纽约的布鲁克林区(Brooklyn),上纽约的公立学校,15岁就从高中毕业。他在哥伦比亚大学(Columbia University)时,跟随弗雷德·凯勒(Fred Keller)主修行为主义(behaviorism)。当时行为主义是控制在哈佛大学心理系的斯金纳(B.F.Skinner)手上,而凯勒是斯金纳的弟子。那时的行为主义认为心理学应该是“客观的科学”[1](objective science)。斯金纳认为心理学应该只去测量那些可以看到的东西。行为主义是当时为了对抗心理学只研究意识(mind)而演变出来的学科。对行为主义来说,思想、感觉、欲望都是主观经验,没有办法客观地测量,所以不必去研究它们。他们对大脑也没有兴趣,把它看成一个“黑盒子”。斯金纳的老师华生(John B.Watson)曾经以轻蔑、嘲笑的口气写过:“大部分心理学家只会畅谈大脑中神经回路的形成,好像他们是一群火神(vulcan)的仆人,在神经回路上用他们的槌子和凿子挖出新的堑道,挖深旧的沟渠。”对行为主义来说,大脑是无关紧要的,只要把刺激加诸动物或人身上就可以观察到反应,从反应可以得到行为的法则。

在哥伦比亚大学,行为主义的实验多半用老鼠来做,当陶伯还是研究生的时候,他就研发了一个“老鼠日记”(rat diary)来观察和记录老鼠的行为,但是当他用这个方法测试指导教授凯勒的理论时,却发现结果不支持凯勒的理论,这把他吓坏了。陶伯非常敬重凯勒,所以不敢去跟他谈实验的结果。凯勒发现后告诉陶伯一定要永远依数据来说话,不要管别的。

那时的行为主义坚持所有的行为都是对刺激的反应。把人当作一个被动的机器,所以对人为什么会主动做一些事情难以解释。陶伯了解到,大脑和意识一定跟主动去做很多行为有关,行为主义把大脑和意识排除在外、不予理会是个致命的错误。陶伯在实验神经学的实验室找了一个研究助理的工作,想更了解人的大脑神经系统,在当时,这是任何一个行为主义者想都不必想就认为是不可思议的选择。在那个实验室里,他们对猴子做切断输入神经(deafferentation)的实验。

切断输入神经是一个非常古老的技术,1895年,诺贝尔生理学或医学奖的得主查尔斯·斯科特·谢灵顿爵士(Sir Charles Scott Sherrington)最先开始用这个技术。“输入神经”(afferent nerve)在这里指的是感觉神经,将感觉脉冲送入脊椎,然后再到大脑的神经。切断输入神经是用外科手术将运送感觉信息进来的神经剪断,使它们的脉冲不能再送到大脑。被剪断感觉神经的猴子不再知道它的手臂在什么位置,你碰它时,它也不会感到触觉或痛觉。陶伯当时只是一名研究生,他设计的实验是去推翻谢灵顿最重要的一个理论,这个实验为他后来对中风病人的治疗打下了基础。

谢灵顿认为我们所有的动作都是因为对某些刺激作出反应而发生,我们会动,不是因为我们的大脑命令我们动,而是我们的脊椎反应使我们动,这个理论叫作“运动的反射反应理论”(reflexological theory of movement)。当时,这是神经科学的主流理论。

脊椎的反射反应并不牵涉大脑,我们的脊椎有许多的反射反应,最广为人知的就是膝跳反射(knee reflex)。当医生轻敲你的膝盖时,皮肤下的感觉受体就接收到敲的信息,把它转变成脉冲,从大脑的神经元一路传到脊椎,它启动脊椎上的运动神经元,又把脉冲送回到大腿肌肉,使它收缩,你的腿便不由自主地往前弹起来了。另一个例子是在走路时,一只腿的运动会引发另一只腿的反射动作。

这个理论很快被拿来解释所有的运动,谢灵顿根据他和莫特(F.W.Mott)所做的切断输入神经实验得出运动的反射反应理论,他们把猴子的感觉神经在进入脊椎之前剪断,所以感觉的信息没有办法传到大脑,他们发现猴子不再用它的手了。这看起来很奇怪,因为他们只剪断感觉神经(这是输送感觉的),他们并没有剪断从大脑到肌肉的运动神经(这是刺激运动的)。谢灵顿了解为什么猴子的手没有感觉,但是他不了解为什么它的手不会动。为了解决这个问题,他提出运动是基于脊椎反射反应的感觉部分,也是从那里启动的,他的猴子不能移动手,是因为他破坏了它们反射反应的感觉输入。

其他人很快将谢灵顿的这个理论发扬光大,认为人类所有的动作,甚至复杂的行为,都是来自反射反应的连锁反应。甚至像写字这种自主的反应也都需要运动皮质区去修正先天设定(preexisting)的反射反应。虽然行为主义者反对研究神经系统,但他们接受所有的动作都是基于先前刺激的反射反应,因为这个解释把行为与心智和脑的关系都排除掉了。这种看法转过来就支持了所有的行为都由先前发生在我们身上的刺激所决定,所谓的自由意志是个错觉,谢灵顿的实验变成了医学院和大学教学中的标准教材。

陶伯跟神经外科医生伯曼(A.J.Berman)一起做研究,他想试试看能不能重复谢灵顿的实验,他以为一定会得到跟谢灵顿一样的结果。不过他的实验多走了一步,他决定不但把猴子一边的感觉神经剪断,他还把猴子好的、没有被剪断的手用绷带绑起来,使它不能动。他想到猴子不去动那只被剪断神经的手,可能是因为它还有一只好的手可以用,假如他把猴子好的手臂也用绷带绑起来,使它不能动时,也许会强迫猴子去用那只剪断神经的手来进食,因为不进食就会饿死,那只手可能会动。

结果他成功了,猴子在没有办法动用好的手的情况下,果然去动用那只被剪断感觉神经的手。陶伯说:“我记得非常清楚,我看到猴子用它们的手好几个星期了,但是我没有讲出来,因为我并不预期会看到这样。”

被攻击的重大发现

陶伯知道他的发现有重大意义,假如猴子在没有感觉的情况下可以动它的手,这表示谢灵顿的理论是错的,他的老师凯勒等人的理论也是错的。在大脑里一定有一个独立的运动程序可以启动自主的动作;行为主义者和神经科学家这70年来都在走一条死巷。陶伯也想到他的发现可能对中风病人有帮助,因为猴子跟中风的病人一样,原来都没有办法移动自己的手。或许他可以强迫中风的病人动自己的手,就像自己强迫猴子一样。

陶伯很快就发现,并不是所有的科学家都像凯勒那样,优雅地接受别人推翻自己的理论。谢灵顿的忠实信徒开始找他麻烦,挑他实验的毛病,给研究经费的审核单位开始质疑是否应该给年轻的研究生经费,会不会浪费纳税人的钱。陶伯在哥伦比亚的教授纳特·舍恩菲尔德(Nat Schoenfeld)已经根据谢灵顿的切断输入神经实验建构了一个有名的行为主义理论。所以当陶伯要去考博士论文面试时,整个大厅都挤满了人,本来面试是没什么人要旁听的。陶伯自己的指导教授凯勒不能来,但是舍恩菲尔德却来了。陶伯讲了他的数据,以及他对这份数据的看法,舍恩菲尔德跟他争辩之后,抗议退席。然后就是期末考试了。这个时候陶伯手边的研究拨款比很多老师都还多,他选择在期末考试的那个星期去做两个重要的研究拨款申请,以为他可以延后再考。当他发现学校不允许他补考,而且因为他的“不礼貌”而不让他考试通过时,他决定到纽约大学完成他的博士学位。这个领域大部分的科学家拒绝相信他的发现,他在科学会议中被人攻击,而且大家不承认他的成就,也不给他奖赏。但是他在纽约大学很快乐,“我像在天堂似的,我做我的研究,没有什么比做研究更令我高兴的了”。

[1] 越是要强调客观的学科,它的主体越是不能客观,越是要强调自己是科学的学科,越难达到科学的标准。50年前,美国国家科学院的院士、耶鲁大学教授利伯曼(Al Liberman)就说,政治学(political science)、图书馆学(liberty science)和社会科学(social science)都是自己没有信心,要去挤科学的窄门,好像冠上了科学,就会成为科学,行为主义的错误观念,误导了心理学50年。——译者注

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