经典心理学研究（2）｜一个脑还是两个脑（上）

摘要：加州理工学院的斯佩里和加扎尼加通过一些列经典的研究证明：人的大脑的两个半球存在不同的更能定位，语言中心位于左半球，左半球更擅长语言、写作、数字运算、阅读等，而右半球则更在加工人像、解决空间关系、符号推理、艺术活动等方面更具优势。

也许，你已经意识到自己的大脑的两个半球并不相同，且它们的功能也不同。例如，大脑的左半球负责身体右侧的行动，反之亦然。不仅如此，大脑的两个半球在其他许多方面表现出更大程度的功能定位。

大脑左半球控制语言能力，而大脑右半球则更多的涉及空间关系，如艺术活动所需要的相关能力。对大多数人来说，这些知识已经相当普及了。众所周知，因中风或遭遇意外事故的受伤者，如果其大脑的左半球受到损伤，通常会使他们丧失语言能力（通过训练这种能力一般可以恢复）。许多人相信大脑每侧或每个“半球”确实的是可以完全分离的智力系统，它们各自具有独立的学习、记忆、认知世界甚至感受情绪的能力。这这一共识的建立是多年来认真研究割裂脑的结果。

这方面的研究的先驱是罗杰·W·斯佩里（Roger W. Sperry，1913-1994），他的研究在本章提到他的论文发表前15年前就开始了。在以动物为被试的早期研究中，斯佩里获得了许多重大发现。例如通过外科手术切断一只猫的大脑两半球之间的联系，并改变他们的视觉神经。使猫的左眼只能向左半球传递传输信息，右眼只能向右半球传递信息。手术后，这只猫表现得很正常，并且几乎没有显示出不良后果。然后蒙住他的右眼，让他学习一种新的行为，比如穿过一个小迷宫找到食物。在这只猫能熟练地通过迷宫后，放开右眼，再蒙住他的左眼。然后把它再放入迷宫，他的左脑对在哪儿转弯根本没有印象，不得不重新开始熟悉整个迷宫。

加扎尼加

加州理工学院，在校学生约2000人，师生比大约1：3，34名校友或教授获得了35次诺贝尔奖，钱学森、钱伟长曾在此校学习

斯佩里在之后的30多年进行了许多相关研究，并且凭借在大脑两个半球功能定位方面的成就而于1981年获得了诺贝尔奖。20世纪60年代初，他的研究方向转向以人为被试，在加州理工学院，迈克尔·加扎尼加（Michael Gazzaniga）加入了他的研究团队。虽然斯佩里被认为是割裂脑研究的奠基人，但本篇选择了加扎尼加的文章，这是因为这篇文章清晰简洁地概括了他们早期以人为被试的合作研究，并且一直被许多普通心理学教材引用。这一选择绝不是忽视或掩盖斯佩里在这一领域的领导地位或伟大贡献，在很大程度上，加扎尼加把他大脑半球功能定位方面的早期研究及发现归功于斯佩里。

为了理解割裂脑研究，首先需要介绍一些人类生理学方面的知识。大脑的两个半球通过由约2亿根神经纤维构成的胼胝体相互联系的。如果胼胝体被切开，大脑两个半球的连接的主要途径就被切断，那么两个半球的功能就彼此独立了。所以如果我们想要单独研究大脑的每一个半球，只需要通过外科手术切开胼胝体即可。

但是科学家能把人的大脑分开吗？这听起来有点像科学怪人弗兰肯斯坦博士的心理学。虽然道德伦理道德绝不允许单单为了研究大脑两个半球的特定功能，就对人采取这样残忍的方式。然而，20世纪50年代后期，医学界给了心理学家一个黄金般的机遇。在一些非常特殊的极端案例中，对无法控制的癫痫患者来说，切断胼胝体可以极大的减少甚至消除癫痫发作，对于那些没有其他方法可以救治的病人，这种手术作为最后的治疗方法，在那时候是（现在也是）十分成功的。当这篇文章在1966年完成时，已经进行了10例这样的手术，其中4名患者同意参加斯佩里和加扎尼加的测试，以确定这种外科手术对他们知觉和智力功能产生了什么样的影响。

理论假设

研究者力图揭示人脑两半球能独立行使职能的范围以及他们是否有互相相离的、独一无二的能力。如果大脑两半球之间的信息传输被中断，你的身体的右侧会不会突然变得无法与左侧协调？如果语音由大脑左半球控制，在这个系手术后你说话能力说话的能力和对词语的能力理解会受到怎样的影响？思维和推理过程是否都独立存在于两个半球中？如果大脑真的被分为两个半球，当这两个脑不再交流信息的时候，一个人还能正常的行动吗？既然感觉输入是同时作用于左右两侧的，那么视觉、听觉、触觉等会受到怎样的影响？在斯佩里和加扎尼加的割裂脑实验中，他们试图回答上述问题。

方法

研究者设计了三组不同类型的测试用来揭示患者的一系列心理认知能力。一种测试是视觉检测的。他们设计了一种方法，使一张印有一个物体、一个单词或者只有只言片语的图片只能投射到大脑的右半球或左半球的单侧视觉区域（被称作“视野”），而不是同时投射到大脑的两个半球。应该注意的是，正常情况下，两只眼睛能分别向大脑的两半球同时传递信息。然而，当物体或单词出现在你前面的某一精确位置，你的视线专注在某一特定的点上时，是你的大脑的左侧视野或右侧视野就可能单独获得图像。

他们设计的另一种测试是有关触觉（接触）刺激的。患者只能去触摸，却看不到给出的物体、字母块或由字母块组成的单词。这种装置上有有一个底部带有窟窿的屏幕，以便被试能够摸到物体却看不到所摸的物体。视觉或触觉装置可以同时使用。例如，当一张画有钢笔的图片被投射到大脑的一个半球时，将钢笔以及另一些物体放在屏幕后，以便备是触摸（参见图）

最后是测试听觉能力，这时候需要更多的技巧，当声音传到你的一只耳朵时，感觉信息同时输入你大脑的两个半球。因此，想要限制听觉信息时只输入大脑的一个半球，即使对割裂的患者也是不可能的。然而，限制大脑的一个半球对这些输入信息作出反应则是可能的。做法如下：想象有几种普通的物体（一把勺子、一支钢笔、一个玻璃球）放在布袋里，然后要求你摸出特定的物品，你也许也毫不费力的就能做到。如果你把左手放进袋子里，这只手是由你大脑的右侧控制的。反之亦然，你认为大脑的一个半球可以单独完成这些任务吗？就像你在后面将会看到的大脑的两个半球，在执行这项听觉任务时并没有同等的能力。如果不是你要求找到的特定物品，而只是要求你将手伸入袋子，通过触觉来识别物品，那又会怎样呢？这对于你并不困难，而对于割裂脑患者来说是相当困难的。

加扎尼加综合上述这些测试方法，揭示出大脑的功能之迷。

结果

首先需要指出的是，你应该知道在实施这种极端的脑部外科手术后，患者的视力水平、个性特点、特有的情绪反应等相对来说并没有改变。他们显得非常愉快，感到一种摆脱病魔的自由。加扎尼加报告说，一个手术后很虚弱的患者还开玩笑说，他感到“分裂的头痛”。然而，当测试开始这些被试却表现的出许多不同寻常的心理能力。

视觉能力

第一个测试中，用带有水平排列的一排灯泡的木板，患者坐在木板前盯着中间的一个灯泡看时，这些灯泡将在其左、右视野依次闪烁。然而，当研究者要求病人报告他们看到了什么，是他们却说看到板上右边的灯闪烁过。之后，研究者让患者处于左视野上的灯泡闪烁，病人报告说他们什么也看不见。对于这一现象，唯一符合逻辑的结论是大脑的右半区是一个盲区。随后一件奇怪的事情发生了，灯泡再一起闪烁，这次要求患者是说灯泡闪烁的位置。尽管他们说他们只看到右边灯泡的闪烁，但他们能指出整个视野中的灯泡。使用了这种指认方法后，我们发现大脑的两半球都能看见灯泡，而且在视觉方面能力相当。在这里，重要的一点是病人不能说说他们看到了全部灯泡，并不是因为他们不能看见，而是因为语言中心位于大脑的左半球。换言之，为了能说出你看见的东西，就不得不让你大脑的左半球看见这一物体。

触觉能力

你可以自己进行一下这个测试，把你的双手放在背后，然后让别人把熟悉的物品，一把手是一支钢笔，一本书，一只手表放在你的左手或者右手，你看你能否识别他们，你可能觉得这样做不太雅，是不是？这基本上就斯佩里和加扎尼加对割裂脑患者所做的测试。用上述方法把某一物品放在患者的右手中，不让患者看到或听到物品的有关信息，一直传到他们的大脑的左半球。在这种情况下，患者能够叫出他们的名字，并描述它们只是它们的用途，然后用同样的物品放在患者的左手时，患者不能说出物品的名字，也不能描述它。但患者知道物品是什么吗？研究者为了找到答案，要求被试在他们前面的物品中找出与左手的物品（记住，被试并没有看见它）相匹配的物品，他们就像你我一样，很容易就能找出他们。这再一次证明口头表达能力位于大脑的左半球。记住，你能说出放在左手里的物品的名字是因为信息从你大脑的右半球经过胼胝体传到了左半球，你的语言中枢在那里会说：“那是一把勺子！”

视觉与触觉的联合测试

综上所述，我这两类测试不仅支持了上述发现。还得出了额外的、有趣的结果。如果只向被试大脑的右半球呈现某一物体的图片，那他们既不能说出物品的名字，也不能描述他们，事实上，患者也许根本没有语言的反应，或许有任何东西出现，但如果有些患者伸出左手（仍然是用右半球），到到屏幕下出触摸物品，他们总能找到与视觉呈现相同的物品。

测试发现，右半球也能很好地思考和分析物体。加扎尼加曾报告说，在展示某一物品的图片（比如香烟）给被试的右半球时，允许被射在屏幕后触摸10种物品，但里面却没有香烟，并让其选择最接近图片的一件物品——在本研究中是一个烟灰。加扎尼加解释道：

然而，太神奇了，即使在他们正确反映之后，并在他们的左手握着烟灰缸时，他们也不能说出或描述实物烟灰缸以及图片上的香烟。显然，在知觉和知识方面，左半球和右半球完全分开了。

另外一些测试结果也很清楚地表明右半球具有语言加工能力。有这样一个著名、的极有创造力和启示性的视觉测试装置。当“HEART”这个词被投射到患者的视野中，其中右视野可以看到“HE”，而左视野可以看到“ART”。现在根据两个半球的功能，你认为患者口头报告看到了什么？如果说是“ART”，那么你答对了。然而，这一实验的启示在于：当被试面对印有单词“HE”和“ART”的两张卡片，并且要求他们左手指出所看见的单词时，他们全部都指向这“HE”！证明大脑右半球对语言的理解能力。虽然它使用了不同于大脑左半球的方式，即一种非语言的方式。

对患者进行听力测试，也得出了相似的结论。要求患者把左手伸入到一个他们看到不到的混杂着不同物品的袋子里，让他们拿出某一特定物品（一块手表、一个玻璃杯、一把梳子、一枚硬币），他们没有丝毫困难，这表明大脑右半球正在理解语言。甚至研究者只对物品的某一特征进行描述，要求患者去寻找，他们仍能做到准确无误。加扎尼加举了一个例子，当要求患者在装满不同塑料水果的袋子里找出“猴子最喜欢的水果”，是他们拿出香蕉，当要求患者找出“新奇士”（Sunkist）销售很多的一种水果，他们拿出了一个橙子。然而，如果同样的水果放在患者的左手里，而不让他们看见时，他们就不能说出那是什么。换言之，当要求被试用语言做反应时，大脑右半球就无法执行。

大脑两半球具有惊人的不同之处。我们的最后一个例子采用了放在屏幕后桌子上塑料字母块。要求患者用左手将这些字母块儿拼成各种单词时，使他们很容易做到了。即使把拼成特定单词的三思个字母快放在屏幕后面，他们也能用左手依照顺序正确地排列字母。然而，完成这一任务后，这些患者却不能说出他们刚刚拼出来的单词。很明显，大脑的左半球在语言上优于右半球（这在一些左利手的人中可能正好相反）。那么，大脑右半球有什么优胜技能呢？斯佩里和加扎尼加在这一早期研究中发现，在涉及空间关系和形状的视觉任务中，左手的成绩更好（即使这些患者都是右利手）。就像在图中看到的复制三维图画（用铅笔在屏幕后复制图画），左手的成绩更好。