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近40年来,斯佩里通过对"裂脑人"的研究,对大脑两半球机能分工方面的了解取得了重大突破,修改了100多年来人脑左半球占优势的传统概念。
斯佩里1913年生于美国康涅狄格州。他11岁时,父亲去世,母亲担负起培养斯佩里和他弟弟的重担。斯佩里自幼学习努力,爱好生物。在青少年时,他曾经养过美国飞蛾,捕捉过野生小动物进行观察,采集过生物化石。斯佩里于1941年在芝加哥大学获博士学位,然后他在哈佛大学做了一年博士后研究工作。从1942年起,他开始从事生物学研究,主要进行精神学研究,1952年,斯佩里转向大脑半球机能的研究。前人对大脑机能的研究,一直使用传统的方法予以测定。通过刺激,切除大脑某个部位或当某个部位发生损害的时候,才能大略地确定各个功能区的位置。长期以来人们根据这些传统方法得出了如下的结论:左半球已经专化为语言的控制区,所以它占支配地位,右半球是功能不多的沉默区,是处于从属地位的次要半球。斯佩里是一位极富独创精神的人,他从不拘泥于前人的经验和理论。他怀疑左大脑半球占优势的理论,并对这种理论提出了挑战。
大脑两半球之间由脱胝体连接沟通,构成一个完整的统一体。在正常的情况下,来自外界的信息,经脱胝体传递,左右两半球息息相通。人的每一种活动都是两半球信息交换、综合的结果。因此,若要比较两半球的机能差异,就得在确保两半球的功能完好无损的情况下,将两半球之间的联系隔离开来。但如何去做呢?这成了脑功能研究的一大难题。多年以前,神经外科医生发现,切开大脑两半球之间的主要连接(脱胝体),病人的智力几乎没有什么变化。从20世纪40年代起,这种手术使用来治疗严重的癫瘟病,防止癫病病发作从一个半球扩散到另一个半球,凡动过这种手术的病人称为"裂脑人"。"裂脑"手术的成功使斯佩里很感兴趣,受到了启发。他思忖着,或许通过"裂脑人"可以找到两半球各自的功能。从1952年至1961年的10年里,斯佩里及其同事先用猫和猴做了大量的裂脑实验,取得了一些成绩,为以后做"裂脑人"的研究奠定了基础。20世纪70年代后,斯佩里把"裂脑人'作为研究大脑两半球各种机能的研究对象。他精心设计了一系列实验,对"裂脑人"进行了视觉、触觉。听觉、情感诸方面的实验研究。图1说明了斯佩里的测试方法。视神经从眼向大脑两半球传送信息,每只眼右侧视野的信息传送到大脑左半球,而左侧视野的信息传送到右半球。斯佩里让"裂脑人"注视着前面屏幕的中心点,将"hatband"投射在屏幕上,持续时间不超过0.l秒,以避免眼球的运动。因此"裂脑人"的右视野中出现"band",左视野中出现"M"。问他看见了什么时,那人回答说"band"。这是因为右视野的信息传送到左半球,而语言中枢也在左半球,因此左半球只能表达它看见的"band"。然而右半球感知了什么信息呢?右半球没有语言中枢,不能通过言语来了解右半球的感知。斯佩里设计了第二类实验,利用运动和触觉系统来了解"裂脑人"两个大脑半球各自的反应。在屏幕上投射两个字母,分别在左、右视野,让他用两手触摸找出相应的雕刻的字母。由于左半球支配右手,右手应找右视野上的字母;大脑右半球支配左手,左手应找到左视野上的字母。斯佩里发现,一只手可以触摸到另一只手正在寻找的字母,但没有认识这个字母的反应,而是继续寻找,直到找到它自己的视野中的字母为止。大脑左右两个半球都能独立地感知刺激,但在切断脱胝体后,不能交流它们各自的感知。斯佩里发现,右半球不是在各方面都从属于左半球或低于左半球,右半球有些机能超过左半球。例如在处理视觉空间信息方面(描绘三维图像),右半球就胜过左半球。惯用右手的"裂脑人",用右手不能描绘出图像的三维特点,而用左手一右脑却能相当准确地描绘出图像(见图2)。
斯佩里的研究发现了两个半球功能上的差别(见图3)。右半球是不出声的,不能书写的,对语言只有有限的理解,但右半球有高度的智力活动,在某些方面超过左半球。右半球在理解和处理三维图像、形象感知以及识别和记忆音调等方面的能力都比左半球强,右半球在想像力和艺术创造力等方面也比左半球强。左半球主要负责抽象思维,符号解释,擅长于说、写和数学运算。斯佩里认为,人的右大脑半球也有许多较高级的机能,大脑两半球的机能是高度专门化的,各司其职又互相补充。 |