《发现大脑》

顾凡及 著

上海科技教育出版社出版

在某种意义上，脑科学的发展史就是一部脑科学家的奋斗史。维萨里、高尔基、哈特兰、坎德尔……一个个闪光的名字，在脑科学发展史上留下了浓墨重彩。他们敢于创新、勇于探索，凭借无穷的好奇心和百折不回的毅力，披荆斩棘，使人类对脑和心智的认识不断走向深入。 本书用别开生面的方式，将人类认识心智之艰难历程与这些伟大科学家的奋斗故事巧妙融合，既向公众进行了生动的科学知识普及，又真实地呈现了脑科学家们的求索之路与治学之道。

>>内文选摘：

米尔纳：探索失忆症之谜的先行者

英裔加拿大神经心理学家米尔纳，毕业于英国剑桥大学。米尔纳通过对失忆症病人亨利·莫莱逊（在他生前，为了保护隐私，一般称他为 H. M.）几十年的追踪研究，首先发现了内侧颞叶在记忆功能中所起的作用，同行称她这几十年的工作成就超过了之前几百年的记忆研究。她对记忆、大脑半球特异化和额叶功能的神经心理学研究都做出了开创性的贡献，并启发后人（包括诺贝尔奖得主坎德尔）对记忆进一步深入研究。坎德尔称颂她说：“米尔纳对H. M.的研究是近代神经科学史上的丰碑之一，它开辟了研究脑中两种记忆系统（显式记忆和隐式记忆）的途径，为日后对人类记忆及其异常的一切研究打下了基础。”米尔纳也因此于2014年5月和英国神经科学家奥基夫、美国科学家赖希勒共享卡夫里神经科学奖。她对科学强烈的好奇心和执着钻研为后人树立了榜样。

混沌的早年岁月

米尔纳从事记忆研究并非从小刻意为之，甚至她走上科学之路，也诚如她在其自传中的第一句话所说，“从我的背景来看，没有哪怕一丁点儿迹象可以预言我会以科学作为自己的毕生事业”。她走上科学之路，并没有在幼时设计过什么“人生的起跑线”。

1918年，米尔纳出生于英国曼彻斯特一个艺术氛围浓厚的家庭里，父亲是《曼彻斯特卫报》的一位音乐评论作家。但米尔纳却毫无“艺术细胞”。不过，父母还是接受了这个事实，并不硬逼她学琴棋书画。父亲教她算术、莎士比亚戏剧和德语。

8岁那年她父亲突然过世，母亲送她到一所女子学校求学，父亲传授给她的自学能力使她在许多科目上都名列前茅而跳了一级。1936年，她拿到了奖学金进入剑桥。世事从来不是一帆风顺的，在读了一年数学之后，她发现自己不大可能在数学上取得杰出成就，于是转行心理学。

对她来说，实验心理学真是一个幸运的选择，她的导师赞格威尔，他强调对脑功能失常的分析，认为由此可以一窥正常脑的功能机制。这一正确的观点无疑对米尔纳以后的事业起到了很大的作用。多年以后，她回忆说，剑桥心理学对脑机制的强调使她受益终生。

1944年，战争已经胜利在望，她随夫去了蒙特利尔，她决心到麦吉尔大学攻读博士。1949年，她终于说服日后提出学习机制的突触可塑性假设的赫布接受她做研究生。从此，米尔纳的人生新篇章开始了。

和失忆症结缘

麦吉尔大学有一位临床脑外科专家彭菲尔德，在蒙特利尔神经病学研究所工作。彭菲尔德答应赫布可以派一名研究生到他那儿去研究药石治疗无效而不得不做脑外科手术的病人。

1950年，她到蒙特利尔神经病学研究所以后，很快就发现这正是她喜欢的工作。虽然米尔纳表现出对记忆问题的极大兴趣，但是当时她并没有打算从事记忆研究。因为她的论文有关颞叶损伤问题，而此前在这方面有关人的研究很少。当时为人所知1937年所发现的双侧切除猴颞叶后，猴子行动自如，但是不能识别对象，碰到什么东西都要塞到嘴里去。但是由于对病人一般都只做单侧颞叶切除，因此不大容易看到明显的变化，于是，她想对病人进行术前和术后的对照研究。到1952年时，她已积累了论文所需要的足够数据。她发现术前病人在识别图形方面就略有困难，而术后则情况更加严重了，且切除右侧颞叶的后果更为明显。

她也曾经注意到左侧颞叶损伤的病人常常抱怨记性不好，而且这种缺陷总是和语言有关，即他们常说自己忘了听到或读过的东西。这就迫使米尔纳开始研究记忆问题。

她在1952年取得博士学位后本可重返蒙特利尔大学，并在那能得到一个终生教职。那时经济很不景气，要找一个稳定的工作并非那么容易。但是她打算放弃这一职位，继续研究彭菲尔德的病人。

彭菲尔德在早期只切除病患颞叶前部，但是这样做往往还是控制不了其癫痫发作，因此后来不得不对他们作第二次手术。当时彭菲尔德之所以不轻易触及颞叶内侧面的海马等结构，倒不是因为他已经认识到了海马对记忆的重要性，而是因为他觉得这个美丽的大结构一定有什么重要的功能，在可以不要触及它的时候，还是尽量不要触及它吧。有一位被称为P. B.的病人，他在切除前颞叶后智力和记忆等各方面一切正常。第二次手术他们切除了他左颞叶的内侧面，结果病人产生了严重的、永久性的短时记忆丧失，而其他认知能力则没有受到多大影响。他只要注意力一转移，就对刚刚做过的事茫然无知，同时对术前几个月内发生的事也毫无记忆。接下来另一位病人F. C.在切除了包括海马、前海马和旁海马回等的左内侧颞叶之后，也表现出类似的失忆症症状。

为什么以前的许多病人在作了单侧颞叶切除之后没有表现出这样严重的失忆症，而这两个病人却如此严重呢？他们认为，很可能是这两位病人对侧半球的内侧颞叶本来就有没被检测出来的萎缩性损伤，因此当彭菲尔德切除了左半球大部分的海马和旁海马回时，实际上就相当于剥夺了病人的双侧海马功能。他们特别强调了海马在其中所起的作用，由于P. B.的手术分了两个阶段，而只有在第二阶段切除了颞叶的内侧面时，记忆问题才明显地暴露出来。他们的这一假设最后被在9年后P. B.过世之后的尸检报告所证实。

1955年，他们在美国神经病学会会议上对这两个病例做了报告。美国康涅狄格州的一位神经外科医生斯科维尔读到摘要后立刻打电话给彭菲尔德，告诉他说他的一位名叫H. M.的病人在作了双侧内侧颞叶切除，而且也只切除了这些部位之后也出现了类似的记忆问题。他邀请米尔纳到他那儿共同研究H. M.以及其他类似的病人。

失忆症病人H. M.

1953年，斯科维尔对一位时年 27岁的癫痫病人 H.M.作了双侧颞叶切除。H. M.原来是一位在装配线上工作的工人，由于癫痫经常发作以致无法工作甚至正常生活，药石无效，无奈之下，只能动了手术。术后，癫痫是控制住了，但是付出代价之高却是斯科维尔始料之所不及的。就在术后的最初几天里，H. M.就明显地表现出短时记忆缺损。他记不住是否吃过早饭，在医院里总是迷路，除了斯科维尔医生之外，他谁都认不出（斯科维尔医生已经为他看病多年）。他对术前三年内的往事也都已如过眼烟云，但是对比这更早以前的往事却都还记得。他说话得体，待人接物也没有什么问题。

1955年，米尔纳首次见到H. M.，发现他的情况一如彭菲尔德的那两个病人，不过情况更为严重。他的智商没有问题，甚至比术前还高了十几分，这可能是因为他不再发作癫痫，减少了用药。如果让他不断复诵584这个数字，他可以记住15分钟没有问题，但是只要一打岔，他就连要他记某个数字这回事都已杳如黄鹤了。这说明他还有即时记忆，但是不能把这个记忆转化为长时记忆。

米尔纳尽管追踪研究H. M.近 50年，但是他还是不知道她是谁，所以当米尔纳去看他时，不得不每次都要自我介绍一番。对于他的情况米尔纳总结说：“他不能学习一丁点儿新知识。他生活在过去小时候的世界里。你可以说他的个人历史停在了动手术的那个时间点上了。”这说明他虽然依然有关于自己的经历和知识的短时记忆，但是他不能把短时记忆转换成长时记忆。

在米尔纳第二次去见H. M.的时候，她让他做一个练习，就是给他一张上面画有一颗五角星的图片，五角星的边由相隔很近的两条线组成，他的任务是拿笔在这两条线之间把五角星描一遍，问题的困难之处是他在描的时候既不许直接看图，也不许看自己的手，只许看放在纸边上的一面镜子里的像。这对谁都不是一个容易的任务，但是H. M.在经过几次练习以后却越做越好，虽然他并不记得他曾经做过练习。这一事实让米尔纳大为惊奇。这说明人脑中有几个不同的记忆系统。海马主管的是把情景或是知识这样能用言语表达的短时记忆转化为长时记忆，而不是把像骑车、游泳这类只能意会、不能言传的技巧转化为长时记忆。

后来，米尔纳还发现H. M.也能学会看碎块图。所谓碎块图就是一张初看起来只有许多碎块而没有什么有意义的对象的图，但是只要一旦有人指明以后就能看到其中的一些碎块组织成了一个有意义的对象，并且一旦认出之后，以后任何时候一看就能认出。如图5所示，请先看图（A），如果你以前从未看到过它的话，你大概很难看出这是什么。然后请看图（B），很清楚这是一位女士在擦地。然后，请再看图（A），这次你一定能看出这张原来看不懂的图其实也是一位擦地的女士。这就是启动效应。H. M.也有这一能力，但是他根本没有别人指导过他的印象，甚至声称他以前从来也没有见过这幅图。

光辉的榜样

在攀登科学高峰的崎岖路径上，运气和机遇常常会起很大的作用。有的人抓住了机遇，百折不回向上攀登，终于到达了光辉的顶点；有的人像手抓水银那样让机遇溜走，或者一遇困难就打退堂鼓，蹉跎终生。米尔纳无疑属于前者。米尔纳在她自传的最后写道：

回顾过去50年，我好像一直运气很好，我总在恰当的时候出现在恰当的地方，另一方面，我又对目标非常执着，而不为面临的艰难困苦所吓倒，就像我在蒙特利尔神经病学研究所初期所经常遇到的情况那样。我也得益于我的好奇心，正是好奇心使我总想深入到吸引我眼球的表面现象的深处，一直到现在依然如此。

英国生物学家贝弗里奇说道：“对于研究人员来说，最基本的两种品格是对科学的热爱和难以满足的好奇心。”米尔纳正是以她的事迹为这一论述做了最好的注解。