按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页,按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页,按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部!
————未阅读完?加入书签已便下次继续阅读!
粉灰色形似海马的物体
当时,学界对脑部的了解还相当有限。有位精神病医生发现,精神病人乘坐颠簸的火车时会平静下来,于是他尝试摇晃病人,并逐渐将时间拉长,以此治疗精神病。有些医生相信,疟疾可治愈精神分裂症。1929年,知名心理学家拉什利(Karl Lashley)移除活鼠脑部的不同区域,发现其记忆似乎不受影响。他因而认为,脑部并没有掌管记忆的专区,整个大脑皮层均具有记忆的功能。斯科维尔也接受这种说法。
斯科维尔根据这项假设,毫不迟疑地决定移除亨利的海马回。手术室很冷,亨利意识清楚地躺在手术台上。因为脑部没有神经,所以手术进行时病人意识清醒,只有头皮局部麻醉。麻醉剂从针头涌出,注入亨利的头皮。斯科维尔走近手术台,拿起手术器具,在享利眼睛上方钻了两个洞,再将细小的手术刀伸入洞里,探触到亨利的大脑,掀起前额叶。亨利可以感受到手术的每个步骤。
手术室很安静,偶尔听见斯科维尔叫护士递送用品。此外,一片寂静。
斯科维尔注视着亨利,仿佛看到了头盖骨下的大脑,珊瑚礁般粉灰色的大脑皮层包覆在脑膜里,无数细胞成簇聚集,形成宛如风信子的角锥体,里头满是微小的神经元。斯科维尔将一根银色导管缓缓插入,深入亨利的大脑。还在规律振动的脑部,两侧各有一个粉灰色形似海马的物体,斯科维尔将这两块组织吸出,整个海马回就此移除。此时,他大脑内部出现两个边缘参差不齐的空缺,那里曾经是海马回的所在。
斯科维尔摘除海马回时,亨利的意识很清醒,反应还很灵活,不知他有什么感觉。当时还没人知道,海马回是人脑储存记忆的主要场所。导管一吸,亨利是否也感觉到记忆随之远去?他是否发现自己已进入遗忘的国度?是突然一阵寒意笼罩全身,还是逐渐滑入无底深渊?喜怒哀乐、甜蜜温存、伤痛心酸,一切化为乌有。
手术过后,亨利癫痫发作次数明显减少,但记性也越来越差,几乎完全记不住事情。护士刚把名字告诉亨利,随后离开几分钟,亨利就不记得对方了。他认得自己的母亲,但手术之后才认识的人、知道的事,没多久就忘光了。50年后,亨利还是这样。他年事已高,目前住在麻省理工学院附近的安养中心。他母亲于1960年去世,但亨利每次听到别人提起这件事,他都以为母亲刚去世,一再失声痛哭。他一直认为美国总统还是杜鲁门,他没办法和安养中心里的人交朋友,因为他记不住对方的长相或声音,也无从获得情感慰藉。相关医学文献中,亨利简称为H。 M。,他的遭遇令人同情,却爱莫能助。
手术后几周,亨利心智错乱的情况仍未改善,斯科维尔医生这才发现,他的确移除了引起癫痫发作的源头,但也在无意中截断了记忆的源头。他应该感到些许内疚,然而手术结果在科学上的意义更让他有兴趣。这项胆大妄为的手术指出,拉什利错了,大错特错!尽管当代科学家也认同,脑部各处皆能进行记忆,但海马回显然是记忆的宝库,没有海马回,亨利只能活在无所依靠的当下。尽管斯科维尔怀有雄心壮志,但实验结果却如此难堪,不过他还是将结果公诸于世。斯科维尔碰触到的既非抽象的心理作用,也非迷离虚构的内容,而是承载记忆的实体组织。记忆在海马回里,在大脑皮层下,在斯科维尔的金属导管中。
记不得自己的相貌,但还会骑车
米尔纳也许是世界上最了解亨利的人。她和我谈起了亨利的案例。1957年,斯科维尔发表了手术结果,手术过程让米尔纳惊骇万分,不禁想亲眼一探究竟。米尔纳当时追随知名外科医生彭菲尔德研究记忆。彭菲尔德以电极刺激癫痫病人脑部的不同区域,逐一观察是否产生触觉、嗅觉、视觉,从中归纳出哪些部位掌管哪种知觉。
米尔纳也许有意自立门户,也许她已厌倦了繁琐的纸上作业。据她说,她一听到亨利的案例后,便顺手抓了一叠记忆测验,搭第一班火车前往哈特佛。她看过许多记忆丧失的病人,但亨利则是研究失忆症的最佳对象。
米尔纳想知道亨利失去了哪些心智能力,不过她更想知道亨利还剩下哪些能力。例如,亨利记不得五分钟前的对话,但他还会走路,这也算是某种型态的记忆。亨利早上起床后,不会主动去刷牙,但只要把牙刷塞给他,他自然而然就会动手刷牙。这种情况很像陶醉在音乐中的演奏家,无须思索,旋律就从指尖流淌而出,手指仿佛自有意志和思想。
米尔纳针对亨利进行了多年的测试与观察。她以亨利为证,提出了若干有关记忆的重要观点。海马回显然贮藏了个人经历的重要细节,甚至可称之为意识的核心(the core of consciousness)。但脑部另有一个记忆系统,米尔纳称之为程序记忆(procedural memory)或潜意识记忆(unconscious memory)。即使我们想不起对方的名字或长相,但依然知道怎么骑自行车,怎么抽烟。亨利说不出自己几岁,也不认得镜子里的人就是自己,但如果带他回老家哈特佛市,他可以在巷道间来回穿梭,不一会儿就找到了以前的住所。这些他都记得,但却说不出所以然。亨利的案例证实,人脑神经中枢的确存在着弗洛伊德所谓的潜意识反应。但神经元是如何运作的,我们还不得而知。
米尔纳提出的记忆理论并非直接来自于观察神经元对记忆的影响,而是来自间接地观察亨利的记忆反应,并加以归纳推论的结果。米尔纳根据长期追踪亨利的研究结果,得知记忆至少分为两个层面。此后有关记忆的研究也多以其研究结果为基础,陆续找出脑部其他类型的记忆系统。另有学者甚至认为,不同类别的记忆各自储存在不同的记忆区块里。水果的记忆由某条神经主管,蔬菜的记忆由另一条神经主管,猫的记忆在这里,狗的记忆在那里。由此看来,我们的世界似乎全都压缩在大脑皮层里。
黏腻的海蜗牛和我们一样学习
坎德尔从不避讳自己喜欢化繁为简,将复杂的现象转化为简单的描述。他认为要了解记忆的奥秘,必须先知道细胞如何传递信息。坎德尔原先专攻心理分析,但他在医学院四年级听到亨利的案例后,大为震撼,因而决定转赴马里兰州贝塞斯达的美国国家健康研究院 (the National Institute of Health,NIH)攻读博士学位。当时他观察并记录猫的海马回细胞的状况。72岁的坎德尔表示:“我蛮适合从事研究工作,我不知道这方面的天分从哪儿来的!”
坎德尔生于维也纳,父亲是玩具工厂的负责人,他童年的生活相当优渥。1938年,希特勒出兵攻占维也纳,情势瞬间改变。坎德尔曾经历“水晶之夜”事件(Kristellnacht),他还记得当时满地玻璃碎片,后来德军甚至强迫犹太人拿牙刷把马路刷干净。
这次事件对坎德尔决定终身致力于细胞与记忆的研究有何影响?坎德尔说:“有时候我会觉得自己仍在逃避这起事件。我可以不带任何感情地告诉你我发生的每一件事。我很幸运,虽然被送进集中营,但现在仍能在这里跟你谈这件事,而且心里丝毫不觉得害怕。”
1939年,坎德尔举家移民美国,定居纽约。在80英里外的康涅狄格州,住着与他年纪相仿的亨利,两人的童年却极不相同。坎德尔相当聪明,后来进入哈佛大学就读。尽管幼时遭受创伤,但这没有影响他的心智发展,他不断吸收新知识。此时亨利癫痫开始发作,还因此辍学。亨利和坎德尔素昧平生,但两人的生命也许曾在某个时空中交错,那是人类心灵或肉体所不及的境界。
大学期间,坎德尔醉心于精神分析,但进入医学院后,神经科学让他转移了目标。坎德尔说:“精神分析与神经学竟然如此契合,这是我想都没想过的事。弗洛伊德毕竟也是神经学的专家。精神分析着重于记忆,而我则试图解释记忆的运作机制。我认为一定可以找到神经学上的证据,印证精神分析的各项论点。”
坎德尔外表迷人,系着鲜红的领结,穿着背带裤。将精神分析与神经学这两个独立领域相互结合是他的兴趣,而非首要目标。他最重要的职业是从40多年前进入国家健康研究院的实验室开始的。他致力于研究海马回的神经细胞,试图找出记忆的生理学基础。这项任务并不简单,因为海马回包含数百万个神经元。坎德尔要耗费数年才能彻底了解整个精细复杂的结构。他势必得另辟蹊径。“20世纪五六十年代,许多生物学家、心理学家普遍认为,要研究人类学习行为,不能依赖简化的动物实验。但我认为这种顾虑是多余的。凡是神经系统会随经验增长的生物,学习型态大同小异,必能从细胞与分子的作用分析出学习的基本型态。所以即使是只针对无脊椎动物进行的研究,其结果也能有效适用于其他动物。”
系着红领结的坎德尔
坎德尔秉持此一信念,寻找适合研究的动物,最后选择了海蜗牛。海蜗牛体型略大于一般蜗牛,只有两万多个神经元,大部分以肉眼即可看见。坎德尔说,海蜗牛不仅容易研究,而且其神经系统与人类相同。坎德尔说:“要了解极端复杂的心灵,需要高度简化的研究方法。”看着海蜗牛略带紫色的黏腻躯体,他决定以海蜗牛为研究对象。
坎德尔的做法如下。海蜗牛会从腹足的黏液腺分泌黏液,对其施以电击,腺体开口就会收缩。坎德尔和同事随即发现,可以通过习惯化(habituation)、敏感化(sensitization)、经典条件反射这三种学习方式,改变海蜗牛的这种生理反射。早在20世纪初,斯金纳和巴甫洛夫便发表过类似的结果,当时泛称为“学习理论”,20世纪末,坎德尔称之为“记忆”。同样的问题,不同的包装。同样的观点,不同的呈现方式,世人的观感与理解也不同。
比起斯金纳的鸽子实验和米尔纳对亨利的观察,坎德尔的研究更有突破性。他观察到海蜗牛学习记忆新事物时,神经元产生了何种变化。那么神经元在记忆形成时有什么变化呢?自18世纪以来,科学家们各有推论,但都苦无实证。1894年,西班牙科学家拉蒙卡(Santiago Ramony CaJal)主张神经元在学习过程会发展出新的连结,记忆就储存在此。神经学家福布斯(Alexander Forbes)则认为记忆储存在可由自体随意引发的神经元连结中,近代研究记忆的学者赫布(Donald Hebb)也支持这个论点。但这些都只是理论。坎德尔之前,未曾有人找出具体事例来印证这些推论。
坎德尔训练海蜗牛,并加以观察测量。海蜗牛一经触碰,黏液腺口就会收缩,他用放大镜和摄影机观察此时海蜗牛的神经元有何变化。他发现海蜗牛的神经元受到电击后,会释放出神经传导物质,通过突触彼此传递,在强化刺激与反应的连结过程中,神经元的连结也更为紧密。他分别观察了“感觉”和“动作”的神经元,都发现同样的结果:行为定型时,神经元间的脉冲反应也变强了。
坎德尔与海蜗牛
用进废退的说法果然没错。每次练习一项任务,就等于在脑部重现执行此项任务所需的神经元网络。反复演练,再三提醒自己,特定的神经突触之间的电化