在他生前，每当有人对他说：“你可不知道自己多有名啊！”，他总是腼腆地回答：“真的吗？”与此同时，他脸上也闪现出稍纵即逝的自豪神色，可最多几分钟后，他就把这一切丢在脑后。

这个最健忘的人，亨利•莫莱森（Henry Molaison），将永远留在现代神经科学研究的记忆中。

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“快到了。”有人屏住呼吸，轻声说。
所有目光的焦点上，是一尊二十厘米高的乳白色长方体，四周用于控制低温的干冰散发出薄薄的白雾。它的顶端截面略小于一张A4打印纸，中心一小片已经隐隐透出样品柔和的粉色，随着方形托台的移动，正缓慢而坚定地向一枚横跨整个长方体表面的锋利刀刃逼近。
当刀刃挪到尽头，科学家用柔软的油画笔小心翼翼地把层层叠叠、雪沫般的样品挑起，放入严格控制酸碱度、盛满盐溶液的小方格。如果将它在明信片大小的玻璃片上展开，你将在中间看到一小块近乎圆形的肉色神经组织——这颗举足轻重的大脑的第一张切片。

H. M.的大脑切片

借着网络视频，成千上百普通人与实验室中的科学家们一起，在世界的各个角落上见证了这一刻。
此刻是二零零九年十二月二日午后，美国南加州圣迭戈市一个阴湿而温暖的冬日，距离这颗大脑的主人在千里外的康州去世，整整一年。在过去五十多年间，亨利•莫莱森对神经科研作出了无可替代的巨大贡献，他的故事在世界上几乎每一本神经学的教材中都有专章叙述。他作为关键人物，开启了当代神经科学的新篇，让我们对许多最基本最重要的问题有了翻天覆地的认识。这些问题包括：人类怎样获取新知，为何会拥有记忆，甚至自我意识从何而来。
可是亨利自己却永远不会意识到这一切。甚至他的真实姓名也只在他死后才为世人所知——在过去所有的教材与科研文章里，为了保护个人隐私，他的名字都只是简简单单的两个姓名首字母——作为神经科学史上最重要的被试H.M.，亨利的大脑里，有一本无法向后翻动的日历，最上面的那一页，永远停在了一九五三年的九月一日。

改变一切的手术

第一次癫痫，发生在亨利十岁的时候。
亨利出生于美国东北的康涅狄格州的首府哈特福德，他小时候是个健康的孩子。九岁那年（也有一说是七岁），亨利被一辆自行车撞伤头部，并昏迷数分钟。但是否因此而导致了日后的癫痫，却并不清楚，因为在他的亲戚中， 曾有三人罹患此病。
过了十六岁生日，癫痫愈加严重，亨利不得不停学数年，直到二十一岁才高中毕业。之后他去一家汽车厂当装配工，可后来也因为频繁发病，最终只能辞职。二十七岁的亨利，是个清瘦而英俊的年轻人，可是他的正常生活已经彻底被癫痫毁掉：他经常眩晕、昏厥，大剂量的抗癫痫药对他也已失效。这时，当地著名的神经外科医生威廉•斯科维尔决定在这个年轻人脑中，进行一项实验性的手术。
在四五十年代，一种叫做“脑叶切除术”(lobotomy)的手术盛行美国。这种手术以破坏或摘除大脑的某一部分为手段，通常用来治疗有精神病的人。那时候的医生们对大脑的了解还十分粗浅，在进行此类手术时，往往只在颅骨上开一小口，将手术器械插入人脑，在完全无法看到颅内结构的情况下，上下左右挥动，以期借此破坏精神病的病灶。手术后，有人确实不再犯病，有人毫无起色，而有人竟因此陷入植物人状态。可是因为手术的盲目性和随之带来的不确定性，从这些天差地别难以预料的后果中，科学家们很难得出什么清楚的结论。
斯科维尔医生对这种切除术设计了一套较为严格的操作程序，仔细记载每次手术切除的大脑部位——他相信，在大脑中对一个叫做“内侧颞叶”的区域进行选择性切除，疗效最好。这无疑是一项危险的手术，但处于绝望中的亨利与父母都同意孤注一掷。于是，一九五三年的秋天，斯科维尔医生在亨利大脑左右两边的内侧颞叶部位，分别摘除了长为八厘米的脑组织。
手术后的亨利，癫痫大为好转，可是他的世界，突然之间起了幡然巨变。
两年后，加拿大著名医生怀尔德•彭菲尔德(Wilder Penfield)在美国神经病学学会年会上报道了两例经历颞叶切除手术之后患上严重失忆症的病人。会后斯科维尔医生打来电话，告诉彭菲尔德，自己手头也有这么一个年轻病人，在部分切除双侧颞叶后，他永远不记得自己吃过饭没有，他会在短暂的对话中多次重复同一个笑话，他翻来覆去地读同一本杂志，他再也无法结交新朋友——因为每次见面，都是初相识。
那时，女科学家布伦达•米尔纳（Brenda Milner）博士正在彭菲尔德医生的指导下，研究他那两个失忆症病人。于是，斯科维尔医生随后邀请布伦达前往哈特福德，探访这个特别的病人亨利。

每当我们回溯H.M.的研究史，常常惊异于他的周围竟云集着如此之多的优秀科学家。他们师徒相继，薪火代传，不断地从这个与众不同的被试身上挖掘出有关人类智慧的宝藏。而在这些科学家中格外重要的一位，便是这位布伦达。她后来成为英国皇家科学院、美国科学院、加拿大科学院三院院士，身负多项荣誉，曾被诺贝尔奖获得者，神经界大拿埃里克•坎德尔（Eric Kandel）誉为沟通神经学与心理学、开创认知神经科学的关键人物。她的传奇，正是从H.M.徐徐展开。
一九一八年，布伦达出生于英伦腹地的曼彻斯特，父亲是一位音乐评论家，而母亲则是一位歌手。可是从小布伦达就对音乐兴趣缺缺，却在高中时迷上了数学。当需要在自然科学或者人文学科中挑一个作为自己职业道路时，她选择了前者，因为“我当时认为——我现在也这么认为——要获得文学的知识，或者学会欣赏一门外语，自学就行了；但如果你放弃了科学，那你就永远放弃了它。”
抱着这样的想法，布伦达进入了剑桥。可是她很快发现自己在数学上不会有所建树，便将目光投向了心理学。这一决定遭到了母亲的反对，因为心理学在当时，对于学术界之外的人群还是一个异常陌生的词语。可是布伦达认准了这条路，一九三九年，从心理学系毕业，师从著名的的神经心理学家奥利弗•赞格威尔（Oliver Zangwill）。正是在赞格威尔这里，她学到了研究大脑损伤的重要性，因为“通过分析紊乱大脑的功能，我们将能得到关于正常大脑功能的重要信息。”
本科毕业后布伦达继续攻读硕士，但由于二战爆发，她所在的小组的研究也很快转为替战争服务，致力于开发能力性格测试，供军方选择性雇用战斗机和轰炸机飞行员。一九四四年，她结婚、随研究原子能的丈夫来到加拿大。五年后，她说服麦吉尔大学心理学习的主任，大名鼎鼎的唐纳德•赫布（Donald Hebb）招收自己为博士生。不久后赫布将她推荐给彭菲尔德医生。在彭菲尔德的手术室里，她见到了清醒的癫痫患者的大脑接受电流刺激作出的反应，立刻意识到“这就是我想要探索的世界，不论它实践起来有多么艰难。”
一九五五年，三十六岁的布伦达，短发、圆脸、精力充沛、雄心勃勃。她启程去美国拜访斯科维尔医生的病人亨利，将拉开随之而来长达半个多世纪的对H.M.研究的序幕。
五十四年后，加州大学圣迭戈分校的拉里•斯奎尔（Larry Squire）教授在《神经元》（Neuron）杂志一篇关于亨利的特邀稿的末尾写道：“H.M.之所以能在神经科学研究史上占有如此重要的一席之地，其中一个重要的原因便是，当年研究他的那个年轻科学家，正是布伦达•米尔纳。她既是一个杰出的实验科学者，又对基础概念有着极强的洞察力，所以她能从实验数据中就记忆的组织与结构提炼出深刻的结论。”

（未完待续）

健忘的传奇（二）

健忘的传奇（三）

编辑：小庄

曾发表在《东方早报》上，有删改。我的投名状第一篇。

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和爱情喜剧比起来，我一直比较喜欢悲剧。无论是泰坦尼克号里那随着Jack永远的沉入大海的海洋之心，还是罗马假日里哀而不伤的淡淡情愫，抑或是廊桥遗梦 里无奈的分离，都是如此荡气回肠，令人久久不能遗忘。 喜欢这种极至，喜欢这种忧伤，喜欢这种悲怆，喜欢这种重击心底的感觉。无论是音乐，还是文字，一直崇尚那悲剧里无尽的魅力，永远的胜过喜剧。

爱情悲剧为何有如此强烈的感染力？为什么悲剧更能打动人心？哲学家说悲剧精神是一种处于无时无刻的不满足状态下的追求；而喜剧精神则很单纯，是处于随时随 地的满足状态下的一种追求。可为什么人往往是更愿意追求不满足的状态？一种精神上的自虐？还是对生活追求一种完整的体会？

失去挚爱往往是很痛苦的，而且那种滋味可以说远远胜于痛苦。神经学方面的研究表明，失恋后，随着人的大脑压力增加，一种叫多巴胺的物质含量有显著提高。一 般来说，多巴胺系统在恋爱早期的人的脑子里是处于活跃状态的，是代表爱情的甜蜜的。而失恋的人脑里其含量的增加岂不是意味着这些人甚至可能感到 更有激情？这简直是大自然对人类的讽刺，彼此相爱的人分开后，大脑神经系统却才最有可能体会到强烈的爱情的滋味！

另一个由于失恋而引发出来的是大脑的惊恐系统。神经学家相信，这和哺乳动物幼年的“分离焦虑”反应有很大的关联。“分离焦虑”反应是在动物小的时候，如果 遭到母亲的抛弃或者被迫分离，整个大脑系统会变得很不稳定。分泌的激素会导致心脏狂跳，急躁的吸奶动作，以及惊恐的尖叫，以表示不安。失恋的人亦是如此， 而且，这种“分离焦虑”还会引发愤怒的产生，从而”由爱生恨”. 人为什么会产生如此的反应？难道愤怒能熄灭热烈的爱火？遗憾的是，心理学家对100名恋人进行了的一项研究，他们发现爱情的浪漫和愤怒的感觉是相互独立 的，也就是说，它们并没有互相遮盖，互相减弱的作用，而是可以同时存在。所以，一个人失恋的人，可以非常愤怒，同时深陷爱河，无法释怀，无法自拔，如此的 悲哀。

最后，当一切都无济于事的时候，屈服和绝望出现了。动物学家指出，这是在哺乳动物中很常见的。当幼小的哺乳动物被它们的母亲遗弃后，一开始它们会抗议并恐 慌。然后它们就会陷入心理学家称为“绝望反应”的状态之中。可是，和被遗弃的愤怒一样，绝望反应似乎也不能起到什么作用，不能减轻失去爱的痛苦。一些科学 家相信，这种绝望和消沉的状态是进化的一种必然。在几百万年前，它是作为一种应付机制进化而来的。关于这个主题的理论很多。专家认为，消沉对其他人来说是 一种可信的信号，相当于是一种求救信号，也是一种示弱的表现，强迫受到很大压力的人在最需要的时候寻求外界的帮助.

所以爱情悲剧，是在体会了美妙的爱情之后，又凝结了压力，惊恐，焦虑，绝望的感觉。喜剧总是相似，而悲剧却各有各的不同。悲剧的魅力，不是在于它对美的侵蚀和毁灭，而是在于它，就是我们生活的全部。

图片来源： 奥菲利亚 Ophelia 1889 by John William Watehouse

修改版发表于《南方人物周刊》

2006年，伊朗总统在给布什的一封信里说：“无论我们喜欢还是不喜欢，世界正倾向于信任全能的上帝和正义，上帝的意志将统治一切。”今天，世界上有85%的人至少抱有一种信仰。宗教信仰作为价值系统的重要部分，给信徒的精神生活和道德世界的稳定带来了福音。特别是在降低人们对不可知世界的焦虑方面，对上帝的信仰让人们从未知和错误中获得解脱，摒弃自我怀疑，维持心情宁静。不过，马克思大大也曾经尖锐地指出：“宗教是人民的鸦片。”最近，加拿大多伦多大学的麦克·因兹利奇（Michael Inzlicht）发表在《心理科学》的论文，就通过心理学上著名的Stroop效应和脑电波（EEG）研究，揭示了宗教如何作为一剂精神鸦片，来抚慰人们犯错的心灵。

因兹利奇的团队考察了50名怀有不同宗教信仰和种族的大学生，其中基督教徒占了大多数，但也包含了穆斯林，佛教徒和无神论者的被试。通过脑电波记录（EEG），因兹利奇考察了大脑中一个独特的区域：前扣带回（ACC）。“ACC的激活，通常是因为我们遇到了‘噢噢，注意了，有什么东西不对劲了’的情况。”，因兹利奇介绍说。这个区域在大脑中起到一个“报警器”的作用：它负责监控焦虑、冲突的情况，进而参与调节人类的行为。患有焦虑障碍的病人往往在这个区域比常人要反应强烈，而治疗焦虑障碍的药物则可以缓和ACC的活动。

在因兹利奇的研究里，志愿者们参与了神经科学家们设计的一个非常简单的测试ACC功能的实验。参与者被要求判断一个带颜色的字词是什么颜色，但字词的颜色可能与字词一致，也可能是不一致。这样的测试在心理学上称为Stroop实验，在经典的类似研究中，人们往往会在字义和字色不同时产生困惑，比如判断一个红色的“蓝”字是什么颜色的时候，人们往往会受到“蓝”字本身自已的影响，因而影响到人们做出“红”的正确判断。

除了Stroop实验外，被试还需要事先完成有关宗教热忱和上帝信仰的测验。这些学生要回答诸如：“我的宗教比其他宗教好”，或是“如果我的宗教支持，我也会同意发动战争” 这样的问题，以判断他们对宗教的忠诚程度。通过分析参与者的反应结果，因兹利奇发现宗教热忱和对上帝信仰虔诚的被试完成Stroop任务时犯的错误也更少。仔细考察他们的反应可以发现，这些信仰者并非天生在认知能力上优于常人，例如他们的某些认知能力测验并没有特别的优秀。他们在测试上的突出成绩是因为他们在反应时更加谨慎认真：他们在“不一致”条件下耗费的时间和他们的宗教热忱成正比。

不仅如此，脑电波的结果显示，宗教热忱，对上帝笃信的参与者，判断错误时ACC的反应比普通被试要降低三到四成。即便是在控制了自尊、智力和其他人格特质因素之后，人们的宗教信仰还是可以显著地预测ACC活动的变化。因兹利奇认为，这是因为宗教信仰在人们感到不确定和错误时能起到一种和抗焦虑药物一样的缓冲效果，“有信仰系统的人会认为世界发生的一切都是有意义的，所以他们心安理得地接受一切错误和不确定。”

不过会不会是因为那些天生ACC反应小的人更容易拥有虔诚的信仰呢？“有可能你的大脑天生长就符合上帝的要求”，因兹利奇对这样一种观点进行解释时说。不过他还是坚信是宗教信仰让人们在焦虑状态下能够维持平静。在他的另外一个实验中，所有的被试都是教徒。实验一开始，因兹利奇他们写下自己最喜欢的宗教信条和最喜欢的季节。结果只有当他们写下与上帝有关的信条时，这些被试的ACC才会减小活动，而写下与季节有关信息的被试则没有显示出与常人的差别。

温哥华英属哥伦比亚大学的心理学家洛伦萨扬（Ara Norenzayan）认为，这和人们之前对宗教的很多理解不谋而合。它解释了为什么宗教信仰会让人们对焦虑感觉迟钝。宗教可能为我们提供了一个理解世界的框架，让我们清楚何时做，怎么做，和如何处理特定的情况，为我们和世界的互动提供了一个蓝图。信仰宗教的人对生活有一个更长远的看法和宏大的信念，因此不会轻易对自己做出的判断感到焦虑和羞愧后悔。不过，因兹利奇认为这也是一把双刃剑：降低了焦虑的同时，宗教也可能会让人们失去修�-�错误的能力，最佳的方式还是尽量去找到某种平衡。

有趣的是，这项研究和之前一个和政治信念有关的研究结果不谋而合。之前由纽约大学的社会心理学家戴维·阿莫地（David Amodio）领导的研究表明，保守党的美国人比民主党的美国人在ACC上反应更弱。或许保守党稳定、不变通的政治信念和宗教在应付人们的焦虑和冲突方面有相通之处。不过因兹利奇认为，宗教超乎政治的一点在于，宗教可以提供一种终极的解释，甚至对于我们身后的未知事物，宗教都有一种极大的控制感，也因此会给人们带来更大的安慰。不过这种宗教的力量是否也适用于真实世界，例如在证券投资等生活情景里是否还起作用，还有待于研究者们进一步的考察。

——记美国神经科学家保罗·巴赫—利塔

2005年的一个夏天，保罗借助自己发明的平衡器重新站了起来，那一刻，他准会想起在实验室中利用各种废弃材料设计第一台触觉——视觉转换系统的那些遥远的日子。当时，1963年，29岁的保罗·巴赫—利塔（Paul Bach-y-Rita）是美国旧金山史密斯-凯特尔韦尔视觉研究所的一名高级研究员，从事眼动领域的研究。研究工作卓有成绩，但一向精力旺盛、不受拘束的保罗另有兴趣，他那充满了超越时代的洞察力的大脑正在酝酿着一个具有革命性的理念——人的各种感觉是可以相互替换的。

十九世纪中叶，科学先驱，法国神经学家保罗·布鲁卡（Paul Broca）根据解剖学证据，发现了一个专门负责语言功能的左脑脑区，并由此判断特定的大脑功能要由特定的大脑区域来实现，大脑结构与大脑功能之间存在着明确的对应关系。随后的无数研究证实了这一理论，视觉皮层、听觉皮层、体感皮层……早已被神经科学家清清楚楚、确定无疑地标定在大脑的不同位置上，泾渭分明，各司其职。“看”要由从眼睛到视觉皮层一系列的神经通路来实现，“听”只能是从耳朵到听觉皮层这一路神经网络的职责，对此，没有人会产生疑问。因此当保罗打算将他的感觉替代理念付诸实现的时候，得不到任何的研究经费。

尽管如此，乐观的态度和强烈的怀疑精神帮助他战胜了一切困难，保罗和同事利用业余时间和各种边角废料（比如一个废弃的牙科治疗椅，一个笨重的三脚架摄像机）研制出了世界上第一台触觉——视觉转换系统。1969年，保罗将该研究结果发表在nature杂志上，面对这一突破性成果，1967年诺贝尔生理学或医学奖获得者，神经生理学家拉格纳·格拉尼特（Ragnar Granit）评论道：“保罗，我欣赏你有关眼部肌肉的研究，但你为什么要把时间浪费在这种成人玩具上？”

保罗成功地通过他的成人玩具证明了触觉和视觉是可以相互替换的，但直到30多年后这一理念才被神经科学界广泛接受，不再令主流科学家们感到震惊或报以轻蔑的讥笑。

保罗制造这个成人玩具另外想证明的是成人的大脑具有很强的可塑性，能够在受到损伤后进行功能重组以恢复部分已损失的功能。然而，在那个布鲁卡的功能定位理论深入人心的时代，一个公理早已形成：成人大脑中哪部分区域遭到损害，其对应的功能就会永远消失。神经科学的概念框架中不包括可塑性和功能重组这样的词汇。

但保罗却对大脑具有可塑性深信不疑，原因来自于他父亲的经历。1958年，他65岁的父亲因中风几乎全身瘫痪，但并没有就此在疗养院的轮椅上惨淡度过余生，而是被正在学医的他的兄弟乔治带回家施以康复性治疗。三年后，他父亲不可思议的完全恢复正常，并又重回大学整整工作了五年，于1966年在哥伦比亚一座9000英尺的高山上远足时心脏病突发去世。

这一医学上无法解释的奇迹坚定了保罗关于大脑可塑性的信念，1971年，37岁，已经是史密斯-凯特尔韦尔视觉研究所教授的保罗辞去了这一职位，到斯坦福圣克拉拉医学中心找了一份住院医生的差事，去研究像他父亲一样的病患。保罗的决定使他的同事们大为不解，但这只是其热衷于冒险的天性为他传奇生涯所带来的转折之一。

始终燃烧着的激情

1934年4月4日，保罗·巴赫出生于纽约一个知识分子家庭，父亲是西班牙语教授，自由浪漫，无视规则。深受其影响，质疑常规的思维方式和挑战权威的勇气伴随了保罗的一生。在纽约布朗克斯理科中学读书时，保罗第一次接触到了科学。15岁从那里毕业，17岁完成墨西哥城大学学位，随后进入墨西哥国立自治大学医学院求读，但中途离开学校，开始了一系列塑造其未来职业生涯的谋生生活。

在离开医学院的那段丰富多彩的经历中，保罗先后当过渔夫、波音装配厂流水线工人、佛罗里达旅游按摩师。在按摩师培训期间，他受雇为盲人师傅们讲授解剖学和生理学知识，同盲人一起工作和交流的经历使其获益匪浅，促使他重返医学院并在今后的职业生涯中始终维持着与盲人的合作关系。1959年，25岁的保罗获得医学博士学位，随后成为了一名墨西哥乡村医生。

作为墨西哥莫雷洛斯州一个没有路、没有电的乡下村庄中第一个和唯一一个医生，保罗需要在各种情况下为孕妇接生；与当地的萨满巫医谈判，合作开展卫生保健工作；定期排查他所居住的茅草屋，以防止蝎子与自己共处一室……保罗满怀热情地为这个贫穷的村庄提供着无私的服务，直到觉察出他的知识还十分有限。在陆续完成美国加州大学、法国国家科学研究中心、西德弗赖堡大学的博士后研究工作之后，1963年，保罗成为旧金山史密斯-凯特尔韦尔视觉研究所的一名高级研究员。

“我想知道，在我们探求大脑究竟是如何工作的过程中，由于对‘科学性’的坚持，我们忽视了多少东西。”

符合那些为人类在科学的版图上开疆辟土的科学家们普遍的成长规律，60年代初，30岁前后的保罗将闪现的灵光与成熟的思辨成功地结合在了一起，开始冲破框架，拓展科学的边界。只是与其他人比起来，保罗寂寞的太久了。

原因在于他所面对的框架十分牢固。保罗在40多年前第一次获得非突触神经信息传递模式的存在证据时，就意识到在大脑组织方式上，科学家们忽视了经典突触组织理论之外的更广阔的可能性。

19世纪80年代，西班牙神经学家拉蒙卡哈（Santiago Ramón y Cajal）提出了神经元学说，1897年，英国生理学家谢灵顿（Charles Sherrington）将神经元之间的连接点命名为“突触”。随后，神经元独立形态的证实，突触结构的发现，再辅以其他科学家们所提供的解剖学、生理学、临床医学等等多方面确凿的实验证据，一个神经元——突触神经信息传递理论被构建出来。神经信息通过突触机械地从一个神经元单向传递至另一个神经元，大脑神经网络以此为基础有条不紊地展开工作。

这一“局部主义”理论已统治了神经科学界一百多年，在近三十年来突触外神经递质扩散、胶质细胞参与神经信息传递等与该理论相抵触的机制被纷纷证实后仍是如此。因此当保罗于60年代初提出他的设想时，被理所当然地认为是异想天开。

保罗在2005年发表于《Journal of Integrative Neuroscience》杂志的最后一篇论文中回顾自己一生的研究工作时这样写道：“这许多年来的滋味并不好受，自从我意识到可以通过那么多条路来探索大脑的功能。我想知道，在我们探求大脑究竟是如何工作的过程中，由于对‘科学性’的坚持，我们忽视了多少东西。”

今天，非突触神经信息传递模式总算得以融入到神经科学已有的概念框架中，被视作是突触理论的补充机制，虽然这种广播式的细胞间通信很可能是更主要的信息传递方式。而当年的异想天开现在则成为了热门的研究领域，一条新的大路正在拓展之中。

“你是在用脑来看，而不是眼睛。”

非突触神经信息传递机制的发现使保罗确信，大脑的工作方式并非那么机械和有序，而是更为混沌，或者说具有一种动态的灵活性。父亲的经历使他愈发坚信这一点，他认为人的大脑是“可塑”的，通过恰当的学习和锻炼，大脑能够对原司其职的皮层区域进行功能重组，以应对新的变化，即便是老年人或严重损伤过的大脑。

对这种“可塑性”加以验证的渴望触发保罗构想出了感觉替代理念，他这样假定：如果某种感觉被剥夺，大脑会利用其他感觉对其做出弥补，甚至完全替代。比如盲人的大脑经学习后能将某些神经信号解释成视觉信息，交由视觉皮层来处理，这些神经信号不是来自眼睛，而是其他感觉器官，比如皮肤。很快，保罗开始了触觉——视觉替代研究。

第一台触觉——视觉转换系统利用业余时间和各种废弃材料设计而成，一个摄像机拍摄实时图像；一台处理器将图像转化成电脉冲发送至椅子靠背的电极上；盲人坐在椅子上，背部皮肤与电极相连。虽然整个系统粗糙、简陋，使用者经常要遭受到电击，用后背“看”出来的画面也不怎么清晰，但所取得的成就已相当令人震惊：经过一段时间的训练，盲人使用者可识别出物体的形状和运动轨迹，有些能感知到从斜面滚下的球，并在其滚到斜面边缘时击中它。

初步尝试获得成功，感觉替代是可以实现的，不过对保罗所假定的神经机制施以针对性的研究则是30多年后的事了。2005年，丹麦奥尔胡斯大学的一个研究小组对使用最新式的舌式触觉——视觉转换器的受试者进行了大脑成像实验，实验中用舌头取代最初的背部皮肤作为刺激信号接收端，其他基本原理不变。训练一周后，盲人脑中之前不再用到的视觉皮层在执行实验设定的感知任务时开始活跃，表明盲人的大脑确实利用了视觉皮层来处理发自触觉器官的神经信息。

大脑具有可塑性确然无疑，自上世纪90年代起，保罗最早提出的，在当时饱受漠视的“可塑性”逐渐成为神经科学界的时髦词汇。

保罗的感觉替代研究证实了大脑的可塑性，同时也引出了另外一个更为深刻的问题。在实验中，戴着眼罩的正常人也能完成任务，但他们的视觉皮层始终没有被利用到。那么正常人是如何用舌头“看到”的？对此，保罗坚持着自己的理解：“你是用脑来看，而不是眼睛。”一幅图像，通过视网膜或是处理器和舌头，被转换成的是同样的神经信号，这些神经信号传送至大脑后，大脑会让我们看到。

这种对各感觉系统过于一视同仁的观点似乎有些过火，眼睛、舌头生来不同，自然各有用处，从一幅图像转化而来的神经信号是一样的，但在各专门系统内受到的处理会有所不同。因此一个更为公允的理解或许是：我们可以用眼睛和脑来看，也可以用舌头和脑来看。至于这背后涉及到的是怎样的神经机制，还需要很长时间来探究和消化。保罗的感觉替代研究为我们考察、理解大脑的运作机制打开了一个独特而切中要害的突破口。

平衡之术

60年代的灵光和坚忍为保罗带来了一生的成就，也为他指明了接下来要走的方向。1971年，保罗辞去史密斯-凯特尔韦尔视觉研究所教授职位，到斯坦福圣克拉拉医学中心做了一名住院医生，1979年成为加州大学医学和康复医学系教授、副主任，1983年加入威斯康星大学，任康复医学系教授、主任，期间重新开启了感觉替代研究。

不再用背部皮肤，保罗先后尝试了以腹部和指尖作为信号接收端，同时他还进行了一些触觉与听觉的替换实验。90年代末，保罗的感觉替代研究达到巅峰，他挖掘出一个理想的信号接收端——舌头。舌头是除嘴唇外，人体触觉神经最多的部位，嘴中丰富的唾液使其始终保持湿润，利于导电。1998年，保罗为他的舌式显示器申请专利，成立了一个公司，名为Wicab，她妻子的名字，玛雅语意为“甜蜜爱人”。

这个由保罗创办的校园里的公司早些年更像是一个科研机构，有各自研究工作，兼职加入公司的同事们围绕在会议桌前，对各种疯狂的想法展开无拘束的科学式的讨论。2000年初，保罗的主要合作者，威斯康星大学生物医学工程师米奇·泰勒（Mitch Tyler）在一次感冒中内耳严重感染，内耳中负责躯体平衡的前庭器官的失灵导致米奇暂时丧失了平衡感，在天旋地转的世界中生活了几天，并由此萌发了一个大胆的念头：用舌头代替前庭器官维持平衡。

一向不排斥任何新奇想法的保罗立刻采纳了这项建议，并付诸实验，第一台舌式平衡器由舌式显示器改装而来，一个装有微型加速度计的绿色塑料头盔取代摄像机，通过处理器向置于舌头上的电极发送刺激信号。人戴上这个头盔，当直立时，刺激信号会从电极板中央进入舌头，而一旦身体发生倾斜，加速度计感应到偏差并发出相应信号，舌头上的刺激会偏离正中。佩戴者这时候就要前后左右地调整身姿，以使刺激位置回归到电极板中央，也即获得了平衡。

2001年秋天，保罗的平衡器迎来了第一个受治者谢丽尔·切尔茨（Cheryl Schiltz），她的前庭器官于1997年因抗生素不良反应遭受永久损伤。在短暂的适应期后，舌头成功地代替内耳与谢丽尔的大脑建立起一套身体位置信息传送——响应关联机制，帮助她重新掌握了平衡，几年来，谢丽尔第一次不再摇摇晃晃。不过令人惊讶的事情还在后面，完全出乎意料，在取下平衡头盔后，谢丽尔也能保持一段时间的平衡。在连续使用平衡器20分钟后，谢丽尔独自平衡了一个小时，在连续几年的每天早、午20分钟练习后，谢丽尔把她的手杖送给了辅助她练习的神经生理学家尤里·丹尼沃夫（Yuri Danilov）。

很显然，谢丽尔的脑中发生了一些变化，至于到底是如何变化的，2000年加入公司的尤里如此声明：如果我有一千名科学家可以支配，我会让他们立刻投入到两千个与平衡器相关的研究项目中。

不管怎么说，这个舌式平衡器起到了作用，其小型化的改良版成为Wicab公司的第一款商业产品。

理论神经科学的曙光

2004年，就在保罗着手把Wicab打造成一家真正的商业公司时，被诊断出已是肺癌晚期，只剩下几个月的时间。对此，保罗的第一反应是：“我还有那么多事情要做！”他决定在剩下的时间里加快公司的商业化步伐，“为了科学，也为了我的家庭。”

2005年夏天，保罗的身体状况越来越糟，激进式疗法使他愈发虚弱，其所服用的一种抗癌药物更是损伤了他的内耳，前庭器官被破坏，保罗站不起来了。这时，所有人，包括保罗自己都意识到有件事需要尝试一下，谢丽尔被请来辅助治疗，保罗戴上了自己发明的平衡器。20分钟后，当他重新站稳的那一刻，谢丽尔忍不住哭了出来：“我做了他曾经为我做的，还有谁能体验到如此完满的轮回？”

保罗在去世前不久接受采访时说道：“我想，我总是更愿意寻找机会去做那些常规框架之外的事情。”对于他终生挚爱的科学，保罗希望在不远的将来能诞生真正意义上的“理论神经科学”。如同理论物理在物理学中的地位，在神经科学领域同样要建立起理论、假说与实验间的相互制约和促进的平衡，而不是像现在这样对缺少实验观察的思想和观点过于看轻。

理论神经科学应担负起对现有理论进行分析式批判的职责，促使新旧思想的更新代谢以更快的速度发生，而不是像现在这样要等上几十年，乃至更长的时间。

2006年11月20日，感觉替代、大脑可塑性理论的创始人保罗·巴赫于家中去世，享年72岁。此时，他的公司已步入正轨，而他的超越时代的理念和思想还需要人们花更长的时间来理解和接受。愿过去的，现在的，将来的拓边者不再孤独。

参考文献及资料：

1. PAUL BACH-Y-RITA.EMERGING CONCEPTS OF BRAIN FUNCTION[J]. Journal of Integrative Neuroscience, Volume 4, Number 2, 2005, pp. 183-205.

2. Ptito M, Moesgaard SM, Gjedde A, Kupers R.Cross-modal plasticity revealed by electrotactile stimulation of the tongue in the congenitally blind[J]. Brain. 2005 Mar;128(Pt 3):606-14. Epub 2005 Jan 5.

http://www.uwalumni.com/home/onwisconsin/archives/spring2007/balancingact.aspx

http://www.secfac.wisc.edu/senate/2007/0305/1972%28mem_res%29.pdf

http://www.madison.com/obits/print.php?refDate=2454062&refPage=listing&ad_number=6676308

《新发现》2008/6月刊

千百年来，人们一直苦苦寻觅一种药物，只要服用它，便能提神健脑。远古的人们尚崇自然，汲天地灵气，采集树叶、树根和果实，直接嚼食或先熏制一番再吃掉，以求能增强脑力。如今的现代人，依然像古代人一样在不断寻觅。差别只在于地点的变化：现代人一头扎进了药物实验室，而古代人则在森林里徘徊。

可这些举动背后，到底隐藏着什么目的呢？或许有人会提供一个冠冕堂皇的答案：我们只是在找用于治疗疾病的药物而已。没错，老年痴呆、注意力缺陷障碍、中风、帕金森氏症和精神分裂症，都需要有效的药物进行治疗。但不可忽视的关键在于，既然药物能增强脑力，那除了医疗用途，正常健康人使用岂不更是如虎添翼，记忆超群了吗？

人们到底在找什么药呢？简而言之，这类药物称为认知增强药。注意力、感知、学习、记忆、语言、规划和决策，统统可视作认知活动，而认知增强药物恰恰作用于认知活动背后的神经元信息处理过程。具体的说，是通过改变神经递质的平衡，来改变认知能力。

近来，英国医学科学院声称，能影响大脑功能的药物在未来几十年内将横空出世。据该机构主席、供职于剑桥大学的Garbriel Horn教授介绍，目前在神经疾患治疗方面，全球超过600种药物正在研发。

但历史和经验表明，大部分药物将不被获批上市，最终半途夭折。虽然制药公司一再申明，神经疾患的药物不能用于其他非医学目的。但眼下的实情是，就是有人在服用这些药，当然他们没有任何神经疾病。而最常使用的药物便是利他林和莫达非尼。

的确，利他林和莫达非尼确实能提高健康人的认识功能。例如莫达非尼这种药，能增强一个人的工作记忆能力。一般的，大多数人能记住7位随机数字，想多记一位是很难的事情，但服用了莫达非尼的人便能做到。此外，它还能增强人的计划力，提高执行力。有如此好处，谁不想服用。Garbriel Horn也说到，现在有越来越多的人使用这些药物，以缓解疲劳，提高考场发挥，让飞机旅行者及早恢复精神。

 年初，《自然》杂志对其读者进行了一项非正式问卷调查，这些读者大多从事科学研究。在1440名被调查者中，有1/5的人曾服用过利他林、莫达非尼或具有抗焦虑作用的β阻滞剂，而其实他们没有使用这些药物的适应症。他们用这些药来提高精神和注意力，增强记忆力。在这些服药者中，62%的人服用利他林，44%服用莫达非尼。大多数人都通过旁门左道，曲线救国式的获得了这些药物的处方，或者直接网购这些药物。不难看出，连搞科学研究的聪明人都会去服用这些药，遑论芸芸大众。在未来，这类药物肯定会热卖大卖。毕竟，人人都像过目不忘，记忆超人嘛。

 Garbriel Horn研究组的另一成员，Trevor Robbins说，提高认知能力有N多途径。其中之一是激活脑开关，简单的说，把大脑的整个神经网络看做是一个电路，而神经递质则是开关。有的专门负责开放，而有的则负责关闭。

人类生命的三分之一左右时间是在睡眠状态。睡眠时我们的身体和思想对外界的刺激不再有反应，而大脑却不时的活跃一下，带给我们梦境。如此明显而庞大的一个生理现象提出了一个问题：睡眠是什么，为什么睡觉，为什么做梦。

睡眠是什么？梦是什么？
科学的定义是：一个对外界刺激不敏感的状态，这个状态可以比较容易的被逆转（醒来）。所以昏迷不是睡眠。

我们对睡眠的感觉是一觉睡到醒或一觉到天亮，但是睡眠实际上是由若干个90分钟左右的循环组成的。每个循环中，大脑有时候休息，有时候兴奋（还兴奋？答案请往下看）。而我们多数的梦境都产生在大脑兴奋的时候。

做梦的时候，大脑兴奋的活动着，大部分大脑区域的活动量甚至比醒的时候还强。做梦时的大脑消耗的营养量比清醒着做微积分题时消耗的还要高。支配我们身体肌肉的那些脑神经也非常兴奋，它们想让我们的身体跳舞，但是身体却很冷静。因为在做梦的过程中，大脑的命令被拦截，身体完全不动，甚至连翻身也没有。有梦睡眠在每个周期中大概占1/4，在整体的睡眠时间中也大概占1/4。

睡眠的时候我们的大脑就休息一会，兴奋一会，完成一个大概90分钟的周期，然后开始下一个周期。读到这里，读者如果被允许和自己的大脑对话，他们多半会说，这么宝贵的睡眠时间，你不好好休息，那么活跃干什么！至此，牵扯到了下面两个问题，为什么睡觉，为什么做梦。

睡觉为了什么？做梦为了什么？
关于睡觉为了什么，做梦为了什么，在科学研究领域，没有人真正知道，也没有让所有人信服的解释。正是因为这样，睡眠和梦吸引了很多的注意力，有很多假设和争论，但是没有定论。有个笑话是，我们唯一可以确定的睡眠的功能是战胜疲倦。

也许我们根本不需要睡觉？看来不是，因为所有的脊椎动物都睡觉，很多无脊椎动物也被观察到有睡眠现象。如果睡眠不重要，应该很容易在进化的过程中被丢掉。连小小的果蝇也睡觉。连水里的海豚也睡觉。等等，海豚？必须经常换气的海豚？它们睡着了就危险了阿！大家不要担心，因为海豚睡觉是左右两个大脑半球轮流来的，左边睡，右边休息，右边睡，左边休息。加起来每天也能达到7小时左右。这么复杂也要睡，可见睡眠多么重要。

对于睡眠的作用一个显而易见的假设是让大脑休息。之所以不是为了让身体休息，是因为身体的休息其实不用睡觉，静静地躺着就可以，还有其他研究结果表明睡觉主要是为了大脑。很对阿，为什么没有被科学界接受呢？因为没有找到任何一个具体的大脑生理功能是在睡觉过程中被修复，或者恢复了的，也没有找到任何大脑中的有毒物质是在睡觉时候被清除了的。

另外一个理论在我看来更像一个笑话。说的是，睡眠可以让我们躲避危险。比如如果一个小兔子在黑天乱跑很容易被抓住吃掉一样。天黑了那就别瞎跑了，睡眠于是出现了，还可以节省能量，多好！

如果不让动物睡觉，会导致某些动物的死亡，但是人类如果不睡觉到目前为止看来不会导致死亡。目前最长的连续不睡觉的人 Randy Gardner, 1963年时坚持11天没有睡觉，在结束11天的煎熬后，他用了一周左右就又恢复了正常。虽然不会死亡，但是会出现易怒，精力不集中，情绪不稳定等现象。更重要的是，在困的时候保持清醒真的很难！

做梦是为了什么？答案依然是不知道。假设也有几个，都没有被科学界公认。但是可以肯定的是如果不让人做梦--在一个人开始做梦时就打断，但是让他进行非梦境睡眠--这个人会有情绪上的变化，并且会非常渴望睡眠，在被允许自由睡眠时，会很快进入梦境睡眠并且持续比一般时间更长的梦境睡眠。前面提到睡眠有好几个90分钟左右的周期组成，每个周期都有一部分时间在做梦，但是通常人只能记住最后一个周期的梦境。有人可能说，我梦境中伟大的思想就这么被遗忘了。不要担心，梦境时，虽然大脑很多区域很活跃，但是掌管逻辑思维的前脑却不活跃，这也是为什么梦境不是那么有逻辑。又有人说，我伟大的艺术素材就这么被遗忘了。也许吧，但是能有机会进入自己的艺术世界，不也不错么？

控制睡眠？
人需要多少睡眠？没有定论。基本上因人而异。而人类情绪对自己生理功能的控制和调整能力又使得睡眠的需要有时可以被心情影响。

是不是在一个周期的时候醒来可以更容易清醒？并没有科学研究表明这个理论的正确性。但是聪明的商家已经抢了先机。他们制造了一种手表，它可以探测到手臂的运动。因为做梦的时候全身一动不动，所以很有可能这个手表是在一个睡眠周期的结束时把你唤醒。同时，它记录的数据可以告诉你很多睡眠的信息。

与此相比，自己把闹钟定在一个半小时的整数倍似乎来得更划算。你也许会问，科学吗？但是科学更多的不是告诉你该怎么做，而是告诉你这是我们知道的，你来为自己作决定。