無腦人:我們真的需要大腦嗎?
2021年03月30日10:10

  來源:利維坦

  導語/ Introduction

  2019年11月,《自然》雜誌上發表了一篇論文,名為《沒有大腦的生命:神經放射學和行為學證據表明,嚴重腦積水情況下,神經可塑性是維持大腦功能的必要條件》(Life without a brain: Neuroradiological and behavioral evidence of neuroplasticity necessary to sustain brain function in the face of severe hydrocephalus),該論文指出,一隻患嚴重腦積水的小鼠存活了下來,不僅如此,其空間記憶、嗅覺、聽覺、觸覺等均和普通小鼠無異,從而引出生存的“最低限度“討論。

  長期以來,科學家一直認為意識是由於腦內神經元之間廣泛存在的協調活動引起的。換言之,意識誕生於大腦亦是一個普遍性共識,然而,“無腦人”的案例又該如何解釋呢?

  在一次討論中,有位德高望重的人(我不會透露這個人是誰)告訴我:“我認為自我存在於心臟!而不是大腦!那些聲稱意識存在於大腦的科學論斷真是讓我發笑。我堅信未來的科學家一定也會認為,自我實際存在於心臟。”

  此人還進一步提及我們是用心臟“思考”。出於對他的尊敬,我沒說什麼。但我一直在腹誹:“這太荒唐了!”此人篤信東方的瑜伽修行、伊斯蘭蘇菲派和佛教思想,這讓我多少理解他為何會說出這樣的話,但同時(作為一個相信科學的人),我對此全盤否定。儘管我本人非常尊重那些教派思想(如佛教),但當它們和實證相矛盾時,我還是心存質疑。

  這位人士隨即稱他有據可依。他提到了一些故事,說醫生給正常人做腦部掃瞄後,發現他們的頭骨中沒有大腦,只有水。聽到這裏,我又在想這太荒謬了。這可能只是經過誇張渲染的某些趣聞軼事,在口耳相傳中漸漸失真。

  因此,當我發現這些故事真實存在時,我既震驚又羞愧。

  1980年12月,羅傑·萊文(Roger Lewin)在《科學》(Science)期刊上發表了文章,題為“我們真的需要大腦嗎?”

  這篇文章基於英國神經學家約翰·洛伯(John Lorber,1915-1996)對腦水腫患者的案例研究,並且詳細探究了其中一個案例:一名大學生的IQ高達126,拿了數學專業的一等榮譽學位,社交表現也完全正常,但在腦部掃瞄中,他們發現他實際上沒有大腦。

 沒有大腦組織的頭骨內部。
 沒有大腦組織的頭骨內部。

  正常人的大腦皮層厚度一般為4.5毫米,但他只有薄薄的1毫米,剩下的部分充滿了水樣腦脊液。這一現象可能是因為腦脊液不斷積蓄,導致顱內壓升高、顱內空間減少,因此大腦皮層向外側(即向頭骨)填充發育緩慢。這也就意味著,大腦皮層溝回越深,發育期間越不受壓製,腦結構相對而言就越完整(儘管大腦皮層在壓力下仍會收縮,也可能達不到正常狀態)。

  這一案例被詳細記錄了下來,並引發了熱議,連帶著那篇文章也受到關注。最主流的解釋似乎是神經自適應功能(也被稱為搪塞之辭)。不過,這些現象直至今天仍很難解釋。正如榮譽退休教授威廉·里維爾(William Reville)所說:

  “我當然解釋不了洛伯的發現,但我想指出,在某些案例中,大腦顯示出極強的適應力,儘管其容量和結構被嚴重擠壓變形,但仍能以一種近似於我們熟知的‘正常’模式為人體服務。”

  洛伯還發現了其他有趣的案例,證明了無腦現象並非獨一無二。事實上,在他的研究中,一半的人的大腦中超過95%的區域都是腦脊液,但IQ指數仍然超過100。

約翰·洛伯對腦水腫患者腦部的掃瞄圖。
約翰·洛伯對腦水腫患者腦部的掃瞄圖。

  我到現在也不明白,為什麼這一現象還未撼動神經學界。我認為它簡直是驚天動地。

  也許神經自適應理論能夠解釋某些功能的轉移,但可以肯定的是,比起一個1.5千克重的正常大腦,一個只有50~150克(且只有1毫米厚的大腦皮層)的大腦的認知功能肯定有著巨大缺陷。我們的神經學理論經常將大腦皮層和具信息處理功能的腦區聯繫起來,比如感覺皮層,運動皮層,聽覺和視覺皮層等等。與之相關的還有一些其他的功能,如抽像能力,計算,邏輯思維和記憶等。

  很明顯,所有這些腦區似乎都被擠壓至1毫米厚的皮層上,且仍然正常運轉。儘管這篇文章中沒有提及形態改變,但更多的近期研究表明,腦水腫患者在神經元的軸突、細胞骨架和突觸等方面有很大損傷;神經元死亡數相對較少,但也有繼發性變化。

2007年,英國醫學權威雜誌《柳葉刀》上的病例讓世人震驚。這名法國男子44歲,是一名政府公務員。當時,他因為左腿有些毛病才去看的醫生。結果醫生在為其進行大腦CT和核磁共振掃瞄後,就驚訝地發現,他的腦室內充滿了腦脊液。那些本該正常的腦組織,則因腦脊液的擠壓薄得就像一張紙。腦力測試顯示,他的智商為75,雖然比普通人低分略低,但還遠不止於被列為智力障礙行列。而且他的生活過得也很美滿,幾乎沒有受影響。事實上,他早已結婚並育有兩個孩子,而且還是一位政府公務人員。
2007年,英國醫學權威雜誌《柳葉刀》上的病例讓世人震驚。這名法國男子44歲,是一名政府公務員。當時,他因為左腿有些毛病才去看的醫生。結果醫生在為其進行大腦CT和核磁共振掃瞄後,就驚訝地發現,他的腦室內充滿了腦脊液。那些本該正常的腦組織,則因腦脊液的擠壓薄得就像一張紙。腦力測試顯示,他的智商為75,雖然比普通人低分略低,但還遠不止於被列為智力障礙行列。而且他的生活過得也很美滿,幾乎沒有受影響。事實上,他早已結婚並育有兩個孩子,而且還是一位政府公務人員。

  這對溝通功能會造成很大影響,但很多患者的智力和認知水平仍在正常範圍內。我們難道不應該反思一下我們現下的認知或研究方向嗎?現在,我們關於溝通和信號傳遞的多數理論都仍以大腦為基礎。

  因為大腦皮層變得更加扁平、容量更小,神經元之間建立新聯繫的能力也會削弱。通常來說,這些新聯繫是我們理解大腦活動、解釋學習和記憶機製的基礎。

  例如,實驗已證明網格細胞存在於內嗅皮層,和位置細胞(位置細胞的發現者們獲得了2014年諾貝爾生理學或醫學獎)一起構成動物和人類的導航系統。網格細胞的機製非常複雜,但一大核心在於“模塊化組織”。這是神經元有著“空間”整合功能的證據。現在我十分好奇,當這些也被擠壓變形,大腦是否還能夠正常運行導航系統?

2016年,《柳葉刀》發表的一篇論文中,顯示了一位62歲的女性患者腦積水的掃瞄圖。該患者(有高血壓病史和2型糖尿病)在入院前精神狀態一直很好。
2016年,《柳葉刀》發表的一篇論文中,顯示了一位62歲的女性患者腦積水的掃瞄圖。該患者(有高血壓病史和2型糖尿病)在入院前精神狀態一直很好。

  如果我們認為薄薄的1毫米大腦皮層之上,認知、意識和潛意識等過程仍能正常運行,那麼我們同時也得承認所有這些(包括意識)過程相對簡單得多,也更容易解釋。由此而言,大腦應該不會無限複雜。這種看法也支撐了以下觀點(這同樣出於我個人的直覺),即意識與大腦發育而成的特定構造更加相關,而非取決於某個部位,和/或特定腦區的複雜度。

  總的來說,該文使我的觀點更具可塑性。它也表明,尤其是在社會科學領域,我們有時會基於總體或總數得出結論。我們從單個數據的集合中找到最匹配或歸納性的結論,但卻忽略了個體數據本身的重要性。

  那這是否意味著

  我們是在用心思考?

  這聽起來同樣荒謬,因為我們知道心臟內大部分是心肌組織。

  我已不再牢牢擁護先前的看法,但仍試圖在這片混沌之海里打撈一下,而我確實發現了一些很有趣的事情。

  2003年發表於《衛報》的一篇文章,以一些軼事為基石,提出了“移植記憶”的概念。很顯然,這種情況發生在一些接受了心臟移植的患者身上。他們發展出新的愛好,或者性格有了變化,而這些愛好或性格都來自心臟捐贈者。

  這篇文章還提到了別的有趣概念。其一,“腸肌神經叢”是內臟中的第二大腦,可能掌管著情感反應或“直覺”。其二,遍佈人體的神經肽可以提供“自我”感,並承載情感和記憶。

  神經肽可能提供“自我”感,承載情感和記憶。
  神經肽可能提供“自我”感,承載情感和記憶。

  總的說來,我認為這不太可信,至少還未達到能解釋我們眼中事物全貌的程度。不過,提出或正在研究這些觀點的人,似乎都是科學家,而非東方神秘主義者。

  我還在《Namah》期刊上找到了一篇好文(但我不太確定期刊資質)。它為上述觀點及許多其他的觀點提供了細節,並在文末列了參考文獻來支援那些假說。

  綜上所述,從個人角度而言,我不知道是否要接受這些替代解釋,也不知曉神經可塑性本身是否能說明問題。不管怎樣,它確實削弱了我先入為主的想法,我因此感到羞愧。

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