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眾所周知,我們的大腦是由左、右兩個半球組成的,對腦科學瞭解更深入的朋友們也知道這兩個腦半球在功能上各有側重和不同,比如最被廣大教育工作者和家長所熟知的:左腦控制語言、運算等功能,右腦控制影象、空間關係等功能的學說,也早已被大眾廣泛接受。但是,這樣的學說是怎麼創立的?它的發現真的值得大家相信嗎?今天妙知君分享的實驗就和這個學說有關,而它在心理學史上的重要影響就和它的名字一樣讓人印象深刻,那就是——割裂腦人實驗

割裂腦人實驗,首先要做的就是給被試“開腦洞”,割裂他們左、右腦之間的聯絡。看過人類大腦解剖圖的朋友們大概還記得,人類左、右腦並不是天生就“割裂”的,兩個半球之間有一個由2億根神經纖維構成的胼胝(pián zhī)體相連線。因此,想要更準確地研究大腦每一個半球的功能,切開胼胝體、阻斷大腦兩個半球之間的直接聯絡就是最好的方式。而這“大開腦洞”的方式不但聽上去十分恐怖,更違背了科學倫理精神。

不過,腦科醫生們卻早已為心理學家準備好了現成的被試。20世紀50年代,在一些醫院的個別案例中,透過外科手術切斷胼胝體可以極大地減少甚至消除癲癇的發作,在割裂腦人實驗進行的過程中,已經有10名患者進行了這樣的手術,其中4名患者同意參加這項實驗。順便說一句,切斷胼胝體作為治療癲癇的最後手段,至今仍被使用。

胼胝體3D解剖圖

該項實驗由羅傑·W·斯佩裡、邁克爾·加扎尼加以及他們的研究團隊共同完成。在此之前,斯佩裡已經從事了15年的相關研究,而他的實驗物件一直都是動物,這一次他將研究方向轉為以人類為被試。他們的實驗目的就是揭示人腦兩個半球獨立發揮功能的領域以及它們是否具有相互分離的、獨特的能力。

他們設計了三種測試來揭示被試的心理認知能力,分別是:視覺檢測、觸覺檢測和聽覺檢測。在視覺檢測中,他們設計了一個裝置,使印有一個物體、一個單詞或者隻言片語的圖片只能投射到被試右腦或者左腦的單側視覺區域,而不是同時投射到被試的兩個腦半球。

在觸覺測試中,被試只能去觸控,但看不到物體、字母或者由字母塊組成的單詞。注意,視覺測試和觸覺測試的裝置可以同時使用。

最後是聽覺測試,這一項測試相對複雜一些。因為當聲音傳進你的耳朵時,感覺資訊會同時輸入左右腦。即使是割裂腦人,也沒辦法限制聽覺資訊只輸入大腦的一個半球。但是,限制大腦的一個半球對輸入訊號作出反應可以解決這個問題,比如,將幾個物品放入一個不透明的袋子中,然後被試按研究者的要求取出一件特定的物品。這項任務對普通人來說簡單至極,就連樓下打麻將的大嬸都可以不看牌面摸出紅中與三筒。但是,對於割裂腦人來說這卻並非易事,因此斯佩裡和加扎尼加最終揭示出左右腦功能之謎。

在視覺檢測中,研究者讓被試坐在安裝了一排燈泡的木板前,當被試盯著中間的一個燈泡看時,左右兩邊的燈泡將會依次閃爍。然而,當研究者詢問被試看到什麼時,被試卻回答只看到木板右邊的燈泡在閃爍。緊接著,研究者只控制被試左邊的燈泡讓其閃爍,被試毫無疑問的回答什麼也沒看見。隨後,研究者為了驗證實驗結果改變了任務要求,這一次研究者讓被試指出燈泡閃爍的位置,也許你以為被試和之前一樣,只能指出右邊閃爍的燈泡。然而,奇怪的是,這一次被試卻指出了左、右兩邊所有閃爍的燈泡。後來經過研究者多次驗證,他們發現:大腦兩個半球都能看見全部燈泡,即在視知覺方面,兩個腦半球的能力相當。而被試無法說出看到全部燈泡閃爍,是因為語言中心區域位於左腦。因此,如果我們想要說出自己看見的東西,就必須讓左腦“看見”這個東西。

在觸覺測試中,研究者讓被試將雙手放在背後,然後在被試無法看到和聽到的情況下將一個物品放在他的右手中(即物體的資訊只傳遞給左腦。通常情況下,人的右手、右腿由左腦支配;而左手、左腿則由右腦支配),在這種情況下,被試能很輕易地說出物品的名字,功能等資訊。然後,同樣的物品被放在被試的左手(與右腦相關聯)時,被試就無法說出物品的名字,也無法用語言描述它。但是,這真的是患者感知不到這件物品嗎?研究者為了確認答案,將所有物品陳列在被試面前,然後讓他們選出剛才左手拿過的物品,這些割裂腦人和我們一樣,很快就選出了正確的物品。觸覺檢測再次表明,口頭表達的能力位於左腦,我們正常人之所以能感知並描述左手的物品,是因為右腦將左手感知的資訊透過胼胝體傳遞給了左腦,左腦透過語言中樞將其描述了出來。

在聽覺檢測中,研究者要求被試將左手伸入一個不透明的袋子中,袋子裡放著許多不同的物品,然後要求被試取出一件特定的物品,比如一個玻璃球、一枚硬幣等,被試很輕易地完成了任務。這表明,右腦可以理解語言。但是,如果將同樣的東西放在被試的左手,但是不讓他看見,他們就不能說出這個物品是什麼了,即人的右腦可以理解語言訊號的意義,但卻無法用語言作出反應

在研究者發現了大腦的確具有獨特的能力後,斯佩裡和加扎尼加又後續進行了許多次不同的實驗,這些實驗不但支援了他們的發現,還得出了許多有趣的結果,比如:雖然右腦不能用語言描述所看到的東西,但是視覺的資訊仍舊能引起右腦的情緒反應,在這一點上左、右腦並無差別。

斯佩裡、加扎尼加的割裂腦人實驗雖然是在20世紀60年代晚期的進行的,但他們的研究成果及後續研究卻在許多領域,如腦科學、心理學、教育學等領域都產生了極其重要的影響。斯佩裡更是憑藉對左、右腦功能的定位研究獲得了1981年的諾貝爾醫學獎。現在,我們透過這些研究已經知道:我們的左腦更擅長語言、數字計算、閱讀、寫作等,並且是最主要的語言中樞;而右腦則擅長解決空間關係、符號、推理、藝術、加工影象等

然而,作為人類最複雜的器官——大腦,我們人類自己依然對它知之甚少,許多新的研究發現,左、右腦不但在功能上具有獨立性,甚至在人的興趣、職業選擇等方面都有著重要影響,比如在Morton的研究中,他發現83%的生物化學家是左腦取向者。但是,生物心理學家傑瑞·利維卻也在她的研究中提醒大家,正因為大腦兩個半球具有特定的功能,所以它們的功能必須得以整合,而不是繼續加深其分離的屬性。

參考書籍:

《改變心理學的40項研究》(第7版),中國人民大學出版社,2017

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