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在西方人眼中，马可波罗是富于探险精神并“发现”了神秘的东方的传奇人物。印度裔美国神经科学家维莱亚努尔・苏布拉马尼安・拉马钱德兰（Vilayanur S. Ramachandran）（简称拉马）被同行称为“神经科学界的马可波罗，他长途跋涉在科学的丝绸之路，走向我们知之甚少而神奇莫测的心灵异域”。他曾经获得多种荣誉，2011年入选《时代》杂志百大人物。那么拉马究竟是因何而得此殊荣？他究竟做出了什么样的杰出贡献？从他身上我们又可以学到些什么呢？ 昔日神童 1951年拉马钱德兰出生于印度泰米尔纳德邦的一个知识分子家庭，他的父亲是一位工程师和外交官，母亲则是一位数学家。 拉马从小就对科学非常感兴趣。八九岁时，他就开始搜集化石和贝壳，对分类学和进化入迷；稍后又对化学入了迷，在他们家楼梯底下建立了一个小化学实验室。当老师给他们讲英国物理学家法拉第用简陋的设备和简单的实验发现了重要的电磁感应定律，开启了电气时代时，拉马兴奋得手舞足蹈。 拉马从小就是一个好提问的孩子，对一些不同寻常的现象更是充满了好奇。12岁时他读到有关美西螈的一则记事，这种动物从本质上来说是一种蝾螈，但是进化使得它始终停留在水生幼体阶段。通过停止变态和在水中性成熟，它们一直保留着鳃，而不是像蝾螈或者蛙类那样改成了肺。当他读到只要给美西螈施以变态激素，就可以把它们变回到由之进化而来的、早已灭绝了的没有鳃的陆生成体祖先的样子时，真是大吃一惊。这不就像使时间倒流，复活一种早已灭绝了的史前动物了吗？他知道蝾螈成体在失去腿后不能再生，那么美西螈（它其实就像是某种“成熟的蝌蚪”）在失去腿以后，能否依然保留再生断腿的能力？要知道蝌蚪有再生能力，而青蛙没有。如果用适当的激素混合物，能不能把人也变成像祖先的直立人那样呢？你看，一篇简单的报道引起了他浮想联翩，涌现出许许多多问题和猜测，这使他从此永远迷上了生物学。 到了考大学的时候，父亲建议他学医，而这也正是他之所好。他觉得医学是一门充满未知的学科。诊断一位病人既是一门科学，也是一门艺术，它需要观察、推理和人的全部智慧。在临床上经常会碰到一些匪夷所思的古怪病例，而这正如他的偶像福尔摩斯所说：“亲爱的华生，我知道，你和我一样，喜欢的不是日常生活中那些普通平凡、单调无聊的老套，而是稀奇古怪的东西。”这种智力探险给了他无穷的乐趣。1971年还在他大二的时候，他的一篇有关双眼竞争的论文就无需修改被国际著名期刊《自然》杂志接受发表了。 李政道说：“能正确提出问题，就是创新的第一步。”拉马正是这样的一个人，他不断提出有价值的问题，然后提出种种假设，构思出巧妙的实验，只需要用普通的设备就能够支持或者证伪他的假设，而代价昂贵的高技术则只是进一步验证了他的这些假设而已。这也许正是他成功的秘诀之一吧！在介绍他的成功之前，先介绍一个他错失良机的教训。 在大学求学时，有一次拉马向一位来访的牛津大学教授咨询关于有没有可能建立起激发免疫系统的条件反射的问题。当时人们知道有许多人对花粉过敏，比如对玫瑰花粉过敏的病人只要看到玫瑰花就可能引起过敏，甚至看到的是一朵塑料玫瑰花，也可能通过条件反射诱发哮喘发作。于是他猜想应该也有可能通过条件反射的方法消除或中和这种发作。比如说你患有哮喘，而在每当医生用支气管扩张剂治疗时都给你看一朵塑料向日葵花，你就可能把向日葵花的影像和哮喘缓解联系起来。那么在以后当你感到哮喘快要发作时，是否有只要取出塑料向日葵花来看上一眼就能制止发作呢？ 这位教授听了他的提问后说，这听起来虽然很有意思，但是很不靠谱。因为受到了权威的否定，而他自己只是一个没有经验的毛头小伙子，所以拉马没能坚持自己的想法，而只是和那位教授一起大笑了一场。 直到上世纪末，加拿大麦克马斯特大学的阿德博士的发现，才证明他错过了机会。当时阿德正在研究小鼠对食物的厌恶问题，为了引起动物的呕吐，他给它们一种催吐药环磷酰胺，同时也给它们服用糖精。他想知道在下一次实验中，当他只给它们糖精时是否也会引起呕吐。事情确实如此。然而出乎意料的是，小鼠竟得了一场大病，发生了种种感染。大家知道环磷酰胺除了催吐之外，还大大地抑制了免疫系统，但是为什么单单糖精也有同样的效应？阿德正确地推论说，只是把无害的糖精和抑制免疫系统的药物配对在一起，就使小鼠的免疫系统“学会”了这种关联。一旦当这种关联建立起来以后，每当小鼠遇到糖精时，其免疫系统的功能就急剧下降，使它面对感染不堪一击。这是心智影响肉体的一个有说服力的例子。直到今天，拉马还在为自己没有坚持当初的想法而抱憾。事后他总结了一条教训：“不要听从你的教授们，即使他们是从牛津来的。” 拉马的早期兴趣在视觉，不过从上世纪90年代初开始他就把全部精力放到了揭开许许多多奇离古怪的神经病症状之谜中了。 解开“幻肢”之谜 拉马的第一个惊世骇俗的发现是揭开了“幻肢”之谜。所谓幻肢，就是当病人的肢体在手术或事故中丧失以后，他们依然能感觉到这个已经失去了的肢体。拿破仑时代的英国海军名将纳尔逊勋爵在一次海战中失去了他的右臂，但是他觉得他失去了的手臂还在疼痛，于是他认为这是“存在灵魂的直接证据”。 拉马从第一次听说这种现象开始，就被深深地吸引住了。他觉得自己就像福尔摩斯，要根据搜集到的蛛丝马迹和科学推理去解开谜题。他想起多年以前加拿大著名神经外科医生彭菲尔德的工作。在上世纪40?50年代，彭菲尔德在治疗药石无效的癫痫病人时，不得不打开病人的颅骨去寻找癫痫病灶，并予以切除。另外，彭菲尔德也必须非常小心地在事先搞清楚要切除的部分是不是有什么重要的功能，切除它是不是会造成严重的后遗症。因此他要在手术前先用电极去探测大脑的各个部位。由于病人在整个手术过程中保持清醒，彭菲尔德在用电极刺激病人大脑皮层的不同部位时可以问病人感觉如何。他发现刺激沿中央沟后侧的一长条脑区可以引起病人感受到似乎刺激了他身体的不同部位，如果把这些部位的形状画在皮层的边上，就像下图中右图旁画出的一个倒立的小人。他的这一观察也为其后的动物实验所证实。刺激猴子身体上的不同部位，可以在相应脑区记录到有神经脉冲发放，所以身体表面的每一个部分都在对侧大脑半球中央沟后缘有一个代表区。后来，动物实验表明身体表面在大脑上的这种代表区不是一成不变的。 美国神经科学家庞斯对一只猴子作了手术，切断了从它的一只胳臂传向脊髓的所有感觉神经。11年以后他们对这个猴子作了麻醉，打开颅骨，再次记录大脑体感皮层的代表区。由于传送它的一只胳臂感觉信息的神经早就被切断了，因此一个合理的推理是当刺激这条胳臂时，在正常猴脑上相应于这条胳臂的感觉代表区上的神经细胞应该没有反应。事实也确实如此。但是令他们惊讶不已的是当他们触摸到猴子脸部的时候，对应于这条早已失去了感觉的胳臂的脑区上的细胞猛烈地发放起来。当然那些原来就对应于脸部的脑区上的细胞也有猛烈的发放。这意味着来自脸部的触觉信息不仅传到了原来就对应于脸部触觉的脑区，而且还“侵入”到了“脸区”旁边原来对应于胳臂的脑区。拉马在1991年读到庞斯的这篇论文时，惊喜交集，他想道：“天哪！也许可以用这一点来解释幻肢现象！”他很想知道当触摸猴子脸部的时候，它的感觉究竟如何？它是不是也感觉到触摸到了它早已瘫痪了的手臂？可惜猴子不会说话。 拉马突然想到，虽然猴子不会说话，但是人是会说话的。触摸一下幻肢病人的脸部，病人是不是也感觉到触摸到了他的幻肢呢？他急忙打电话给他在整形外科工作的同事，问他们有没有刚失去胳臂的病人。正巧有一位这样的病人，他就是汤姆・索任逊。 汤姆是一位17岁的中学生，他在一次车祸中失去了肘关节以下的左手臂。在事故以后的几个星期里，尽管他知道已经没有手臂，但是总感到似乎还在。电话铃响起来的时候，他会不由自主地想用幻肢去接电话。 当汤姆在实验室里坐下来以后，拉马用眼罩把他的双眼蒙上，不让他看到和听到正在做什么。 拉马用一根棉签的头触碰汤姆的身体各处，问他感到棉签触碰到的是他身体的哪个部位。拉马碰了碰他的面颊，问他：“你感到碰到了哪里？”他回答说：“你碰到了我的面颊。” 拉马又问他：“还有什么感觉吗？”他回答说：“真有点滑稽，你碰到了我失去了的大拇指了。” 拉马把面签移到了他的上唇，问他：“现在碰到哪儿了？”“你碰到了我的食指，也碰到了我的上嘴唇。”“真是这样吗？你敢肯定吗？”“没错，两处我都感到了。”拉马碰了碰他的下巴，问他：“这是哪儿了？”“这是我已经失去了的小指。” 就这样，拉马在汤姆的脸部找到了对应于他的幻肢的地图。他所看到的正是庞斯在猴子的电生理实验中所发现的东西。其中的奥秘就在于，当失去手臂以后，大脑触觉皮层的代表区进行了重组，而在正常情况下，脸部的代表区正好就在手的代表区的边上。在汤姆丢掉了他的手以后，正常情况下来自脸部的感觉神经就侵入到了现在空无所用的原来对应于手的代表区，并且驱使那儿的细胞活动起来。这就是为什么当他碰到汤姆的脸的时候，汤姆感到他的早已没有了的手也被碰到了。另外，触摸代表区和下臂代表区相邻的上臂也有同样的现象，在上面也可找到相应的地图。这里既没有鬼，也没有幽灵！ 拉马揭开了幻肢之谜，不仅破除了迷信，而且还为治疗以前医生们束手无策的“幻肢痛”开辟了道路。一些幻肢病人会觉得他的指甲掐入手掌而产生锥心般的疼痛，或是幻臂僵在一个非常不舒服的位置而令病人苦恼不已，但是你怎么去缓解一个根本就不存在的肢体的疼痛呢？拉马知道当不同的感觉有冲突的时候，视觉往往占主导地位。因此他就想出了一种简单的“虚拟现实”装置，就是在一个纸板箱的中间插入一面镜子，在前壁上镜子两旁开两个洞，他让病人把两臂（好臂和断臂）伸进两边的洞里。他让病人从好臂一侧看镜子里好手的像，然后让病人的好手松开拳头或是放松姿势，病人从镜子里看到他的幻肢似乎也在做同样的动作，从而立竿见影地缓解了疼痛。虽然这种缓解并不能持久根治，但是至少能缓解一段时间。这对病人来说已经是天大的福音了。 五彩的声音――解开联觉之谜 虽然人们早就知道有“联觉”这样一种“怪”现象，比如说有人总把不同的阿拉伯数字看成有不同的特定颜色，尽管它们的颜色实际上都一样，而有些人则把某个音符和某个颜色联系起来，因此当他们听交响乐的时候还同时看到了一幕色彩狂舞。这种在受到某种特定的感觉刺激时，也同时有其他的不同感觉的现象，就称为“联觉”。虽然现在已经无从考证这一现象究竟是在什么时候首先发现的，但是至少1892年达尔文的表兄弟高尔顿在《自然》杂志上就发表了一篇有关联觉的论文。因为联觉听上去太荒唐了，所以在差不多100年的时间里没有什么人认真地研究过这一问题。 1997年当拉马第一次接触到联觉问题时，连他这样解决难题的高手也觉得有些手足无措了。他的第一个想法是要确认一下，联觉是否是真的。这年秋季拉马要给300个学生的一个大班上课，于是就在课堂上宣布：“有些其他方面一切正常的人会看到声音，或者有些数字在他们看来都带有特定的颜色。如果你们中间有谁是这样的话，请举手！”但是令他失望的是没有一个学生举手。不过那天晚些时候，有两位女生来找他说她们确实有这种感觉，只是不希望被别人看成不正常而不敢在课堂上举手。其中的一位告诉拉马：“当我看到某个数字时，我总是看到有特定的颜色。数字5总是暗红色的，3是蓝色的，7是鲜艳的血红色，8是黄色，而9则是苹果绿色的。” 现在拉马可能真有联觉的受试者了，但是怎样才能证明她们讲的确有其事，而不是胡说或者神经错乱呢？拉马设计了一个所谓的“跳出试验”，也就是在一片由类似元素组成的图案中，如果其中有少数元素在某些基本特性，例如颜色、线条的朝向等方面和其他元素不同时，那么你不需要逐个去找，就能一下子发现它们，就像是它们从周围的环境中自动跳了出来一样。然而如果这些元素是由许多基本特性组合而成的图形，不同的只是其中的某一个基本特性，那么这种对象就不会跳出来，而需要观察者逐个去找。科学家早就知道了真正的颜色是导致跳出的一种基本特性。那么对有联觉的人来说，他所感觉到的颜色是不是也能起到同样的作用呢？如果是的话，那么这就说明了他确实看到了颜色。于是，拉马设计了这样一个实验，他在一大群均匀分布的5字中间，镶嵌了5个2字组成一个几何图形，而且所有数字的颜色都是相同的字（上图中的左图）。拉马首先对20个正常大学生做试验，让他们看屏幕上显示的类似于图5左图那样的图（这些图中有的2字构成一个三角形，而有些2字则构成一个圆形），每幅图都只显示半秒钟，并且两种不同的图是随机显示的，因此学生没有时间逐个去找图中的2字，也无从猜测什么时候可能出现哪一种图。然后要求受试者按两个不同的按钮告知他们看到的究竟是三角形还是圆形，结果其准确率大约在50%左右，这说明实际上他们根本就没有看到这些图形，只是瞎猜而已。然后他让自称有联觉的女生做同样的测试，她们的准确率却达到了80%?90%。最后，他让正常人用类似于下图中的右图那样的彩色图做类似的实验，此时他们的准确率也达到了80%?90%。这说明在有联觉的人看来，图5中的左图确实就像是右图一样。 就这样，拉马及其同事说明了联觉确实是一种真正的感觉，也不可能造假。接下来的一个问题是联觉的脑机制如何？拉马注意到最普遍的一种联觉现象是数字-颜色联觉，而脑中的色觉中心和有关数字辨识的中心就在这附近，因此一个合理的猜测是：联觉是这两部分脑区中有的神经通路串了起来。他们用脑成像技术显示受试者看数字时脑中的活动区，确实发现它们和色觉区正好比邻而居。就这样，拉马及其同事的工作终于初步揭开了蒙在联觉现象上的神秘面纱，开辟了用科学研究这一过去认为近乎超自然的秘密。 狂热的追求 正像他的挚友和偶像克里克一样，拉马对科学中的未知领域，特别是心灵之谜也充满了“狂热的追求”，幻肢和联觉只是两个例子。他的思想是如此活跃，以至涉及到许多过去无人敢于涉及的“神秘”领域，例如病觉缺失、宗教信仰、美学以至意识和自我的神经基础。当然对于这些问题，他自己也承认还只是猜想。另外也不是所有的科学家都同意他的观点。有科学家批评他的许多工作只是大胆的猜想而缺乏对事实的严格分析。他的回答是：“不管是好是坏，我走遍了视知觉、立体视觉、幻肢、病觉缺失、卡普格拉综合征、联觉以及许多别的领域。”从我们上面对他在幻肢和联觉研究的简单介绍中至少可以看到，他的有些研究并非只是大胆的猜想。而这些问题原来是许多人想都不敢想的。况且，科学上有许多重大发现都是从一些大胆的猜测开始的，只是经过后来无数人的努力，有的被证明是错了，而有的则得到了支持和普遍承认，最后结成正果。 |
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