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伟大的大脑辩论

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1861年,两位科学家卷入了一场绝妙的争论。具体来说,他们对语言和记忆在人类大脑中的运作有着相反的想法。尔宁斯特.奥博丁的局部理念模型,认为大脑的各个区域有着不同的分工。而另一方面,皮尔斯.哥拉提欧雷提出整体模型,指出大脑不同的区域同时运转,以实现多种不同的功能。这个争论延续了整个世纪,牵涉了当时很多最伟大的科学思想。

奥博丁和他的局部理念模型在支持他的一方颇具声名。在17世纪,勒内笛卡儿把自由意志的特征和人类灵魂归结于脑部松果体。在18世纪末,一个年轻的学生弗兰兹.约瑟夫.吉尔,在他班里观察到拥有最好记忆的人都有着引人注目的眼睛,于是他认为这是由于大脑各个部位在连接处的高度发展。作为一名物理学家,吉尔建立了颅相学的研究。颅相学是说强健的脑力对应于高度发达的大脑区域,所以能看到头骨的不同突出。19世纪风靡全球的颅相学研究,让更多人偏向奥博丁的局部理念。但是,问题是吉尔从来没有想在科学上证实他创造的大脑个体地图是否适用于所有人。

然后,在1840年代,皮尔.佛洛冷挑战了颅相学。他选择性地毁坏了动物的部分大脑,然后观察动物失去了哪些功能。佛洛冷发现, 神经中枢的损害,总体地干涉着判断能力和行动能力,但是他不能辨别大脑各区域的独立功能,就推断出大脑皮层是作为一个整体来运行的。佛洛冷已为哥拉提欧雷赢得胜利,但是这没有持续很久。

吉尔的前任学生, Jean-Baptiste Bouillaud 挑战了佛洛冷的结论,他观察到有语言障碍的病人都在大脑的额叶有过损伤。1861年,Paul Broca解剖了一个失去了说话能力但还能理解语言的病人,发现大脑受到的损伤高度局限。整体模型看来就没有用了,局部学出现了。在1870年代,Karl Wernicke把大脑的颞叶和语言理解能力联系了起来。不久,Eduard Hitzig 和Gustav Fritsch刺激了狗的大脑皮层然后发现了额叶区是负责肌肉运动的。基于他们的工作,David Ferrier绘制了皮层的每一个有关动作的部分。在1909,Korbinian Brodmann创造了他自己的神经中枢图,包括52个不同区域。看起来奥博丁的局部理念模型就铁定了。

但神经学家Karl Wernicke构思了一个新的想法。他提出因为语言表达和理解的区域不是相邻的,连接它们的部分受损会导致一种特别的语言失落,现在称之为感觉性失语。Wernicke的连接学模式帮助解释了失调不是由于一个区域的功能缺失而引起的。

现代神经学工具揭示大脑比哥拉提欧雷,奥博丁,和Wernicke想象的更复杂。今天,海马体联系到两个独特的大脑功能:创造性记忆和空间关系处理。我们也测量到两种连接方式:中枢邻接区域的 [解剖性连接]会协调运行,而两个分开区域的 [功能性连接] 也会协同运作以完成一个功能。

 一个如同视觉这样的基本工作实际上由很多很小的功能组成,在神经中枢的各区域反映出不同形状,颜色,和空间位置。当某些区域功能缺失,我们可能认知一个事物但却看不见它,或者相反。(中枢)甚至对事实和常规也有不同的记忆,记住一些象你的第一部自行车这样的事包括了大脑不同区域的联网综合,各个区域代表了交通工具的理念,自行车的形状,铃声的响声,以及跟那个记忆相关的情绪。

最后,哥拉提欧雷和奥博丁都是正确的。我们仍然用他们俩人的模型去理解认知的形成。比方说,我们现在可以在精细的时间轴上来测量大脑,我们可以看见各个局部区域的运动,包括记住事情的各个单一行为,但它的确是那些不同的区域处理的综合,形成了我们对于经验的连贯性记忆。所以说两个竞争的理论证明了一个更全面的模型的两个方面,随着我们科学技术和了解大脑方法的提升,它们会进一步的修改和完善。

来源: TED-Ed 短视频课程https://www.youtube.com/watch?v=pv6QHxkBFzY

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