大腦怪疾“失認癥”

BP女士自從腦中風之后，電視節(jié)目里的人就變得異常別扭。她是患上什么樣的怪病了呢?

認不出人或花兒的博士

P博士是音樂學院的老師，他有個壞習慣，經(jīng)常有種沖動想把妻子的頭當作帽子戴起來。這還沒完，P博士習慣于如同長者一般和藹地輕拍街邊消防栓的頂部，把它當成小孩子的頭;在家中，他會親切地和家具上的雕花把手聊天，當發(fā)現(xiàn)對方?jīng)]有回答時，他驚詫不已。更為離奇的是，他還會將自己的腳和鞋子搞混淆，以至于拴鞋帶這樣的簡單動作都要磨蹭老半天。

種種怪異的行為讓P博士深感困惑，他找到一位熱衷于收集怪異病例的神經(jīng)科醫(yī)生Sacks。初次診斷時，P博士通過了Sacks的一系列檢查，他神智正常，談吐過人，視力和記憶均沒有任何問題。直到Sacks醫(yī)生將一組名人照片擺在P博士的面前，奇怪的事情發(fā)生了，P博士對大部分的面孔感到陌生，甚至認不出他家人的照片，唯一認識的是愛因斯坦。P博士琢磨了好半天，終于在其中找出了他兄弟Paul的照片?！八姆较掳秃痛箝T牙，化成灰我都認識”，P博士激動地說。當Sacks醫(yī)生將這些醒目標記去掉時，P博士徹底地陷入了迷惑。對于可憐的他來說，這些面孔只不過是一組散亂的特征，永遠組合不出一個人臉來。

Sacks醫(yī)生認為，P博士的癥結就在于無法將特征組合為事物的全景。為了驗證這一點，Sacks將一朵紅玫瑰交到P博士手中，他接花的樣子更像是植物形態(tài)學家拿到了一份標本，他評論道:“差不多6英寸長，有紅色的螺旋形狀，系著一條綠色的線狀物?！盨acks醫(yī)生鼓勵他:“對，那你認為這是什么呢，P博士?”“不好說，”他顯得有點困惑，“它沒有柏拉圖多面體的對稱性，或許具有更高級的對稱性吧……我想這東西應該是一朵花?！?/p>

從失認癥逆向分析大腦

這樣的離奇病例在Sacks醫(yī)生的著作《錯把妻子當帽子》中還有很多。P博士所患的怪病叫“失認癥”(agnosla)，通常是由大腦損傷而導致的視覺系統(tǒng)失靈，他可以辨別事物的結構和局部特征，但卻無法辨別事物的全景。

1991年，英國著名雜志《腦》(Brain)上報告了一個與P博士類似的病例:BP女士。BP女士自從腦中風之后，就感覺眼睛和她玩起了把戲，電視節(jié)目變得混亂不堪:在一段視頻中，她很驚訝地發(fā)現(xiàn)有個角色別扭地走著，仿佛被一個無形的人毆打過一樣。更讓BP女士不爽的是，她看不見眼前的東西，這讓她常常撞到家具或行人?！秾嶒炐睦韺W雜志》(Journal of ExperimentalPsychology Human Perception andPerformance)也曾報道過這樣一名患者，他將口琴誤以為是電腦鍵盤，進而推測口琴吹口上的氣孔是一堆琴鍵;另一個患者則將章魚誤以為是蜘蛛，將蝴蝶形椒鹽卷餅誤以為是一條蛇。

在過去20多年里，失認癥引起了神經(jīng)科學家們濃厚的研究興趣。卡內基梅隆大學教授Behrmann說:“大腦天生就是理解外部世界的好手，但是我們卻很難搞清楚大腦內部的運作機制。像P博士這樣的病例能幫助我們深入了解潛意識是如何影響意識的。我們可以通過這些缺陷反推出正常的大腦是如何工作的，這也叫逆向工程?！?/p>

大腦有本“視覺詞典”

如果說人腦是自然進化的皇冠，那么，視覺系統(tǒng)算得上是這座皇冠上最璀璨的寶石。它感知繽紛世界的能力，連目前世界上最先進的計算機都無法媲美。這種能力涉及對于光線感知及其本身所攜帶信息的極其復雜的計算，失認癥正好為我們探究大腦如何完成這項工作提供了參考。

失認癥有許多種:前面提到的BP女士，覺得電視節(jié)目里的人物別扭，這屬于同時失認癥，患有這種病癥的人一次只能看到一個物體。而P博士所患的綜合失認癥則是另一種情況，只能認識事物的各個局部，無法綜合為事物的全貌，比如一幅畫上有兩人進行棒球練習，綜合失認癥患者對每個局部都了然于心，但卻不知道球是誰投給誰的。

對綜合失認癥的研究讓Behrmann教授相信，我們的大腦采用了“視覺詞典”的方式來構造物體，進而把它們認出來?！耙曈X詞典”里的“詞匯”是一些基本幾何元素。這使得無論是從哪個角度觀察，照明的條件如何變化，元素都保持其形狀不變。當我們面對新事物時，盡管角度和光照都是不曾見過的，但我們能很快地將它分解為小的“詞匯”，并拼裝起來。為了回想起物體的概念，我們形成了一張心理地圖，它將指引我們如何將基本幾何元素結合在一起。Behrmann教授認為，正是在這一階段，綜合失認癥患者們出了問題。她的實驗表明?；颊邆儗編缀卧赜泻芎玫淖R別能力，但卻不知道如何將這些元素結合起來。

視覺信息通路的病變

視覺信息從視覺皮層出來后，將沿著兩條線路——腹側(下部)和背側(上部)通路往更高級的腦區(qū)傳播。其中，腹側通路是感知或認識對象的必要通路，而背側通路是感知物體物理位置的地方。在我們需要對物體采取行動時，它將引導我們身體的運動。腹側和背側通路分工的不同，科學家們把它們分別命名為感知一活動通路，或者內容一空間通路。這兩條通路的病變將導致各種類型的失認癥。

視空間失認癥就是一種腹側通路病變引起的失認癥。有這種病癥的人不能辨別物體的形狀、大小或朝向，但他們對這些物體進行動手操作卻沒有任何問題。比如，對于一個非常別致的郵箱，患者雖然不能描述郵箱開口的角度，但他們卻能夠通過這個開口投遞信件。與此相反的是背側通路病變引起的視覺性共濟失調，這樣的患者可以詳盡地描述物體，當他們動手操作時，就顯得笨手笨腳了，往往摸不到郵箱的開口。

目前，在這些通路上有局部病變的失認癥患者是非常有限的。大多數(shù)視覺認識障礙由一氧化碳中毒引起，這直接導致了廣泛區(qū)域的腦損傷。研究者很難找到用于研究腹側通路的局部損毀和病癥關系的局部病變的患者。盡管如此，借助于神經(jīng)影像技術，人們還是發(fā)現(xiàn)了許多視覺處理的關鍵區(qū)域。把不同的特征綁定成事物

2008年，德國蒂賓根大學認知神經(jīng)科學家Kamath發(fā)現(xiàn)了一例只在腹側通路的中央結構區(qū)有病變的中風病人。進一步研究發(fā)現(xiàn)，腹側通路的中央結構對于物體形狀和輪廓信息的理解是至關重要的。事實上，當神經(jīng)影像技術越發(fā)達，人們越是發(fā)現(xiàn)視覺系統(tǒng)表現(xiàn)出模塊化分工的趨勢。對失認患者和正常人的磁共振成像掃描表明，物體不同方面的特征在視覺的腹側通路上是分開進行處理的。在今年10月出版的《腦皮質》(Cerebral Cortex)雜志中，英國達勒姆大學心理學家Cristiana報告了他們關于視覺失認的最新發(fā)現(xiàn):形狀、紋理和顏色其實是在不同的腦區(qū)獨立處理的。

物體的各個特征是分開處理的，這似乎和我們的主觀經(jīng)驗背道而馳:我們看到的東西常常是所有特征完美的結合。比如，我們看到桌上紅色的咖啡杯，光滑而又堅硬。只需看它一眼，它的所有特征就蹦進了腦海。賓夕法尼亞大學的神經(jīng)學家coslectt認為，這都源于一個在背側和腹側視覺處理后的特征綁定過程。正是這個綁定，讓咖啡杯蹦進了我的意識，而不是停留在潛意識的某個地方。

每次只能看到一個對象的同時失認癥患者，就是在特征綁定上出了問題。這些人往往有大腦后頂葉的損壞，而該區(qū)域是整合腹側和背側信息的關鍵腦區(qū)。對于同時失認癥患者，他們綁定信息的數(shù)量遠遠少于正常人，結果就是:這些患者在同一時間里只能為一個對象綁定足夠多的信息，而其他所有的信息都拒之門外。

需要強調的是，并不是說患者看不到其他的信息。coslect做了一個有趣的實驗，讓后頂葉有損傷的同時失認癥患者辨認水果圖片。在實驗A中，水果被涂上了正確的顏色(比如檸檬配上黃色);而在實驗B中，水果和顏色是不匹配的。這時，雖然患者報告說他們并沒有看見顏色，但他們對正確配色的水果顯示出更好的辨別成績。也就是說，潛意識里的色彩處理，影響到患者顯意識的行為了。

心靈冰山作用強大

在完成物體識別之后，視覺信息做了個華麗的起跳:變成我們意識能夠覺察到的事物。失認癥患者因為缺乏形成意識的過程，使得他們無法覺察到連貫的整體。

神經(jīng)科學領域的大量研究正在集中到一個普遍的觀點:潛意識的作用比我們之前想象的更加強大。弗洛伊德曾經(jīng)把心靈比喻為冰山，意識僅僅是浮出水面的那一小部分，而埋藏在水面之下的大部分，則是潛意識。潛意識的思維過程參與了幾乎所有的心智能力的形成，其中就包括我們引以為傲的，為人類所獨有的創(chuàng)造力、語言，以及記憶和學習交流的能力。

科學家們關于失認癥的研究，將用來推知正常視覺的處理過程。目前，同樣的研究也在其他類似的感官系統(tǒng)疾病中開展。最近神經(jīng)學家還發(fā)現(xiàn)了一個能夠理解講話，但不能理解其他聲音的人。同時，Coslett們也在研究，視覺失認患者在綁定其他感官系統(tǒng)的感覺時，是否有同樣的麻煩，比如視聽覺的整合。理解這種缺陷能夠揭示大腦如何處理不同類型的感覺信息，進而揭示感官知覺的一般原則。

總有一天，我們可以完整揭示現(xiàn)代神經(jīng)科學最迷人的奧秘:大腦是如何將我們截然不同的體驗結合在一起，形成一個單一的、流動的、關于“現(xiàn)在這一刻”的意識體驗。

大腦如何認識光?

整個過程要從光子撞向視網(wǎng)膜開始。光子攜帶了關于外部世界的信息，最重要的就是波長(將決定顏色)和數(shù)量(將決定亮度)。視網(wǎng)膜上的細胞對這些信息非常敏感:視桿細胞負責感知亮度，而視錐細胞則主要用來感知色彩(強光時也能感知部分亮度)。我們眼睛中有紅綠藍三種視錐細胞，它們的組合作用構成了我們對花花世界的彩色表達。任何一種視錐細胞的缺損都會讓我們對外部世界的顏色判斷不再真實:全色盲的世界甚至是黑白的。顏色和亮度信息沿著視神經(jīng)一路向后，來到了大腦的最后方(稱為枕葉)，一個叫做視覺皮層的區(qū)域。初次學習大腦解剖的人會為它的體量感到震驚:大腦幾乎將自己后部的所有區(qū)域都劃給了視覺皮層，在這里，大腦對視覺信息進行最初級的加工。

接下來，大腦要完成更加復雜的計算:當一個物體被另一個物體遮住時，大腦需要判斷哪里是一個物體的結束，哪里又是另一個物體的開始。哪些物體被掩蓋住了，而哪些物體擺放的角度隱瞞了它們的本來面目。大腦還將對物體的形狀有個基本的推測，這需要從不同角度理解物體:所謂橫看成嶺側成峰，遠近高低各不同。大腦需要知道，這些全都是廬山的真面目。然后就是新的識別對象的挑戰(zhàn):正如五岳歸來后，能夠認出從來沒有見過的黃山也是一座山一樣。心理學家Behrmann教授對此贊嘆不已:“撞向視網(wǎng)膜的光子攜帶的信息是如此有限，而外界環(huán)境又如此復雜:同樣的亮度，你既可以理解為光源離得太近，也可以理解為物體反光太強。我們的視覺系統(tǒng)居然能奇跡般地解釋這些內容，進而獲得對我們生存具有重要意義的各種信息。尤其匪夷所思的是，一切處理都發(fā)生在轉瞬之間?！?/p>