從顱相學到腦科學

作為20世紀極具影響力的哲學家，維特根斯坦曾經感慨道：“打開每個人的顱骨，里面都有一個腦，這是何等奇妙的巧合！”

顱相學，是一個科學史上的概念，從現(xiàn)代科學的角度來看，這一理論已經不具備科學價值。但在歷史上，顱相學開啟了對大腦進行功能定位的相關研究。顱相學作為19世紀下半葉最具影響力的腦研究理論，其意義堪比弗洛伊德的精神分析理論，其影響直到20世紀中葉才漸漸平息。

風靡上層社會的顱相學

顱相學曾一度風靡英國、美國，尤其受到上層名流和知識精英的關注和追捧。在著名的小說《簡·愛》中，女主人公簡在分析自己心儀對象的特點時，發(fā)現(xiàn)她自己“與善良相比，更喜歡凸起的代表智慧的大腦部分……”，這就是典型的顱相學分析方式?！逗啞邸返淖髡卟侍馗?9世紀的很多知識分子一樣，對顱相學深深著迷。該理論最早是由德國神經解剖學家、神經學先驅加爾提出的，其基本思想是通過顱骨的形狀判斷人的性格特征。

在18世紀末，加爾根據自己的觀察和直覺，創(chuàng)立了一種將看相術和大腦定位相結合的理論，他最初稱之為顱骨學。加爾檢查了顱骨的外部特征，并將這些特征與行為的某些方面聯(lián)系起來。他認為，顱骨突出表示下面的皮層發(fā)育完好，有很好的能力；而顱骨凹陷則表示下面的皮層發(fā)育不足，能力較差。1800年，他與同事施普爾茨海姆一同進行了大量神經解剖學方面的研究，來支持這個新的科學理論。施普爾茨海姆對這項研究的心理社會性的潛力非常感興趣，并將其改名為顱相學，即關于心智的骨相科學。

加爾與施普爾茨海姆認為：首先，腦是精神的器官，各種不同的行為是由腦的不同部位支配的；其次，顱骨的外形結構反映著它下面相應的腦結構的形狀；第三，任何心理功能的高度發(fā)展與腦內相應部位的加大有關。如果腦（與腦相應的頭蓋骨）的某部分凸出，則與此部分相應的功能就發(fā)達；反之，如果某部分凹陷，則與此部分相應的功能便不足。

他們觀察了自己周圍熟悉的人、犯人和精神病患者的心理特征，以及這些人的顱骨外形特征，也就是他們頭蓋隆起或下塌的部位，并進一步確定了這些部位的功能，即由這些部位的腦組織支配的心理特征。例如，加爾把多情區(qū)定位于小腦，是由于他觀察到，一位多情的歇斯底里的寡婦在脾氣發(fā)作時頭部劇烈地向后仰，頸部非常粗而熱；他把友誼區(qū)定位于腦后兩邊，是因一位善于社交的女子的頭顱后部異常發(fā)達。另外，加爾認為“說話”由大腦前額葉上的一個區(qū)域主管，要是頭顱上對應那個區(qū)域的頭骨很突出，就表示此人口才極好。加爾用這種方法在顱骨上劃分出大大小小的27個功能區(qū)（他稱之為器官），并繪制成圖。后來施普爾茨海姆又加以修訂，增補為35個功能區(qū)。這樣，無論何人，只須看看別人的頭顱，按照圖譜就可以判斷此人的智力和道德品質。

加爾是一個具有高度創(chuàng)新精神的大腦解剖專家，他使得大腦皮層替代了“心室”成為當時人們關注的焦點。從古羅馬時期的解剖學家蓋倫開始，心室就被視為大腦的最重要組成部分，而大腦皮層被認為僅僅是一個保護層。

我們可以看出，加爾的顱相學理論中暗含有如下幾個潛在前提：

1.大腦組織是支配人的品性或行為的器官；

2.特定部位的大腦組織決定特定的品性或行為；

3.大腦組織與其表面的頭骨形狀有關系，頭骨隆起或下塌，則其內部相對應腦組織也會隨之豐滿或單??；

4.腦組織形狀的變化會影響其功能（即決定特定品性或行為）。這4條前提是加爾顱相學最關鍵的部分，其中第一條、第二條、第四條在現(xiàn)代解剖學和認知神經科學的角度看來，是部分符合事實的。第三條是顱相學中最有直觀特色和神秘色彩的，而第三條也恰恰是導致顱相學落入相面術、占星術等偽科學之流的直接原因。

大腦功能定位學說的發(fā)展

加爾的顱相學是歷史上首次將大腦功能與人的品性以及行為關聯(lián)起來的學說。對于腦是如何產生了心理？心理的腦機制是怎樣的？是否是顱相學所描述的，可以由頭骨形狀來判斷腦功能？19世紀以來，無數神經科學家、生理心理學家、解剖學家對人類大腦進行了各方面的研究，形成了很多重要學說。

現(xiàn)代意義上的大腦功能定位說始于1825年，對加爾的研究很感興趣的波伊勞德，最先提出語言功能定位于大腦額葉。1861年法國醫(yī)生布洛卡接待了一位右身偏癱失語的病人，他只能說“tan”，而智力正常。病人死后經尸檢發(fā)現(xiàn)，左額葉部位的組織有嚴重病變。據此他推測語言運動應該定位在第三額回后部，靠近大腦外側裂處的一個小區(qū)。1874年德國學者威爾尼克在著作中描述了一位顳葉腦損傷的失語癥病人，病人說話流利卻毫無意義，雖有聽覺，卻不理解其語意，損傷的部位是在大腦左半球顳葉顳上回處，這證明了該部位的主要作用是分辨語言，形成語意。這些發(fā)現(xiàn)使人們相信，語言功能是由特定腦區(qū)實現(xiàn)的。其中起主要作用的有左半球（對多數人來說）額葉的布洛卡區(qū)，顳上回的威爾尼克區(qū)和頂枕葉的角回等。研究發(fā)現(xiàn)這些部位的病變或損毀，造成了不同類型不同程度的語言功能異常，在一定程度上可以證明大腦機制存在功能定位。

20世紀中葉，大腦定位說得到進一步發(fā)展。加拿大醫(yī)生潘菲爾德用電刺激法研究顳葉時發(fā)現(xiàn)，微弱的電刺激能使病人回憶起童年的一些事情，這說明記憶可能定位在顳葉。他還發(fā)現(xiàn)，杏仁核和海馬體與記憶有關，下丘腦與進食和飲水有關，這些發(fā)現(xiàn)均支持腦功能的定位學說。在1991年，神經外科醫(yī)生歐杰曼在醫(yī)治癲癇病人時，進行了開顱手術，開顱后他用微電機刺激患者大腦外側裂周5個不同區(qū)域內的單個細胞，然后讓患者完成一系列的言語、視覺、閱讀等任務。研究發(fā)現(xiàn)，在電極刺激某些部位時，分別出現(xiàn)短暫的命名障礙和閱讀障礙，而放在幾毫米之外的其他部位，就沒有這種干擾現(xiàn)象。因此歐杰曼認為大腦在語言加工時是嚴格定位的，但是這種定位更多分散在大腦的不同區(qū)域內，不僅僅局限于以上所說的布洛卡區(qū)和威爾尼克區(qū)等。

20世紀80年代中期，在認知科學和認知神經學中又興起了一種重要理論——模塊說。該學說認為，人腦在結構和功能上是由高度專門化并相對獨立的模塊組成的。這些模塊復雜而巧妙的結合是實現(xiàn)復雜而精細的認知功能的基礎。認知神經學的許多新研究成果，都支持模塊學說?？梢哉J為，高度專門化并相對獨立的“模塊”概念就是來源于加爾對大腦進行功能分區(qū)的洞見。

顱相學與大腦功能定位

從大腦功能定位說的發(fā)展歷程來看，加爾過于重視顱骨的分區(qū)在整個學說中的作用，這是導致顱相學劍走偏鋒的主要原因。大概是因為那個時期還沒有很完善的解剖技術，也沒有便捷的PET（正電子發(fā)射計算機斷層掃描）等檢測工具，而加爾等人又希望能夠有一個直觀便捷的了解人性格的方法。但是另一個很重要的問題是，現(xiàn)代腦科學中對大腦功能進行定位的時候，對“什么”進行定位與加爾的顱相學有著關鍵的區(qū)別。

現(xiàn)代腦科學的功能定位學說中，定位的都是“知覺”、“視覺”、“言語”、“命名”、“閱讀”、“運動”等一些能夠明確任務的、具有嚴格操作定義的功能。而加爾的顱相學中，對顱骨進行分區(qū)的時候，各個區(qū)域所對應的都是一些無法精確定義的概念，例如“聰明”、“好辯”、“忠實”、“好色”、“多情”等。像這樣的無法進行實際操作的概念，當然不具有現(xiàn)代科學所強調的客觀性。

另一方面，現(xiàn)代腦科學的功能定位中，獲取一手研究資料的方法是通過科學實驗，例如X光、PET等。而加爾僅僅是通過目測和外部觀察，或者是憑借雙手觸摸，主要是依靠個人經驗?，F(xiàn)代腦科學功能定位學說，通常是由大腦受到傷害的病人，通過一些嚴格界定的心理任務來判斷可能的相對應功能，具有可重復驗證的優(yōu)勢。而加爾基本是通過一些犯人、精神病人等不一定是大腦受到物理損傷的研究對象來獲取研究資料的。也就是說，在加爾描述的種種品性和行為特征中，不一定是對應著必然的因果關聯(lián)，這點與現(xiàn)代大腦功能定位學說是不可比的。

加爾的顱相學雖然在生理心理學上由主觀性觀察而帶來很多不確定性，但是他的貢獻也是不可忽視的。他將人類大腦看做體現(xiàn)品質的器官，把不同的生理或心理機能的官能器官定位于皮層，在當時產生了很大的影響。在前文總結的顱相學4條潛在前提中，也可看出他的創(chuàng)新思想對現(xiàn)代腦科學的發(fā)展有極大的開拓性意義。加爾的顱相學沖破了非實體的笛卡爾的靈魂概念，走向較為物質的神經機能概念，促使后來的研究者用更細致的觀察和更精細的神經解剖來代替過去對心理與腦關系的推測和猜想。