新发现带来的新思考

加拿大神经外科医生彭菲尔德因发现身体的各个部位在运动皮层和体感皮层上的代表区而闻名于世。他生前曾在1956年被誉为当时还在世的加拿大人中最伟大的一位，生后还上了加拿大的邮票。他的专长是手术治疗癫痫。不过他最伟大的贡献是，要求手术前对待切除脑区是否有重要的功能进行检查。因为这种术前检查是十分必要的，如果误切了某个脑区造成的危害比癫痫发作更糟的话，那就得不偿失了。在手术治疗癫痫中，他“顺带”发现了许多脑的奥秘，以至于他把癫痫称为他的“好老师”。

彭菲尔德出生于一个医学世家，从小备受医学熏陶，但生活并非一帆风顺。在他只有8岁的时候，他的父亲因医业失败，而不得不与自己母亲分居。从学生时代起，彭菲尔德就表现出了坚毅的性格，不达目的誓不罢休。20世纪20年代初，当他在英国国立伦敦医院工作时，彭菲尔德迷上了癫痫研究。为了能有条件研究癫痫，他辞谢了美国医院给他的高薪全职外科医生职位，转而接受一些临时性的、薪酬不高但是可以把做手术和研究结合起来的职位。

1928年，时年已37岁的彭菲尔德终于在加拿大蒙特利尔的皇家维多利亚医院找到一个可以在附近的麦吉尔大学兼职的外科医生职位。他在那里的研究课题是：脑外伤之后的瘢痕组织是怎样形成的，它又是如何引起癫痫发作的。彭菲尔德认识到，为了充分认识癫痫并且治疗癫痫，需要有各种专家在一起通力合作，这样他就想建立一个研究所，把内科医生、神经外科医生和病理学家组织在一起工作。1934年他建立起了蒙特利尔神经学研究所。

彭菲尔德在通过手术治疗癫痫时发现，首先面临的问题不是确定引起癫痫的瘢痕组织如何形成，而是要确定切除瘢痕组织后不会导致病人在行为或精神上有明显的毛病。脑中的许多部位在被切除一小部分后并不会导致人在行为上表现出某些缺陷，不过负责运动和语言的脑区不在此列。为了避免无意中损伤这些部位，彭菲尔德想出一种方法，在手术之前先用微弱电流刺激暴露在外的脑表面。由于脑内本身没有痛感受器，所以只要对头皮局部麻醉就可以进行手术了，病人意识始终保持清醒。如果刺激引起肢体的突然运动，或是病人突然叫喊，那么这就意味着刺激到的地方和运动或语言有关，应该避免手术。由于病人是清醒的，所以彭菲尔德在给病人施以刺激时可以随时问他们有何感觉，并且把刺激到的地方和相应的反应在脑的图谱上标记下来。不过大部分地方并没有什么反应。只是偶尔病人会觉得肢体上有刺痛感，突然运动或发声，或是话说到一半突然停止。这些地方就是彭菲尔德在后面手术时不能切除之处。他们的这一方法大获成功，在其病人中有45％结果理想，20％大有改善，35％的病人略有改善。在他所做的2000例中死亡率不足1％。这种做法后来成了全世界切除瘢痕组织治疗癫痫时所必须遵循的规范，并被称为“蒙特利尔规范”（Montreal procedure），并一直沿用至今。

蒙特利尔规范除了在临床上应用成功之外，还在阐明脑机制方面起了一个意想不到的作用。在运动和体感方面，彭菲尔德发现了身体各部位在运动皮层和体感皮层上的代表区就像一个倒立的小人，由于这和语言无关，我们在这里就不多说了。

彭菲尔德关心的另一个问题是，语言中枢的确切部位。他要病人高声朗读，同时用微弱的电流刺激脑各处，看刺激到什么地方会突然终止朗读。他的工作再次证实了前人有关语言中枢在大脑左半球的论断。不过与前人有所不同的是，除了著名的布罗卡区和韦尼克区之外，彭菲尔德发现运动皮层前侧的辅助运动皮层也和语言有关，因此语言所牵涉的解剖部位要比以前人们所认为的复杂得多。他还发现没有两个病人语言区的部位是一模一样的，实际上，语言功能在皮层上分布很广，这就使得蒙特利尔规范对癫痫的手术治疗更为重要了。

不过，彭菲尔德的这一发现在学术界并未得到其应有的重视，几乎所有的教科书上都还在重复这一经典学说：位于左额叶的布罗卡区是说话的中枢，而位于左颞叶后侧的韦尼克区则是理解语言的中枢，两者由弓形束联结起来。一直到2016年才有学者大声疾呼：“布罗卡和韦尼克都过时了！”这是因为人们发现所谓的布罗卡区和韦尼克区的解剖位置并非那么精确，而且除去这两个区域之外，还有其他脑区也和语言功能有关。脑中和语言有关的脑区还广泛地分布在额叶、顶叶和颞叶的许多脑区，甚至基底神经节、丘脑和小脑的某些部位也和语言有关。而联结有关脑区的神经通路也不只是弓形束，还有许多其他神经束，例如钩状束、下额颞束、中纵束和下纵束等。因此有人下结论说：“由于认知神经科学和神经心理学研究的进展，有关语言的神经生物学的理论框架已经走到了十字路口。……历史上的主要理论框架模型，即经典的‘韦尼克—利希特海姆—格施温德’模型和相关术语已经不再适用于当今语言的神经生物学研究。我们认为该模型：（1）所依据的脑解剖知识已经过时；（2）不能表示和语言有关的分布式联结；（3）是一种模块化和‘有语言中心’的思想；（4）只注意皮层结构，而在很大程度上完全忽视皮层下结构和相应联结。……所谓的布罗卡区和韦尼克区并没有大家一致公认的解剖学定义，我们认为应该用在解剖上更精确的定义来取代这些术语。我们说明了和语言有关的连接组的分布特性，它远不止格施温德式经典模型中的那条单向弓形束通路。”

不过笔者以为，也不宜过度否定原来的经典模型，毕竟这一模型阐明了语言机制的一些重要方面，并且促进了脑功能定位的思想。只是不要把此模型绝对化，认为除此之外脑中再无和语言有关的部位和通路了。另外，所谓的布罗卡区和韦尼克区在解剖部位上难以精确定义也是一个问题。

从布罗卡革命开始到现在已经过去了100多年，虽然如上所述，我们在对语言的认识方面已经取得了很大的进步，但是许多问题依然悬而未决。例如，布罗卡区等脑区中的神经回路是怎样来实现这些脑区的功能的？这些脑区有多大程度的自主权，又是如何通过相互作用最终产生流利而有意义的语言的？语言与思维之间的关系究竟如何？我们能不能不通过内心独白就能进行思考？如此等等。拉马钱德兰甚至把人类怎样会产生这样独一无二的语言和意识并列为自然界最难解开的谜团。

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(1) 据爱因斯坦说，他的一些最重要的思想在开始时并不是通过语言，而是通过图像和数学方程式想出来的。可惜笔者不是爱因斯坦，无从体验这样的过程。

(2) 有关这些问题的比较详细的介绍可参看拙作《脑科学的故事》和《脑海探险：人类怎样认识自己》。

(3) 这是人类历史上第一部有关脑外伤及其治疗的书，以美国埃及学学者史密斯（Edwin Smith）的姓名命名，1862年正是史密斯从埃及当地一个文物贩子手中买到此书。

(4) 古代基督教信仰纲要之一，相传是使徒所订，后经考证，今本定型于7世纪。

(5) 有关他的故事及后文中涉及的有关哈维、加尔的颅相学的故事请参看拙作《脑海探险：人类怎样认识自己》一书。

(6) 林奈以其作为植物分类学的奠基人而更为人所知。

(7) 鼻腔在中鼻道前面的部分。

(8) 关于tan的真正发音，笔者看过介绍到这一故事的原版录像片，其中的发音确实是“他”，而不是“谭”或其他音译。

(9) 2000年诺贝尔奖得主，坎德尔把拉马钱德兰称为“近代布罗卡”，当然这并不只是由于他研究了这位近代“他”先生，而是因为他在一系列神经病学研究中（例如幻肢和治疗幻肢痛、联觉、自闭症、镜像神经元等的研究）作出了开创性的贡献。关于他的更多故事可参阅拙译拉马钱德兰著，《脑中魅影：探索心智之谜》，湖南科学技术出版社，2017。

(10) 原文是lemme，本来应该说的是let me（让我），但是哈姆迪博士口齿不清，说成了lemme。