脑科学与教育入门

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小泉英明
高等教育出版社2009-11

用光导脑地图仪探测人的“心灵”

  我们开发的光导脑地图仪是一个有可能“探测”到人的心灵的装置。下面我将这本介绍光学显像扫描仪的《培育•学习•治疗——脑图鉴21》(工作舍出版)一书中的内容简单介绍一下。

  只要将光导脑地图仪装置简单地戴在被测人头上就能对大脑功能进行扫描和照相。因为头盖骨和脑内组织会把光线打散乱,所以看不到特别细微之处,但是可以观测到大脑内部的各种特征。而且,用这个仪器测试时被测人可以活动,能在比较自然的环境中进行检查,因为测量坐标是固定在被测人头上的。半导体发出的红外线通过头发发根的空隙照射到大脑内部,然后被大脑皮质反射、发散后再返回头皮,最后到达半导体检测器。普通的核磁扫描仪非常笨重,被测人也得长时间一动不动地呆着,尤其是测试婴儿时,很难让婴儿固定不动。所以光导脑地图仪对于大脑功能观测是绝对有效的。

  神经活动比较活跃时,这部分神经周围的血流状态也会随之发生变化。实验已经确认,第一感觉中枢和第一运动中枢在神经活动活跃时氧化血红蛋白的浓度就会增加。用光导脑地图仪能够通过测量氧化血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度比例知道这部分组织是否摄取了充足的氧,然后计算出氧化血红蛋白和脱氧血红蛋白浓度和血的含量之比,这些指标常常用来表明大脑的活性。

  我们知道物质的最小单位是原子,科学研究从测定原子开始,沿着原子、分子、生物组织的脉络,最后将是对心灵进行“测量”。我已经到了以后不知能工作到哪天的年纪了,所以我会用我的余生精力开始全力研究“精神测量”的课题。

  “测量”人的精神的话题在稍早以前人们还会认为是天方夜谭,尤其是作为一名物理学家却要开始在自己的课题里研究精神方面的内容,很多人听了都会有“他脑子有毛病吧”,或者“他是不是年龄太大了呀”之类的感叹。但那是上一个时代的看法了,最近时代发生了变化。剑桥大学物理学专业的凯文迪什研究所就曾邀请我过去举办一次“精神测量”的研讨会,我和日本已故的小田稔先生等几人前往参加了会议。可见这个出过20多位诺贝尔奖得主的物理学专门研究所对“精神测量”的内容也是非常感兴趣的。

  后来,美国麻省理工学院(MIT)也邀请我去参加同样题目的研讨会,我们和利根川进先生所在的脑科学研究小组、诺姆•乔姆斯基先生所在的语言学和哲学研究小组共同举办了这次研讨会。这也预示着将来自然科学与人文科学会有更多的接触,这种趋势还将向全世界范围发展。要使自然科学与人文科学的相互融合成为现实,就要利用大脑高级功能的测量方法,物理学家就派上用场了。