我眼中的诺贝尔奖获得者罗杰·斯佩里
作者: 加扎尼加 / 4891次阅读 时间: 2017年6月03日
来源: 《双脑记》 标签: 加扎尼加 斯佩里
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我眼中的诺贝尔奖获得者罗杰·斯佩里
1981年10月30日发表于《科学》杂志
摘自《双脑记》

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4BU1{!Q:b5_TBx| J01981年的诺贝尔生理学或医学奖颁发给了3位在美国工作的科学家。其中一半授予加州理工学院的罗杰·斯佩里;另一半则由哈佛大学的大卫·休伯尔和托尔斯滕·威塞尔(Torsten N.Wiesel)共同获得。

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.]m)q:Z|0A Y9P0当听说罗杰·沃尔科特·斯佩里博士荣获1981年诺贝尔生理学或医学奖的新闻时,他的同事和学生只会提出一个同样的问题:“获奖的是他的哪一部分工作?”得知具体结果之前,在大家看来具备获奖资格的研究领域至少有三个:发育神经生物学、实验心理生物学以及人类裂脑研究。当然,最终获此殊荣的是最后一个领域的研究,但是斯佩里在其他研究中培养出的弟子们坚信,另外几个领域的工作同样受之无愧。

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对那些相信理解人类意识过程是神经科学的终极目标、且可以用科学严谨的方法来进行研究的人们来说,身为加州理工学院生物系心理生物学教授的斯佩里获得诺贝尔奖的消息无疑是一种激励。这意味着罗杰·斯佩里为理解人类大脑意识过程所做出的不懈努力得到了极高的认可,他的努力开始于40多年前,起点是一些相关但更加基础的研究,随后他凭借着卓越与激情将这份事业延续至今。事实上,现今神经科学领域探讨的研究对象与科学问题当中,有相当一部分可以说是依靠罗杰·斯佩里的工作才拥有了清晰的概念。心理学空间PQP#p X2fI

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诺贝尔奖提及的关于人类大脑的研究开始于20世纪60年代早期,而将这些裂脑研究得出的一些最初的观察结果应用于后续的大脑研究当中的正是斯佩里引领的团队。一切可追溯至1961年,约瑟夫·博根医生为了帮助一位48岁老兵控制他那用其他方法无法医治的顽固的癫痫症状,提出了一个裂脑手术方案。博根知道斯佩里曾经在动物身上完成过切断大脑半球连接的实验,斯佩里和罗纳德·迈尔斯也已经证明了左右半球分离的惊人后果,即一侧大脑半球学会的信息不能转移至对侧半球。在人类研究起步时,动物实验范式已被广泛运用于世界各地的实验室。心理学空间4y&G ^7fLl)Y#ro

&mr(i[3Mpo0事实上,与20世纪40年代早期开展的一些前期的人类研究结果进行比对时,斯佩里的动物实验结果可谓截然不同。这些前期研究认为切断——按照他们的原话——“前脑连合”(forebrain commisures)不会对半球间的信息交流造成明显的影响。这些研究也在某种程度上阻碍了“大脑中存在具备特殊功能的离散通路”这一观点的发展。当时人们对裂脑手术的效果及其对癫痫的控制作用尚存疑虑,不过,在仔细重审过往病例之后,博根得出了结论,认为手术有很大的可能性能够缓解病人的症状。事实证明他是对的。在这样一个新背景之下,研究者开始有机会在裂脑病人身上开展新的实验观察,而病人们多年来的慷慨协助则使得这一任务的实现成为可能。

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裂脑病人能够用不会说话的右半球产生一系列协调而完整的行为,而主管语言功能的左半球却无法对之进行描述,也无法理解其中的意义,这一激动人心的现象超出了所有人的意料。那真是一个令人心甜如蜜的下午。很明显,动物模型的推论对人类同样成立,斯佩里也因此策划了一个持续至今的人类裂脑研究项目。这些研究发现为诸多领域带来了启示,从意识与大脑分工理论,再到认知科学与临床神经病学,甚至还有关于人类价值的思考,这一切全部都是由斯佩里的实验室一手带动的。对一大批前来加州理工学院深造的学生而言,斯佩里是一位极其慷慨的导师,这些学生包括科尔温·特莱瓦森、杰尔·利维(Jerre Levy)、罗伯特·内贝斯(Robert Nebes)、查尔斯·汉密尔顿、埃兰·赛德尔(Eran Zaidel)和我,在这则裂脑人故事的发展进程中,我们都贡献出了自己的一份力量。不过,总体上来说,成就依旧属于罗杰·斯佩里。斯佩里有一种只会对关键问题萌生兴趣的天性,他也时刻敦促门下这群年轻的科学家去思考那些重大的科学问题。心理学空间-s,b,r2Be8}

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Ht$y4p6w0斯佩里实验室的人类研究工作主要可划分为两个阶段。第一阶段为确定裂脑手术会对病人带来哪些神经及心理方面的后果,以及考察分离后每侧大脑半球的心理学特性。6年间积累的实验数据表明,皮质连合在大脑半球间知觉及运动功能的整合当中起到了关键的作用。这些研究还发现,不会说话的右半球具备一些特殊的能力,可以用于进行非语言加工,与此同时,正如人们所预想的那样,左半球在语言功能方面更具优势。让不同的大脑半球对实验任务做出回应,再从中确定每侧半球的专属功能,如此确凿有力的实验范式在脑科学史上还是头一回。过去在大脑损伤病人身上观察到的临床现象虽然有其重要价值,但它们只能展现大脑功能缺失的后果,若是谈及这些大脑功能彼此分离却又同时存在的状态及其偏侧特性,大脑损伤病人研究就无能为力了。最后,对心理理论来说,病人的一侧大脑半球无法觉察另外一侧半球活动的现象也具有极为深远的意义。心理学空间DW D*v(}+|M

\&RI:md2ZT8Q,O0第二阶段的研究着重描述了两侧大脑半球在认知加工方面的风格差异以及右半球的特殊语言能力。参与这些研究发现的不光有斯佩里,还包括其他一些探索大脑偏侧化特性的研究者,在神经损伤病人和正常人群中收集的数据也被纳入了讨论。所有这些成果为我们理解人类大脑结构本质提供了丰富的可能性。研究引出的一些问题激起了人们极大的兴趣,在当下的神经心理学界,依旧有相当一部分研究在试图为当中的核心问题寻找确定的答案。心理学空间 |~z$cp

4s?hMI0必须记住的是,以上提到的这些研究的先驱正是罗杰·斯佩里早年完成的一系列工作,这些工作也为当今发育神经生物学领域的相当一部分研究主题奠定了基础,而与之相关的实验大概占据了神经科学家全部工作的半壁江山。故事开始于20世纪40年代的芝加哥大学。当年还是一位研究生的斯佩里向他那位了不起的导师保罗·韦斯提出的神经生物学理论发起了挑战。该理论的核心思想为“功能先于形式”,即中枢神经系统及其外周连接并非由遗传决定。斯佩里在20年的时间里完成了一系列一个比一个精彩的实验,并从中发展出了“化学特异性”(chemospecificty)理论。他认为在细胞间特定连接的建立过程中,化学梯度起到了关键的作用,这一观点在今日依旧是神经生物学研究所探讨的核心问题,每一位现代发育神经科学家都在试图寻找其中的漏洞。心理学空间vlJB I [

{$WsGuaa,y0离开芝加哥后,斯佩里来到了耶基斯实验室(Yerkes Laboratory),并和卡尔·拉什利一起度过了一段意义重大的时光。斯佩里再次凭借直觉否定了当时主流的大脑功能模型,并向拉什利的等位性和总体活动理论发起了挑战。他启动了一系列新研究,在某种程度上为日后的动物裂脑实验成果奠定了基础;与此同时,他还彻底颠覆了格式塔心理学家关于脑机制和知觉加工的若干条理论。20世纪50年代早期,斯佩里已被公认为一位脑研究领域的世界级专家,他受到诺贝尔奖获得者乔治·比德尔(George W.Beadle)的邀请来到加州理工学院,成为一名心理学专业的希克森教授85。加州理工学院是一家一流的研究机构,加州理工学院的希克森教授更是一份了不起的工作。于是,斯佩里在此安定下来,开始了他在动物及人类裂脑研究领域最主要的系统性工作。心理学空间0A;@ rY| FK

X-v#l)EPJ!qn@0如今,科学工作者的生活并不像过去那样充满乐趣。取而代之的是耗时而又枯燥的行政工作以及故弄玄虚的官话;开展实验和撰写基金时,总会有人没完没了地追问所谓的“项目应用前景”,你也不得不花时间回复这些平庸无味的问题,如此等等。近50年来,科研经费逐年缩减,对细枝末节的穷追不舍也越来越紧,部分人甚至开始相信细枝末节才是科学。我们都清楚这一现状,每当我不得不处理其带来的种种现实问题时,我都会想到斯佩里。他从来不去死扣研究中那些无关紧要的细节,当人们大谈后续实验计划时,他也会皱起眉头。他知道科学真正的运作方式:科学发现往往在不经意间诞生,却又引领无数后来者怀着满腔的热情为之奋斗。他从来不参与政治游戏,也从不屈服于无聊的细枝末节。我希望斯佩里那坚定不移的行事方式与此次的诺贝尔奖能够成为一种信号,提醒科学界做出改变,好让一切重归正轨。对我来说,在斯佩里实验室工作的几年是一段快乐的时光,他总能巧妙地激发我们的学术激情,并在团队里营造自由探索的氛围,为了跟上他的脚步,我付出了许多努力。

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斯佩里那光辉耀眼的学术生涯起步于一个特殊的时期。当年,脑科学还不是什么时髦的领域,不起眼的脑科学家们潜心研究脑的运作机制,其原因是他们对大脑如何产生行为的问题萌生了兴趣。在某种意义上,他们感兴趣的不是大脑本身,这一点与如今的许多神经科学家并不一样。他们的实验一直着重于理解行为背后的生物系统,最终目标则是寻找自我意识的起源。此时,罗杰·斯佩里主要研究的是个体神经特异性,他发现这一课题能够为另外一个更为宽泛的科学问题提供启示,并对自己的观点进行了讨论。这里提到的科学问题正是经典的“先天还是后天”问题,与斯佩里一同荣获诺贝尔奖的大卫·休伯尔和托尔斯滕·威塞尔同样对之开展了深入而又有力的探讨。

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斯佩里的研究方法同样可在另外一篇精彩的论文中得到体现。该论文报告了鱼类的部分行为会受到选择性手术处理的影响而发生改变,并据此提出了“传出副本理论”(efferent copy theory),该理论现已成为当下绝大多数知觉运动研究的核心思想。除此之外,斯佩里的代表性工作还包括20世纪50年代的一系列经典的关于“条件化反应的神经基础”和“神经病学与中脑问题”的理论性论文。简而言之,作为一位神经科学家,罗杰·斯佩里非常清楚自己选择研究大脑的理由。他希望通过自己的研究来阐明人类的生物及心理学特性,这是一个至今尚未解决的科学问题,但在斯佩里的帮助下,我们对该问题有了更清晰的定义和更深入的认识。纵观人类历史,斯佩里的贡献当属独一无二。

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