思维科学探索-第15章
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实验方法,终于揭示了“大脑两球在功能方面具有高度专门
化,而且许多较高级的功能集中在右半球。”“胼胝体对意
识的整合具有极大的重要性。”斯佩里研究成果不仅有力地
推翻了“左半球占优势、右半球占劣势”的传统观念,驳斥
因此,斯佩里荣获
胝体只是脑的支持物”等错误观点。并“使得我们能
够深入地了解大脑的内部世界,他的大脑两半球功能专门
化的发现为我们了解大脑的更高级功能提供了一个全新的轮
廓。
当之无傀的。
斯佩里从神经原网状物胚胎学研究到动物分离脑研究,
再到人的分离脑研究,既是一个连续探索过程,又是一个不
断发现过程。斯佩里之所以能够在连续探索过程中不断获得
新发现,这是由于他自觉或不自觉地遵循了下列原则:一是
客观性原则。世界上的一切事物和现象,它们的存在、变
化、发展以及彼此之间的联系和内在规律,都是客观存在
的。坚持实验的客观性就是从实际出发,对实验对象、内
容、结果作客观性分析研究,只有当主观辩证法如实反映客
观辩证法时,才能在科学研究中有所发现、有所前进。例
如,对于认识分离脑病人术后并没发现功能缺陷这一事实来
说,由于拉什利没有深入研究以此来揭示客观存在着的两半
球在功能上的微少差异,以致他提出“胼胝体只是脑的支持
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从受试者的行
体在统一两半球之间
物”的错点观点。而斯佩里通过深入细致的心理学实验,客
观地分析研究两半球的功能差异,不但揭示出两半球在功能
上的差异性,特别是证明了右半球在某些方面具有优于左
半球的高级认识功能,同时确证了胼
功能中的重要作用。同一个实验事实,前者限于表面,主观
结论不符合客观存在的事实,也不可能作出科学发现;后者
善于深入,主观结论符合客观存在的事实,获得了科学发
现。二是普遍联系原则。世界上任何事物和现象都处于互相
联系、彼此制约之中。孤立存在的事物和现象是不存在的。即
使是限于目前人类科学技术水平和知识水平而至今尚未探明
的事物和现象,它们彼此之间以及与已知事物之间都自始至
终存在着联系。具有洞察力的科学家善于抓住事物和现象的
“蛛丝马迹”,用普遍联系的观点看待一切,从而赢得科学
学发现的“优先权”。例如,斯佩里从动物分离脑研究中的新
发现联系到人脑两半球在功能上有无独立性和互补性;从左
半球的优势功能联系到右半球有无优势功能
为、表情联系到两半球的功能差异等等。三是辩证思考原
则。对于观察和实验所获得的结果,只有通过辩证思考,才
能洞察幽径,有所发现。例如,斯佩里通过对大量的左、右
半球单侧化测试结果的分析研究,由此断定两半球各有较高
的认识功能并紧密地结合在一起工作等等。
更为重要的是,斯佩里能够在科学的前沿阵地脑科
学上,荣获桂冠,同他科学地运用实验方法密切相关。
所谓实验方法,就是人们根据研究的目的,运用科学仪
器、设备,人为地控制或模拟自然现象发生发展过程,在特定
的观察条件下,探索客观事物及其规律的一种研究方法。
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使左、有脑半球各自处理输
科学实验是科学研究的一种重要研究方法,它是变革世
界的一种实践形式。科学实验是自然科学知识发展的重要
源动力,又是检验自然科学知识真理性的重要标准。科学实
验具有纯化或强化研究对象的特点,它们都是科学发现的重
要途径。
实验方法是研究心理学,探索心理奥秘不可缺少的方
法。心理实验方法有许多优点:第一,可以较好地控制实
验条件,把心理现象在自然情况下存在的多方面特性逐一加
以分离,进行单因素的分析。第二,可以借助于专门的仪器
设备作精细地观察、记录和测定。第三,可以根据需要,多
次重复所要研究的现象和过程,进行反复检验。第四、可
以验证旧假说、旧理论,创立新假说、新论理。斯佩里主要
运用了以下心理实验方法:
功能的实验方法。传统的脑功能研
一、隔离实验。这是一种在特定条件下通过隔离信息
处理、加工过程来研究
二是“刺激法”,即研究用电刺
究方法主要有两种:一是“损伤法”,即研究部分损伤或部
切除大脑半球对动物或人的心理、行为的影响,以此确定损
伤或切除部分的大脑功能
激作过脑外科手术的清醒病人的大脑各部所引起的反应,以
此确定大脑各部的功能所在。这两种方法对研究脑功能定位
起了重要的作用。然而,大脑是一个高度复杂的神经系统,
某一部位的切除或刺激都可能引起整个系统功能的变化,因
而这两种传统的研究方法或多或少具有某些局限性。斯佩
里采用了与传统的研究方法迥然不同的“隔离法”,即运用
切断大脑两半球之间的通路(胼胝体)的方法,在确保左、
右脑半球功能完好无损的状况下,
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入的信息却互不交往,以此来确定大脑两半球的具体功能这
种比“损伤法”和“刺激法”进步的新研究方法的运用,是
斯佩里能够比较成功地揭开大脑两半球之迷的关键性一步。
就是因为正常的动物或人的大脑两半球,经胼胝体的连接沟
通,形成一个统一的整体,当胼胝体切断后,大脑两半球成为
独立的半球,身体的两侧就置于各自独立的控制下,即大脑左
半球控制右眼和右半身,右半球控制左眼和左半身。然后人为
的图象(或文字)、左手触摸到物体
地严格控制分离脑动物或分离脑人的感受野,如让左眼看到
感受只反映到右半球,
而让右眼看的图象(或文字)、右手触摸到物体的感受只反
映到左半球,这就排除了干扰因素,确保了每个半球独立地处
理信息。在通过对电视摄象机拍录下受试者的行为反应的分
析研究,从而科学地揭示了大脑两半球的高度专门化功能。
二、比较实验。这是科学研究中最常用和常见的一种实
验,它用比较的方法来找出或确定两种以上事物(性质、过
程??)之间的异同、优劣等。斯佩里在其整个脑功能研究
中,把比较实验方法应用于下列研究:
其一,分离脑动物和分离脑人的研究。动的脑和人的
巴甫洛夫及
脑、动物的心理和人的心理既有必然联系又有本质区别。通
过对动物脑和人脑、动物心理和人的心理的比较研究,可以
科学地揭示两者的联关和区别。例如,
其助手们利用狗作了大量的生理心理实验,为探索人的心理
规律开辟了道路,提供了依据。同样,斯佩里先将猫的视交
叉,胼胝体作外科手术分离,然后分别使左、右眼解决问题。
他发现猫脑的每个半球象一个完整的脑一样,可能进行相当
独立的感知觉、学习和记忆。斯佩里用猴子来作类似的实验,
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记忆经验的认识领
识到
斯佩里在总结动物分离脑的研究
同样发现“每一个半球都可以产生不同的记忆模式,都能够
表演不同的辨别的任务。
的确是完全没有意
结果时指出:大脑各半球似乎是一个独立的智能区域,它们
是在完全不管另一半球中发
生什么的情况下工作的。这种分离大脑的动物在实验情况下
表现出来的行为仿佛有它两个全然独立的脑子以的。”六十
年代初起,斯佩里将动物分离脑的基本研究方法应用到为治
疗难以控制的癫痫病而作过分离脑手术的病人身上。实验证
明,正象斯佩里于五十年代在动物分离脑研究中发现的那
样,“每个被分离的半球好象都意识不到另一侧半球的认知
事件。”换言之,“每个大脑半球都似乎有它自己的、大量
独立的、具有自身的感知觉、学习与
域。”就这样,通过比较实验将分离脑动物和分离脑人在
脑功能方面的相同之处揭示了出来。除此之外,比较实验还
可以反映出同类或相近的事物之间的不同点。例如,斯佩里
在分离脑人研究中,发现“分离的右半球存在着另外的、高
级认识能力”,诸如自我意识社会意识和一定的语言能力、情
感表现等等。这是动物和人的根本区别所在,也是分离脑动
物不具有的高级认识功能。
其二,左半球和右半球的研究。斯佩里在“隔离实验”
的基础上,对左半球和右半球作了大量而又多方面的比较心
理实验,初步令人信服地揭示了左半球和右半球在功能上的
差异性和互补性,从而使人们对大脑这个微妙世界有了更
新、更深入的了解。例如,分离脑人能用口头或书面十分正
确地处理和描述左半球所获得的视觉和触觉信息,而当同一
信息呈现给右半球时,或没有言语反应或胡乱的猜测,却
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理性
性的创造精神财富的活动,这些都带有理
征。
马克思指出:“科学就在于用理性方法去整理感性材
料。”而归纳、演绎、类比、分析、综合、抽象等就是科
学研究中的理性方法。在科学研究中,无论是实验课题的选
择、实验设计和实施,还是对实验结果的分析、提出科学的
结论,都广泛地运用这些理性方法。下面就以斯佩里在分离
脑研究中的几项突破性发现及分析为例,简要阐述一下
方法在科学发现中的重要地位。
一、研胝体传递作用的确立。胼胝体是连结大脑两半球
够在非言语的测验中确认它;分离脑人的右半球能够以多种
方式来表示情绪,左半球能够读出右视野中的信息和完成计
算问题等等,斯佩里根据大量的测试结果,得出结论:左半
球主要负责言语、逻辑、计算功能;右半球主要负责空间、
综合、情感、知觉等功能。左、右半球在功能上既互相独立
又彼此互补。这为人们深入了解两半球的高级专门化功能提
供了一个崭新的轮廓。
由此可见,实验方法的确立,实验设计的精巧在科学发
现中起着重要的、有时甚至是决定性作用。科学史上每一项
重大科学的发现,都与科学家们将知识和智慧倾注于实验方
法的确立以及实验步骤的设计上密切相关。
实验的成功,科学的发现与否,除了科学实验方法和精
确实验设计等因素之外,主要取决于理性思维。这不仅因为
实验作为自然科学研究的一种方法,又同归纳、演绎、类
比、分析、综合、抽象等逻辑方法互相联系、互相贯通、融
为一体,而且实验本身需要自然科学理论的指导,又是探索
思维活动的特
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二十世纪初, 利普曼
) 依
的神经束,对于它在脑功能活动中有无作用问题,在一个相当
长的时期内一直悬而未决。拉什利(
胝体同两半
据分离脑人没有功能缺陷的迹象,以此认为“胼胝体只是为
保持半球而存在。”五十年代初,人们还认为
发现, 损
球“看来是不相干的” ,以致成为“一个令人不解的事
情。”与众不同,斯佩里一方面以历史的、逻辑的眼光考
察前人积累的科学证据,如十九世纪末
伤两半球间即从右半球视觉皮层到左半球的语言中枢的视觉
路线,则会产生完全的失语症
的真实证据等
)报告了损伤胼胝体的前部将会引起失语症
另一方面分析总结了他本人及其同事在五、
六十年代所作的分离脑动物和人研究中的一系列新发现,
由此得出结论:分离的两半球各有独立的知觉、学习与
记忆经验的认知领域。胼胝体并不是象拉什利所认为的那
样,“只是脑的支持物”,而是起着两半球之间信息的决定
性传递的作用,由它“综合和汇集两个脑半球的知觉和认
识”,因此,“胼胝体的活动成了意识事件的一部分”。
至此,胼胝体在完整大脑中的作用终于由斯佩里弄清楚了。
科学资料,这是一个分析和综合的过程
从分析前人积累的实验证据到总结本人在实验中所获得的
将分离脑动物研究
之结果延伸到分离脑病人、正常人的脑功能研究,这是一个
是一个比较、类推的过程
比较、类推结果延伸到分离脑病人、正常人的功能研究,这
从大量的分离脑研究结果引出两
半球在功能上的独立性以及胼胝体传递信息的作用,这是一
个科学抽象过程。由此看来,分析、比较、综合、科学抽象
等逻辑思维方法贯穿于整个实验过程的始终。
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也能通过右半球达到正
二、右半球优势功能的发现。一个多世纪以来,人们一
直认为左半球是占支配地位的优势半球,右半球则是从属的
劣势半球。这个神经学上的传统观念取决于以下科学依据:
区
、选择性地损伤左半球最终可导致人的阅读能力的丧失,
然而却能同时保留说话和交谈的能力。
、左半
(语言区)的病灶性损害可导致人的理解口语能力的废除。
、左半球的损害可引起学习性随意运动疾病的产生。
球缺乏言语等高级认识功能。这种认为大脑半球有优势和劣
势之分的传统观念,直至五十年代末六十年代初仍沿袭流传
着。也正是这个时候,斯佩里及其同事对分离脑人进行了一
、分离的右半球也能够阅读闪现
、分离脑人能够用右半球去选择
、对于
与呈现的物体和图片相匹配的正确的书写的或口述的词。
如“点火”、“盛水”、“测距”等口述短语,
又不患
确地触摸取出对应物,并描述它们,
等等。斯佩里由此认为,右半球既不患“语聋症
字盲症”,却有“相当大的认识理解和语言理解以及既能写
又能说的能力。”特别是,右半球能迅速地在一系列画象
景的情绪反应,还以各种情绪表达形式回答
或照片中辨认和认出他本人的照片,并由此同时引起适合情
种问题等,从
而推论出右半球具有自意识和社会意识等高级的认识能
力。进而明确指出在空间、美感、音感以及情绪表达等方面
右半球优势于左半球。斯佩里关于许多较高的功能集中在右
半球的新发现,有力地正了盛行一百余年的左半球是占优
势半球的传统观念。凡此种种,每一个科学发现的分析以及
科学结论的确立,无一不是运用科学逻辑的结果。
系列单侧性试验。发现:
在左视野的书面的词汇。
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联系不起来,或者连二者之间所存在
如恩格斯所说:“没有理论思维,就会
三、大脑两分法和意识两分法的思考。六十年代,斯佩里
在分离脑病人的研究中,发现了分离的两半球各自具有较高
的认识功能,似乎每一侧分离的大脑半球都有它自己的精神
状态,然而每一侧半球与另一侧的意识经验明显地断离着。一
认为,每一个大脑半球必须
系列新发现公诸于世后,顿时在心理学、哲学、生理学、医学
等界激起了“轩然大波”,关于人有无两种精神的哲学争论
引起了人们的关注。帮格
有它自己的精神,不但在手术之后,而且在正常完整的况
也是这样,这就是说,正常的个人被解释为以各自的半球为基
础的两个人的混合物;艾克尔所则认为,只有唯一的语言优
势半球才是有意认的,并因此保持着意识的统一。总之,被
分离的劣势半球则象一架自动的或复杂的计算机一样进行操
作。面对大量分离脑研究的新发现,斯佩里作了冷静而缜密
功
思考。他认为,意识在正常脑中是统一的,而在分离的脑