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人对外界环境的认知,来自身体的感觉系统,无论视、听、触、嗅、味等感官,都让我们与外界产生联系,少了其中任何一样,都是遗憾。感觉的产生,起因于我们身体内外的感受器,受到了物理能量变化(如声、光、力、温度)或化学分子的刺激而兴奋。这种局部的兴奋,必须通过感觉神经末梢,一路传回大脑皮质的感觉区后,我们才能感受到。
不少人或许有所体会,人的感官并不完美,比如超过或低于一定波长、频率的光线、声响,眼及耳就看不见、听不着。我们自以为是的感觉,有时却不一定为真。因为从周边到中枢的感觉传导路径上任何一点遭到改变,都可能影响感觉信息,造成感觉的加强、减弱、扭曲,甚至无中生有。这方面较为人所熟知的是视觉,许多心理学或通俗科学读物里,都有许多刻意设计的图形,制造出视觉的假象。以发现DNA结构成名的诺贝尔奖得主克立克最近二十几年改行研究认知科学,他写的一本普及读物《惊异的假说》里,就有许多视觉假象的例子。
至于人的本体感也会制造假象,可能就没有太多人晓得。我们对自己可是熟悉无比,想都不用想就知道手脚在哪儿,闭着眼睛以手指摸鼻子,也绝不会摸到嘴巴去。三年前,加州大学圣地亚哥分校的脑及认知中心主任拉马迁谆写了本《脑中幻影》,其中介绍了两个小实验,可让我们体认一二,本体感也是很容易改变的。
第一个实验需要三个人参与,其中两人面对面坐定,靠近但不碰触。受试者以布蒙眼,在第三者引导下,将其右手食指置于对坐者的鼻尖,然后以按键盘方式,轻敲对方鼻头。与此同时,第三者也以指尖模拟同样的频率,轻敲受试者的鼻尖。经由同步进行的动作及感觉,受试者会误以为他在敲自己的鼻子。用不了多久,他会感觉自己的鼻尖已不在原来的位置,而飘浮在一手之遥的对面空中。
第二个实验是由两个人隔着张桌子,面对面坐定,该张桌子的桌面必须不透明,并且前后两面都没有遮挡。受试者将一只手伸到桌面下方,眼睛则看着桌面;测试者的一只手也伸至桌面下,以指尖轻搔受试者的手背(受试者看不到这个动作)。与此同时,测试者的另一只手,则以同样的频率,轻搔受试者手臂上方的桌面位置。不要多久,受试者会感觉桌面变成了自己的手臂,接受着搔痒。如果测试者出其不意,拿把榔头重敲桌面一下,受试者还会惊呼出声,以为自己的手被砸到。
以上两个实验可以让我们了解,人固然有个实际的肉体存在,但唯有靠感觉系统的传递,我们才有本体的感觉,同时这份本体感可轻易受到扭曲。接受过局部麻醉的人,就晓得失去身体一部分的感觉,而习惯使用某项工具的人,其本体感也会扩张到工具之上。像坐在方向盘前的驾驶人,本体感就扩大至两个轮距那么宽,如果后视镜或车身不小心被撞到或刮了一下,心头的一痛,就如同本身受伤一样。换开车型差异较大的新车,司机也需要一段时间适应,才能得心应手。至于使用筷子或电玩遥控器等,也都属于本体感的延伸。
关于身体感觉的扭曲,神经生理学上有几个出名的例子:一是“转移痛”,另一是所谓的“幻肢”。所谓转移痛,指的是身体某部位出现的痛觉,其源头并非在疼痛的位置,而来自身体另一处。最出名的例子,就是心肌梗死的病人出现左上臂疼痛的症状。而不一定是心绞痛。
我们对于转移痛的产生机制,了解得较清楚。主要是控制身体感觉及运动的三十一对脊髓神经,都有特定的分布范围,从上往下把身体分成一节一节,属于同一节的身体构造在传回感觉信息时,常可能出现交错的情形。像同一条胸椎神经掌控了心脏及上臂的感觉,当由心脏发出的感觉信息进入脊髓往上传送时,会被大脑误以为是来自更常发出信息的上臂皮肤,转移痛因此产生。
此外上腹部有器官受伤,淤血刺激到横膈膜时,会出现肩膀上端的疼痛。原因是横膈膜在发生过程中会带着膈神经一道,从颈部下降到目前胸腹交界的位置,因此,横膈膜与肩膀部位的感觉神经属于同一脊髓神经的分布。晓得转移痛现象及原理,对于临床医生的诊断有莫大的帮助,一般人对于身体发出的信号,也可有所警觉。
幻肢一词,最早在1872年由美国费城的名医米契尔所定名。那是美国南北战争结束后不久,有数以千计的伤兵,因伤口产生坏疽而遭到截肢的命运。这些不幸失去部分四肢的人,在复原之后,经常会感觉失去的肢体依然存在,更麻烦的是,幻肢还经常伴随难以忍受的疼痛,给病人带来莫大的困扰。
其实,身体部位失去后产生幻觉的,不仅限于四肢,像乳房、鼻、脸,甚至腹腔内的子宫、阑尾等,都有个案报道。这种现象刚开始遭人嗤之以鼻,以为全是病人的幻想;后来个案多了,医学教科书虽予以承认,但多年来一直没有人以实验方法加以研究,也得不出合理的解释,以至于幻肢成了医学的乡野奇谈之一。如果说,幻肢只是种奇怪的感觉倒也罢了,但伴随幻肢产生的疼痛,却十足是真实的,且难以治疗,无论以药物及手术,都不易根除。
如前所述,周边的信息必须传至大脑皮质的感觉区,我们才有知觉。以体感觉来说,大脑的感觉皮质与身体的各个部位,确实有所对应。1940年,加拿大的神经外科医师潘菲德给病人动脑部手术时,顺道进行了以微电极刺激皮质各部位的试验,发现了体感觉区及运动区的投射。由于大脑本身没有痛觉感受器,病人只在头皮做了局部麻醉,因此在整个手术过程中,病人仍处于清醒的状态,可以回答问题。
潘菲德发现,人的大脑皮质体感觉区的分布,与身体大小不成比例,像是整个躯干不怎么敏感的区域,所占的位置甚少,手及脸则占的很多,尤其是嘴唇。以此比例画出的人形,称为脑中小人,脸大、手大、身小,看来甚是滑稽。
1991年,《科学》杂志有篇文章报道,一批从脊髓背根切断了前肢感觉神经的猴子,经过11年后,其大脑皮质体感觉区原本负责上肢感觉的神经元,受到邻近负责颜面感觉的输入神经侵入及接管。研究人员发现,刺激这些猴子的脸部,除了颜面感觉区的皮质神经元会兴奋外,其邻区原本负责上肢的神经元也同时被兴奋起来。这个结果显示,大脑皮质的感觉区是可以进行调整的,这也是神经可塑性的有力证据。
拉马迁谆读了这篇报道,马上想到截肢病人的幻肢现象,于是找来一些病人进行研究。他的第一位受试者,是从手肘以下失去了左手臂及手掌的病人。拉马迁谆将病人的双眼蒙起,以棉花棒轻触病人的左脸颊,果不其然。病人不但脸上感觉到刺激,失去的手部也一样。经由一点一点的刺激,他在病人的脸颊上画出幻肢的完整投射,五根手指头俱全。
拉马迁谆不但在脸颊上发现了手部幻肢的投射,他还在病人的左上臂也发现另一个投射区。原来,负责手部的皮质感觉区正夹在颜面及上臂感觉区的中间,两侧的感觉神经都侵入了原来的感觉区,形成新的投射。
由此发现,拉马迁谆对于幻肢的感觉成因有了合理的解释:由于皮质感觉区的重新调整,原本的皮质神经元有了新的责任区,不时接受到新的刺激,但这些神经元仍保有失去肢体的记忆,因此也就不断接受提醒,好似该肢体仍然存在一般。
拉马迁谆的发现不但解开了多年来的幻肢之谜,也为饱受幻肢之苦的人士,提供了可能的解救之道。他的第一个受试者说:“我的幻手有时痒得让人发疯,以前我无计可施,现在至少我晓得该抓哪里了。”
幻肢的研究让我们再次认识到:人是感觉的动物。我们的存在,甚至世界的存在,都取决于我们的知觉。存在但感觉不到的,等于不存在,不存在而感觉得到的,就等于存在。人之容易受感官所欺,这是我们需认清的现实。
不少人或许有所体会,人的感官并不完美,比如超过或低于一定波长、频率的光线、声响,眼及耳就看不见、听不着。我们自以为是的感觉,有时却不一定为真。因为从周边到中枢的感觉传导路径上任何一点遭到改变,都可能影响感觉信息,造成感觉的加强、减弱、扭曲,甚至无中生有。这方面较为人所熟知的是视觉,许多心理学或通俗科学读物里,都有许多刻意设计的图形,制造出视觉的假象。以发现DNA结构成名的诺贝尔奖得主克立克最近二十几年改行研究认知科学,他写的一本普及读物《惊异的假说》里,就有许多视觉假象的例子。
至于人的本体感也会制造假象,可能就没有太多人晓得。我们对自己可是熟悉无比,想都不用想就知道手脚在哪儿,闭着眼睛以手指摸鼻子,也绝不会摸到嘴巴去。三年前,加州大学圣地亚哥分校的脑及认知中心主任拉马迁谆写了本《脑中幻影》,其中介绍了两个小实验,可让我们体认一二,本体感也是很容易改变的。
第一个实验需要三个人参与,其中两人面对面坐定,靠近但不碰触。受试者以布蒙眼,在第三者引导下,将其右手食指置于对坐者的鼻尖,然后以按键盘方式,轻敲对方鼻头。与此同时,第三者也以指尖模拟同样的频率,轻敲受试者的鼻尖。经由同步进行的动作及感觉,受试者会误以为他在敲自己的鼻子。用不了多久,他会感觉自己的鼻尖已不在原来的位置,而飘浮在一手之遥的对面空中。
第二个实验是由两个人隔着张桌子,面对面坐定,该张桌子的桌面必须不透明,并且前后两面都没有遮挡。受试者将一只手伸到桌面下方,眼睛则看着桌面;测试者的一只手也伸至桌面下,以指尖轻搔受试者的手背(受试者看不到这个动作)。与此同时,测试者的另一只手,则以同样的频率,轻搔受试者手臂上方的桌面位置。不要多久,受试者会感觉桌面变成了自己的手臂,接受着搔痒。如果测试者出其不意,拿把榔头重敲桌面一下,受试者还会惊呼出声,以为自己的手被砸到。
以上两个实验可以让我们了解,人固然有个实际的肉体存在,但唯有靠感觉系统的传递,我们才有本体的感觉,同时这份本体感可轻易受到扭曲。接受过局部麻醉的人,就晓得失去身体一部分的感觉,而习惯使用某项工具的人,其本体感也会扩张到工具之上。像坐在方向盘前的驾驶人,本体感就扩大至两个轮距那么宽,如果后视镜或车身不小心被撞到或刮了一下,心头的一痛,就如同本身受伤一样。换开车型差异较大的新车,司机也需要一段时间适应,才能得心应手。至于使用筷子或电玩遥控器等,也都属于本体感的延伸。
关于身体感觉的扭曲,神经生理学上有几个出名的例子:一是“转移痛”,另一是所谓的“幻肢”。所谓转移痛,指的是身体某部位出现的痛觉,其源头并非在疼痛的位置,而来自身体另一处。最出名的例子,就是心肌梗死的病人出现左上臂疼痛的症状。而不一定是心绞痛。
我们对于转移痛的产生机制,了解得较清楚。主要是控制身体感觉及运动的三十一对脊髓神经,都有特定的分布范围,从上往下把身体分成一节一节,属于同一节的身体构造在传回感觉信息时,常可能出现交错的情形。像同一条胸椎神经掌控了心脏及上臂的感觉,当由心脏发出的感觉信息进入脊髓往上传送时,会被大脑误以为是来自更常发出信息的上臂皮肤,转移痛因此产生。
此外上腹部有器官受伤,淤血刺激到横膈膜时,会出现肩膀上端的疼痛。原因是横膈膜在发生过程中会带着膈神经一道,从颈部下降到目前胸腹交界的位置,因此,横膈膜与肩膀部位的感觉神经属于同一脊髓神经的分布。晓得转移痛现象及原理,对于临床医生的诊断有莫大的帮助,一般人对于身体发出的信号,也可有所警觉。
幻肢一词,最早在1872年由美国费城的名医米契尔所定名。那是美国南北战争结束后不久,有数以千计的伤兵,因伤口产生坏疽而遭到截肢的命运。这些不幸失去部分四肢的人,在复原之后,经常会感觉失去的肢体依然存在,更麻烦的是,幻肢还经常伴随难以忍受的疼痛,给病人带来莫大的困扰。
其实,身体部位失去后产生幻觉的,不仅限于四肢,像乳房、鼻、脸,甚至腹腔内的子宫、阑尾等,都有个案报道。这种现象刚开始遭人嗤之以鼻,以为全是病人的幻想;后来个案多了,医学教科书虽予以承认,但多年来一直没有人以实验方法加以研究,也得不出合理的解释,以至于幻肢成了医学的乡野奇谈之一。如果说,幻肢只是种奇怪的感觉倒也罢了,但伴随幻肢产生的疼痛,却十足是真实的,且难以治疗,无论以药物及手术,都不易根除。
如前所述,周边的信息必须传至大脑皮质的感觉区,我们才有知觉。以体感觉来说,大脑的感觉皮质与身体的各个部位,确实有所对应。1940年,加拿大的神经外科医师潘菲德给病人动脑部手术时,顺道进行了以微电极刺激皮质各部位的试验,发现了体感觉区及运动区的投射。由于大脑本身没有痛觉感受器,病人只在头皮做了局部麻醉,因此在整个手术过程中,病人仍处于清醒的状态,可以回答问题。
潘菲德发现,人的大脑皮质体感觉区的分布,与身体大小不成比例,像是整个躯干不怎么敏感的区域,所占的位置甚少,手及脸则占的很多,尤其是嘴唇。以此比例画出的人形,称为脑中小人,脸大、手大、身小,看来甚是滑稽。
1991年,《科学》杂志有篇文章报道,一批从脊髓背根切断了前肢感觉神经的猴子,经过11年后,其大脑皮质体感觉区原本负责上肢感觉的神经元,受到邻近负责颜面感觉的输入神经侵入及接管。研究人员发现,刺激这些猴子的脸部,除了颜面感觉区的皮质神经元会兴奋外,其邻区原本负责上肢的神经元也同时被兴奋起来。这个结果显示,大脑皮质的感觉区是可以进行调整的,这也是神经可塑性的有力证据。
拉马迁谆读了这篇报道,马上想到截肢病人的幻肢现象,于是找来一些病人进行研究。他的第一位受试者,是从手肘以下失去了左手臂及手掌的病人。拉马迁谆将病人的双眼蒙起,以棉花棒轻触病人的左脸颊,果不其然。病人不但脸上感觉到刺激,失去的手部也一样。经由一点一点的刺激,他在病人的脸颊上画出幻肢的完整投射,五根手指头俱全。
拉马迁谆不但在脸颊上发现了手部幻肢的投射,他还在病人的左上臂也发现另一个投射区。原来,负责手部的皮质感觉区正夹在颜面及上臂感觉区的中间,两侧的感觉神经都侵入了原来的感觉区,形成新的投射。
由此发现,拉马迁谆对于幻肢的感觉成因有了合理的解释:由于皮质感觉区的重新调整,原本的皮质神经元有了新的责任区,不时接受到新的刺激,但这些神经元仍保有失去肢体的记忆,因此也就不断接受提醒,好似该肢体仍然存在一般。
拉马迁谆的发现不但解开了多年来的幻肢之谜,也为饱受幻肢之苦的人士,提供了可能的解救之道。他的第一个受试者说:“我的幻手有时痒得让人发疯,以前我无计可施,现在至少我晓得该抓哪里了。”
幻肢的研究让我们再次认识到:人是感觉的动物。我们的存在,甚至世界的存在,都取决于我们的知觉。存在但感觉不到的,等于不存在,不存在而感觉得到的,就等于存在。人之容易受感官所欺,这是我们需认清的现实。