2013年7月11日 星期四

大腦的秘密檔案 (Mapping of the mind)


生命科學在上世紀中後被徹底解構。對於生命現象的瞭解,大抵要先從分子生物學 (molecular biology) [1] 生物化學 (biochemistry) [2] 基因學 (genetics) [3] 的奠基工作開始。所有的生命現象似乎都可以化約成這些最基礎的方塊。然而自然也不是全然這樣運作的。譬如在物理中,即使暸解基本粒子 (elementary particles) 的模型,也難從這些模型第一原則 (first principle) [4] 的計算去暸解及預測複雜系統 [5] 如混沌 [6]。複雜本身就是知識,自有其不可化約 (irreducible) 的特性。

在生命科學中亦復如此。從鳥糞嘌呤 (Guanine)、胞嘧啶 (Cytosine)胸腺嘧啶 (Thymine)、腺嘌呤 (Adenine) 的基礎建築方塊,與比較宏觀的生命現象暸解—譬如諸種臟器的功能—之間,仍存有很大的距離。這些複雜的生命現象之中,最令我著迷的是腦的運作。這是最原始的哲學命題之一:我是誰?而許多從此衍發的議題諸如意識、記憶、學習、認知乃至病理的精神分裂、巴金森氏症、憂鬱症、上癮、強迫症等,這些都有高度知識興趣以及應用上的價值。是以從大學起持續購買所有關於大腦的書籍,以及閱讀所有可及的關於大腦的科普文章,譬如在《Scientific American》五月份的 Seeds of Dementia (失憶症的種子)

大腦的秘密檔案 (Mapping of the mind) 此次出版是第二版了。一本書出第二版,不全是因為它暢銷,而是這廿年內對大腦知識的長進,最主要得力於腦造影技術。除了以前大家熟知的,腦電波 (ElectroencephalographyEEG)、核磁共振 (Magnetic Resonance ImagingMRI)、正子斷層掃瞄 (Position Emission Topography) 外,現在又有擴散張量核磁造影 (Diffusion Tensor Imaging)、功能性核磁共振 (function Magnetic Resonance ImagingfMRI) 、近紅外光光譜儀 (Near-Infra-Red SpectroscopyNIRS)、腦磁波 (MagnetoencephalographyMEG) 等。這些在技術上的進展不只讓我們能監測腦部的功能模組,甚至能偵測單獨的神經元 (neuron) 的激發 [7]

從書中瞭解情緒、記憶、認知、計劃這些高層次的功能固然是心智高度的愉享,但即使從病態甚至一些花邊也是相當有趣的。譬如歌曲之王舒伯特的兩次創作高峰期與其輕度的躁鬱症發作期正好重疊,是偶然嗎?人的腦中約有一百億個神經元,其間大概有十兆個連結。這些連結數目在六歲時達到顛峰,以後就逐漸修剪,形成思考模式及記憶以促進效率。如果修剪不完整的,可能會有感覺相連症 (synaesthesia) [8],譬如看到某個顏色,就會聽到一種聲音。可藝術的創作不都是如此嗎?我記得以前的國文課本管叫這「聯想」,也就是賦、比、興。針對美食家腦部的掃瞄,36 個中有 34 個右腦額葉受過傷。成人的大腦有許多的腦溝及腦迴,而愛因斯坦的大腦剖片顯示他的空間模塊與數學模塊沒有區隔,難怪他把黎曼幾何與時空重力混成一體。

書很少看第二次,金庸的小說和紅樓夢除外。可這本書我已經開始看第二次了,忍不住對知識的貪婪,好像一塊海綿儘力的吸附水般。如果廿年後還有第三版,我還當再看。

References:
[7]: The language of the brain, p. 46, October, 2012, Scientific American

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