大腦的祕密檔案(增訂版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　我們對於腦袋裏到底在想些什麼，有著無盡的好奇。

　　如同醫師要檢查病患的骨骼可以拍攝Ｘ光影像，現在腦部掃描技術讓人清楚地看到腦中的思想、記憶甚至是情緒！

　　我們可以「看見」當腦部接收到笑話時，某些區域變得明亮；而想起不愉快迴憶時，又有某些部位變得陰暗。

　　隨著解開的祕密檔案越來越多，我們除瞭理解大腦對單一訊號的反應，也更進一步看見恐懼的情緒如何在腦中蔓延，還有學習語言、想像未來或是感同身受等等這些復雜的反應，是如何在大腦中運作。

　　本書帶領讀者走訪神經科學傢的實驗室與各種詭異奇特的腦傷病人，看看科學傢如何運用許多最新的掃描影像技術，研究人類的各種行為模式，並且追蹤不正常的腦部到底如何産生古怪的行為。

　　所謂的「閱讀睏難」，可能是因為腦部將聲音轉換成視覺時發生短路；暴食、厭食或酗酒，可能是因為腦部的報酬係統齣瞭問題因而不知節製；習慣性的說謊、暴力罪犯，很可能始於神經係統的病變。

　　這是一本簡單明瞭的神經科學入門書，搭配精彩易懂的圖片及解說，帶領讀者深入奧妙的大腦，一窺那每個瞬間都有不同變化的腦中祕密。

作者簡介

瑞塔．卡特　Rita Carter

　　是作傢、新聞記者和神經心理學與神經精神醫學的講師，長期為英國和美國知名報紙和雜誌撰寫醫學和科學報導。她曾因醫學報導的鞭闢入裏，兩度獲得醫學記者協會（Medical Journalist's Association）頒發的傑齣奬。《大腦的祕密檔案》曾入圍英國科學書籍年度重要奬項隆普蘭剋科學書籍奬（Rhone-Poulenc Prize for science books）的決選名單。

審訂者簡介

剋裏斯多福．佛利斯　Christopher Frith

　　是倫敦大學學院（University College London, UCL）衛爾康神經影像中心（Wellcome Centre for Neuroimaging）神經心理學的榮譽教授，以及丹麥阿赫斯大學（University of Aarhus）交流心智專案（Interacting Minds project）的波耳（Niels Bohr）訪問教授。自從1969年拿到博士學位之後，他就接受英國醫學研究委員會（Medical Research Council, MRC）及衛爾康信託基金會的贊助研究大腦和心智的關係。他是把大腦影像技術用在研究心智曆程的先鋒，在科學期刊發錶超過三百篇的論文，而且以自由意誌、社會認知及瞭解心智疾病（如精神分裂癥患者的心智）等研究聞名。因為在這些領域的貢獻，他於2000年獲選為英國皇傢學院（Royal Society）院士。

譯者簡介

洪蘭

　　加州大學河濱校區實驗心理學博士，曾任教於加州大學河濱分校、中正大學和陽明大學，目前為中央大學認知神經科學研究所所長。已翻譯近四十本生物科技及心理學方麵的好書，包括《心智拼圖》、《天生愛學樣》、《大腦當傢》、《真實的快樂》、《站在學生前麵》、《學習要像加勒比海盜》、《養男育女調不同》和《教養的迷思》等，曾獲頒吳大猷科學普及著作奬翻譯類金簽奬，並著有《講理就好》等十四本書。近年來有感於教育是國傢的根本，而閱讀是教育的根本，前後去過颱灣大大小小近一韆所中小學作推廣閱讀的演講。

〈策劃緣起〉 迎接二十一世紀的生物科技挑戰
〈新版譯序〉 更多的瞭解，更好的決策
〈譯序〉 掌握大腦的祕密
〈新版序〉 迎嚮心智的十年
〈前言〉 探訪神奇的新興領域
第1 章 逐漸浮現的大腦麵貌—20
第2 章 完美的分離—58
第3 章 在錶麵型態之下—88
第4 章 可以變化的陰晴圓缺—130
第5 章 每個人的獨特世界—176
第6 章 跨越演化的鴻溝—226
第7 章 記憶的心智狀態—262
第8 章 通往意識的高地—294
參考文獻—332

前言

　　人類大腦的神祕麵紗終於慢慢地、一層層被揭開瞭。一直到最近，我們還無法直接檢驗這個帶給我們思考、記憶、感覺和知覺的地方，它們的本質隻能靠觀察它們的效應來推論。現在，新的造影儀器和技術，使我們可以看見心智的內在世界，就像當年Ｘ光的發明讓我們可以看到包在肌肉裏的骨骼一樣。進入二十一世紀之際，腦功能造影技術打開瞭我們心智的疆野，就像當年第一艘駛嚮海洋的船開展瞭全球疆域一樣。

　　特定區域的腦部活動會創造齣特定的經驗與行為反應，而畫齣大腦地圖這個挑戰，目前吸引瞭全球最優秀的科學傢日以繼夜的工作。本書的目的就是想把這些新訊息帶給大眾，包括原來不具背景知識，或對科學沒有興趣的人。

　　每一個人都應該為這些新發現感到興奮，因為它大大的增加瞭我們對腦與心智這個最古老、最基本的謎樣關係的瞭解，同時深入探討為什麼我們會做齣某些異常的行為。舉例來說，精神疾病的生理原因現在已經比較清楚，如果看到有人被強迫念頭縈繞，使得大腦某些地區瘋狂地活動，或是看到憂鬱癥患者黯然無光的腦後，沒有人還會認為這是心理墮落而非生理上的疾病。同樣的，如今可以觀察到憤怒、暴力和幻覺的大腦運作機製，甚至可以偵測到復雜心智行為的生理訊號，如仁慈、幽默、冷漠、無情、閤群、利他、無私、母愛以及自我意識。

　　繪製大腦地圖的知識不但在學術上有其重要性，對於醫療和社會的實用性也很重要，這使我們可以重建自己的心智，使得以前在科幻小說中纔可能發生的事，現在已經可以逐漸實現瞭。就像人體基因研究可以讓我們操弄基本的生理曆程，大腦的地圖也可以提供導航的工具，讓我們能夠精確地控製腦部的活動。

　　不過，基因工程需要發展很多新技術纔可能達到目的，但是標示大腦地圖隻要改進現行技術例如藥物、外科手術、電流和磁場的操弄或是心理的介入就可以達到，隻是目前受到技術的限製，仍然停留在「揮棒落空」的階段。然而，當大腦地圖完成時，將可以很精準的鎖定心智活動，使我們的心情和由心所導緻的行為有很大的可塑性，甚至我們可以改變知覺，選擇住在一個虛擬實境中，幾乎完全不受到外在環境的影響。

　　當然，在曆史上，人們一直想要達到這個夢想──用藥物、尋找刺激和禪坐的方式來改變我們的意識，而現在，透過大腦地圖有可能達到這個目的，而且沒有壞的副作用。這對於個人、社會和政治上的意義非常重大，這個新世紀我們所要麵對的最大道德倫理挑戰，就是要決定該怎麼應用這個新工具。

　　真正研究大腦地圖的人非常厭惡這種討論。這些居於科學研究頂尖地位、經常得在混亂中搶奪研究資源的人，對自己研究的應用潛力通常是三緘其口。有一個原因是，神經科學是一個新興的科際整閤領域，學者來自各個不同的學門，有物理學傢、放射學傢、神經科學傢、分子生物學傢、心理學傢和精神科醫生，甚至有哲學傢和數學傢的參與。除瞭眼前這個共同找齣大腦功能的任務之外，他們還沒有發展齣整體的意識或共識。許多神經科學傢也很害怕，萬一他們的研究成果被專以煽情、聳動為訴求的小報拿去大作文章，下場就會跟那些研究基因的學者一樣。人體基因組計畫不時成為頭條新聞，被攻擊詆毀的結果，現在基因學傢的一舉一動都受到嚴密的監控。

　　大腦研究實在不需要像這樣的「關愛眼神」。在 1997年的大腦地圖會議中，我是唯一與會的記者，當時有一位學者高舉《時代》雜誌的封麵，上頭是有關神經心理學的報導，警告大傢這就是隨便對外行人談話的後果。那份報導並不正確，太過誇張，而錯誤的訊息深入人心後，不是科學傢齣麵澄清就可以改正過來的。

　　學者們三緘其口的後果是外界對這種研究産生誤解和恐懼。每次有相關訊息洩漏齣去（如女性兩個大腦半球之間連接的胼胝體比男性厚，或是犯瞭謀殺罪的死刑犯大腦額葉有病變），都造成很多不正確的猜測和誤導。

　　這本書的一個目的就是引起人們重視大腦研究在社會上的應用，另一個目的則是找齣那些長久以來對於腦 心智與意識之謎有貢獻的行為神經科學領域。當然，大腦地圖隻是目前腦科學研究的一部分，其他研究例如單一神經細胞的功能、神經傳導物質的産生和流通、大腦各個部位的互動等，在本書中也都有所提及，但我的重點放在大腦地圖上。

　　比較樂觀的學者認為，假如能夠知道每一分鍾大腦零件在做些什麼、它跟其他部位的互動又是什麼時，我們可能就會知道人類的本性和經驗瞭。也有人認為，這種化約主義的研究方式，永遠不可能解釋為什麼我們會有這種感覺、為什麼會這樣做，更不要說能讓我們知道意識之祕。他們認為，大腦地圖所提供的心智訊息，就好像地球儀可以告訴我們天堂和地獄一樣，是完全不可能的。

　　本書所敘述的研究並不能釋疑何謂存在的本質，但是可以提供解決的綫索。請記住，這些研究是心智探索的初步成果，我們現在對大腦的看法可能就跟 六世紀時的世界地圖一樣，不正確且不完整。大多數此處提到的實驗都比我寫的更復雜，有些以後很可能被推翻，這是因為很多研究太新瞭，還沒有足夠時間接受彆的實驗室復驗。還有很多事情是科學傢不知道的，這本是先進科學的正常現象；每一個人都在猜測事實會是如何。很多頂尖的科學傢願意把他們的想法、理論在這裏與讀者分享，你也可以從他們分歧的意見中發現，要達到最後的共識，這個領域還有長遠的路要走。

　　那些繪製古早時期地圖的人，為瞭填補未知的地方，會用中古世紀的知識來吹牛。有一位製圖師在圖上很自信地寫道：「這裏是龍住的地方。」我試著把龍排除在大腦地圖之外，但是其他人一定會看到龍形及其他誤導的路標和可疑的地標。我想，這種事情在處女地域是無法避免的，所以隻喜歡走清晰路徑的人，必須等到導遊齣現以後纔可能展開遊覽；但是，喜歡探險的人請讀下去，我會帶你進入一個神奇的新領域。

自序

　　我寫本書的第一版時，因為當時──1990年代後期──沒有一本書像這本書一樣，而我認為應該有纔對。在接下來的十年中，我們看到功能性大腦造影的齣現，從猴子大腦正子斷層掃描（PET）的模糊影像到人類認知清晰的功能性核磁共振圖。第一次，我們在大腦中看到瞭我們主觀世界的機製。

　　我那個時候想（現在還是一樣），大部分人以為神祕不可理解的大腦內在世界，其實是科學史上最令人興奮的揭祕。在當時，對大腦的瞭解還是很零碎，《大腦的祕密檔案》則是想把這些碎片兜起來，放在心理學和演化學的架構之下，來找齣它的意義。

　　我把這個跟早期地球的地圖來相比，十二年之後，這地圖已經詳細瞭很多，在這一版中，我把先前的空白填補瞭起來，並把經過更多探索後的輪廓描繪得更鮮明，同時重繪過去假設不對、現已被新的實驗改正過來的地方。過去因造影技術的關係，不清楚的圖片已被更清楚的所取代，包括這幾年發展齣來的擴散張量磁振造影（diffusion tensor imaging, DTI）所看到的神經縴維束走嚮和連接。我也新增加瞭鏡像神經元和大腦的預設活動這些主要的新發現。

　　第一版是給像我這樣對人的心智怎樣運作有著不可滿足的好奇的人所寫的，我們想要知道最先進的研究結果，因為大腦是這個世界上最有趣、最令人著迷的東西，它也可以幫助許多不同領域的學生來瞭解他們自己的器官，我希望這一版能像上一版一樣，被學生當作課本和科普書。

　　美國前總統布希（George Bush）在1998年宣布1990~2000年為「腦的十年」（Decade of the Brain）。這十年間的進步當然非常驚人，但是現在迴頭看，現代神經科學其實纔剛起步而已。用神經元的脈衝來找齣高層次認知功能如利他行為、同理心或道德，用大腦掃描來偵測說謊，或把某人大腦電流的輸齣放入電腦中，然後從電腦螢幕上看這個人心智的運作情形，就像科幻小說所描繪的一樣，今天我們可以做到這些，而且已經可以感到它的實際和商業用途瞭。我們要怎麼樣來運用這些新知識還待未來顯示。腦的十年可能過去瞭，但是「心智的十年」（Decade of the Mind）纔正要開始。

新版譯序
更多的瞭解，更好的決策

　　從老布希總統說「這是腦的十年」之後，匆匆已過瞭二十年。這二十年間腦科學的進步非常大，但是「隻緣身在此山中」，我竟然沒感覺到，直到這次遠流要增訂《大腦的祕密檔案》，來問我能否抽齣時間翻譯，我纔驚覺到知識又纍積到可以齣增訂版的時候瞭。我雖然剛開完刀，學校又在學期中，體力和時間都不允許，但是還是把這個工作接下來瞭，因為讓彆人補譯，那個感覺就像我的身體接瞭一隻彆人的手一樣，很不自然。每個譯者翻譯的風格不同，我自己非常不能忍受坊間有些齣版社為省時間和稿費，請好幾位譯者，一人譯一章，再閤起來齣版，那種讀起來前言不對後語的感覺會抵消獲知的快樂。

　　在翻譯的過程中，一方麵很高興有這麼多新的科學知識被發現，可以幫助妥瑞氏癥、過動癥等孩子的父母瞭解自己孩子行為異常的原因，另一方麵暗自決定一定要抽時間去運動，好活到人腦的解碼。1963年美國總統甘迺迪遇刺後，有個調查暗殺事件的華倫報告（Warren Report）齣來，但因涉及當時還活著的人，所以五十年後纔將報告公諸於世。我當時在北一女念高二，我們對英俊有為的美國總統被刺都有很大的好奇心，同學們互相約定要活到這份報告解密；現在華倫報告馬上要解密瞭，我反而希望能活到看到大腦的解碼。

　　大腦實在是一個非常有趣的東西，它主宰著我們的一舉一動，而且影響一生一世。比如說，有些孩子有自製力，有些沒有，這差彆除瞭基因的關係之外，竟然是小時候父母有沒有好好的教孩子控製情緒。實驗發現從小被鼓勵自我控製的孩子，比亂發脾氣沒人管的孩子情緒成熟得多，因為不斷刺激大腦中抑製杏仁核這個情緒中心的細胞時，這些細胞會變得更敏感，更容易激發，也更能控製杏仁核的活化；而很少活化情緒控製迴路的人，長大後變得不會控製情緒，因為他們的神經迴路在發展的關鍵期沒有得到適當的營養和照顧。

　　單是這個發現就足以改變颱灣教養孩子的方式，父母不能再把孩子交給傭人帶瞭，因為孩子不會聽傭人的話。小時候沒有教好情緒控製，長大後會任性、不遵守秩序。任性不是個性，自私也不是自信，父母當然瞭解一個任性、自私的孩子在現代講究團隊精神的社會是找不到工作的。書中像這種新知不勝枚舉，值得一讀再讀。

　　為人父母不可不知大腦的發展情形，教學的老師更要知道學生學習時大腦的機製，纔能事半功倍。大腦是這個世界最後一塊蠻荒之地（frontier），希望閱讀這本書的人都能對自己的大腦有更多的瞭解，做齣更好的決策，過一個更有意義的人生。

如何産生感受？
「你的名字『理察』嘗起來像巧剋力棒，溶化在我的舌頭上。」這好像是對情人講的甜言蜜語，但是說這句話的人真的是這樣覺得。她說這句話時，正坐在神經學傢塞托威剋（Richard Cytowic）的研究室，而巧剋力的味道與她對塞托威剋醫生的感覺毫無關係，因為「理察」這個字嘗起來像巧剋力，就像一杯熱可可之於你的味覺一樣。

這位受試者的情況叫作「感覺相連癥」，她的感官知覺包括聽覺、視覺、觸覺、味覺和嗅覺，統統混閤在一起。有些感覺相連癥患者可以「看見」聲音，「聞到」視覺。每一種感覺的混閤都曾被報告過，有一個男孩發現文字是有不同的身體姿勢的，他可以扭轉他的身體做齣很多字的姿勢齣來。另外一個人則看見味道：「我們要等一下纔能開飯，雞還缺少一點釘子纔能吃。」他的話曾使晚宴客人大笑。甚至有些人會在麵對某些特彆感覺的時候，體驗到很強烈的情緒：摸到牛仔褲的時候覺得憂鬱，摸到蠟的時候感到難為情。

我們可以想像感覺相連癥患者的感覺：聽音樂時看到顔色和形狀，或是「濃稠的」（soupy）這個字聽起來像雙簧管的聲音，「味道強烈的」（sharp）嘗起來像檸檬。但是將兩種類型的感覺相連的這種狀況，隻影響瞭我們之中的少數人，估計比例最多是二十個人中有一個。

感覺相連癥並不是茶餘飯後談話的話題，而是直接關係到一些最基本的假設，關於我們的感覺認知以及外在世界的本質問題。

是什麼樣的東西使得聲音是聲音，影像是影像，味道是味道？是聲波的大小和分子的結構嗎？再想想看，假如一個人把光波體驗成音樂，另一個人把聲波體驗成巧剋力，誰還能肯定的說，是光波創造齣影像視覺而不是味道或是味道分子呢？或者，為什麼不是聲波創造齣嗅覺呢？我們所感覺到的，其實是「多數決」（majority vote）。

但是，一般來說，我們的腦是一次錶現齣一種感覺，也就是說，某一種特彆的刺激永遠以聲音方式來感受，而另一種則永遠感受成視覺，為什麼會這樣？

很顯然，要找綫索，第一個要看的便是眼、耳、鼻、舌和皮膚對於身體感覺的感受體（receptors）。每一個感受體都對各自特彆種類的刺激覺得敏感，如分子、波長或振動。但是答案並不在此，因為雖然它們各有不同，但是基本上都是同一件事：把某一種特彆的刺激轉換成電脈衝；電脈衝就是電脈衝，不管原來的感覺是什麼。電脈衝是少量的電能，我們的感覺器官其實是把所有不同的輸入訊號轉化成大量可以理解的同樣東西──電脈衝。

因此，所有的感覺刺激進入大腦，都是透過神經細胞激發，在某個特殊路綫上，像骨牌效應一樣地傳導電脈衝，並沒有一個反轉機製可在某個層次上將這些電脈衝轉換成光波或分子。哪些電脈衝變成視覺，哪些又變成嗅覺，完全是看哪些神經元被刺激。

在正常的大腦中，傳進來的感覺刺激遵循著一條走得很熟的舊路，從感覺器官走到大腦某個特定的終點站。當刺激經過大腦時，分成很多不同的支流，被大腦中不同的模組進行平行處理。有些模組是在皮質，視覺和聽覺在此組閤而進入意識界，另一些則進入邊緣係統，這些刺激會製造齣身體反應，帶齣一種情緒，將聲音轉變成音樂，將綫條和對比轉變成藝術品。

每一種感官的皮質區是由許多更小的區域構成的，每個區域均專司所長，例如視覺皮質就有專管顔色、動作、形狀等等的區域。一旦進來的訊息在此裝配完成瞭，便送往比較大的皮質區去處理，也就是所謂的聯結區（association area）。在這裏，感覺訊息與適當的認知訊息相結閤，例如一把刀的視知覺就與刺、切、割、吃的概念相結閤；一旦到達這個程度，進來的訊息纔變成有意義的知覺。我們現在所看到的，是由外界刺激所啓動，但還沒有百分之百反映外界（即與外界刺激不是完全相像），專屬你的大腦的特殊建構品。

每一個大腦所建構的世界都不一樣，因為每一個人的大腦都不相同。所以，同一個外界物體對每一個人來說，感受都不一樣，因為沒有任何人有同樣數量的運動神經細胞、對紅色敏感的細胞或偵測直綫的細胞。例如，有人腦中處理顔色的區域（V4）發展得很好，所以他看到一盤水果時，會特彆注意到水果的鮮艷色澤，以及和其他水果顔色的搭配。而另外一個深度辨識區域（V2）很發達的人，會注意到這盤水果的三度空間擺設，第三個人可能注意到輪廓，第四個人注意到細節，對每一個人來說，基本的資料都是相同的，但是最後送到意識界的影像卻不相同。