切開左右腦：葛詹尼加的腦科學人生

P117-P129

大腦提示無所不在

在我們的認知測試下，被手術切斷連結的左右腦間的所有細微溝通都非常明顯。我們稱之為「交叉提示」。模組，也就是個別的系統，經由互相提示而創造出有目的、整合的行為結果，這似乎是一個普遍的現象。我們很早就在加州理工學院的動物與人類裂腦研究中察覺到這一點，並且在接下來測試患者的五十年裡，一再看到它發生。我最早幾次的觀察之一，是要看看只能從左腦說話的患者，是否能說出在左右眼視野中都出現的彩色光線顏色名稱。在早期，我們總是會在意基本視覺資訊會不會經由可能還完整的皮質下通道，從右腦轉移給左腦描述。

在其中一個研究中，患者NG表現出我們新發現的自我提示策略。測試如下：如果彩色光進入右眼視野，也就是投射到會說話的左腦，那麼她沒有任何遲疑，可以正確說出顏色名稱。可是當光進入左眼視野，也就是投射到右腦，事情就不一樣了，但這個差異不顯而易見。如果我們向右腦閃過綠色，NG也說出「綠色」這個字眼，此時由於顏色的確是「綠色」，而她也沒有多說什麼，我們就只能準備進行下一個測試。這個時候，我們還不知道關於這道光的資訊是已經轉移到左腦了，還是左腦只是猜的，或者是右腦在說話。

洩漏天機的測試是當右腦看見特定的顏色，例如「紅色」時，NG卻說了錯誤的顏色：「綠色」。在幾次明顯的錯誤之後，患者開始每次都能說出正確的顏色。她不知道怎麼樣學會了一種策略，讓她的左腦似乎能說出只有右腦看到的東西。她一開始會說「ㄌ……」但是會停下來，然後猜對並說出「紅色」。這個情況是左腦在負責說話，而被切斷連結的右腦則聽見了左腦試探地發出「ㄌ……」的聲音。右腦不知道用了什麼樣的提示，阻止了左腦說出的話語，也許像是點點頭或是聳聳肩。經過前面幾次錯誤的嘗試後，狡猾的左腦學會這個提示，在收到提示時就改變它的反應，回答另外一個顏色！這些都是轉眼之間發生的事。

我想更深入探討自我提示的策略。就某方面來說，這種提示是在大腦之外發生的。患者學會像跳探戈一樣的策略：一側的身體會拍拍另一邊，了解左右腦之間進行的溝通。看起來就像有內部連結與溝通，統一了兩個分開的腦，但事實上是外部訊號提供了統一兩者的溝通。我們也開始懷疑，大腦裡面究竟是不是真的會發生提示，畢竟手術只切開了皮質裡的認知與感覺系統的連結，而在腦中完整的皮質下通道裡，還是有數十種間接但複雜的方法讓兩側互相連結。而且就像我先前說過的，我們想了解更多心智生命當中比較虛無飄渺的部分，例如情緒。而猴子的實驗似乎能回答情緒的問題。

所以，一如加州理工學院的風格，我們就動手了。這需要建立比較特殊的測試儀器、更多的動物，還有我更熟練的手術技巧。手術過程都受到嚴肅對待，並且小心規畫。我們都是自我訓練的，一開始是參加實驗室裡經驗豐富的成員的手術。我很幸運的是，當技術高超的貝魯奇自義大利比薩來訪時，允許我見習他的手術。此外，斯佩里動手術的技巧也很厲害。有一次，我在手術室裡看他進行手術中很需要技巧的一個步驟，他專注地看著手術用顯微鏡，輕聲說道：「我好像看不到前聯體。」我把身體往前傾，想聽得清楚一些，結果推動了桌子發出聲音，此時他冷靜地說；「喔，在這裡。」他總是這麼鎮定。為了進行這項實驗，手術後復原的猴子會戴上有紅色與藍色鏡片的蛙鏡。彩色的濾光片會讓不同影像各自投射到左右側的腦。我們想知道如果一側的腦突然接收到蛇之類的強烈情緒刺激，另外一側的工作模式會是如何。情緒被引發的那一側腦會取得主導權，還是透過皮質下通道，影響另外一側正在進行簡單、情緒中立的視覺學習神經任務的腦呢？

答案很清楚。受測試的動物會往後跳。看到情緒刺激物，也就是蛇的圖像，並經歷情緒的那一側的腦，會提示這隻動物的身體其他部分：情況不對！這個粗略且無誤的提示讓動物立刻變得激動，停止進行辨識任務，而且也不願意回來繼續實驗。交叉提示再次顯現。在這個例子中，似乎有一個獨立並與眾不同的心智系統會有反應，並在這種激烈的反應中阻止其他心智系統以正常的方式運作。此時爬進我們腦海中的想法，就是「心」（mind）是所有心智系統的集合，而不是單一的東西。在當時，這是一個嶄新且重要的想法。了解裂腦猴為什麼和人類患者一樣會有這些行為，絕對是非常關鍵的。

我們繼續在動物和人類身上測試各種理論。在一九六○年代晚期，我和希亞德都離開加州理工學院後，合作進行一項研究。當我們試著了解第三位加州理工學院患者LB的語言能力時，看到了另外一種交叉提示的變形。我們設計出一個很簡單的測試。患者只要說出在左眼或右眼視野中出現的數字（一到九）就可以了。通常我們會期望右眼視野裡的刺激會比較快被說出來。因此，如果「一」、「四」、「七」隨機出現，患者會說話的左腦都能正確做出反應。確實如此，每個數字被唸出來的反應時間都差不多。

然而一開始讓我們感到意外的，是右腦似乎也會說出所有的數字。這是怎麼回事？他是第一個表現出左右腦傳送資訊的患者嗎？還是他的右腦可以說話？（這個可能性一直都存在而且一定要研究。）或者右腦又用某種方式提示左腦了？

等到希亞德畫出了每次回應的反應時間，LB使用的策略就變得很清楚了。所有向左腦閃出的數字被說出的時間都差不多快，可是當同樣的這些數字隨機向右腦展現時，「一」的反應速度比「二」快一點，「二」又比「三」快一點，「三」比「四」又快，以此類推一直到「九」。我們又揭開了另一種交叉提示的策略！會說話的左腦開始用某些身體提示系統（例如輕輕點頭）開始數數字，讓右腦可以感覺。當點頭的次數達到右腦看到的數字時，右腦會發出身體停止的訊號，讓左腦感覺到。此時左腦就知道這一定是閃出來的數字，再把答案說出來，不是右腦說的！真不可思議。我們想要贏過這個交叉提示系統，所以進行了另外一系列的測試。這一次患者被要求立刻做出反應。左腦還是能正確並迅速地反應，但右腦的分數就降低到亂猜。顯示大腦會轉換策略以達到相同的目標。

床邊測試的力量：患者DR

一些共通的原則在我們研究這些神經遭切斷的患者時浮現了出來。舉例來說，患者幾乎都會努力想達到測試者設定的目標。就算患者其實是以某種方式在解決任務，但測試者可能會以為並希望他們以另一種方式解決任務。挑戰在於辨識出他們實際的解決方法，一旦辨識出來，背後的機制就會浮現，而且通常令人很驚訝。當我最近在分類拍攝時間達數百小時的患者錄影帶時，發現一個特別生動的例子，顯示出「提示」如何在患者只是簡單使用一隻手複製另一隻手的動作時發生（影片四）。

這個病例是患者DR，她是達特茅斯系列的裂腦患者，也是一位大學畢業生和會計師。她在南美待了一段時間後，搬到美國東北部的新英格蘭地區，並在這段時間裡成為影集《星艦迷航記》的粉絲。她的錄影機裡有《星艦迷航記》的每一集，還有一架挺貴的企業號模型！在手術過後，她表現出所有切斷連結的標準現象：視覺資訊不會在左右腦之間轉移，觸覺資訊也不會。她的左腦主導語言與說話，右腦的功能屬於低階認知，只能認得圖片但不能閱讀。我們想檢視她的運動控制能力，所以我要求她在眼睛張開時維持兩隻手握拳的動作，這是後續所有指令的預備動作，接著要她用右手做出「搭便車」的手勢，她立刻做出來了。然後我要她用左手做一樣的動作，她也很快做了出來。接著我要她用右手做出「OK」的手勢，同樣地，她很快做了動作。我要她用左手做動作的時候，她稍微遲疑了一下，但還是沒有問題。

這就是在測試神經相關疾病患者時，測試者可以開始學到東西的地方。你要確認患者真的在用你想像的方式試著為你達成任務。在這個例子裡，我當然知道患者已經接受過裂腦手術。我們測試她的時候是一九八○年代，此時我已經知道連結被切斷的單側腦，有很多種不同的方法可以順利控制同側的手掌。當然，控制另一邊的手掌從來不是問題，因為這種活動所需要的感覺與運動系統，都在同一側的腦中表現出來。控制同側的手掌卻完全不是同一回事。她負責詮釋我的口語指令訊息的主導左腦，是怎麼把指令送到控制左手的右腦運動系統的呢？左手這些運動控制系統，無疑地是由她被切斷連結的右腦所控制。而呈現給一側的腦的這些資訊，是怎麼被整合，讓另外一側、沒有連結的腦使用的？

回想病例WJ，他控制同側手臂和手掌的能力很差，但從特定側的腦控制另一側的手臂和手掌就沒有什麼問題，這是很引人注目的現象。就像我說過的，關於我們的頭骨裡不是只有一個，而是有兩個心智的大腦分裂故事，很多都起源於WJ的行為。然而隨著愈來愈多的患者加入研究範圍，很多患者都開始表現出對兩側手臂的良好控制。可是就算他們對同側手臂有良好的控制，似乎還是無法控制同側手掌的運動。同樣的，這是怎麼回事？

回到病例DR：影片中，她的雙手都似乎能對我的口頭指令做出反應手勢。我知道DR接受過裂腦手術，也知道主導語言的那一側腦和她右腦的運動控制系統是沒有連接的。我非常想知道在左右腦被切斷連結的情況下，她是怎麼控制她的左手輕鬆完成任務的。怎麼辦呢？以上述前提做為後盾，我稍微改變了測試內容，讓答案隨之浮現。我這次不先要求DR用右手做出「搭便車」的手勢，而是要求她用左手先做出手勢。她做不到。她失敗後，我再要求她用右手做出手勢，結果她立刻成功了。OK的手勢也一樣，如果讓左手先做，她就是沒辦法成功。為什麼會這樣？

顯然，如果讓左腦控制的右手先做，就會建立一個榜樣與影像，讓右腦可以看見並且複製。如果有榜樣複製，那右腦就能模仿手勢，輕鬆執行這個任務。本質上而言，患者的視覺接受來自另外一側的腦、位於大腦以外的交叉提示，因此能克服左右腦連結被切斷的這個事實。如果這是真的，那麼如果患者被要求閉上眼睛進行任務會怎麼樣呢？床邊測試就能輕鬆做到這一點。考試繼續進行。

我要求患者閉上眼睛，用右手做出「搭便車」的手勢，她一樣能快速達成。現在她的眼睛還是閉著的，我要她用左手做出手勢。驚人的是，她做不到。患者的右腦無法理解口語指令，而眼睛閉上使得左腦無法用模範手勢提示右手複製。因此，左手動也不動，只能僵在那裡。

這個簡單的床邊測試揭露了這麼多機制。不只表現出手術切斷連結的驚人影響，也揭露了目標導向行為的基本真相。我們都很急切地想達成單一、一致的目標，而我們的表現就如同我們在特定情況下想要的表現一樣。我們會以某種方式，從高度模組化、有數個決策中心的腦出發，達成這種一致的產出。在人類患者的身上，雖然正常的神經通道受到阻斷，但還是會透過其他可取得的替代機制與策略達成目標。這個例子中有兩件事很明顯：右腦和左腦沒有連結，因此右腦無法遵守口語指令，它又是主要控制左手的腦。然而，一般的解釋可能是，左腦利用我們知道的同側皮質脊椎通道（少數沒有交叉的神經）控制同側的左手。可是我們已經提出很多解釋說明這可能不是真的，因為要求左手做出手勢的口語指令在眼睛閉起來，或是左手先於右手做動作時，都沒有辦法被執行。這是怎麼回事？

顯然右腦只能執行視覺可見的指令，並且模仿被示範過的姿勢。由個別模組組成的整體系統會提示自己，達成目標。這種提示是目標導向行為普遍存在的機制。

新病例，新發現

隨著這些關於基本感覺運動控制的實驗在加州理工學院，以及後來幾年的達特茅斯學院如火如荼地進行，我愈來愈想展現這個分離的、不會說話的右腦，在思考、感知、理解、規畫等其他領域到底會做些什麼。儘管WJ在方塊排列測試這類的視覺運動任務顯然表現良好，但目前已經證實要從他的右腦獲得成果非常困難。他對於向左腦閃過的圖片或單字的反應很正常也很輕鬆。但是把同樣的資訊向右腦閃過，通常只會有很輕微的反應。就像拔牙一樣，每周開著我的斯圖貝克老爺車去當尼已經成了例行公事。有時候我去只是為了申請三．六七美元的油資補貼，支付接下來這周的開車費用。

直到我們開始測試NG這位開朗的年輕女性患者，而且她的丈夫超乎尋常地支持我們，我們才開始脫離在WJ身上密集研究的基本感覺運動統合任務，往前邁進。NG和WJ一樣，是因為無法控制的癲癇而接受手術，由伯根與他的神經外科指導老師沃格進行治療。測試她的經驗很愉快，而且就像大部分的患者一樣，測試也成為了她生活中很大的一部分。畢竟在測試的場合，我們會非常關注患者，也會對他們耗費的時間提供補償。我們都建立了很長遠的關係，延續數年之久。去年春天，NG丈夫的親戚在暌違將近四十五年後打電話給我，只為了向我打個招呼。

在NG之後出現了LB這個十二歲的男孩，是我們很喜歡並且進行非常多研究的患者。LB也是為了控制嚴重癲癇發作而接受手術，他後來被證實為是一個驚人的病例。幾年後，同樣毫無徵兆地，他寄給我一份尚未公開的原稿，內容是他描述自己身為患者及實驗受試者的個人經驗，原稿由加州理工學院的科學作家，情感纖細的貝里協助，描述LB的個人觀點。

這兩個新的手術病例為這個研究計畫帶來真正的能量。我們很快確認他們都和WJ一樣有切斷連結後產生的基本影響，但他們也讓我們對於右腦的功能有了新的理解，儘管他們的左腦對於這個沒有連結、大部分時候都沉默的右腦在進行的處理內容一無所知，但他們的右腦對我們的測試反應是愉快並且充滿活力的。

這時候我已經很常使用我的博萊攝影機。測試NG的時候，我會把攝影機放在三角架上，除了對著患者的臉之外，還能拍攝到患者視野範圍之外的東西。因為有時候測試內容會要求患者碰觸這些東西，所以這樣的安排讓人很容易想像實際的情況，以及有時令人震驚的測試結果了。首先，患者能很輕鬆地說出放在右手的物體名稱，但放在左手的就不行。此外，向左腦閃過的物體圖片可以讓另一側的右手找到配對的物體，但同側的左手做不到。第三，這就是新時代的開始了，照理來說應該沒有語言能力的右腦看到了圖片，甚至是文字時，居然會促發左手伸出去取得視野之外的正確物體。這非常驚人，直到現在都還是研究的主題（影片五）。我們看見第一個真正的證據，證明在左腦完全不知道內容的情況下，右腦有能力進行認知活動與複雜行為。

研究NG和LB多年以後，斯佩里和我得出結論：右腦擁有大量的字彙。右腦可以正確地對印刷的文字以及各種線條繪畫有正確反應。右腦甚至有一些能簡單拼字以及偶爾書寫文字的能力，但很少會出現。我們繼續研究，希望能找到某種更高層級的獨立思想，並且設計數個需要簡單演算的測試。我們偶爾會在簡單的加法方面獲得成功，但減法從來沒有成功。

我們總是密切注意從分離的一側腦轉移到另外一側的腦部功能。在猴子的情緒刺激實驗後，我想看看人類是不是會有一樣的反應。非情緒刺激顯然不會以某種方式提示另一側的腦，那麼可能引發情緒反應的刺激會嗎？要進行這項測試，我們得先去雜誌店的最後方，購買封面被空白紙板擋住的色情雜誌。我們必須先購買雜誌，把圖片撕下來，拍照，再放入旋轉式幻燈機裡，讓色情照片在一連串湯匙、咖啡杯等正常物品的照片後，突然出現在左視野中。這項實驗讓我很緊張。雖然我顯然已經是個身體健壯的成人，但我也是天主教徒，所以你們知道的……

總之我克服了製作猥褻圖片的罪惡感，進行了這項測試，首先的實驗對象是NG（影片六）。我把攝影機都架好了，可以拍攝到她任何的臉部表情，但因為當時還是默片時代，所以沒有錄到任何聲音。還好影片很清楚，所以可以看到她回答我的問題。

MSG：注視那個點。

NG：好。

一張湯匙的照片閃過左視野，內容只有右腦看得見。

MSG：妳看到什麼？

NG：什麼都沒有。

她的臉上沒有表情反應。

MSG：好，注視那個點。

這次右腦看到一張裸女的圖片。

MSG：妳看到什麼？

NG：什麼都沒有。

……但她之後試圖壓抑笑意，最後放棄控制，開始咯咯笑出聲。

MSG：妳為什麼會笑？

NG：喔，我不知道。因為你那台機器很好笑。



這個結果讓我很興奮，雖然我過了好幾年後才真正了解它的意義。當時我一心只想確認WJ是否也會有這種反應。幾天後，我把所有的測試裝備打包到我的斯圖貝克車上，開車到當尼。我先讓WJ看了幾張中性的圖片，然後才讓這位二戰老兵的右腦看到裸體照。接著我問他：「你看到什麼？」他用我有生以來看過最面無表情的模樣回答：「什麼都沒有。」我非常失望。也許NG的測試只是僥倖。

為了讓實驗完整，我當然直接測試了WJ會說話的左腦。出乎我意料的是，WJ面無表情地說：「貼在牆上的養眼海報？」我說：「對。」我一邊手忙腳亂地整理設備時，WJ不帶情緒地加了一句：「你們加州理工學院的男女合校就是這樣的作風嗎？」這就是了。左右腦都不覺得裸體有趣。鮑林是對的：永遠不要帶有預設立場。

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大腦提示無所不在

在我們的認知測試下，被手術切斷連結的左右腦間的所有細微溝通都非常明顯。我們稱之為「交叉提示」。模組，也就是個別的系統，經由互相提示而創造出有目的、整合的行為結果，這似乎是一個普遍的現象。我們很早就在加州理工學院的動物與人類裂腦研究中察覺到這一點，並且在接下來測試患者的五十年裡，一再看到它發生。我最早幾次的觀察之一，是要看看只能從左腦說話的患者，是否能說出在左右眼視野中都出現的彩色光線顏色名稱。在早期，我們總是會在意基本視覺資訊會不會經由可能還完整的皮質下通道，從右腦轉...

謝伯讓(新加坡國立大學教授、暢銷書《都是大腦搞的鬼》作者)

2003年，一封來自美國達特茅斯學院（Dartmouth College）的博士班入學許可通知書，把我捲入了認知神經科學的歷史發展洪流之中。當時，正值本書作者葛詹尼加（Michael Gazzaniga）在達特茅斯執掌認知神經科學研究中心的期間。一心想要研究人類意識現象的我，正是因為葛詹尼加的大名，才申請了這一所位於冰天雪地中的美國常春藤盟校，而這一封入學許可通知書，也徹底改變了我的一生。

1961年，葛詹尼加畢業於達特茅斯學院的大學部。隨後前往加州理工學院追隨斯佩里（Roger Sperry，1981年諾貝爾生醫獎得主）研究裂腦病患。1985年，他第一次回到達特茅斯任教，之後又搬到加州。1999年，因為發現裂腦病患似乎擁有兩個不同心靈而名滿天下的葛詹尼加再度回鍋達特茅斯，並為學校帶來前所未見的資金譯注，他當時所取得的研究經費，超過了全校總研究經費的一半以上。在他刮起的「認知神經科學」熱門旋風的影響之下，達特茅斯成立了全美國第一個認知神經科學中心、以及全美第一個擁有功能性磁振造影機器的心理系研究大樓。

在這段風起雲湧的時期，許多對認知神經科學有興趣的頂尖研究生、博士後研究員以及年輕學者都蜂擁聚集在達特茅斯。只可惜，在我入學時，葛詹尼加正忙於行政與管理工作，並且在我入學兩年後便離開達特茅斯前往加州大學聖塔巴巴拉分校，因此我並沒有機會直接和他共事學習。

不過在葛詹尼加離開達特茅斯之後，我仍有機會結識書中第八章所提到的許多關鍵人物，例如心理物理學高手芬卓奇（Bob Fendrich），幾乎沒有預測錯誤過的心理統計學教授沃福特（George Wolford）、精力充沛的精神醫學科學家格萊弗頓（Scott Grafton）、青少年大腦的專家蓓爾德（Abigail Baird）、以及聰明過人的牛津大學教授布萊克摩爾（Colin Blackmore）等人。至於書中提到的那家催生出神經影像共享資料庫的「髒牛仔咖啡店」，更是我在學生時代光顧不下百次的熟悉老地方。

葛詹尼加在這本書中，以裂腦症的研究貫穿了他豐富宏大的一生。如果你對大腦和裂腦有興趣，那你應該閱讀這本書，因為你可以在書中看到關於裂腦研究的第一手資料。如果你對認知神經科學的研究方法有興趣，你也應該閱讀這本書，因為葛詹尼加為了研究大腦，無所不用其極地使用了各種可得的研究方法，並且對它們作出了最佳示範和描述。如果你對科學假說的演進有興趣，你也應該閱讀這本書，因為葛詹尼加清楚的展現出如何針對一個現象提出假說並進行驗證的科學活動過程。如果你對科學家之間的社會互動有興趣，你更應該讀這一本書，因為你可以從這本書中看到人與人之間的互動與想法衝擊如何改變一個科學領域的走向。

如果你是想要進入這個領域的學生，那你應該好好「熟讀」這本書，因為你可以透過這本書知道其中各個相關研究主題的靈魂人物到底是誰。如果你已經是這個領域的研究者，那你更應該「偷讀」這本書，因為你可以看到諸多名人、師長、同事和朋友的軼聞趣事與八卦。如果你是科學領域中的領導者與管理者，那你更應該「搶讀」這本書，因為你將可以從中學到一個新科學領域的開創與領導先鋒如何展現其華麗的政治與管理手腕。

在葛詹尼加等身的諸多科普書籍當中，如果你想選擇一本起手、或者暫時只有時間閱讀其中一本，那就先從這本精彩絕倫的科學家自傳開始吧！

謝伯讓(新加坡國立大學教授、暢銷書《都是大腦搞的鬼》作者)

2003年，一封來自美國達特茅斯學院（Dartmouth College）的博士班入學許可通知書，把我捲入了認知神經科學的歷史發展洪流之中。當時，正值本書作者葛詹尼加（Michael Gazzaniga）在達特茅斯執掌認知神經科學研究中心的期間。一心想要研究人類意識現象的我，正是因為葛詹尼加的大名，才申請了這一所位於冰天雪地中的美國常春藤盟校，而這一封入學許可通知書，也徹底改變了我的一生。

1961年，葛詹尼加畢業於達特茅斯學院的大學部。隨後前往加州理工學院追隨斯佩里（Roger Sper...

前言：來自著名心理學家平克
序
第一部分：發現大腦
第一章 深入科學
第二章 發現分裂的心智
第三章 尋找大腦的摩斯密碼

第二部分：分分合合的左右腦
第四章 揭露更多模組
第五章 腦部造影確認裂腦手術
第六章 依舊分裂

第三部分：演化與整合
第七章 右腦有話要說
第八章 安穩生活，受徵召貢獻一己之力

第四部份：大腦層級
第九章 層級與動態：尋找新觀點後記

前言：來自著名心理學家平克
序
第一部分：發現大腦
第一章 深入科學
第二章 發現分裂的心智
第三章 尋找大腦的摩斯密碼

第二部分：分分合合的左右腦
第四章 揭露更多模組
第五章 腦部造影確認裂腦手術
第六章 依舊分裂

第三部分：演化與整合
第七章 右腦有話要說
第八章 安穩生活，受徵召貢獻一己之力

第四部份：大腦層級
第九章 層級與動態：尋找新觀點後記