第3章 窥视大脑:神经科学的革命
假设我们能透过头盖骨观察一个正在思考的大脑,每当一个区域被使用时,它就会亮起来,那么,我们就会看到在黑暗中,亮起的小点遍布整个大脑皮层,带着波浪起伏的边缘,神奇地变换着大小和形状。
——巴甫洛夫
只要你看,你就能观察到许多事情。
——尤吉·贝拉
在20世纪90年代初,全新的大脑成像技术让我们获得了从前做梦都不敢想的技术,让我们以前所未有的深度理解大脑处理信息的方式。运用先进的物理和计算机技术,体积巨大的、价值数百万美元的脑成像机器让神经科学很快成为最热门的研究领域之一。正电子发射断层扫描(PET)和后来的功能性核磁共振(fMRI)让科学家可以看出大脑在进行特定任务或者回忆时激活的脑区。这是我们第一次可以看到大脑如何处理记忆、感知和情感,让我们得以描绘大脑思维与意识的回路。早期测量大脑化学物质(例如血清素和去甲肾上腺素)的测量技术可以让科学家得知神经活动的刺激来源,但这就好像通过研究汽油来了解汽车引擎一样。然而,神经影像学让我们得以看清引擎的内部。神经影像改变了我们对创伤的理解。
哈佛医学院在过去到现在都位于神经科学革命的前列。在1994年,一位年轻的精神科医生,斯科特·劳赫(Scott Rauch)出任马萨诸塞州综合医院神经影像实验室的主任。在仔细研究了这一新兴领域中可能可以回答的问题,并且阅读了我写的一些文章之后,斯科特问我能否研究人在闪回时的大脑状况。
那时我刚刚完成创伤是如何被记住的研究(这一问题将在第12章回答)。在这个研究中,参与者不断地告诉我,当他们的大脑突然被过往的图像、感觉或声音挟持的时候,他们有多么烦躁不安。一些人表示他们希望知道,大脑在他们闪回时发生了什么问题。因此,我问了其中的8个人,是否愿意回到医院,在创伤性事件再现的时候接受脑部扫描。这是一种全新的实验方式。令我惊讶的是,全部8个人都同意了,而且他们大多表示,虽然他们将在这次的实验中体会到痛苦,他们仍然希望能通过这样做来帮助其他人。
我的研究助理是之前在哈佛医学院和我一起工作过的丽塔·菲斯勒(Rita Fisler)。她与每一位实验参加者在一起,一点点地重建起他们的创伤经历,写成脚本。因为闪回总是碎片性的,我们仔细地收集他们记忆碎片——特定的影像、声音和感觉——而不是他们的整体故事。丽塔也让参与者描述一个可以让他们感到安全的场景作为安全脚本。其中一个人描述了她的晨间惯例;另外一个人描述了一个位于佛蒙特州、可以看到远处群山的农宅,而她坐在一个农宅的门廊上。我们用安全脚本来收集基线测量。
当参与者默读(比起听见或者说出来,默读不那么难以承受)完这些脚本,验证完它们的准确性之后,他们躺到扫描仪中。丽塔会用录音将他们的故事回放出来。一个典型的脚本是这样的:
“你只有6岁大。你准备睡觉了。你听见你的母亲和父亲互相吼叫。你很害怕,你感到你的胃在打结。你透过栏杆的扶手,看到你父亲紧紧地抓住你母亲的手臂,你的母亲在努力挣脱。你的母亲在哭叫,像一只动物一样吐口水,发出嘶嘶声。你感到脸部充血、全身发热。你母亲挣脱开来,她立刻跑到餐厅打碎了一只昂贵的瓷花瓶。你向你的父母大喊停止,但他们完全不理你。你母亲跑到楼上,然后你听见她摔破了电视。你的弟弟和妹妹试图躲在衣柜里。你心跳加速,你在发抖。”
在第一个环节,我们向参与者解释他们吸入放射性氧气的目的:大脑活动时,大脑各部分进行新陈代谢时使用的氧气量是不同的,这会在扫描仪中显示出来。我们会在实验中全程检测他们的血压和心跳,所以这些生理指标会与他们的大脑活跃情况进行比较。
几天之后,参与者来到神经影像实验室。玛莎,一位来自波士顿市郊的40岁的老师,是第一个进行扫描的志愿者。她的脚本把她带回到13年前的某一天,她把她5岁的女儿梅丽莎从日托中心接回来。在她开车的时候,玛莎听到汽车发出持续不断的蜂鸣,报告梅丽莎的安全带没有系牢。当玛莎侧过身子调整安全带的时候,她冲过了红灯。另一辆车从她的右侧撞向她,她的女儿当场死亡。在前往医院急救室的救护车上,玛莎腹中7个月大的胎儿也死亡了。
一夜之间,玛莎从一个活泼的、总是社交场合中心人物的女性,变成了一个忧心忡忡、充满自责的人。她从课堂教学转向了学校管理,因为直接与孩子们一起工作变得令她无法忍受——正如很多失去孩子的父母一样,孩子们的笑声变成了一种强有力的触发器。即使将自己埋在文书工作中,玛莎也承受着几乎无法忍受的煎熬。她选择日夜工作来抵挡自己的感觉,即使这么做似乎也是徒劳的。
当玛莎在实验过程之中,我站在扫描仪外面,通过屏幕监控着她的生理状况。我们打开录音机时,她的心跳突然加速,她的血压陡然上升。单是听见这个脚本就能引发13年前的事故中相同的生理反应。听完第一段录音之后,玛莎的心跳和血压才回到了正常。我们打开第二段录音:在这段录音中,玛莎起床刷牙。这一次,她的心跳和血压没有变化。
图 3-1
注:看见创伤性场景时的大脑:图中的光斑A(大脑的边缘系统)和B(视觉皮层),表明这两个区域高度活跃;C(大脑的语言中心),表示活跃显著下降。
正如她在扫描仪中显示的那样,玛莎看起来像被过去完全掏空、沮丧而僵硬。她的呼吸很浅、双眼圆睁、弓着后背——典型的脆弱和无法抵抗的形象。我们试图安慰她,但我不知道我们的发现是否值得她再次承受的悲伤。
8位参加者都完成了扫描后,斯科特·劳赫和他的数学家、统计学家共同将被闪回刺激的大脑和处于平静状态下的大脑图像合成在一起。几周之后,他把结果发送给我,就是如图3-1所示的那样。我将这些扫描结果贴在我的厨房冰箱里,而且在接下来的几个月里,我每天晚上都看着它。早期的天文学家们透过望远镜看见一个新的星座时,他们一定也和我有同样的想法。
在扫描结果图上有一些令人迷惑的点和颜色。其中,最大的一块活跃区域在大脑左下方的区域,这个区域叫边缘系统,或“情绪脑”。这部分的活跃毫无悬念。我们已经知道,强烈的情绪让边缘系统,特别是杏仁核,变得非常活跃。杏仁核负责向我们警告潜在的危险,激活身体在压力下的反应。我们的研究清楚表明,当一个受过创伤的人暴露在他们曾经体验过的图像、声音或想法下时,杏仁核会发出警告。在玛莎的案例中,即使13年过去了,杏仁核也在发出同样的警告。大脑恐惧中心的活跃引发一连串的压力荷尔蒙和神经冲动,让我们血压上升,心跳加速,氧气吸入增加,让我们的身体做好反击或逃跑的准备。链接玛莎胳膊的监视器记录了她的生理状况发生迅速改变,即使她完全没有驾驶失控,仅仅是安静地躺在扫描仪中。