人人都该懂的脑科学（下）

　　【盲人会“看到”什么】

　　视力正常的人通常认为，盲人闭上眼睛是能“看到”要“看到”的东西的，或者看到一片黑暗。先天失明的人“看到”的东西就如我们从指缝里看到的东西一样，什么都没有，这同眼前一片黑暗不一样。失明的人什么都看不见，但他们可能会产生幻觉，这种幻觉由非常明亮（有时令人痛苦）的色彩组成，或者是由图案、场景、动物或人与正常的知觉结合而成的复杂形式。这些幻觉源于感觉缺失的视觉皮质活动，很想解读可能通过神经网络传递来的少量信号。幻觉并非总是令人不愉快的，但这种体验可能会让一些人感到担心，因为他们觉得自己快要疯了。

　　眼睛的结构和视觉通路

　　基本上，视觉所需的就是一两个感光细胞。想要改善这一过程，就要利用微调和模式检测，使光聚焦到感光细胞，然后解释所检测的东西。这种解释是非常聪明的，就像大多数神经病理学研究一样，我们会从错误中获得很多关于这些过程的知识。通常，用相机打比方很合理，但不同的是，通过两只眼睛和协调移动眼睛的能力，我们拥有了三维视觉，这大大提高了图像质量和实用性。

　　光线通过瞳孔进入眼睛后，被位于瞳孔后的晶状体聚焦。眼球内部有一层感光细胞：视网膜。大部分视网膜由长而薄的视杆细胞组成，这些细胞对光线会产生电脉冲。对色彩敏感的锥体细胞集中在视网膜的中心，即黄斑或中央凹。眼睛的结构使大部分来自图像中央部分的光聚焦在黄斑上，黄斑是视网膜中图像分辨率最高的部位，包含高度聚集的探测细胞。视网膜外周的视杆细胞在弱光下功能更好，但是它们产生的图像则聚焦不清晰。所有有关图像的信息都必须从视网膜传递到脑后部的视觉皮质。

　　【盲点】

　　观察视网膜表面，你会看到来自视杆细胞、视锥细胞和图像增强细胞等数以十亿计的神经纤维汇聚成一大束，即视神经，它位于视网膜的中线之外。而这个点上（视盘或盲点）没有感光细胞，所以光不会被感知。那么，为什么我们的视野中没有出现两个“空洞”呢？也许两只眼睛能弥补相互之间的视力缺陷？事实上并不是这样的。闭上一只眼睛，你仍然没有发现明显的视力“空洞”。这是因为脑将其“填满了”，或者忽略了对这一点的意识。你可以用扑克牌演示盲点：拿起一张红桃2，水平保持住，距离不要太远；然后用一只眼睛盯着中间的红心，同时另一只眼睛闭上。持续盯着，慢慢移动纸牌，你会注意到外部的心消失了，因为此时上面的光落在了盲点上。

　　检查视盘可以为我们提供关于颅骨形成的封闭腔内的压力线索，还可作为疾病的早期预警。

　　大量信息从视网膜传递到枕叶皮质进行处理，眼睛看到的场景所形成的视觉“地图”一直在这一信息传递过程中维持着。比如，我们阅读的词是按照出现在页面上的顺序被感知到的，而不是随机出现的。就像整个皮肤表面被映射到脑表面一样，视网膜表面也被映射到视觉皮质，来自视网膜不同部位的信息会通过不同的神经纤维通路进行传递。

　　拥有两只眼睛（双眼视觉）是人类视觉系统的一个巨大优势，它使深度探测成为可能。然而，视觉“地图”必须被分配在两只眼睛上，使这些信息能够被传递到脑；而每个视网膜的对应部分必须一起传递信息，这就需要通路之间先混合，随后分离。这一过程发生在眼睛后方。来自两只眼睛的视神经在视神经交叉处相遇。从这个点开始，每个视网膜输出的左半部分（代表我们所看到的右半部分）进入脑的左侧，右半部分（图像的左半部分）则进入脑的右侧。更复杂的是：沿着水平轴视网膜也被分割，使得来自上半部（代表实际图像的底部）的信息在到达视觉皮质的途中通过顶叶，来自下半部的信息则通过颞叶。

　　该通路受损会导致典型的视野损伤，据此神经病理学家能定位具体的损伤。例如，卒中通常会损伤半侧脑，所以卒中的人会失去部分或全部的视区，但对双眼而言是相同的视区。如果某一物体（如一面墙）处在失去视觉的这一部分，患者可能就不会注意到，他很可能会撞到墙上。

　　视觉皮质：解释图像的部分

　　枕叶皮质是视神经处理视觉信息的部位。在这一视觉皮质中，存在着能对尺寸、运动和色彩做出反应的特定回路，任何损伤都会造成独立感知受损。视觉皮质有多达20个不同的部分，但目前我们对大部分知之甚少。通过显微镜观察，视皮质主要部分的神经元呈条纹状（被称为V1层），这些细胞似乎尤其对细长的物体和边缘能做出反应。视觉皮质的每个神经元都对应于视网膜上的一个区域。一些神经元对特定尺寸的边缘或形状会做出反应，另一些则不那么挑剔。一些神经元会对以特定方向运动的形状以及特定朝向的形状做出反应。V2层神经元最神秘，可能负责探测两线之间的角度。V3层神经元似乎对方向、色彩和深度有反应，但对运动没有反应。V4层神经元对色彩和空间信息能做出反应。V5层（也被称为MT）神经元可以对运动做出反应。每一层接收来自其他层的输入，这样，整个系统变成了一个复杂的反馈系统。

　　盲视：能看到运动的物体，却看不到静止的物体

　　迄今为止，影响视觉皮质功能的病症中，最不可思议的是皮质盲，这种病症可由损害枕叶皮质的各种疾病引起。皮质盲常见的一种形式是盲视，在这种情况下，人们声称自己看不见东西，但是如果受到挑战，他们可以执行视觉任务，如通过插槽发送信件。眼睛发出的信号到达大脑皮质后，大脑皮质无法对其进行解读。有一名羽毛球运动员曾遭受过另一种皮质性失明，他抱怨道：“虽然羽毛球在空中的时候他能打得很好，可一旦羽毛球落在地上，他就再也看不见了。”也就是说，他对运动物体的感知依然完好，但对静止的物体则无感知。

　　【持续后像：视觉停顿】

　　另一种有趣的、由卒中或偏头痛（有时）导致的视觉皮质现象是持续后像。在这种状况下，人会感觉图像在消失之后仍然存在。这就好比在看一座桥后转身面对另一处建筑，但桥的形象依然存在。

　　在影视节目中，盲视已经被用来向视力正常的人发送阈下信息，方法是快速传递简短的图像，从而使人无法有意识地看到，当然，脑能以高速的运作方式下意识地感知它们。很多广告及诸如《驱魔人》（The Exorcist）等电影中使用了盲视。在《驱魔人》这部电影中，有一个展示颅骨的框架，用来增加人们潜意识里的恐惧感，人们认为需要大约半秒的时间才能意识到自己看到了一些东西，但由于神经元之间的化学传递可以在大约一毫秒内发生，所以在实际感知之前，可能已经建立了千千万万个神经连接。许多国家禁止使用这些潜意识的信息传递方法。声音也会出现类似的现象。我们都经历过在睡梦中被另一种声音惊醒的状况，这种声音仿佛在我们真正醒来后才发声，这是另一个意识知觉滞后于脑处理信息的例子。有趣的是，人们将伴随着巨大声响的闪光看作从颞叶听觉皮质到枕叶神经活动的“泄露”（被称为“闪光”），这就是联觉现象。

　　联觉：当数字或声音有了色彩

　　联觉是指相互影响的感觉，通常一种感觉的激活会引起另一种感觉被感知，就像交叉的电话线一样。它并无害处，且每2 000个人中就有1人有这样的感觉，而研究表明，它可能以温和的形式影响到10倍的人数。对有联觉的人而言，最常见的形式是某些声音、气味或味道与生动、具体的色彩相关。例如，他们可能认为数字4是橙色的，或者电话铃声是红色的。

　　莱布尼茨和牛顿都是微积分的先驱，也都提到了联觉的概念。莱布尼茨讲述过一个盲人的故事，这个盲人认为红色是小号的声音；而牛顿注意到，光谱的颜色和音符之间有相似之处。画家大卫·霍克尼（David Hockney）则基于他对乐谱的联觉来布置灯光和布景。

　　顶叶：感觉“整合者”

　　众所周知，视觉不仅仅是图像的重建。除了“看到”一些东西，脑还需要关于意义以及身体与图像中物体关系的信息。顶叶对空间处理至关重要：我们如何解读三维的身体和生活的世界。顶叶是伟大的“整合者”，它将来自不同脑区的信息整合在一起，并将视觉信息与记忆（通过颞叶）和感觉运动皮质信息结合在一起。

　　在任何时候，身体的各个部位都会有大量的感觉信息，除了5种主要的感觉，还包括一些不太为人所知的感觉，如关节位置觉，这种感觉与视觉信息相结合会大大增强。你可以自己测试一下：试着单腿站立，先睁着眼睛，然后闭上眼睛。你会发现，闭上眼睛之后保持单腿站立要困难得多，因为脑依赖于来自踝关节的关节位置细胞和内耳前庭系统的信息，才能对保持直立做出细微修正。许多脚踝扭伤的人称自己永远是“坏脚踝”，因为他们的脚踝关节位置传感器损坏了。正常情况下，当睁着眼睛时，他们的脚踝没有问题；而一旦开始跑步，特别是在不平坦的地面上，仅靠视觉系统他们无法将脚踝保持在正确位置，往往会继续扭伤脚踝。

　　如果一侧顶叶受损，可能导致人们忽视身体另一侧，表现为受损的一侧缺乏自我照顾能力，如在穿衣和洗衣服时。人们已经知道，有这种“忽视综合征”的人只从盘子的一侧进食（可以通过教他们在吃完后转动盘子来克服），这不是涉及能否“看”整个盘子的问题。虽然在进入视觉皮质的过程中，视觉通路确实会穿过顶叶，这一区域受损会导致每只眼睛一半以上的视力丧失，但并不会产生半侧视野忽视的症状。这一问题更加复杂，它改变了人们对三维世界的鉴赏力，另一侧的概念将不复存在。还有一个特殊的例子：一个因顶叶受损造成半侧视野忽视的人画了一个钟面，所有的数字都出现了，但都被“塞进”一半的时钟面里。

　　虽然这些症状很少像描述的那样纯粹和简单，但是它们的确表明了顶叶的复杂性。顶叶仍是所有脑区域中最迷人、可能也是最不为人知的区域之一。

　　章末总结

　　1视觉赋予了人一种潜在的生存优势。在进化的过程中，视觉的发展是具有革命性的。

　　2虽然从某种程度上来说，视觉是所有感觉中“最伟大的”，代表着进化的“顶峰”，但盲人原本设计给视觉的区域被用来处理其他感觉信息，所以他们对环境的意识大大增强了。

　　3　盲视：这类人声称自己看不见，但如果受到挑战，他们可以执行视觉任务。

　　4　联觉：指的是相互影响的感觉，一种感觉的激活引起另一种感觉被感知，比如能看到某些声音、气味的颜色。

　　

　　英语中的每个单词都具有其特殊的意义，如若不然，那么catastrophe（灾难）和apostrophe（撇号）这两个词也就没有多大区别了。

　　——道格·拉森（Doug Larson）

　　语言：符号的世界

　　生活在社会互动较频繁的群体中，需要进行一定程度的交流。对灵长类动物来说，它们是通过身体姿势、眼神、身体接触等进行交流的。梳理毛发是社会互动中的一个重要部分，这需要用到手，灵长类动物常花很多时间来做这件事。其中，有一种用手吃草的灵长类动物，已经能够用手来修饰声音。这些动物成群地坐在一起，不停地发出声音，听起来像是在交流。在人类的进化史中，如果需要长时间使用双手，那么我们也许会以同样的方式发声。类似地，黑猩猩会用口发出的信号和手势信号来进行群体狩猎。

　　在智力层面上，我们拥有将周围世界的信息编码为内在符号的能力。就所需时间而言，自言自语其实是语言的主要用途。另外，我们还会利用这些符号相互交流。在某种意义上，每个人都有自己独特的语言。我们以个人的角度赋予符号意义，因此，一个人的符号只有对应到另一个人的符号集合才能互相理解。假如没有足够多互相都能理解的符号，那么我们说的其实是不同的语言。

　　人们认为任何动物、任何脑都具备学习语言的潜力。哈佛大学的诺姆·乔姆斯基（Noam Chomsky）教授的看法改变了这一切。他曾提出一个激进的观点，即语言是人类独有的技能。正如鸟儿擅长飞行，人类则擅长语言。这一观点占据着语言哲学的核心地位。我们是天生就会说话呢，还是说语言是我们灵活的脑形成必要联结的结果？答案可能是两者兼而有之。我们有形成正确连接的特定脑区，能使人们学会一种语言，但它不是为学习特定语言而设定的。就像任何在日语环境中长大的婴儿都能学到完美的日语，而不仅仅是日本婴儿能学会一样。我们的脑系统具有可塑性，它被设计成能自动习得语言，且可以习得任何语言。

　　音素是语言的元素，例如“oo”“ma”等。没有写作技能的孩子有移动舌头、嘴唇和上颚的能力，因此他们可以发出任何音素，但是把音素串在一起可能就有些困难。学习书写似乎可以强化孩子正在使用的音素，但是会造成孩子丧失使用还未使用的音素的能力。这就是为什么学习一门新语言的成年人总会有口音，而从小就会说两种语言的真正的双语使用者却不会出现这种状况。就好像如果脑中有一个因素符号，它就会永久地存在脑中。

　　听觉皮质：脑中处理语言的区域

　　听觉皮质位于颞叶外侧裂的内部和周围，由多个特定的区域组成（见图14-1）。言语理解是由脑的专门区域——威尔尼克区来完成的。几乎所有右利手的人，其语言理解区域都位于左半脑，在颞叶、顶叶和枕叶的交汇点。这个区域也有角回，人们认为内部声音产生于此。威尔尼克区受损（常由卒中或肿瘤引起）会导致接受性语言障碍，即无法理解语言，一切听起来都像外语。威尔尼克区受损的人说话流利，但是因为理解语言的脑区受损，所以所说的话并没有意义。医学术语“语词杂拌”（word salad）很好地描述了这一点：随意地说话、编造词语和短语，但患者确信自己说的话有意义。

　　

　　图14-1　听觉皮质

　　语言输出由布洛卡区控制，该区域位于威尔尼克区之前，在额叶和颞叶的交汇处。布洛卡区负责言语流畅性，该区域受损的人能理解事物，但是无法用言语来回应，即表达性语言障碍。我们偶尔也会有这样的感觉，即当某个词出现在嘴边时却完全记不起来。布洛卡区有问题的人总有这样的感觉，这让他们感到沮丧。通常，某些语言是保留下来的，如“谢谢”“是”等简单的词或短语，但是这些人也许无法恰当地说出来，因为他们虽然知道自己想说什么，但是内心想说的话和语言符号的连接损坏了：努力说些什么但什么都说不出口。他们所说的句子一般由简短的、断断续续的词组成，且没有通常的连接词，如“和”“关于”“如同”等。如果语言的表达水平有点高，那么查找词汇时，他们可能会描述物体，而不是说出物体的名称，如他们可能会用“吃东西用的”来代替“勺子”。

　　对掌握多种语言的人来说，无论何种类型的语言障碍，通常最先受影响的都是近期学到的语言。脑的语言控制系统并不是像这样组织的：一个脑区输出英语，另一脑区输出西班牙语。假如是这样的话，那么就有可能失去任何一种语言，这取决于脑损伤的位置。一般来说，脑中似乎都有语言区域，但是第一语言的线路比其他语言的线路更容易受损。

　　人类似乎擅长语言，但是书写的发展则相对较晚，可能只有几千年的历史。从进化的角度来看这并不算什么，写作要么是口语发展的必然结果，要么是通过已有的脑功能专门化实现的。

　　【语言的发展】

　　在尼加拉瓜的一所学校里对失聪儿童进行研究时，科学家们对“语言是如何发展的”得出了一种特殊的见解。这些失聪儿童独自发明了自己的手语，并教给新的学生，使新一代人所用的手语更加复杂了。

　　假如对另一个人描述“雪球从山上迅速地滚下”但不使用语言，大多数人会用惯用的手语做出一个“滚落”的动作，模仿一个球快速从山上滚下来，这就是语言发明者的工作。随着语言的发展，长大的下一代儿童修改了这种语言，不再用单一的动作来表达整体概念，而是有球的符号、滚动的符号、方向的符号和速度的符号。这与口语的结果是一样的，且更加灵活。这表明，简单的语言可以迅速地变得很复杂，语言的概念可以在短短一代人中出现。

　　虽然我们已经讨论了脑处理语言的区域，但是还没有讨论口语的另一个基本方面：听力。

　　听觉：从一只毛茸茸的“蜗牛”开始

　　要了解听力，必须先了解声音是什么。声音是物质（如空气或水）的一系列压缩和稀释，而与此同时，声波从源头开始传播。声波的波峰越紧密，我们听到的声音的音高就越高。人类可以听到20～20 000Hz的声音。那么，空气中的一系列压缩是如何转化成我们所说的声音的呢？

　　【语言影响人类思想】

　　2004年，针对巴西部落的一项研究支持了以下这种观点：我们只能轻易地思考已经拥有的词的各种概念，换句话说，如果没有语言，我们就不能思考。这种语言决定论最早在20世纪50年代被提出，但是仍存在争议。先前的实验表明，婴儿（及老鼠、鸽子和猴子等动物）可以精确地计算出少量数字，但是他们对大量数字只能进行粗略的估计。一种可能的解释是，他们无法清晰地表达数字。来自巴西毗拉哈（Piraha）部落的狩猎采集者对超过两个数的数字没有任何描述，他们将这些数字都描述为“很多”。

　　由美国哥伦比亚大学的彼得·戈登（Peter Gordon）带领的科学家团队进行了一系列实验，探索毗拉哈部落的人处理4个、5个或更多数字概念的能力。在最简单的实验中，随机排列出一些熟悉的物体，实验对象必须以同样数量的物体摆放在自己的堆里。毗拉哈部落的人可以连续匹配1个、2个或3个物体的数字，但是对于4个或4个以上的物体只能近似匹配，数字越大，他们的表现越差。在其他实验中，他们不能准确地回忆几秒前盖子上有4条还是5条鱼，也不能准确地模仿敲击4根或5根琴弦，而在敲击3根或更少的琴弦时，他们则能够完成上述任务。

　　这证明，缺乏特定词汇的语言，实际上会阻碍说话者理解这些词汇的概念，这也解释了为什么专业人士会发展出自己的行话。

　　声波到达鼓膜并振动鼓膜，这会导致一系列的听小骨依次移动，如锤骨、砧骨和镫骨。最后一块骨头（镫骨）连接到类似于内部耳鼓，即前庭窗。这3根骨头的杠杆效应可以使到达鼓膜的声音在进入内耳时被放大22倍（见图14-2）。

　　

　　图14-2　耳

　　这些被放大的振动如何转化为脑所需的电信号呢？答案就在于内耳的魔力，它是一个真正了不起的器官——人体内唯一完全“机械”的器官，它以一种美丽而优雅的方式将机械能直接转化为电能。

　　蜗牛壳形的内尔腔体通过两片组织沿着它的长度一分为三，薄片下部是耳蜗隔膜，呈双层，底部为基底膜，上部为盖膜（见图14-3和图14-4）。这种结构将振动转换成电能。因为基底膜底部又窄又硬，而其他部分宽而灵活，振动会导致波从窄而硬的一端开始，向上方宽而灵活的一端传递。随着传递，波越来越大，波峰越来越多。波峰取决于波的频率：高频峰接近窄的一端，低频峰接近宽的一端。

　　

　　图14-3　耳蜗（“蜗牛壳”的内部）

　　

　　图14-4　螺旋器（特写）

　　毛细胞是听力的关键，其特殊的排列方式赋予了它们察觉细微声音的能力，并能在一秒钟内做出两万次反应。

　　毛细胞有一束从顶部长出来的纤毛（见图14-5）。细胞嵌在基底膜中，毛细胞漂浮在上面的液体中。它们的排列方式是中间最长，外面最短。每根毛发的顶端都有一根非常细的细丝与相邻最长的毛发相连，并在其根部“交接”。这意味着任何运动都会使一些长毛发远离附着的短毛发。因为长毛发弯曲更明显，这会在连接丝上拉扯最短的毛细胞，从而产生张力。该系统可以“捕捉”到小于原子宽度的运动，与听阈上的声音相对应。每个毛细胞都与神经纤维相连，并将其电信号发送到脑干。简单的声音对单个毛细胞的刺激最大，而复杂的声音会同时刺激多个毛细胞。这意味着，在信号到达神经之前，大部分信号处理已经发生，与脑的参与无关。

　　

　　图14-5　毛细胞的“毛发”（立体纤毛）

　　听觉系统还有另外两个很独特的特性。基底膜的确能对声音做出反应，正如薄片的自身属性一样；但它分辨的几乎是相同的音调，远远超出了其应有的能力。基底膜只有约3 500个内毛细胞，尽管有这么多感受器的人造基底膜也许也能有效分辨声音，但它不会像人耳一样精确。那么，我们如何才能精确地分辨出声音和音高呢？

　　每听一个句子，内毛细胞中3排“外部”内毛细胞会逆向运作。它们不是“听”，而是“说”。脑向外毛细胞发送信号，促使它们移动，从而发出声音。人们认为，这有助于微调基底膜，并作为特定声音的放大器（这样我们就能在嘈杂的房间里“挑选”出对话——“鸡尾酒会效应”）。脑输出到达耳朵的信号非常强，有时甚至能听到耳朵发出的声音。这些“耳声”是婴儿听力测试的基础：发出一个音调，麦克风倾听耳中的回音。如果婴儿能听到，说明他们的听力系统已经开始运作。

　　另一种独特的属性是探测声音方向的能力。在猫头鹰、蝙蝠和海豚身上，这种能力已经达到了极其复杂的程度。而在人类身上，这种能力也得到了很好的发展。使用两只耳朵，我们就可以根据声音的大小来判断其方向来源。然而，这并不是唯一的线索。声音到达一只耳朵后，经过百万分之一秒到达另一只耳朵，这一现象为我们提供了关于方向的最有效信息。脑中有特定的神经元群，它们只对来自特定方向的声音做出反应。耳朵的形状和位置（大多数人的一只耳朵比另一只稍低）也促使我们使用类似线索来判断声音的方向来源，但这不会影响到达每只耳朵的相对音量。有了这样一个复杂的听力系统，我们能做的不仅是能听来自一般环境的声音或噪声，我们还可以听到另一种类型的声音：音乐。

　　音乐和脑：外部世界的音乐在内部奏起交响乐

　　现代人演奏骨笛、打击乐器和口簧琴至少已有3万年的历史，尼安德特人留下的骨笛已有5万多年的历史。所有目前已了解到的人类社会都有音乐，而音乐鉴赏力似乎是人与生俱来的。8周大且未学过语言的婴儿也会对音乐有反应，他们会逃避不和谐的声音。音乐对我们的情绪有显著的影响，脑部扫描研究表明，音乐与性、巧克力等一样，能激活负责加工快乐的脑区。

　　但是，音乐为什么存在呢？难道是音乐鉴赏具有生存优势，因此在进化过程中被保留下来？还是有其他原因，比如意外的脑连接结果（如达西·汤普森提出的拱形屋顶）。研究表明，也许没有专门的脑区负责加工音乐，但是许多不同的脑区会同时对音乐进行分析，包括用于视觉或语言的脑区。具体的区域会根据听音乐的人的经历而有所不同，它有很强的可塑性，因此即使稍微学习些音乐，也能改变脑处理音乐的方式。

　　从历史上看，导致音乐理解问题的神经病理性因素，一直被用于解读脑处理音乐的方式。患有类似问题的两名作曲家导致研究者产生这样的想法：语言和音乐在脑中是分开进行处理的。1933年，莫里斯·拉威尔（Maurice Ravel）患上了一种病症，他无法创作音乐，但仍然可以听到音乐，弹奏音节，且语言文字和表达能力都没有受到影响。这种与音乐相关的问题等同于语言输出的问题，后者见于布洛卡区受损的患者。1953年，俄罗斯作曲家瓦萨利昂·谢巴林（Vissarion Shebalin）突发卒中，导致语言表达和语言接受出现障碍，即不能理解语言，也无法说话，但仍能作曲。

　　现在我们知道，音乐和语言的某些共同方面是由脑共同进行处理的。句法就是一个例子。对语言来说，句法是将词结合，产生有意义的句子；对音乐来说，它是将音符结合，产生有意义的乐曲。脑扫描研究似乎表明，脑额叶的一部分被用来构造有意义的语言和音乐“句子”。

　　听音乐：没有文字的歌曲

　　听觉皮质会将通过丘脑传入的声音成分分解成音调、旋律、节奏、和声和音色。每个部分都由脑的不同部位来处理，但通常来说，右侧颞叶是最常用的，尤其是非音乐家。音调主要由听觉皮质本身处理，右侧颞叶则负责分析旋律。音调则是由两侧颞叶来确定。根据声音的持续时间，右侧颞叶分析和声和音色，节奏则两侧都能处理。咔嗒声、语音一样的声音由左侧颞叶处理，而持续时间较长的、有节奏的声音则由右侧颞叶来处理。此外，想象音乐也能激活脑的这些区域。

　　一般来说，音乐家有更大的脑区负责听觉，对声音的反应也更敏感。事实上，音乐家的听觉皮质是非音乐家的1.3倍。感觉皮质、运动皮质、小脑和胼胝体也有类似的变化。虽然这些不同的区域都被用来处理音乐，但音乐最重要的组成部分是它所传达的情感。

　　【妈妈语：母亲通用的、本能的语言】

　　音乐对情绪的影响

　　语言、听力和音乐是人类文化和社会的重要组成部分，很难想象，假如没有它们这个世界会怎样。它们在空气中产生的振动被耳朵捕捉并分析；之后信号被发送到脑的语言区域，在几秒钟内，不费力地被转换为象征意义或情感意义。这会改变我们的行为，使我们产生类似的振动，或者以特定的方式行动。由此可见，声音释义是人类脑的一项了不起的壮举。

　　章末总结

　　1语言是人类独有的技能。

　　2人类有形成正确连接的特定脑区，能使人学会一种语言，但它不是为学习特定的一门语言而设定的。人类的脑具有可塑性，它被设计成能自动习得语言，并且可以习得任何语言。

　　3　威尔尼克区：负责言语理解。如果这部分受损，人会产生接受性语言障碍，即无法理解语言，所有语言对患者而言听起来都像外语。

　　4　布洛卡区：负责语言输出和言语的流畅性。如果这部分受损，人会产生表达性语言障碍，即能够理解事物，但无法用语言来对其回应。

　　5内耳是人类体内唯一一个完全机械的器官，以一种美丽而优雅的方式将机械能直接转化为电能。

　　

　　我不在意别人的赞扬或责备，我只是随波逐流。

　　——莫扎特

　　世界上最美好的东西看不见也摸不着，它们必须通过内心深处才能被感知到。

　　——海伦·凯勒

　　边缘系统围绕着脑半球的内部，主要位于颞叶内部，包括海马、杏仁核和下丘脑等结构（见图15-1）。1878年，法国外科医生布洛卡注意到，所有哺乳动物的脑中都存在这种环状结构或类似的东西。他推断，脑的这一部分参与了“动物性”过程，这与大脑皮质的智力功能相对应。该区域也负责嗅觉（最近，整个边缘系统被称为“鼻脑”），但与嗅觉的联系并没有为边缘系统的功能添彩，因为嗅觉在科学界或医学界不重要。因此，人们才开始理解边缘系统的价值。

　　

　　图15-1　边缘系统（部分图，脑两半球的交界面）

　　事实上，并不是所有人都认为脑的边缘系统只负责处理嗅觉。一种观点认为，它起到连接预期与实际经历之间的桥梁的作用，因此对记忆很重要。另一种说法则认为，边缘系统可能在“与情感表达有关的反应”中发挥着作用。此外，还有一种观点认为，边缘系统可能控制一般情绪。

　　20世纪30年代末，美国神经病理学家J. W.帕佩兹（J. W. Papez）发表了论文《被提议的情感机制》（A Proposed Mechanism of Emotion），文中提到，边缘系统可能在人类行为中扮演重要角色。他提出，情绪起源于海马，信息被传递到乳头体，然后信息通过丘脑被传递到大脑皮质最深处的扣带回，于是人们便体验到了情绪。该想法经过多年的修正，目前还包括了脑的其他部位，但总体来说，我们现在也认为，边缘系统处理情绪、记忆和嗅觉。为了表彰他的工作，这条通路被称为“帕佩兹环路”。

　　边缘系统的进化：使人类从所有动物中脱颖而出

　　帕佩兹环路只是边缘系统的一部分，边缘系统还包括杏仁核和脑的前部。它大致分为3个部分，每一部分都有自己的功能。

　　第一部分是杏仁核和海马的前部，此部分主要参与自我保护，特别是进食、寻找食物以及与吃和获得食物相关的打斗和预防行为。对大多数动物而言，嗅觉系统是该部分边缘系统的主要信息输入端，就像下丘脑，可传递饥饿感和饱腹感的信号。具体来说，杏仁核负责学习恐惧反应，为身体战斗或逃跑做准备。杏仁核的恐惧反应基于认识到可怕的情况，也许相当复杂。这意味着输入信息在进入杏仁核之前，脑的大部分区域已经对信息进行了解释，并评估了其威胁性。

　　第二部分是位于丘脑前部的神经元集合，即扣带回的内侧部分和海马尾端。这一部分负责生殖功能，并参与性功能和性行为，促进社交和交配。嗅觉系统和下丘脑也参与这部分的边缘系统。

　　第三部分是扣带回外部及其与脑的外层连接。丘脑的前部嵌入这一区域，但是嗅觉系统和下丘脑没有嵌入。这部分边缘系统在哺乳动物的脑中高度发达，但是爬行动物根本没有这一区域。它负责哺乳动物特有的亲代照料和家庭群体特征。这部分边缘系统和疼痛中枢之间有联系，表明由家庭分离引起的痛苦是与生俱来的。

　　情绪神经回路中的结构杏仁核

　　此外，杏仁核在记忆中也扮演着重要的角色。在右利手人群中，右侧杏仁核用来进行潜意识的情绪学习，左侧杏仁核用来进行有意识的情绪学习。

　　颞极扣带回

　　扣带回的前部负责直觉。当我们面对许多选择时，比如在社交或新的情境中，尤其是不知道结果的情境中，它可以将我们的注意力引向潜在的解决方案。

　　眶额皮质

　　眶额皮质位于眼睛的后面，它在嗅觉、味觉和视觉等输入方面起着重要作用，它很可能是我们体验“一见钟情”的部位。它对社会互动、控制对社会环境的反应、心率和血压变化、呼吸反应、面部脸红、瞳孔大小及紧张感都很重要。学会应对和控制这些自主功能是青春期的重要任务。

　　眶额皮质还负责我们的意识，帮助我们审查、自我监督，并将经验融入有关行为的决策中。我们用它来猜测别人的心理状态，推理出社会问题，即从他人的角度看问题。有人可能会说，眶额皮质最能定义什么是社会性动物，它似乎在阿斯伯格综合征等导致的功能障碍中扮演着重要角色。

　　扣带回和眶额皮质共同整合对某一情境的智力、情感和自主的理解，如果两者是分离的，理智可以做出决策，而不必意识到个体的情感消耗。经常这样做的人被描述为反社会人格（以前被称为精神变态）。他们似乎没有良知，因为他们不仅无法同情他人，而且纯粹是出于理智原因而做出的决定。此外，情感和理性的分离是判断社会行为的一个有效而重要的特征。它可以导致人们做出不计后果且需要巨大勇气的行为。但为什么有人是英雄而有人是罪犯？这仍然是个谜。

　　【濒死体验和宗教信仰】

　　1975年，医生雷蒙德·穆迪（Raymond Moody）写的一本关于濒死经历幸存者的书荣登畅销书排行榜。几乎所有人都报告了相似的愉快经历，一种“身外”的经历：人们沿着一条通向光明的隧道前行，遇到了一束光或宗教人物，他们帮助人们评估自己的生活，最终决定重回现实世界。一般来说，这些主题有所不同，其中以感到爱人的存在、安全感、和平与幸福较为普遍。宗教经历往往和个人预期相一致。这种经历会发生在认为自己快要死的人身上，但实际上他们并没有死。有过超重耐力训练（G-force training）的飞行员常常经历类似的事件。边缘系统似乎对这些濒死体验至关重要，异常放电是其触发点，这可能是由缺氧或极度压力所导致。

　　颞叶癫痫：情绪无处不在

　　癫痫的根本原因在于脑任意部位出现的自发放电。正因如此，它对“本能”实验十分有用。让癫痫患者报告他们在癫痫发作时的体验，并记录下电磁干扰的情况，我们就能发现脑的各个部分如何引发我们对世界的体验。我们从这些研究中了解到，对边缘系统的损害会导致我们大笑或哭泣。

　　有一种特殊形式的癫痫，其病因是颞叶的电磁干扰，它可由强烈的情绪引起。颞叶癫痫患者可能也会经历一些与其他神经系统相关的症状，如感觉、视觉或听觉等系统，这意味着来自这些系统的信号会进入脑的边缘系统。所以，任何感官刺激都会直接影响我们的情绪。边缘系统是心脏和头部存在差异的重要线索，当我们被直觉引导时，即被边缘系统引导处理来自内部感觉和外部感觉的信号。当我们被头部或者脑引导时，大脑皮质最晚进化的部分会引导我们思考这些信号。

　　颞叶癫痫发作会引起神秘体验，如果这种电磁干扰对杏仁核的影响特别大，那么患者可能会体验到一种怪诞的意象。

　　这种经历通常具有普遍的情感色彩，它可能令人不快、恐惧或难以用语言描述。可能由于它独立发挥作用，而大脑皮质的其他部分没有参与其中，进而无法将其放入可以理解的场景中。

　　【麦角酸二乙基酰胺】

　　麦角酸二乙基酰胺，简称LSD，最初是由化学家霍夫曼（Hoffman）合成的。人们很快发现它在某种情况会引起深刻的神秘体验。作为一种医学诱导神秘的启示，人们希望它能治疗酒精滥用。效果很成功，但它很快就声名狼藉了，因为它被用作街头毒品。LSD能刺激边缘系统，模糊了现实与幻想之间的界限。

　　从某种意义上说，情感是脑的原始部分，因为许多动物身上都有情绪神经回路，但它是我们为人的一个重要原因。进化后期出现的情绪回路——大脑皮质，使我们产生依恋、家庭、爱、无私和共情的感觉，以及一种理解世界的途径，它能填补外部的理性、逻辑之路，即思考。

　　章末总结

　　1　边缘系统：围绕着脑半球的内部，主要位于颞叶内部，包括海马、杏仁核和下丘脑等结构。

　　·杏仁核和海马的前部：主要参与自我保护，特别是与进食、寻找食物、与吃和获得食物相关的打斗和预防行为；

　　·扣带回的内侧部分和海马的尾部：主要涉及生殖功能，并参与性功能和性行为，促进社交和交配；

　　·扣带回的外部及其与脑的外层连接。

　　2　情绪神经回路的结构：

　　·颞极：接收来自边缘系统其他大部分区域的输入；

　　·眶额皮质：负责意识，帮助我们审查、自我监督，并将经验融入有关行为的决策中。

　　

　　明智而仁慈的外科医生不会打开患者的腹部、胸部和头部。

　　——约翰·埃里克·埃里克森（John Eric Ericksen）

　　直到20世纪，研究活人的脑仍是一项不够理想的（坦率地说，是冒险的）工作。19世纪晚期，脑部显微镜检查取得了明显的进步，但存在一个缺点，那就是只有在人死后才可能对其脑进行检查。尽管如此，我们在理解、分类脑疾病方面还是取得了巨大的进步。在此前的几个世纪里，对脑功能的研究仅限于各种武器造成不同类型的头部创伤的影响，偶尔也会在颅骨上钻个洞来“使点儿坏”。

　　目睹当今的科技发展，想从广阔的历史背景中来判断技术发展真正的重要性绝非易事。但是，计算机科学的进步使研究活人大脑的扫描仪得到发展，它很可能将被我们的后人看作重大的进步。计算机体积的缩小和近期计算机电路运算速度的提高，使得新的脑成像技术得以发展。虽然当前科技的目标是提高诊断水平，但在未来的50年里，我们很可能会应用非侵入式的方法进行治疗。当考虑用放射疗法治疗某些类型的脑瘤时，我们现在可以使用脑成像与多束X射线相结合的方式进行指导。单束X射线无效，但多束聚集一起则效果倍增，这样某特殊病区就可以得到治疗。

　　神经生理学测试：电刺激与反应

　　如果通过颅骨观察一个有意识、能思考的人的脑，而且脑最活跃的部位会发光，那么我们将会看到，在脑表面有一个明亮的点，边界奇妙、波动，大小和形状不断变化，被或深或浅的黑暗包围着，覆盖了整个脑半球。

　　——巴甫洛夫

　　巴甫洛夫以条件反射研究而闻名。在这项研究中，狗将各种刺激与食物联系在一起，并且开始以分泌唾液作为反应。巴普洛夫很有先见之明地描述了我们现在已知的脑中不断发生的电活动。神经生理学是涉及电刺激和神经活动记录的医学分支。几十年前，法国生理学家弗卢朗曾经用电流刺激动物的脑和人脑的不同部位，想看看接下来会发生什么。幸运的是，在接下来的150年里，这些技术变得更加精细，并且不再需要暴露脑。然而，在现代的脑外科手术中，医生仍然通过电对脑进行直接刺激。当手术接近负责表达和语言的“雄辩区域”时，这就非常关键了。如果对某个区域的刺激会导致患者失去说话或讲道理的能力，那么外科医生要避免伤害到该区域。

　　诱发电位：一边刺激，一边记录

　　诱发电位（evoked potential，EP）记录有点像在电路中测试电阻，其基本原理是在一侧刺激并记录，在一侧使用黏性电极片。测试从3个方向进行：第一，从前到后，刺激眼睛（如用方格图案）并记录视觉皮质的活动；第二，在大约水平方向，沿着脑通过脑干，向耳朵提供刺激，记录听觉神经的活动；第三，刺激四肢的神经，记录头顶的反应。诱发电位检测神经对此类刺激反应的延迟，有助于诊断某些炎症性疾病，如多发性硬化——神经的绝缘髓鞘受损，神经传导速度明显减慢。

　　最新的一项技术来自磁刺激的进展，磁刺激导致脑中产生短暂的电流，刺激神经元，通过记录刺激对周围肌肉的影响，我们可以了解脑和肌肉之间的神经通路。这种方法需要一个能够提供高电压的电容器，然后释放电流并允许其通过线圈形成一个磁场，继而进入脑并诱导脑皮质放电。最初它是一种诊断工具，现在已经发展成为一种治疗手段，特别是在对某些心理疾病的治疗中，常常会用低压电流进行重复刺激，这是一种替代传统电休克疗法的方法。

　　脑电图：对脑电波的研究

　　脑电图，从广义上说是对脑电波的研究。在测试脑电图时，通常会将大约12个电极放置在头部表面的关键点上，来记录神经活动。我们可以看到4种主要的脑活动类型，按波的频率（从最慢到最快）分为δ波、θ波、α波和β波。α波是人们正常状态下的脑电波，随着精神集中会趋于消失，特别是当人们进行视觉活动时。β波峰值更小，在所有年龄段中都很常见。θ波和δ波被称为慢波。睡眠中，θ波会频繁出现，而如果一个成年人在清醒时出现大量θ波则是异常的状况。δ波通常只在深度睡眠时出现，代表脑的更深层结构的活动。

　　脑电图对于发现异常的脑活动十分有效，这些活动可能与癫痫、头部损伤、脑部肿瘤、脑部感染和炎症、化学物质紊乱及部分睡眠障碍有关。脑电波测试可以快速地在清醒或入睡的人身上进行，或者也可以在人们日常生活中进行长时间的记录。

　　电击疗法：在效果与道德之间寻求平衡

　　电击疗法（electro-convulsive therapy，ECT）是精神病学中的一种疗法，不属于神经生理学中的一部分。提起电击疗法时，大多数人会立刻想起《飞越疯人院》中的骗子兰德尔·帕特里克·麦克墨菲（Randle Patrick McMurphy）。麦克墨菲追求制度化服务以逃避常规的监狱工作。为了平息他对独裁政权的反抗及对其他患者的煽动，精神病院对他进行了严酷的电击疗法，让他几乎变成了一具僵尸。实际上，现实中已经有用电击疗法来制服“麻烦制造者”的案例。在某种程度上，人们通常会把电击疗法与控制自由意识联系在一起，所以它在人们心目中已经留下一个不合理的恶名声。

　　然而近年来，这一疗法的声誉在某种程度上得到了恢复，尤其因为它可以非常有效地治疗抑郁症以及一些对药物治疗有耐药性的精神障碍。尽管一些进程是常规的，但治疗效果很快就会表现出来。用电击疗法治疗癫痫发作时通常持续时间为30～60钞，并给患者服用肌肉松弛剂和麻醉剂，同时由麻醉师监护。但是该方法仍存在一些争议，如是将电流施加到头部的一侧还是两侧。另外，人们对电击疗法造成短时记忆丧失（一种公认的并发症）也有一定的担忧。除此之外，生活质量的下降与一些精神疾病的关系、缺少治疗会有自杀风险等因素也需要考虑。与许多疗法一样，这一疗法必须在风险和收益之间取得平衡，不过电击疗法正在成为一种更容易被接受的疗法。

　　瓦达试验：麻醉脑的一半

　　对几乎所有右利手和大多数左利手的人来说，左脑是语言技能的优势脑，现代脑成像技术已经证明了这一点。通过让人们在扫描仪中执行语言任务，我们可以看到脑被激活的部位。这些方法还在发展中，此外还有一种不同的方法，就是麻醉一半的脑。

　　异戊巴比妥普遍被称为“真正的药”。大约70年前，日本神经病理学家约翰·瓦达（Juhn Wada）试图将异戊巴比妥注入一条颈动脉（左右两条颈动脉是脑各自半球的主要供血源），其作用是暂时麻醉脑半球。在麻醉剂的作用下，一位神经心理学家向被试展示图片和文字。在接下来的几分钟，药效逐渐消失，让被试回忆所看到的东西，然后进行重复测试。大体来说，如果不能回忆起物体或单词，就意味着当时负责这些功能的一半脑“睡着”了。这个结果，显然对外科医生在这个脑半球进行手术的意愿有重要影响。

　　脑成像：在空间和时间的维度上探究脑

　　神经影像学的发展使得人类对脑的详细研究成为可能，可以说，相比于任何其他技术，它更彻底地改变了人们对活体患者的神经系统疾病的研究。脑成像包括脑区的空间分辨率和时间分辨率。空间分辨率可以达到组织水平（如可区分灰质和白质），甚至超过显微镜水平（如探索存在于不同神经类型上的受体）。时间分辨率可以提供脑不同部位的血流信息，从而给出“激活”的概念。这一技术可以扩展到脑如何使用能量方面的研究。

　　X射线：透视你

　　X射线是由德国物理学家威廉·伦琴（Wilhelm R?ntgen）于1895年发现的。当时他正忙着从事阴极射线实验，房间里一片黑暗，突然发现不远处桌上一块荧光屏发出闪光，即X射线。在新的X射线（之所以这么叫是因为当时其性质未知）路径上，他将妻子的手暂时固定在一张照相底片前，之后得到了一张妻子手骨的图像，周围是肉，甚至显示了她的戒指。X射线揭示了这样一个原理：不同的组织在向感光板移动时会吸收不同量的X射线。

　　用X射线来观察脑存在一个问题，即颅骨很碍事。骨骼会吸收大量辐射，而脑本身对辐射剂量的增加相当敏感。我们在X光片上看到头盖骨的图像对观察脑部问题毫无用处，但在当时，这已经是一个巨大的进步了。

　　尽管磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）已开始取代X射线，但是在血管造影领域，X射线仍旧有利用价值，因为它可以显示脑血管。血管的异常扩张（如动脉瘤）可以通过向血管中注入染料而显现出来，而X射线不能穿透这种染料，因此可以勾勒出动脉瘤的轮廓。通过这种方式，我们可以找到某些类型的脑出血的原因，继而可以将夹子附在动脉瘤上或将线圈插入动脉瘤内，以防止其复发。

　　气脑造影术和脑室造影术：“一个空脑袋”

　　在谈及脑成像的历史时，很重要的一点是，在脊髓液中引入气体来尝试定位颅内异常。气脑造影的原理是用空气替换脑脊液，从而可以提供一种对比介质，因为空气在X射线中的密度要比脑脊液低得多。与标准的腰椎穿刺术不同，这种技术体验非常痛苦，有时甚至会致命。脑室造影则是通过颅骨上的小洞将空气直接注入脑腔。

　　这些技术在20世纪70年代都被第一次脑扫描所取代了。

　　计算机轴向断层扫描：离不开X射线

　　人们仍然把第一次脑扫描称为CAT扫描（计算机轴向断层扫描），但是近期，这项技术已经被简称为CT。英国电气工程师戈弗雷·纽博尔德·豪恩斯菲尔德（Godfrey Newbold Hounsfield）爵士和南非物理学家艾伦·麦克劳德·科马克（Allan MacLeod Cormack）因这一发明而获得了诺贝尔生理学或医学奖。20世纪50年代末，豪恩斯菲尔德已经领导EMI公司的设计团队在英国创造了第一台全晶体管计算机。

　　CT扫描仪仍然使用X射线，但是探测器被安装在一个旋转的框架上，人的头部位于一个类似“甜甜圈”的装置中间，这样就能通过X射线对头部进行多角度测量。1972年，第一台扫描仪首次用于患者。它花了几小时获取一张脑数据切片，又用24小时将其重建成图像。如今，一个切片可以在不到一秒内获得并立即进行重建（缘于计算机技术的进步，而非图像重建数学的发展）。

　　另一种技术进步则出现在20世纪80年代末，即螺旋CT的发明。在该发明中，X射线相机会向下螺旋旋转，在半分钟内就能将整个器官的数据收集完成，这也促进了CT血管造影技术的发展。

　　在脑成像领域，由于X射线存在局限，加上颅骨较厚等因素，CT仍然受到限制，特别在显示脑后部的小脑和脑干等区域。虽然CT可以检测到脑组织较明显的异常，如肿瘤，但是扫描的分辨率还不足以检测到小肿瘤。相比于其他脑部扫描机器，CT的优势在于：在检测脑出血（图像上显示为白色）、小骨折和颅骨其他异常的脑内或周围血液时要更快一些。在这些方面，它与真正的革命性发明——磁共振成像，并驾齐驱。

　　磁共振成像：发现良好振动

　　核磁共振是磁共振成像的基础。20世纪50年代，人们发现不同的材料在不同的磁场强度下可以产生共振，这与酒杯边缘在特定频率下振动时能“振铃”的方式相似。

　　磁共振研究始于20世纪70年代，并于1980年首次在患者身上进行扫描。这项发明要归功于英国物理学家彼得·曼斯菲尔德（Peter Mansfield）和美国化学家保罗·劳特布尔（Paul Lauterbur），他们的研究工作为其赢得了诺贝尔生理学或医学奖。另一位美国科学家雷蒙德·达马迪安（Raymond Damadian）在研究癌症患者肿瘤期间，发表了关于磁共振成像的观点，有人认为他创造了第一张人体磁共振图像。

　　那么，MRI的工作原理是什么呢？我们知道，所有物质都由原子构成，而所有原子都由原子核和周围带负电荷的电子组成。原子核由一个或多个质子（带正电）构成，也可能含有中子（不带电）。最简单的原子是氢原子，它包含一个质子和一个电子。磁共振成像可探测质子，意味着它善于探测氢原子。由于氢是构成人体的水（约占70%）的主要成分，因此MRI在人体成像上特别突出。

　　施加足够强的磁场会使质子沿着磁场的方向排列，目前的磁共振扫描仪的磁场强度是地球引力的1.5万～9万倍。这就解释了为什么所有的金属物体都必须从磁共振扫描仪的“门口”移走，因为它们很可能以飞快的速度在房间里飞来飞去，中途无法停止。由于同样的原因，遭受过弹片伤害的人、眼里经常有碎片的金属工以及骨头上装有某种金属板或关节置换的人，在做MRI前必须仔细检查。而要产生如此强的磁场，需要能够承受高强度电流的超导体，以及一个“外壳”，里面充满液氦，以防止温度过高。

　　躺在扫描仪里的人，他们脑组织内的质子都朝同一个方向排列，但是他们觉察不出这一点，这并不奇怪。随后，扫描仪会产生无线电脉冲，使质子共振，并产生“MR信号”（会导致巨大的撞击声，对接受扫描的人来说可能很可怕）。当外部无线电脉冲停止时，质子再次与磁场对齐所需的时间取决于组织的特性。当无线电脉冲被反复开启和关闭时，扫描仪的探测部分会接收到脑中质子释放出的能量，这样就会重新形成一个三维的黑白地图。

　　现代磁共振成像扫描仪产生的图像看起来和我们放在桌上的脑切片一样好。并且，它不涉及X射线或其他有害辐射，这是一种额外的优势。尽管如此，许多人还是不喜欢磁共振扫描仪的封闭空间，人们将其称为“鱼雷发射管”。虽然他们以前可能从未患过幽闭恐惧症，但有时狭小的空间和巨大的噪声会让他们受不了。幸运的是，大多数脑扫描仪都有一个与外界的对讲机，以保证被检测者的安全，甚至还有电视来分散其注意力。

　　MRI的磁场强度有上限吗？虽然目前只在研究单位使用，但已有超过地球重力场20万倍磁场的扫描仪。这些扫描仪的图像可以显示出脑组织中最小的毛细血管。但是，接受扫描的科学家也经历了一些轻微的视幻觉，大概是因为他们的视觉皮质被激活了。其他方面的磁共振成像仍在继续发展，在一定程度上它不仅提供了CT无法比拟的脑和脊髓解剖结构的精美图像，且由于改进，无须注射任何染色剂就可以看到脑的血管。

　　MRI的发展开启了另一个激动人心的领域——功能性磁共振成像。有了这项技术，我们就有可能研究血液经过脑时的流动和氧气使用情况，并且可以与各种各样的任务相结合。例如，让人们看一些引发强烈情绪的图片，从而揭示脑被激活的部位。就这样，科学家们第一次对脑功能有了真正的了解。

　　正电子发射计算机断层扫描：脑遇到了反物质

　　首次功能性脑成像是通过使用正电子发射计算机断层扫描仪完成的。这项成像技术使用了反物质（带正电的电子）作为血液中的放射性示踪剂。生于1939年的科学家迈克尔·费尔普斯（Michael Phelps）被认为是第一台正电子发射计算机断层扫描仪的主要贡献者，这台仪器在1973年制造于华盛顿大学。第一台商用的全身成像的正电子发射计算机断层扫描仪是在1976年末出现的。

　　正电子发射计算机断层扫描仪依赖于正电子衰变，这是一种放射性现象。某些放射性物质在衰变时会释放带正电的粒子——正电子。它是所有原子中带有正常且大量负离子的“反物质”的对应物。虽然我们还没有完全达到“曲速旅行”（warp drive）和“传输光束”（transporter beams）的水平，但一切都有了《星际迷航》的影子。当正电子与它的“物质”等价物（带负电的电子）发生碰撞时，能量会以互相呈180度角的两束光释放出来。个体周围的探测器环可以确定并记录发生碰撞的部位，在注入示踪剂后会发生数百万次此类碰撞。理论认为，在特定任务中，含有示踪剂的血液会优先被某个脑区吸收，或者示踪剂本身会短暂地与一组神经元上的受体结合，那么“热点”将在有较多碰撞的部位被检测到。因此，根据使用的示踪剂类型，脑活动或神经受体位置的成像图片将被建立起来。

　　那么，制作示踪剂需要什么呢？粒子加速器或称回旋加速器，以高速轰击的化学元素产生正电子发射衰变的放射性物质。之后，化学家将这些分子附着在将被追踪的物质上。例如，葡萄糖是脑的主要能量来源，那么葡萄糖就可以用作观察脑活动的示踪剂。目前，正电子发射计算机断层扫描仪被广泛地用于检测某些类型的脑肿瘤和癌症。专门以此种扫描仪作为研究对象的较少，它主要作为一种研究工具。它在神经科学领域享有盛誉，人们通过它对帕金森病有了更深入的了解。

　　如今有了研究活人脑的技术，且这些技术正在不断地发展完善。提高功能性扫描的分辨率及得到精确的三维脑电图可能是未来的研究方向。有了现有的研究方法，我们就可以在不冒很大风险的情况下，不费吹灰之力地发现关于脑的更多信息。

　　章末总结

　　1　诱发电位记录：有点像在电路中测试电阻，基本原理是一边刺激一边记录。检测神经对此类刺激反应的延迟，有助于诊断某些炎症性疾病。

　　2　脑电图：对脑电波的研究，需要将大约12个电极放在头部表面的关键点上以记录神经活动。脑电图对发现异常的脑活动非常有效。

　　3　电击疗法：精神病学中的一种疗法，能够有效地治疗抑郁症以及一些对药物治疗有耐药性的精神障碍。

　　4　瓦达试验：暂时麻醉一个脑半球。

　　5　脑成像：彻底改变了对活体患者的神经系统疾病的研究。在脑成像中，空间分辨率可以达到组织水平，时间分辨率可以提供脑不同部位的血液流动信息。

　　6　X射线：它揭示了一个原理，即不同的组织在向感光板移动时会吸收不同数量的X射线，目前仍在使用X射线进行血管造影。

　　7　气脑造影与脑室造影：气脑造影的原理是用空气替换脑脊液，从而可以提供一种对比介质；脑室造影就是通过颅骨上的小洞将空气直接注入脑腔。

　　8　计算机轴向断层扫描：仍然使用X射线，可检测到脑组织的大的异常，如肿瘤，但扫描分辨率不足以检测到小的肿瘤。

　　9　磁共振成像：它产生的图像和放在桌上的脑切片一样好，且它不涉及X射线或其他有害辐射。

　　10　正电子计算机发射断层扫描：首次功能性脑成像是通过使用正电子发射计算机断层扫描仪完成的。这项成像技术使用带正电的电子作为血液中的放射示踪剂。

　　

　　无数人渴望长生不老，可是他们不知道在一个下雨的周日下午做什么。

　　——《愤怒在天空》（Anger in the Sky）

　　脑死亡后，人会进入什么样的状态

　　脑死亡是脑功能不可逆转的丧失，不同国家对其标准不同，且存在巨大的伦理、法律和宗教分歧，但一般来说，当脑干反射、肌肉反应和呼吸驱动都不存在时，就会宣布脑死亡。当然，首先必须排除某些特殊状态，如体温过低或药物影响。

　　在某些情况下，确认脑死亡非常有必要。因为此时人的心脏可能还在跳动，其他身体器官也在运作。理论上讲，如果一个人继续使用呼吸机，他可以永远保持这种状态，食物直接进入血液；如果脑死亡已经发生，那么个体就不会有脑干反射，包括瞳孔对光的反应和所谓的头眼反射（Doll's eye），眼睛看起来注视着远处的物体，而不是朝前。其他一些测试方法是将冷水注入耳道，眼睛对此会有眼球震颤、对接触角膜的眨眼、呕吐和咳嗽等反应。通过移除呼吸管并监测二氧化碳的蓄积来测试呼吸动力，二氧化碳通常是呼吸的强大动力。如果有疑问，则必须用专业测试来确认脑死亡。脑电图并不可靠，但血管造影、诱发电位和磁共振等技术可能有一定的作用。

　　修复脑：如何实现高质量的长寿

　　当代医学技术正在快速发展，这意味着人体四肢可以用机器进行修复、代替、移植或提高治愈进程。生活条件、生活方式和医疗保健的改善意味着越来越多的人活得越来越长，器官等“零件”的失效或磨损也不再意味着残疾或死亡。长生不死的限制因素便是脑和神经系统的衰竭，如果用其他方式予以克服，那么高质量的长寿很有可能。但这并不一定意味着它是可取的，其伦理意义需要一整本书来讲述。

　　身体的部分可以归为两种类型之一：一种是器官或四肢，如心脏、肝脏或手臂，这些都可以被移除，并替换上新的“插件”；另一种是像血管网络这样的系统，它们只可以被调整，可能不容易被替换。

　　虽然现在普遍认为移植合乎道德且可取，但它在最初被提出时遭到了大多数人的反对。为什么？移植假设的前提是我们不改变主体的身份，古人会怎么理解心脏移植？对一些人来说，这类似于将情感或灵魂移植转移到另一个人身上。不过，现代人已经不再如从前。当我们思考脑的程序时，同样的问题也会摆在我们面前。

　　如果被迫选择，大多数人会认为脑是自我的组成部分。因此，假如从安迪到鲍勃进行头部移植，实际上就是从鲍勃到安迪进行身体移植。因此，当我们谈论脑修复时，我们谈论的是小部分脑的改变或移植，因为更多的是改变一个人的身份。现在我们需要考虑让此事情变得重要的各种情况。

　　与年龄相关的脑变化会有几种不同的类型，从出生到死亡，我们每天都有大量的神经元死亡。假如我们每秒钟都会失去一个神经元，也就是每年失去约3 100万个。在出生后的几年，我们不再产生新的神经元，但因为人类有1 000亿个神经元，所以每年损失几百万不会有太大的影响。70岁时，普通人仍然拥有97%的神经元。但是在脑中，正如我们所了解的，位置决定一切。如果神经损失集中在一个重要区域，一旦达到临界水平，它就可能会引起一些症状。这种情况在一些人身上比其他人发展得更快，因为这类人初始时的神经元较少，或者受到一种对神经元已产生损害的疾病影响。

　　另一种可能是，这种神经元丧失的速度是由基因决定的。这种关键的神经元丧失被称为神经变性。阿尔茨海默病就是其中一例，在这种情况下，颞叶中的神经元会丧失，从而导致记忆丧失；此外还有帕金森病，它影响了部分运动控制回路（基底节区）；再者就有运动神经元疾病，它会影响自主肌肉控制的神经，导致患者消瘦和瘫痪。在这些情况下，治疗的策略要么是预防退化，要么是替换丧失的细胞。而最有希望的替代方法是干细胞治疗。

　　干细胞是一种早期胚胎细胞，如果暴露在合适的触发环境中，它可以生成任何类型的细胞。这种细胞已被用于治疗血液病很多年，例如接受骨髓移植的白血病患者。骨髓干细胞通过手臂的静脉滴入，它们“知道”要进入骨髓中，并在骨髓中分裂和定向分化，直到所有不同的血细胞类型得到补充。如果有类似的系统来修复脑疾病，那就太好了。我们离这个愿望的实现还有多远？我们有可能找到它吗？

　　男性可以从女性那里接受移植，反之亦然。所有的细胞都含有一套完整的基因，这意味着可以通过寻找遗传标记来追踪移植的细胞。研究表明，接受男性骨髓移植的女性，其小脑中含有Y染色体的神经元。对此唯一的解释是，移植的骨髓干细胞迁移到小脑，成为神经元并被整合到受体的神经系统中。如果能够利用这一过程，我们就有可能使用激素和化学物质的混合物指导干细胞的去向，这样它们就可以被注射到静脉，并自动整合到神经系统中。

　　是什么阻止我们长生不死

　　对于生命，一直存在一个疑问：是什么阻止我们长生不死？有些人认为，我们必须衰老和死亡，这样才能为下一代让路，否则物种将无法生存。但没有证据证明这一点，且这与我们目前关于进化和选择的观点不一致。进化选择的是基因，而不是物种。正如理查德·道金斯（Richard Dawkins）(9)在《自私的基因》一书中描述的那样，个体是一种将基因传给下一代的载体。因此，我们应该是为生存而不是淘汰而设计的。对我们而言，变老这一事实意味着，要么衰老是基因的优势（进化使我们变老），要么不可能永远保持年轻（所以没有办法解决衰老的必然性）。接下来，让我们依次讨论每个问题。

　　是什么导致了衰老

　　在进一步讨论之前，我们应该先为“衰老”下一个定义。从受孕到成年是人的发育阶段，体内的细胞数量增加，体积增大，器官成熟，而衰老是成年后开始的过程。虽然这个定义并不精确，但它至少提供了一些参考。

　　衰老是不可避免的吗？细胞分裂时，会产生相同或几乎相同的细胞。从理论上讲，这种情况可能会一直持续下去，给我们源源不断的新细胞，以替换受损或磨损的老细胞。但是，细胞分裂具有不可忽视的内在属性，每个细胞都是一张蓝图，包含制作所有细胞成分的编码结构——DNA，它是一根缠绕在染色体上的长条。当DNA被复制时，进行复制的酶会提前“读取”长条，这样它才能复制当前位置的指令。而当酶到达DNA链的末端时，遗传密码的最后几个字母就不能被复制了，因为酶在提前读取的长条中已经被耗尽。如果该现象未解决，这将意味着，随着每个子细胞的产生，DNA链会变得越来越短。解决方法是DNA链的最后部分包含一个出现了数百次的重复密码序列，即GGGATT。

　　端粒酶是一种特殊的酶，每次细胞分裂时，它都会增加重复次数，能保护染色体，因为即使复制得比原始的短，它也只少重复了几次GGGATT，而这可以通过端粒酶自动添加。在发育过程中，每个细胞中的端粒酶都很活跃；但当我们开始衰老时，端粒酶就被关闭了。我们知道，天生拥有更多GGGATT重复次数的人比那些重复频率少的人活得更长，所以GGGATT重复次数更多的人更长寿。但是我们为什么不直接打开端粒酶，这样染色体就会永远存在？因为实际上，端粒酶被重新激活的同时，癌细胞也会持续分裂——拥有不朽的细胞也有缺陷。

　　【一边繁殖，一边攻击】

　　人类生命长度的限制性因素不是被猎食，而是被感染。拥有一个好的免疫系统对生存是最基本的条件，而进化已经赋予了我们一个良好的防御系统。这个防御系统甚至好到可以让我们（下意识地通过气味）选择免疫系统模式尽可能不同的人作为伴侣。这样，我们的下一代就能够拥有这两个免疫系统中各自的优点。但是，拥有良好的免疫系统也会让我们付出代价。

　　正在发育的胎儿对母亲的身体就是一个“入侵者”。虽然胎儿的一半基因来自母亲，并不会诱发母亲免疫系统的攻击，但胎儿的另外一半有父亲的基因信息，它们对母亲的身体来说是陌生的。拥有一个无情的免疫系统意味着会把胎儿当作“入侵生物”，并发动攻击毁掉它。为了避免这一事情发生，母亲的免疫系统在怀孕期间通常会做出调整。但是一些有趣的研究表明，一个人的免疫系统越好，活得越长，拥有的孩子也越少。因此，对抗感染和繁殖后代之间在进化上存在一个权衡。

　　如果我们老了，会对后代有利吗？婴儿完全依赖父母，没有父母，他们生存下来的概率几乎为零。很显然，自然选择决定基因的走向，所以成年人可能会生存，直到他们的孩子长到足以养活自己。许多研究也表明，有祖父母的人的家庭规模也更大。换句话说，自然选择应该使我们生存下去，直到至少孙子辈出生，且他们能够向我们学习。因此，进化似乎不可能使我们衰老。事实上正如我们所说，人类的进化发生在老年期并不存在，衰老似乎不是“应该”的，而是我们别无选择。

　　我们不能永生的真正原因

　　进化尽可能地使人类活得更长久，但是也不可能“设计”出一个可以长生不死的人。尽管如此，现代人还是活到了70岁、80岁或90岁，甚至越来越多的人活到了100多岁，这和“永远”没有区别。目前，我们无法解决的真正问题是，虽然我们可以替换心脏、肺、肝脏和肾脏，但我们无法替换脑。90岁的脑中的神经元在90年前就已经存在了。神经元很奇怪，也很难维持。它们彼此构成一个复杂的连接网络。即使每天有一小部分神经元死亡，但会很快增加。如果身体能活200年，那我们死的时候都会精神错乱，很可能还会得帕金森病和运动神经元疾病。在人类进化过程中，涉及神经退行性变化的疾病基本上不存在，但随着我们活得越来越长，这些疾病的发生将变得更加频繁。

　　仿生学：解决寿命问题的可能性方案

　　对神经元寿命有限的问题，有一种可能的解决办法是用很容易升级或更新的电子设备取代它们。但这是在有限的范围内进行，比如帮助失聪的人获得听力的人工耳蜗；在脊椎损伤后，脊椎植入器可以使患者进行一些活动；通过视神经传递信号的仿生眼睛可以给失明的人一些视觉信息。但是，人体在所有这些装置的接触点处容易受到感染，同时也存在异物排斥反应问题。目前还没有人工脑叶或记忆的扩展，但是这些都已处于早期阶段，这项技术有可能为衰老问题提供神经机械学的解决方案。

　　如果排斥和感染问题能被克服，将年轻人连接到提供新信息的设备上，很可能会自动发展出解读设备的能力。之所以如此，可能是由于我们不能完全地通过硬件连接就能拥有一个特殊的身体。比如色盲或者多指的人会发展出适应的机能来应对这种情况。脑根据已有的身体状况进行发育。以后，可能会有一个硬件连接计划，即“迷你电脑”，它为特殊的任务而设计，有感觉回路和运动回路，脑的不同区域有不同的功能，特别对年轻人来说，将非常灵活。

　　章末总结

　　1人类的进化发生在老年期并不存在，我们变老似乎不是因为我们应该变老，而是因为我们别无选择。

　　2神经元寿命有限问题的一种可能的解决办法是，用很容易升级或更新的电子设备取代它们。

　　结语

　　当第一个细胞利用电能与另一个细胞交流时，脑的发育就开始了。脑无处不在，以多种形式存在，但它们都在做着同样的事情：让身体活着，评估周围的环境，让身体远离危险，朝着目标前进。人类的脑也会花时间评估别人的脑可能在想什么，尽管这些想法是私密的。虽然这些脑在花时间试图控制其他脑对它们的看法，但它们做得非常好。

　　那么，我们的脑会将我们带向何处？几百万年后它们又会变成什么样子？未来的科技又将如何与我们的脑互动呢？

　　最初写作这本书的目的是希望能给“我们的脑是什么”“脑会做什么”提供一个导向。或许，我们的脑自认为很了解自己，但我们仍然知之甚微。不过，我们已离开知识的安全港口，正在驶向更广阔的脑知识的海洋。在接下来的几年里，神经科学的进步将会揭示更多的东西，要比我们目前知道得更多。也许不久之后，我们就会真正了解关于人类脑的奥秘。

　　附录

　　脑部及神经系统的相关数据

　　以下数据来自几本教科书，都是估计值和平均值，你可以查阅资料来源获得相关的参考资料。所有数据都是关于人类的，除非另有说明。

　　全脑统计

　　脑的平均质量

　　

　　资料来源：Berta, A., etal.1999. Marine Mammals. Evolutionary Biology.San Diego: Academic Press; Blinkov, S.M. and Glezer, I.I. 1968. The Human Brain in Figures and Tables: A Quantitative Handbook.New York: Plenum Press; Demski, L.S. and Northcutt, R.G. 1996. “The brain and cranial nerves of the white shark: an evolutionary perspective” in Great White Sharks. The Biology of Carcharodon carcharias.San Diego: Academic Press; Mink, J.W., Blumenschine, R.J. and Adams, D.B. 1981. “Ratio of central nervous system to body metabolism in vertebrates: its constancy and functional basis”. Am. J.Physiology, 241:R203–R212; Nieuwenhuys, R., Ten Donkelaar, H.J. and Nicholson, C. 1998.The Central Nervous System of Vertebrates 3, Berlin: Springer; Rehkamper, G., Frahm, H.D. and Zilles, K.1991. “Quantitative development of brain and brain structures in birds（Galliformes and Passeriformes）. compared to that in mammals（Insectivores and Primates）”. Brain Beh. Evol., 37:125–143; Ridgway, S.H. and Harrison, S. 1985. Handbook of Marine Mammals 3. London: Academic Press.

　　脑的尺寸

　　

　　脑的构成

　　其他数据（人脑）

　　

　　脑的各个部位的体积百分比

　　

　　资料来源：Trends in Neuroscience, November 1995.

　　脑和肌肉的构成（%）

　　

　　资料来源：McIlwain, H. and Bachelard, H.S. 1985. Biochemistry and the Central Nervous System.Edinburgh: Churchill Livingstone.

　　大脑皮质总表面积（cm2）

　　

　　人类脑皮质的其他资料

　　

　　EEG

　　睡眠

　　

　　小脑

　　

　　资料来源：Sultan, F. and Braitenberg, V. 1993.“Shapes and sizes of different mammalian cere bella. A study in quantitative comparative neuroanatomy.” J. Hirnforsch, 34:79-92.

　　人类脑脊液

　　

　　脑脊液和血清的组成

　　

　　资料来源：Fishman, R.A. 1980. Cerebrospinal Fluid in Disease of the Nervous System. Philadelphia: Saunders.

　　颅神经

　　

　　脊髓

　　

　　31对脊神经

　　听觉

　　

　　听觉范围（Hz）

　　

　　资料来源：Discover Science Almanac. 2003. New York: Hyperion.

　　耳

　　

　　味觉

　　

　　嗅觉

　　

　　视觉

　　

　　触觉

　　

　　神经元

　　

　　离子浓度（mmol/L）

　　

　　资料来源：Purves et al. 1997. Neuroscience. Sunderland: Sinauer Associates.

　　血液供给

　　

　　致谢

　　在本书出版的过程中，许多人给我们提供了很大的帮助。我们对此深表感激。

　　首先要感谢善良又很有耐心的编辑，来自Oneworld出版公司的维多利亚 ·罗达姆（Victoria Roddam）；再次要感激我们的文案编辑安 ·格兰德（Ann Grand）；还有那些不具名的预读者，他们的建议对改进书稿很有帮助。许多朋友和家人通过多次阅读和聆听本书不同版本所给出的建议，对我们帮助也极大。特别需要感谢的是凯西 ·理查兹（Cathy Richards）、萨莉 ·库茨（Sally Coutts）和苏 ·理查兹（Sue Richards）对本书支持。

　　本书中的插图来自优秀且观察入微的艺术家夏洛特·詹姆斯（Charlotte James）。

　　译者后记

　　2019年5月，由我和其他合作译者共同翻译的通识科普类读物《人人都该懂的心理学》出版。自该书出版至今已经过去一年有余。这段时间，我偶尔倍感压力，主要是因为《人人都该懂的脑科学》的译稿仍然静静地躺在我的电脑里。《人人都该懂的脑科学》在2019年中旬已经由两位合作译者翻译完成，我由于没能找出一段相对连续的完整时间而无法在第一时间完成对译稿的最后校对和整理。令我欣慰的是，在充分利用了寒假和春节假期的基础上，我终于在2020年初完成了对译稿的二次检查和校对，使得本书在2020年夏天能够和感兴趣的读者见面，也算完成了我的一桩心愿。

　　假设《人人都该懂的脑科学》这本书放在十多年前出版，我猜这本书可能会处于无人问津的窘境。但是令人欢欣鼓舞的消息是，近年来，脑科学和人工智能学科在国内快速发展，已经不仅仅是学术界关注的热点，在给公众生活带来巨大影响和变化的同时引起了公众对这些领域相关进展的热烈关注和讨论。甚至有的学者步伐迈得更大一些，开始基于目前脑科学和人工智能的进展对未来人类社会的何去何从做大胆的假设和预测，这一点尤其可以在由历史学者尤瓦尔·赫拉利撰写的畅销书《未来简史》中窥见一斑。既然一位研究历史的学者都可以根据掌握的脑科学和人工智能领域的最新进展来描述这些学科的进展会如何影响人类社会的进程，那么耕耘于脑科学相关研究领域的我就更有理由和更自信地认为，脑科学的快速发展必然会带来人类对自身智能本质的颠覆性认识，这一颠覆性认识影响下的人工智能的快速发展也必将有力地塑造既有的人类社会的架构。

　　我想读到这儿，有的读者其实已经能够或多或少地感受到“智能化”已经渗透到人们生活的方方面面。其实作为脑科学领域的一名学者，我信心满满地认为，人类社会至少在过去几年里，已经逐渐从信息时代开始走入智能化时代。在智能化时代伊始，我想每个人，包括我，都切实地感受到了智能化带给我们的激动人心的一面，同时也感受到了它带给我们的有力冲击和挑战的一面。

　　在智能化以前的时代，我们可以大体上认为，我们更多地集中精力认识人类所处的外部世界，这最终会让我们知道我们到底从哪里来，未来大体上可能会去哪里。随着迈入智能化时代，我想人们会把更多的精力放在认识我们自己的本质上，从而最终会让我们知道我们为什么是我们认为的样子，未来自己到底该往何处去。狄更斯在《双城记》中写道：“这是最好的时代，这是最坏的时代；这是智慧的时代，这是愚蠢的时代；这是信仰的时期，这是怀疑的时期；这是光明的季节，这是黑暗的季节；这是希望之春，这是失望之冬。”在我看来，狄更斯这段话也适用于进入智能化时代的人类社会。

　　正是基于此，我才愿意在两年多前接受翻译《人人都该懂的脑科学》这本书的任务。我对翻译此书别无其他想法，只是希望能通过翻译本书让对脑科学感兴趣的读者有这么一本通识科普类的资料可参考。《人人都该懂的脑科学》的英文原著包括三大部分，总共十八章的内容。这十八章的内容是由浅入深、层层递进的。您可以在第一部分了解到人脑研究的短暂历史、脑的演化特点和神经纤维等知识。通过阅读第二部分的内容，您可以了解到单个神经元是如何构成为一个完整的脑的；这一部分包含的四章内容分别向您介绍脑的发育特点、脑的解剖结构、支撑脑的各种结构和脑的功能特点等内容。在第三部分，您可以更详细地了解到脑承担的功能。在这部分，通过十章的内容分别介绍了脑的意识功能、记忆功能、睡眠功能、运动功能、感觉功能、视觉-空间信息加工功能、语言和加工音乐信息的功能、情绪功能以及神经障碍和脑衰老带来的问题等。

　　这本书各章的翻译分工如下：序言、图注及第一章至第七章，莫媛（南京大学心理学系2017级硕士研究生）；第八章至第十七章、结语和附录，杨舒程（南京大学心理系2016级硕士研究生）。所有翻译人员在完成第一稿的翻译和校对以后，我十分详细和细致地对译稿进行了二次检查和纠正。我在这里要特别感谢参加翻译的两位人员的辛勤工作！这里必须要特别感谢陈思珺女士在核对最终译稿字句时给予的无私帮助。本书初稿其实在一年多前就已经完成，但是由于我本人事务繁忙，我花费大概半年的时间来完成本书的审校。本书翻译的最终版本由我再次审阅和校对，由于翻译的瑕疵给读者阅读过程中带来的“不愉快”，我提前向各位读者表示歉意。

　　感谢湛庐文化的编辑从一开始就给了我们宽松的翻译环境。虽然按照原计划延迟了半年多才得以完成，但是编辑的耐心和宽容让我和其他合作译者十分感动。您阅读本书后如有与脑科学相关研究的具体问题或者建议，欢迎致信yansongli@nju.edu.cn共同交流和探讨。我和其他合作译者再次向大家提前表达诚挚的感谢！

　　李岩松

　　南京大学心理系

　　2020年7月8日