大腦如何告訴你“我是誰”

日期：2011-06-03 08:17:18

實驗證明：大腦前額葉是自我意識形成的神經基礎

當你置身于天安門廣場上，面對天安門時，左邊是人民大會堂，右邊是歷史博物館。你若轉個身，右邊成了人民大會堂，而歷史博物館則“轉”到了左邊。然而，當我們以大會堂為坐標來描述天安門廣場時，“變數”就沒這么多了。

人類的高級指揮部——“大腦”每天都在繁忙而高效地進行著，諸如：東南西北、左右上下等等很多不同的空間坐標系信息處理?？茖W界認為，在靈長類動物和人類大腦的半球額部有一塊皮層，叫大腦前額葉，它與靈長類高度發達的智力有明顯的關系，被稱為“腦中之腦”。然而，關于前額葉的功能，盡管人們已進行了近一個世紀的研究，但對其功能仍然不十分清楚。雖然科學家對于前額葉與靈長類高度發育的智力、心理過程和認知功能關系密切，這一點毋庸置疑，但是這塊皮層的具體功能，與其他皮層之間的關系等等細節問題，仍是一個未解之謎。

探秘“腦中之腦”

為了揭開這一謎團，中科院昆明動物研究所的研究人員2004年開始，在自然界與人類最相近的動物——猴子身上進行了研究。如今，該研究團隊取得較大的進展，發現了靈長類大腦前額葉背側部涉及到了以“自我”為中心的空間記憶相關信息的處理。而這可能是人類自我意識產生的神經基礎。目前，該研究結果得到了國際相關研究領域的重視，最近，英國著名的神經科學雜志《神經科學與生物行為評論》特邀請該研究團隊對其系列研究工作撰寫了一篇綜述文章，這篇論文現已經在網上正式發表。

中國科學院昆明動物研究所教授馬原野是這一項目課題組的主要研究者。他告訴記者，被稱為“腦中之腦”的大腦前額葉，占大腦皮質總表面積的比例是隨動物的進化程度而逐漸增加的。在食肉目動物中，前額葉的面積僅占皮層表面積的5%~7%，在黑猩猩腦部，面積增加到17%左右。到了現代人類，其面積增加到33%。在個體發育中，前額葉成熟也是最晚的，要到25歲后才完成最后的發育。很可能，這塊皮層會改變靈長類與環境的相互關系，使得靈長類神經系統的發育與環境的關系更密切，大腦的可塑性更強，從而讓人不僅能主動適應環境，還能主動改造環境。因此，對這塊皮層功能的探討是腦科學研究的最重要領域之一。

實驗證明：大腦前額葉是自我意識形成的神經基礎

為了證明前額葉的作用，馬原野設計了兩個游戲。

游戲一：當猴子用手去按操作按鈕時，在位于其前方的計算機屏幕的左邊或右邊便閃現出一個小圓點，這個小圓點呈現時間約為500毫秒。小圓點消失后，暫停1秒左右，為猴子的記憶延緩期。1秒后，小圓點再次出現，如果還在相同的位置，猴子就要繼續壓按操作按鈕2秒鐘。而如果小圓在相反位置，那么猴子需要立即釋放操作按鈕。如果猴子做對了這個游戲，它就可以得到糖水作為獎勵。

另一個游戲類似，但是在屏幕上多了一個大圓形，而小圓點會出現在大圓形的某個位置。在重復動作時，如果小圓點出現在相同位置，猴子要繼續按壓操作按鈕2秒鐘，反之則要立即放開按鈕。

馬原野說，通過這兩組實驗，課題組發現，切除了前額葉主溝區的猴子都無法完成第一個任務，但卻能完成第二個任務，而且能達到90%的正確率。這是因為在第一個任務中，動物只能用它自己作為參照物。而在第二個任務中，猴子可以用大圓作為參照物。這一結論清楚地表明，前額葉背側部在以“自我”為中心的空間過程中扮演了重要的作用。

你如何認出鏡子中的自己

這么做的意義是什么呢？馬原野表示，我們知道，在動物界數千種動物中，只有人、大猿、海豚、大象和鴿子少數幾種動物能認識自己的鏡像，這種能力被認為是自我意識產生的萌芽。而在自我意識的形成過程中，前額葉在其中扮演了重要角色。

馬原野舉例說，如果一個人從頭到腳，除了眼睛外，都用相同的布蓋住。當站在鏡子前，他怎么判別鏡子里的就是他自己呢？顯然，他可以揮揮手，晃晃頭，看鏡子里的誰和他做同樣的動作。這實際上是一個自我感覺信息和視覺信息的整合過程。顯然，小腦和前額葉共同參與了這個整合過程。而他們的研究表明，在前額葉背側部，一些神經元可能與動物的體態語言和“精神”有關，而語言和“精神”則在自我意識的產生中有著十分重要的作用。

這樣看來，前額葉背側部以自我為中心的空間功能可能不僅僅同工作記憶有關，而更可能與“自我意識”的產生有著相當密切的關系。在臨床研究中也有證據，比如：一些前額葉損傷的病人讓其完成從兩根水平桿之間穿過，這樣的任務就很困難。

馬原野說，有了這一研究，我們就可以勾畫出背側前額葉與以自我為中心的空間過程的關系。并且由于自我意識是人的意識的最高形式，自我意識的成熟是人的意識的本質特征，它對人的認識活動起著監控作用，能實現大腦對信息的輸入、加工、儲存、輸出的自動控制系統的控制，這樣，人就能通過控制自己的意識而相應地調節自己的思維和行為。未來，希望通過進一步深入研究，能治愈一些前額葉損傷的病人，并且能搞清楚人類“自我意識”的起源。