大腦科學與心靈奧祕 (第140期2009/09/24)


利用基因轉殖的技術,小白鼠的腦神經細胞表現不同顏色的螢光蛋白「彩虹腦」,有助於科學家們藉由顏色的差別,研究個別神經細胞如何編織在一起進而形成複雜的神經脈絡。(AFP)

文 ◎ 黃千峰

人類大腦與心靈的運作模式一直被科學界視為神祕的禁地,不過,新興的觀念與研究風潮正將精神與物質的領域結合起來進行探索。儘管技術不斷出新,但大腦神經活動現象背後的高層次心智整合的關鍵,究竟又是什麼?

「我是誰?」、「思維的主體又是什麼?」這難倒了千千萬萬智者的天問,儼然是西方科學的發展中,最引人爭議、又最令人嚮往的課題。意識、心智、大腦與心靈的關係,在人類知識殿堂裏懸盼了無數個世紀,吸引著一批又一批渴望征服的科學家們前仆後繼。

遠從鴻蒙初開,人類對自我的探問,從來就不亞於對天地自然的上下求索。哲學、宗教,乃至近代的西方科學,人人都希望自己的疑惑能有個滿意的解答。一九九零年,哈伯太空望遠鏡的正式升空,無垠的宇宙,似乎終於能得窺一二。不過在另一方面,或許生命的複雜性,就注定了想要完全理解自身運作的機制,正如同水中的魚兒想從水面上看清自己般,是一項不可能的任務。因此,心靈的奧祕與心智活動的產生,也就成了這個世界最艱鉅又最引人入勝的難題。

古老的心物二元論vs.最新影像科技發展

在這個古老的哲學思考中,最關鍵的或許就是「心、物」二元論的爭辯了。笛卡爾提出了心靈和物質的分野,讓科學專於研究物質層面,將精神領域劃分了出去。而這也造就了後期唯物主義的時代。

唯物論觀點認為,所有自然現象,包括意識在內,都能用物質之間的交互作用來解釋。也就是任何大腦與神經的活動,都只不過是一連串的細胞膜上的離子進出以及電訊號的傳遞罷了。身體機械性的接收來自外界的刺激之後,再通過類似電腦「零與一」的儲存和讀取,最後以電路傳導方式到達神經末梢,支配著骨與肉的運動。對唯物論者來講,意識的形成,僅僅是由細胞與電訊號從最低層堆疊而成的偶然,情緒與認知也能透過一連串的化學或電刺激等方式來加以重現。

另一方面,對心理學以及精神醫學的學者來說,則是希望從精神、意識與心智所展現出的大腦高層次功能(higherlevel cortical function)來探討問題與解釋人的行為。同時也指出「腦」是一個有機體,除了神經可以再生之外,也能夠改變它自己的結構和功能,並可以透過學習提升腦的能力。科學家更提出自主專注的心靈力量,可從更高處改變著腦的生理狀態。

在二十世紀末期,出現了「大腦十年」的計畫,提供罕見經費進行研究,在神經解剖、生理學、心理學乃至電腦科學等等諸多跨專業的結合之下,配合最新影像學發展,包括最新的腦部掃描技術如核磁共振MRI、正子斷層掃描PET等,進而出現了諸如認知取向的「神經心理學」等新領域,讓神經醫學家更進一步了解人的行為、思想、情緒在腦部所產生的影像變化。

不論是下令舉起食指、默讀、臉孔辨識、乃至產生過去經驗的心理意象、心理構思等等,都可以透過影像找出在大腦負責每一項活動的部位。也歸納出許多精神疾病並非單一屬於心理治療的層面,而是大腦的解剖與生理異常導致生病的結果。

目前最新的大腦影像技術發展,可以說終於將大腦的基礎神經路徑與生化反應,和思考與認知的心靈層面做出了具象化的結合。雖然目前精神與物質的相互關係仍有待研究,不過,心、物兩者有機的互動結合卻已是不爭的事實。

精神意識與物質世界

探討物質與精神,不得不回到一個古老物理問題:「『光』是粒子還是波?」

經過漫長的年代,科學家透過實驗,最後證明了波與粒子兩者的特性同時存在於「光」這種獨特的現象,也被稱為「波粒二象性」──同時具有能量和物質兩者的特性;科學家更認為物質可以看作是由能量所堆疊而成的形式,兩者可以相互轉換。

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