脑科学读物阅读笔记系列 - 拉马钱德兰《脑中魅影》- 2. 幻肢痛

Part 1. 彭菲尔德侏儒--大脑映射图

我们已经知道，大脑是人体所有活动的中枢器官，我们的日常生活全部由大脑操控，那么理解大脑如何实现操控，就是脑科学研究的一个重要方面。关于大脑的操控方式有两种主流的观点，第一种是整体论，即执行某种功能时需要所有脑区的参与；第二种与之对立，则是功能分区论，一部分脑区对应一部分功能。现在我们知道并非所有的行动都需要整个大脑的参与，但也不仅仅是一个孤立的脑区就可以负责你的微笑，你的行动等等，往往需要多个脑区的共同参与。当然让我们把眼光先放回过去，看看以前的科学家们是如何为自己坚持的论点进行实验验证的。

在20世纪40年代和50年代，杰出的加拿大神经外科医生彭菲尔德对局部麻醉病人做了大量的脑外科手术，而在手术过程中，大脑的许多部分会暴露在外，彭菲尔德抓住这个机会进行试验：他用一根电极刺激病人大脑的特定区域，并问他们有什么感觉。电极刺激会引起病人各种各样的感觉、图像甚至是记忆，基于此，将引起这些反应的脑区记录下来。当然，这种刺激方式仅能获得体感所对应的脑区定位，还不能获得更多的如运动、语言等功能区，但这已经是有限的技术手段下对人脑所能做出的最好尝试了。

为什么叫做“侏儒”呢？这是由于他所绘制出的身体各部分在脑中表征的分布，脸部和躯干对应的大脑区域与外在不成比例，脸部感应区占据了绝大部分的大脑；此外体表的投射在大脑中是倒立的，脚在头顶，脸在手下。

 

Part 2. 幻肢痛

还记得第一章中提到的在截肢后仍能感受到截肢的运动员么？在失去了手臂之后，他仍然感觉肘下还有着截肢的幽灵，可以动每根手指，可以伸手去拿一臂之遥的物体，甚至会感受到幽灵手臂上传来钻心的疼痛。

幻肢的存在也许是大脑对现实的否认，当病人真切地看到空空如也的手臂时，也就明白这一切只是想象，可是疼痛，从哪里传来？对医生来说，又如何去治愈来自并不存在的躯体上的疼痛呢？

一种比较流行的解释是，残肢断面上的神经末梢易于发炎和受刺激，它们卷曲起来形成小团的疤组织，也就是神经瘤。当神经瘤被刺激时，会发送信号给大脑，因此大脑的高级中枢受到了愚弄，以为手臂还在那里。那么想当然的解决方案就是切除掉神经瘤。可不幸的是，许多患者的幻肢痛去而复返，这就好比象征无穷的衔尾蛇，切除掉神经瘤还会长出新的神经瘤，永远无解。

更极端的治疗方案是让病人彻底丧失对感觉的感知，通过脊神经背根切断术，切断断肢传递向脊髓的感觉神经，结果仍然令人大失所望。所以一切还是要从源头说起，幻肢痛的痛，究竟来自哪里？

 

Part 3. 大脑映射区重组

让我们再回到体感与大脑的映射图，当我们从新生儿到青春期，再到老年，它们是否会改变？

这里必须提到拉马钱德兰在取得幻肢痛研究成果的缪斯，另一位神经科学家庞斯的实验：他切断了猴子手臂通向脊髓的感觉神经（类比截肢手术），在11年后对这些猴子进行开颅手术，重新记录猴子大脑中的体感映射图。在实验中他们通过触摸猴子的手，发现猴子大脑中对应手的感应区并没有产生激活（由于传入神经的切断，这个结果是自然的），然而意外的是，当触摸猴子的脸时，“手区”的细胞开始了猛烈的放电，这说明从脸部传来的感觉信号不仅传入了“脸区”，还传入了“手区”！

这个实验充分说明了大脑映射图是可以发生改变的，那么幻肢痛的来源，是否就是由于原来断肢的映射区被其他体表侵占从而接收到了那里=传来的信号，也就是说真正痛的不是断肢，而是其他地方！

拉马钱德兰立刻对一名幻肢痛病人开展了实验，他用一根棉签触摸病人身体各处，并要求病人说出那些地方感觉到了。惊喜的是，当拉马钱德兰触摸到病人的脸颊时，病人说碰到了他的幻肢！基于这个实验，拉马钱德兰也绘制出了幻肢痛对应的映射图：

脸部和上臂上标记的区域对应了幻肢上的手指（数字对应手指的顺序），那么为什么有两个映射区呢？

我们再回看彭菲尔德映射图，“手区”位于手臂和脸部之中，患者的手断掉之后，来自脸部和手臂的感受神经开始侵入相邻且无用的"手区"，而脸部和手臂的感觉就造成了幻肢痛，一切的根源就是映射区的重组。

 

结语

既然映射图可以重组，那么如果体表其他区域出现了残疾，是否能够在其他体表重现那里的感觉呢？根据彭菲尔德映射图可以看到，脚趾（toe）和性器官(genitals)相邻，当阴茎被切除后，患者在踢踏舞时是否感受了额外的欢乐？而“恋足癖”是否也有了科学的解释（wink, wink~）？

答案不言自明，书中也有类似的案例。映射区的重组证明了大脑的高效性和灵活性，脑中没有任何一个体素是无用的！

我们还可以从拉马钱德兰的研究过程中一窥科研大牛们在面临一个科学难题时的心路历程：大胆立论，小心求证，以及站在巨人的肩膀上。可以说幻肢痛的研究不是一蹴而就，也不完全是拉马钱德兰的一人之功，这告诫了我们积累知识，多看文献的重要性。好了我也要去看文献啦，下期见~