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發現大腦地圖──潘菲爾德(Wilder Penfield)誕辰|科學史上的今天:1/26

病人躺在手術台上,頭蓋骨已切開,露出灰白色的大腦。加拿大籍的外科醫師潘菲爾德小心翼翼的將手中探針輕輕觸碰大腦皮質某處,問道:

「現在有甚麼感覺?」

「我感覺有人在碰我的手。」

答話的正是大腦外露的病人。他睜著眼睛,頭腦清醒地回答。

潘菲爾德於普林斯頓大學(Princeton University)就讀時曾參加美式足球隊,該張相片攝於 1911 年。圖片來源:wikimedia

潘菲爾德點點頭,讓一旁的助手註記下來,將探針移到下個區域,繼續詢問病人。

這個詭異駭人的畫面有如電影《人魔》的最後一幕,但潘菲爾德並非在模仿片中的漢尼拔醫師;此時是一九四○年代,他本人才是此一手法的創始人。

潘菲爾德對於嚴重的癲癇病患採用外科手術的治療方式,也就是直接破壞引發癲癇的大腦神經細胞。為了避免誤切健康的腦細胞,他以局部麻醉讓病患保持清醒,然後利用探針以微弱電流刺激大腦病灶部位的周邊區域(大腦本身沒有痛覺),觀察身體反應,以掌握精確的切除範圍。沒想到意外發現這些刺激會引發病人產生栩栩如生的幻覺,宛如真的有人在觸碰他身體的某些部位。

於是潘菲爾德利用癲癇手術的機會,進行人類前所未有的實驗,一一詢問局部麻醉的病患在大腦不同部位受到電流刺激時有何感覺,最後在 1951 年發表研究成果,詳細繪出對應身體每個部位的大腦地圖;這個後來以他為名的「潘菲爾德圖」(Penfield’s map)就一直沿用至今未曾改變。

潘菲爾德後來進一步研究發現刺激大腦引起的幻覺除身體感覺之外,還包括視覺、聽覺與嗅覺,而這些幻覺往往與過去的記憶有密切的關係,例如小時候熟悉的某種味道或一段音樂;甚至早已遺忘的記憶也會栩栩如生的直接浮現。有些刺激則會引發恐懼、寂寞、似曾相識、陌生感等等情緒與感覺。

潘菲爾這些實驗結果迫使我們重新思考幻覺 vs. 感覺、記憶 vs. 真實的關係,乃至自我存在與自由意志的問題;他的開創性研究也啟發了科學家們從心理學、神經科學、腦科學等不同面向研究人的心智本質與發展,而這或許是最難解的問題,但卻也是最根本的問題。

 

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

 

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關於作者

張瑞棋

1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。自小喜愛科學新知,浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,更成為重度閱讀者。當了中年大叔才成為泛科學專欄作者,著有《科學史上的今天》一書,如今又因翻譯《解事者》,而多了個譯者的身分。