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【從中國經典認識大腦系列】人之所以異於禽於獸者幾希

YTC_96
・2023/03/23 ・3766字 ・閱讀時間約 7 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

中國古代思想家透過觀察及反思,提出許多做人處事的道理,成為許多經典流傳給數千年後的我們。現代人也許會質疑,那些古老智慧早已過時不適用,甚至不符合科學以及時代潮流。有趣的是,許多經典的背後與現代科學理論相差不遠,甚至能啟發科學家重新詮釋心理學以及大腦運作的理論。

透過這個專題系列,我希望以中國經典當作出發點,讓讀者能從另一個角度認識我們的大腦以及心智的運作,從中體會古老智慧帶給我們的啟示。

或許我們可以從中國經典角度,認識大腦運作。 圖/pixabay

人≠禽獸?

「禽獸不如」是一句常見不過的罵人成語,用來形容品格低下、行為不端正的人。禽指的是鳥類的總稱,而獸指的是四足的哺乳動物,通常指野獸。禽獸兩字的合用,通常指的是鳥類和獸類的合稱。

從字源來看,禽始見於甲骨文,形象是下部有柄的網,一開始是作為動詞指擒拿的行為,並衍伸至指捕捉到的鳥獸,《説文解字》則是以走獸總名定義之,因此一開始禽是用來概括稱呼擒獲到的獵物,並非單指鳥類。一直到數千年前的戰國時期,才開始有禽獸兩字的連用。

「禽」字的甲骨文字型。 圖/小學堂甲骨文

《孟子.滕文公上》:「草木暢茂,禽獸繁殖;五穀不登,禽獸偪人。」

《莊子.馬蹄》:「禽獸成羣,草木遂長。」

這時的禽則專指鳥類,獸字也初見於甲骨文,會意字,從單和犬兩字組合成,單是狩獵工具而犬也是用來協助狩獵,因此一開始是動詞,指打獵。而後定義也包含打獵的對象,即野獸。

「禽」字的甲骨文字型。 圖/小學堂甲骨文

關於人類與禽獸的類比,孟子或許是最早也是最愛用的聖賢之一。

《孟子.滕文公下》:「無父無君,是禽獸也。」

孟子斥責眼中沒有父母、目無君上的人,就像是禽獸一般。孟子強調人與禽獸不同之處,彰顯人類獨有的品德仁義。孟子在《離婁下》更提到:

「人之所以異於禽獸者幾希,庶民去之,君子存之。舜明於庶物,察於人倫,由行義行,非行仁義也。」

人類和禽獸的差異其實只有一點點,一般人把和禽獸不同的地方給丟棄了,而君子則是把差異給留了下來。舜對世間的事物以及人際關係了解相當透徹且明察於心,是遵照仁義之心來處理所有事情,而不是勉強為了行仁義而行仁義。

以上可見孟子強調人與禽獸的差異在於仁義道德價值,而摒棄該中心思想的人則與禽獸並無不同。

西方哲學對於人與動物的論點

不同於東方的中國經典強調人類與禽獸的類比,西方哲學早期就將人類與動物區分開來。

十七世紀的勒內·笛卡兒(René Descartes)把動物稱作是動物機器(animal machine)或是自動機(automata),認為動物沒有思考能力與意識,是沒有靈魂與心智的物質機器。

相比之下的,他的心物二元論(Mind–body dualism)則認為人類是有非物理性的思維物(res cogitans),以及有物質實體的廣延物( res extensa)。笛卡爾的理論也受到唯物論者的挑戰,十八世紀的唯物論代表人物之一,法國醫生和哲學家朱利安.奧弗雷.拉.美特利(Julien Offray de La Mettrie)在《著作人是機器》(Man a Machine :法文:L’homme Machine)中反對物質與靈魂分離的二元論,認為人也是機器,且物質的不同組合能產生人的思想。

法國醫生和哲學家朱利安.奧弗雷.拉.美特利。 圖/wiki

拉美特利的想法也影響後續心理學以及行為理論的發展,20 世紀著名的哲學家,卡爾.雷蒙德.波普爾(Karl Raimund Popper)也討論拉美特利在演化論以及量子力學上的相關,並讚賞拉美特利能在現代科學理論發展前提出一套符合讓科學家以及物理學家們支持的觀點。

演化論說明人與動物的相似性

在科學研究以及演化論尚未發展的時期,神創論(Creationism)解釋人的誕生。創世記 1:26-31提到上帝照自己的形像造人,上帝說:

「我們要照著我們的形像,按著我們的樣子造人,讓他們管理海裡的魚、空中的鳥和地上的牲畜及一切爬蟲。」

這樣的描述也使得人類認為自己在物種上有另一層次的地位,並認為人類與動物是不同的。但從演化論來說,人類在生物學上的歸類是哺乳綱、靈長目、人科、人屬的物種。

我們的大腦也非一開始就如此的發達,這一切還須要歸功於演化上各式各類的動物以及漫長的時間。光從人類的神經解剖構造來看,人腦的神經迴路與老鼠有非常多像似之處,甚至科學家們也能透過研究果蠅大腦來試圖破解人腦的運算機制。

人類大腦與禽獸最大不同是新皮質區域尤其是前腦的部分。

十九世紀的三重腦假說(Triune brain)認為脊椎動物的前腦與行為的演化過程是由爬蟲腦複合區 (Reptilian)、古哺乳動物腦(邊緣系統)(Paleomammalian (limbic system))、新哺乳動物腦(Neomammalian)的三個結構疊加而成[1] (圖一)。人腦的皮質區域非常的發達,甚至演化上必須透過皺褶來增加表面積讓更多腦組織能裝在我們的頭殼內,如此也代表著能在有更多神經細胞存在於每體積單位的腦組織(圖二)。

圖一,三重腦的假說示意圖。 圖/wiki
圖二,右側的人腦與左側的鼠腦比較,可以發現人腦的表面有較多的皺摺。圖/Elizabeth Atkinson, Washington University in St. Louis.

大腦如何進行道德仁義決策

人類與動物最大的不同之一,是道德決策的表現。

面對複雜的社會情境,我們時常會遇到沒有標準答案並讓人陷入兩難的困境,此時我們的大腦會對該情境進行運算,評估任何決定可能帶來的利弊。透過功能性磁振造影(fMRI)的研究發現,情緒是影響與人有關的道德兩難處境(personal moral dilemma)的決策重要因素之一。

當人們進行與人有關的道德兩難(例如:將超載的救生艇上的一個人趕出去來拯救其他人)和與人無關的道德兩難(例如:保留路上撿到的錢包)時,情緒性的處理程序會影響與人有關的道德兩難,並啟動重要相關的腦區包括內側前額(medial frontal gyrus)、後側扣帶皮質(posterior cingulate)以及左右兩側的角回 (left and right angular gyri)[2]

情緒不只表達我們現在想法,也是我們做決策時的重要影響因素之一。 圖/GIPHY

禽獸作為仁義道德的界線,很難想像比禽獸還不如的行為。不過,早在魏晉時期,《晉書.阮籍傳》就記載:

「禽獸知母而不知父,殺父,禽獸之類也,殺母,禽獸之不若。」

竹林七賢的阮籍認為,禽獸都是知道其母不知其父,因此弒殺父親的行爲,屬於禽獸一類,但弒殺其母,則是連禽獸都不如。

如此令人髮指的行為在人類社會上並非少數。反社會以及心理病態的道德淪喪者被認為與背側與腹側的前額葉腦區(dorsal and ventral PFC)、杏仁核 (amygdala)、以及角回(angular gyrus)受損有關[3]

此外,在大腦有不正常的單胺氧化酶 A (MAOA,monoamine oxidase A)基因表現,也影響杏仁核以及前額葉結構發展並導致反社會人格和高度心理病態特質有關[4]

總結

人類自詡為萬物之靈,認為自己優於其他物種。但數千年前的孟子卻已經觀察到人類與禽獸相似的行為表現,並提醒著我們合乎仁義道德的重要性。

大腦控制著情緒以及認知功能,是人體最複雜的器官。

 若大腦生病了,我們的心理健康也會出現問題。歸功於近代科學的發展,我們能透過精密的儀器進行觀察、實驗並提出理論來解釋大腦的運作。人腦是透過演化發展而來,因此與動物們有許多相似之處,而人類發達的前額葉皮質,是發展出意識、複雜認知及仁義道德的重要區域。

人類大腦中的前額葉皮質,是我們發展出意識、複雜認知及仁義道德的重要部位。 圖/GIPHY

由於道德價值是建立在原始的神經迴路之上,若沒有時常警惕以及約束自己,我們大腦與禽獸類似的部分則會有機會主控我們的行為,產生衝動後悔的決定或是失去理智的犯罪行為。

參考資料

  1. The Triune Brain in Evolution. Role in Paleocerebral Functions. Paul D. MacLean. Plenum, New York, 1990. xxiv, 672 pp., illus.
  2. Greene JD, Sommerville RB, Nystrom LE, Darley JM, Cohen JD. An fMRI investigation of emotional engagement in moral judgment. Science. 2001 Sep 14;293(5537):2105-8. doi: 10.1126/science.1062872. PMID: 11557895.
  3. Raine A, Yang Y. Neural foundations to moral reasoning and antisocial behavior. Soc Cogn Affect Neurosci. 2006 Dec;1(3):203-13. doi: 10.1093/scan/nsl033. PMID: 18985107; PMCID: PMC2555414.
  4. Kolla NJ, Patel R, Meyer JH, Chakravarty MM. Association of monoamine oxidase-A genetic variants and amygdala morphology in violent offenders with antisocial personality disorder and high psychopathic traits. Sci Rep. 2017 Aug 29;7(1):9607. doi: 10.1038/s41598-017-08351-w. PMID: 28851912; PMCID: PMC5575239.
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從大學部到博士班,在神經科學界打滾超過十年,研究過果蠅、小鼠以及大鼠。在美國取得神經科學博士後決定先沉澱思考未來的下一步。現在於加勒比海擔任志工進行精神健康知識以及大腦科學教育推廣。有任何問題,歡迎來信討論 ytc329@gmail.com。

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【從中國經典認識大腦系列】從「莊周夢蝶」討論真實與幻覺
YTC_96
・2023/03/24 ・3863字 ・閱讀時間約 8 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!
夢蝶,選自明代陸治《幽居樂事圖》冊。 圖/Wikipedia

有一天,莊周夢見自己變成蝴蝶,能翩翩飛舞感受非常的真實,甚至都忘了自己其實是莊周。但夢醒後才發現原來自己還是莊周,不是蝴蝶。由於夢境太過真實,他一時間相當迷惘,搞不清楚自己到底是做夢變成莊周的蝴蝶,還是夢見變成蝴蝶的莊周。

莊周和蝴蝶、現實與虛假,一定是有區別的,但卻在夢境以及現實間混而為一,這也是萬物的交融以及轉化。莊子在《齊物論》透過故事的形式,想要告訴我們萬物皆可同化,達至齊一的境界,人生變幻無常。

既然如此,那所謂的真實和虛幻又有什麼不同呢?這篇文章我會從哲學、心理學、以及神經科學的層面來討論。

主觀感受是大腦對真實世界產生的模擬實境

從生物學來看,我們的感覺以及感知是透過大腦的神經活動對應外界環境所產生表徵[1][2]。因此,美國哲學家、數學家與電腦科學家希拉里.普特南(Hilary Whitehall Putnam)就在《理性、真理和歷史》(Reason, Truth, and History)書中提出一個思想實驗,稱作缸中之腦(Brain in a vat),又或是桶中之腦(brain in a jar)。

假設我們存在一種技術,能將大腦從人體取出,放置在充滿培養液的桶子內維持其生理活性,並能透過超級電腦將真實大腦接收的電訊號完全複製並連結到缸中之腦。超級電腦會提供一個模擬的真實環境(譬如走路),讓缸中之腦能以為自己還控制著身體的主人並在真實的世界活著(圖一)[3]

圖一,認為自己正在走路的缸中之腦示意圖。圖/ Wikipedia

此思想實驗常常用來作為哲學懷疑論(philosophical skepticism)和唯我論(Solipsism, 一種認為只有自我是唯一真實存在的哲學理論)的論證(argument)。因為從大腦的角度,不論我們是在真實世界走路,抑或是在缸中接收走路的電訊號,我們都認為自己正在走路,大腦無法知道自己是顱中之腦還是缸中之腦,也因此我們無法得知何謂真實與虛假。

有趣的是,透過現今的神經科學技術,科學家們也能在小鼠腦中的海馬迴(hippocampus)上,透過刺激記憶痕跡(memory engram)來製造真實世界並未學習過的虛假記憶[4]

身體的「歸屬感」是一種大腦產生的假象

上述的思想實驗又或是動物實驗都存在一個很大的盲點,那就是並沒有真正的人(又或是各位讀者)能證明自己主觀的感受是被大腦牽著鼻子走。思想實驗是存在於假想的情境,科學上並未提供驗證。即便動物實驗測量了的動物行為表現,我們仍舊無法得知動物真正的主觀感受和行為是否一致。

我們常認為自己感受的一切理所當然存在,就如同我們能感受自己的四肢的存在,並隨意的指揮身體的移動,從沒思考過其存在的真實性。

1998 年,美國賓州的心理學家馬修.伯敏尼(Matthew Botvinick) 和強納森・考亨(Jonathan Cohen)就在《Nature》期刊發表了一個簡短的通訊,透過了一個經典的橡膠手錯覺(rubber hand illusion)實驗[5],讓我們知道原來我們身體的感知,其實也是大腦塑造的一種假象。

兩位男子試做橡膠手錯覺實驗。

此研究獲得極大迴響,也影響後續許多哲學理論、心理學、神經科學、以及醫學工程的發展,至今(1998-2022)甚至引用次數已將近五千次。

橡膠手錯覺實驗的操作非常容易,只需要準備一隻假手,一塊不透明的隔板,以及兩支毛筆刷。接著,將假手放在面前的桌子,並透過隔板將自己的手藏在隔板旁不讓自己看到,然後讓另一位夥伴用毛筆刷同時你的真手以及假手,過程中我們必須一直盯著假手。

過了一陣子後,實驗者會開始有假手才是自己真的手的錯覺,甚至當對方用鎚子敲打假手時,我們會有疼痛感。也有研究指出透過橡膠手錯覺,能用來調控痛覺達到止痛效果[6]

橡膠手錯覺的進一步應用甚至能讓實驗者產生自己有三隻手的錯覺[7],此現象稱作畢博布羅克斯錯覺(The Beeblebrox illusion),命名概念取自銀河漫遊指南一位擁有三隻手的角色柴法德.畢博布羅克斯(Zaphod Beeblebrox)[8]

橡膠手錯覺所帶來的身體轉移錯覺現象(body transfer illusion)說明了我們感受到的肉身其實只是大腦產生的一種假象,我們甚至能將自己的身體一部分移轉到虛擬的影像[9]上,讓自己出現類似靈魂出竅、遊離出身體的現象[10],又或是和別人身體交換的感覺[11]。這個現象也說明了在適當的實驗操作下,我們想要體驗莊周夢蝶是極有可能辦到的。

我們對身體的感知也是大腦創造的假象的話,你的手有可能不是你的手…? 圖/GIPHY

大腦內的幽靈——幻覺

為了驗證人們所謂的真實,必須要能針對相同事物與環境進行描述,且大多數的人能給出相似的答案。同時能用超過一種感官驗證該事物的存在。

舉例來說,要確認我面前的是一顆真正的蘋果,除了我眼睛看到外,我甚至能聞到其香味,又或是拿起來吃下肚,而且不只是我,路上隨便的一個人也能和我一樣對該蘋果進行類似的描述。但若是我說眼前的是一顆真的蘋果,但卻發現伸手拿也拿不到,且周圍朋友也說根本沒看到任何蘋果,這就代表著很有可能我出現幻覺(hallucination)。

「嘿!我看到了一顆蘋果,你有看到嗎?」 圖/GIPHY

這邊的幻覺指的是擁有非外界刺激產生的感知,包含聽到、看到、又或是感受到實際並不存在的東西。產生幻覺的人雖然自認該感覺是真實的,但從旁人來看,我們能清楚知道那是虛假不存在的,也因此研究幻覺的大腦神經機制將有助於幫助我們了解那種說不出的「真實感」,到底是如何在大腦被建構出來。

在南北戰爭結束後,美國醫師塞拉斯.威爾.米切爾(Silas Weir Mitchell)在 1866 年的七月《亞特蘭大月刊》(Atlantic Monthly)刊登了一篇喬治‧迪德羅(George Dedlow)北軍中尉被截肢切掉雙腳卻感受到其仍存在的故事[12],並開始用感覺幽靈(sensory ghosts)以及幻影(phantoms)來定義之。

在今日我們稱此幻覺為「幻肢」,是人類失去身體部位後所產生的一種幻覺,會使人感覺失去的部份依舊附著在軀幹上,並與身體一起移動。統計上發現超過八成的截肢患者都會出現幻肢的現象。幻肢產生的神經機制目前還尚未完全清楚,但普遍認為是和截肢後大腦皮質的重組(cortical reorganization)有關[13]

幻覺的出現也與精神疾病、神經退化性疾病或是物質濫用有關。

思覺失調症(schizophrenia)的病人有大約八成曾經出現過幻覺,尤其是幻聽[14]。巴金森氏症(Parkinson’s disease)的病人大約七成五左右也會出現幻覺,尤其是幻視[15]

以神經科學的角度來說,幻覺的發生有很多種原因。 圖/GIPHY

迷幻劑(hallucinogens)、K 他命(ketamine)、致譫妄藥(deliriants),具有阻斷大腦神經傳導物質乙醯膽鹼(acetylcholine, ACh))的物質的抗膽鹼劑(anticholinergic agents)[16],甚至過量攝取咖啡因(caffeine)[17]的報導與幻覺出現有關。

由於幻覺的成因種類太過複雜,目前在神經科學上還不清楚其詳細的機制。目前認為是和失常的訊息整合,以及接收周邊感覺刺激訊息的初級感覺區域有關,其中出現幻覺的巴金森氏症病人就與感覺整合區、視丘(thalamus)在結構上的變化以及多巴胺濃度失調有關[15]。一般幻聽和幻視症狀的人在初級聽覺以及視覺皮質上則出現自主的反應[18]

總結

從莊周自身的角度來說,不論是蝴蝶又或是莊周,他的主觀感受的真實感是真正存在於他的大腦。大腦塑造的真實感,從定義上來看就是一種神經表徵,這和物理真實世界引發的神經反應,又或是人工刺激大腦後產生的虛擬實境世界並無差異。

透過幻覺的研究,科學家們發現和感覺區域的異常以及神經傳導物質的失調有關。真實與虛幻或許不只是一個哲學問題,也是一個科學問題。

參考文獻

  1. https://en.wikipedia.org/wiki/Sense
  2. https://en.wikipedia.org/wiki/Perception
  3. https://en.wikipedia.org/wiki/Brain_in_a_vat
  4. Liu X, Ramirez S, Pang PT, Puryear CB, Govindarajan A, Deisseroth K, Tonegawa S. Optogenetic stimulation of a hippocampal engram activates fear memory recall. Nature. 2012 Mar 22;484(7394):381-5. doi: 10.1038/nature11028.
  5. Botvinick M, Cohen J. Rubber hands ‘feel’ touch that eyes see. Nature. 1998 Feb 19;391(6669):756. doi: 10.1038/35784.
  6. Fang W, Zhang R, Zhao Y, Wang L, Zhou YD. Attenuation of Pain Perception Induced by the Rubber Hand Illusion. Front Neurosci. 2019 Mar 22;13:261. doi: 10.3389/fnins.2019.00261.
  7. Guterstam A, Petkova VI, Ehrsson HH. The illusion of owning a third arm. PLoS One. 2011 Feb 23;6(2):e17208. doi: 10.1371/journal.pone.0017208.
  8. https://www.nationalgeographic.com/science/article/the-beeblebrox-illusion-scientists-convince-people-they-have-three-arms
  9. Slater M, Perez-Marcos D, Ehrsson HH, Sanchez-Vives MV. Towards a digital body: the virtual arm illusion. Front Hum Neurosci. 2008 Aug 20;2:6. doi: 10.3389/neuro.09.006.2008.
  10. Lenggenhager B, Tadi T, Metzinger T, Blanke O. Video ergo sum: manipulating bodily self-consciousness. Science. 2007 Aug 24;317(5841):1096-9. doi: 10.1126/science.1143439. 
  11. Petkova VI, Ehrsson HH. If I were you: perceptual illusion of body swapping. PLoS One. 2008;3(12):e3832. doi: 10.1371/journal.pone.0003832. 
  12. https://www.theatlantic.com/magazine/archive/1866/07/the-case-of-george-dedlow/308771/
  13. Ramachandran VS, Hirstein W. The perception of phantom limbs. The D. O. Hebb lecture. Brain. 1998 Sep;121 ( Pt 9):1603-30. doi: 10.1093/brain/121.9.1603.
  14. Montagnese M, Leptourgos P, Fernyhough C, Waters F, Larøi F, Jardri R, McCarthy-Jones S, Thomas N, Dudley R, Taylor JP, Collerton D, Urwyler P. A Review of Multimodal Hallucinations: Categorization, Assessment, Theoretical Perspectives, and Clinical Recommendations. Schizophr Bull. 2021 Jan 23;47(1):237-248. doi: 10.1093/schbul/sbaa101.
  15. Weil RS, Reeves S. Hallucinations in Parkinson’s disease: new insights into mechanisms and treatments. Adv Clin Neurosci Rehabil. 2020 Jul 13;19(4):ONNS5189. doi: 10.47795/ONNS5189.
  16. https://en.wikipedia.org/wiki/Hallucination#cite_note-17
  17. Crowe, S. F., et al. “The effect of caffeine and stress on auditory hallucinations in a non-clinical sample.” Personality and Individual Differences 50.5 (2011): 626-630.
  18. Zmigrod L, Garrison JR, Carr J, Simons JS. The neural mechanisms of hallucinations: A quantitative meta-analysis of neuroimaging studies. Neurosci Biobehav Rev. 2016 Oct;69:113-23. doi: 10.1016/j.neubiorev.2016.05.037.
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醫生開刀時,大腦的同理心訊號超弱?別緊張!同理心是可以調節的——專訪國立陽明交通大學神經科學研究所特聘教授 鄭雅薇
PanSci_96
・2023/01/10 ・4050字 ・閱讀時間約 8 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

你有想過可以透過腦波,研究人類的同理心是怎麼運作的嗎?

小時候老師常說,「人之初,性本善」,這件事的真假可以透過科學驗證嗎?(摸摸自己的良心,就問你怕不怕)

讓我們從「社會認知神經科學(Social Neuroscience)」出發,或許可以給你一個想像不到的答案。

什麼是「社會認知神經科學」?

2000 年,美國心理學家 John Cacioppo 開始研究人類的「寂寞感(loneliness)」,專注於討論寂寞感對人身心健康的影響。「社會神經科學(Social Neuroscience)」、「社會認知神經科學(Social Cognitive Neuroscience)」一詞也因此誕生,一個嶄新的研究領域,就此展開。

美國心理學家 John Cacioppo,開創了社會神經科學的領域。 圖/wikmedia

近似於認知神經科學( Cognitive Neuroscience),都是研究人類的心智,惟社會認知神經科學特別聚焦於「社會(social)」上,探討社交互動時人類心智的運作。

因為社會互動的複雜性,這也是一門跨領域的學科,範圍包括社會心理學、發展心理學、哲學,或甚至數學或醫學等。

如何看到「同理心」?同理心研究的起源

人類對於同理心的好奇心一直沒有停過,但同情心沒有實體,他深藏在我們的內心,科學家要如何才能測量跟觀察呢? 2004 年,德國心理學家 Tania Singer,想到透過功能性磁振造影(fMRI)來「看」同理心。

德國心理學家 Tania Singer,開啟了透過腦神經網絡研究同理心的先河。 圖/wikipedia

有別於以往用問卷去蒐集相關的資料,為了要有明顯的實驗標的,研究團隊選擇用「痛(pain)」這個刺激,並找來他們認為同理心最強的實驗人選——大學裡熱戀中的女生。他們請受試者躺在 fMRI 裡,先想像自己被電,再來看著幾何圖形想像自己的男朋友被電。

Tania Singer 等人觀察到,受試者想像自己被電,與想像男友被電時,腦中有部分重複產生反應的區域,前腦島(anterior insula)與前扣帶皮層(anterior cingulate cortex),她認為那就是人類的「同理心」。

但是他們也同時發現,當受試者想像他人被電時,大腦中感覺皮質,並沒有像自己被電時一樣產生反應。因此他們認為,當我們面對他人疼痛時,只能同理他的難過感受,並沒有辦法同理他的疼痛強度。

雖然這樣的結論,還有很多待討埨的地方,但  Tania Singer  用「痛」做的研究成為了一個很好的範例。科學家們受到啟發後,開始進行各種觀察自我疼痛與他人疼痛之間大腦反應的實驗(開始到處戳人)

編按:之後,發表在《Nature Neuroscience》的義大利的團隊,利用穿顱磁刺激儀(TMS,Transcranial magnetic stimulation)重新去驗證看見他人疼痛時,感覺皮質是否真的不會參與?

這次他們直接讓受試者看到別人被針扎,以及被棉花棒碰一下。結果發現當受試者看到別人被針扎時,大腦的感覺皮質產生的電位下降比較大,相對于棉花棒,電位變化就沒有那麼大。代表我們對於他人的疼痛程度,還是可以同理的。

導致兩個實驗結果不同的影響原因,有可能是 Tania Singer 是請受試者看著符號想像別人被電,而並非真實到看被刺痛的影像。

這些看到他人疼痛,就會產生反應的腦區,就是人類平常處理同情心的地方嗎?但我們的大腦中,其實並沒有特定的區塊專門處理同理心。

這些看到他人疼痛,就會產生反應的腦區,就是人類平常處理同情心的地方嗎?但我們的大腦中,其實並沒有特定的區塊專門處理同理心。圖/pixabay

大部分人都會直覺性的認為,大腦的每個部分都有特定的作用,各司其職,但可惜事實往往沒有想像中那麼簡單。

首先因為實驗中大部分都是用痛覺的刺激來做實驗,所以研究人員也就不約而同看到這些位置。這背後代表了,這些區域的工作可能也包含了我們對痛覺的反應與處理。

再者,人類的大腦功能多樣,但大小有限,所以每個腦區其實都是多工的。因此在研究中也會發現,這個腦區可能同時處理社交互動、決策,或者情緒之類的。

除了以上這 2 個原因之外,或許我們還需要問問「同理心是什麼?」

共感=同理心嗎?「情感同理心」與「認知同理心」

2006 年,有科學家發表了鏡像神經元(Mirror neurons)這個詞 ,表示大腦中的前運動皮質與頂下小葉(Inferior parietal lobule)這兩塊偏管理動作的腦區,在看到別人做動作的時候也會有反應,就像兩個小朋友在玩模仿遊戲(Mirror game)一樣。

在看到別人做動作的時候也會有反應,就像兩個小朋友在玩模仿遊戲一樣。圖/giphy

有許多人也認為,鏡像神經元的機制可以完美的解釋,為什麼人可以理解另外一個人,甚至人與人之間是因此才有辦法進行社交互動。

但也有另一派人認為不是如此,他們太小看人類了,人沒有那麼簡單,同理心也應該是更為複雜的機制。

因此目前世界對於同理心的解讀分成了兩派,一個就是傳統上的「情感同理心」,或者稱之為共情。另外一派則認為同理心的機制應該更加複雜,在情感同理心之外,應該還有「認知同理心」參與,幫助人類設身處地推論、解讀他人的狀態,這背後也隱含了心智理論(Theory of Mind,縮寫為 ToM),對方的行為、意圖與心理都是理解的範圍。

同理心的機制,真的就是上面這樣了嗎?鄭雅薇教授的研究提出了另一個答案。

醫護人員的「同理心」比較弱?

一開始,鄭雅薇教授找來了針灸科醫師為實驗對象——一個常常在扎人與看別人被扎的職業,她發現當受試者在工作時,他的前腦島與前扣帶皮層都沒有太大的反應,有反應的反而是負責控制的前額葉。

這代表醫療人員比較冷血,沒有同理心嗎?

其實並沒有,因為醫生填同理心的自評量表結果,與控制組是一模一樣的。這表明醫療人員也是充滿同理心的,只是他在面對專業時,必須收起自己的同理心。

針灸科醫師在工作時,他的前腦島與前扣帶皮層都沒有太大的反應。圖/elements

所以,「同理心是我們可以控制的嗎?」從這個問題出發,鄭雅薇教授發現了在腦神經網絡中,也就是認知同理心與情感同理心之間存在一套調控機制。

為了更深入了解同理心的調節機制,鄭雅薇教授將研究對象的範圍擴大,從針灸科醫師延伸到護理師,發現了環境是一重要影響因素。當在醫院工作時,共情反應通常較低,但回到家後,共情的反應比較大。

鄭雅薇教授認為,認知同理心會去控制我們,在面對不同環境、不同對象的情況下,表現出不同的同理心的反應。比如當護理師在幫病人打針時,為了不讓自己過度共感而妨礙工作,她必須要把同理心收起來。同樣的,當外科醫師在幫病人開刀時,要是太過同理對方的感受,手術刀會更難劃下去。

從鄭雅薇教授的研究中,我們可以看到同情心的運作其實比你想像的更複雜。 圖/鄭雅薇教授提供

相反的,若是病人在恢復室內,還沒有完全恢復,如果醫師沒有設身處地去理解他可能哪裡有狀況,有時候就會忽略掉身體出現的一些狀況。或者是身心科醫師,如果他沒有十足的同理心,會很難偵發掘到病人非常微細的一些變化。

由此可見,同理心並不是一種單純的反射,背後隱藏一串複雜的調控機制。

但既然同情心如此複雜,需要認知同理心與情感同理心互相配合,那如果有人缺少其中一項會怎麼樣呢?

情感同理心是天生,但認知同理心是後天養成

從發展的角度,鏡像神經或者是情感同理心那一塊,我們一出生就有了。比如說,醫院的育嬰室如果有一個小孩哭,很快其他小孩也會哭成一片。但認知同理心的發展比較慢,因為其中還包含了心智理論,所以通常在 3 歲後才會慢慢發展成熟,有時候甚至到 10 歲才能趨於發展成熟。

醫院的育嬰室如果有一個小孩哭,很快其他小孩也會哭成一片。圖/elements

過去有許多人認為自閉症就是缺乏情感同理心,因此社交能力不好,眼睛也會不看人,或是目光接觸時會非常閃爍。鄭雅薇教授為此研究,結果發現自閉症患者是有情感同理心的,反而甚至有點太過。

跟健康組比起來,自閉症的情感同理心沒有什麼不同,但相對他的認知同理心是有困難的,所以他才會刻意去迴避別人的情感與眼神,因為少了認知同理心的調控,他人的情感對他而言會是無法承受之重。

既然缺乏認知同理心,會產生類似自閉症患者的反應。那缺乏情感同理心呢?

如精神變態、冷血殺手(psychopathy),是他無法將對方的痛苦與自己的痛苦連結,因此他對他人的遭遇比較冷感。在情感同理心缺乏的情況下,他們在認知同理心往往表現的很好。等於他雖然無法同理你的感受,卻能清楚知道你的處境。這也導致他們冷血,在傷害別人甚至是犯罪時,冷血,難以產生罪惡感。

但這不代表對痛覺比較不敏感的人,或者情感同理心較低的人就會缺乏同理心。有研究團隊就針對天生沒有痛覺的人實驗,發現他們的情感同理心反應雖然比較低,但在認知同理心上反應比較高。這也代表,情感同理心並非是認知同理心的基礎,這之間互相機制相當複雜。

透過腦波看一看,原來同情心這麼複雜

從整個同情心的運作機制來看,並不是只有「看到你哭,所以我哭」這麼簡單,後面其實還隱藏著一套後天發展的心智理論存在。情感同理心與認知同理心的相互作用,才是形塑我們同情心的核心,也才能讓我們在感知這個世界的同時做出回應。

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大腦無時無刻在改變:利用大腦可塑性,幫助學會情緒轉化——《改造焦慮大腦》
聯經出版_96
・2022/12/21 ・2796字 ・閱讀時間約 5 分鐘

我們現在已經非常了解,成人的大腦無時無刻在改變、學習,和適應環境所使用的生理/解剖學、細胞學和分子學機制。

但其實在不久前,精確來說是一九六○年代,當時普遍的看法認為成人的大腦無法改變,因為神經系統所有的成長和發展都是在童年時期,到了青少年時期只有一定程度的成長和發展,一旦進入成年期,腦部就不會再改變了。

當時認為神經系統的成長和發展都是在童年,成年後腦部便不會再改變。圖/Envato Elements

實驗證實腦部會有所改變

不過,在一九六○年代初期,加州大學柏克萊分校(UC Berkeley)的神經科學先驅瑪麗安.戴蒙教授(Professor Marian Diamond)和同僚有不同的看法。他們相信成年哺乳類動物的大腦也可以有深刻的變化,只是需要找到辦法來證明。他們想出一個簡易的實驗來測試這個想法。

他們決定將一群成年的老鼠放在被我稱為鼠籠界的「迪士尼世界」中,裡面有很多的玩具且會定期更換,空間很寬敞,還有很多其他老鼠為伴,他們將這個稱之為「豐富的」環境。

他們將住在豐富環境中的老鼠,和幾隻住在空間較狹小、沒有玩具,而且只有一、兩隻夥伴的老鼠進行比較,而這個環境稱為「貧瘠的」環境。

他們讓成年老鼠生活在這兩個環境中幾個月,待這段時間結束後,他們再檢查老鼠的腦部結構,以查看是否有任何不同。

如果當時其他科學家的看法是對的,他們應該不會看到腦部有任何差異,因為成年哺乳類動物的大腦是不會改變的。但是,如果他們對於「成年動物的腦部有能力改變」的看法是正確的,那就可能會看到腦部的結構有所不同。

戴蒙教授團隊認為,成年動物的腦部有能力改變。圖/Envato Elements

他們的發現改變了我們對腦部的理解:住在「迪士尼世界」籠子裡的老鼠,其大腦經測量後,發現許多部位的尺寸比較大,而且也更發達,包括視覺皮質(visual cortex)、運動皮質(motor cortex)以及其他感官皮質。這是首次有人證明「成年動物的腦部有能力改變」,我們稱之為「成年腦部的可塑性」。此外,戴蒙也證明了,環境中的「物體」和「品質」決定了改變的類型。

雙向的大腦可塑性

重要的是,這個可塑性是雙向的。

「迪士尼世界」實驗所顯示的改變(證明腦部與生俱來的可塑性)是正向的,表現的方式就是「迪尼士世界」裡生活的老鼠,其腦部尺寸變大(後來的研究顯示還包括:神經傳導物質變更多、生長因子的程度更高,以及血管密度更高)。但是,其他環境或經驗,可能導致成年動物的腦部出現負向的改變。

舉例來說,當你的腦—身體系統缺少刺激的環境,或曝露在暴力的環境中,你就會清楚看到大腦部分區域的萎縮(尤其是海馬迴和前額葉皮質,這一點我們將在第二部中詳細說明),以及神經傳導物質(多巴胺和血清素)減少,這些都是幫助我們控制情緒與注意力的物質。

如果兒童在成長環境中被忽略,那麼他們腦部的突觸數量就會減少(突觸是腦細胞傳遞訊號的連結),使他們的思考(也就是認知)變得更沒效率和彈性,這些都是和智力有關的能力。

兒童若在成長環境中被忽略,會使思考變得沒效率。圖/Envato Elements

從戴蒙和同僚經典的研究開始一直到現在,成千上萬的實驗都證明了大腦有很驚人的能力,可以學習、成長和改變。了解我們的腦部有可塑性、有彈性、與生俱來就有適應性,使我們相信可以透過「學習」來控制焦慮,甚至是接納焦慮。

的確,我們有能力學習並改變行為,包括我們與焦慮的關係以及焦慮時的行為,善用大腦可塑性,就有可能達到如同上述般正向的改變。

懂得評估、做決定、轉換情緒

大腦的可塑性讓我們有能力學習,如何使自己冷靜下來、重新評估情勢、重新看待想法和感受,以及做出不同、更正向的決定。想一想以下情境:

  • 憤怒——會妨礙我們的專注力以及表現的能力
    或是給予動力、強化注意力,並提醒我們重要的事(也就是該優先處理的事)。
  • 恐懼——會影響我們的情緒,並觸發過去失敗的記憶
    使我們無法專注和聚焦,對個人的表現不利(導致我們在壓力下失常),或是讓人做決定前更為謹慎,並深化思考,創造機會以改變方向。
  • 悲傷——會抑制心情,使我們沒動力、不想要社交生活
    或是可以讓我們知道,對自己來說重要的事,幫助重新安排重要的事,給予動力去改變環境、情勢或行為。
  • 擔憂——會令我們因循怠惰,妨礙實現目標
    或是可以幫助我們調整計畫、調整對自己的預期,變得更務實且以目標為導向。
  • 挫折——可能阻礙進步、妨礙表現,或是令人失去動機
    抑或能刺激、挑戰我們做得更多、更好。

這些比較可能看來有點簡單,但卻讓我們看到一些很棒的選擇,而且可以產生實質的成果。換句話說,我們是有選擇的。

大腦的可塑性讓我們有能力冷靜下來。圖/GIPHY

通常人們感受到的焦慮有一種特色,那就是會產生負面情緒。還記得前文說過的嗎?「坐立不安」、「悲觀」、「懷有戒心」、「害怕」——這些都是情緒的狀態,一般而言都會帶來不好的感覺。但是,我們並非無法決定自己對這些情緒的反應。

此外,這些情緒不完全都是壞的;事實上,這些情緒能帶給我們重要資訊,即關於心理和生理狀態的。

焦慮的來源是很好的線索,幫助我們認清人生中重要的事。把負面情緒轉為正面情緒,這需要花費心力嗎?是的。但是,這也會讓我們知道對自己來說重要的事。也許擔心金錢是在提醒我們,自己非常重視財務穩定性;或者,擔憂隱私則會讓人知道,原來自己需要充分的獨處時間。

因此,負面情緒其實是在給我們一個機會,阻斷「想法產生情緒,情緒導致行為模式」這個自我毀滅的循環,不要讓這個循環損害我們的壓力反應。而控制焦慮的第一步,就是了解情緒如何運作。

——本文摘自《改造焦慮大腦:善用腦科學避開焦慮迴路,提升專注力、生產力及創意力》,2022 年 12 月,聯經出版公司,未經同意請勿轉載。

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