重庆教师招聘《教育公基》：割裂脑实验（罗杰·斯佩里）

必知实验25：割裂脑实验（罗杰·斯佩里）

著名生理心理学家斯佩里（Roger Sperry）对癫痫病人的裂脑半球功能的研究表明，在言语、空间组织能力、思维类型、感知觉、音乐舞蹈等方面的分工不同，以及右手比左手更为灵巧等功能上的差别，使得左、右半球在某些方面成为优势半球，这种不对称被称为大脑两半球功能一侧化。斯佩里为此在1981年获得了诺贝尔奖。

（一）大脑单侧优势

脑的研究学者早就发现大脑分为左右半球，但是又不是截然分开的，中间是由胼胝体将其连接的，胼胝体约由两亿纤维组成，胼胝体以每秒40亿个神经冲动的速度在两半球之间传递信息，保证左、右两个半球在功能上的统一。历史上，曾出现裂脑人的个案研究，裂脑人的大脑联合部被割断，两个半球成为独立的结构，美国著名脑科学家斯佩里博士潜心研究裂脑人，于1981年获得了诺贝尔医学生理学奖。自从斯佩里博士开始研究大脑两半球功能后，有关这一方面的研究发现层出不穷，人们越来越认识到左脑的功能是计算，是思想的大脑；而右脑的功能是模拟。左脑有固定的职责分工，是意识的大脑；右脑从总体上发挥作用，没有固定的职责分工，是无意识的大脑。左脑着眼于未来，越过现在，计划和预测将来的行为；右脑着眼于过去，注重形象形成的那一段时间，并运用现在和过去。

（二）两侧结构差异

初看起来脑的两半球非常相似，但实际上，两半球在结构和功能上都有明显的差异，从结构上说，人的大脑右半球略大于和重于左半球，但左半球的灰质多于右半球；左右半球的颞叶具有明显的不对称性；颞叶的不对称性是和丘脑的不对称性相关的；各种神经递质的分布，左右半球也是不平衡的。

1.两侧功能差异

大脑两半球在功能上不对称，大约有99.99%的成年人与语言相关的机能一侧化在左半球，如说话、写作、言语沟通和语言理解等。在数学、时间、节奏判断和协调复杂运动顺序等方面也是左半球的功能。研究表明，当在执行一项知觉任务时，脑波、血流量以及葡萄糖消耗量都说明右半球的活动增多，而在说话或者在计算时，左半球的活动增多。还有测验也证实当给右半球闪现图片时，大多数人识别得更快而且更准确。而左半球对闪现的字词有更快更准确的识别能力。如果一个词闪现给右半球，那么这种知觉可能需要零点几秒甚至更长，在此时间内信息将通过胼胝体被送抵更语言化的左半球。

从功能上说，在正常情况下大脑两半球是协同活动的。进人大脑任何一侧的信息会迅速地经过胼胝体传达到另一侧，作出统一的反应。近30年来，由于割裂脑（split-brain）的研究，提供了在切断胼胝体的情况下，分别对大脑两半球的功能进行研究的重要资料。切断胼胝体是为了防止癫痫病的恶化，使病变不致由脑的一侧蔓延到另一侧。由于胼胝体被切断两半球的功能也被人为地分开了。每个半球只对来自身体对侧的刺激作出反应，并调节对侧身体的运动。这样，人们就有可能单独研究两个半球的不同功能。

2.两侧性别差异

大多数男性倾向在左半球显示更大的语言偏侧化，因为对他们来说，语言功能被显著和主要地归属于左边大脑。相反，女性语言功能显示较少的偏侧化，而她们两个半球倾向于更均匀的分配。这样的脑部偏侧化的差异部分说明女性在某些语言技能测试上经常表现出来的优势，比如说话的停顿和流利的测试。

男性和女性在信息加工可能存在差异。如在一个功能性磁共振成像研究中，在辨别词语正误时进行扫描，结果发现，男性脑部左半球被激活，而女性则同时使用两侧大脑。这种性别差异的意义非常明显。考虑到这可能与胼胝体的比例大小的差异相关。女性的胼胝体更大，可能允许控制言语部分大脑之间的联结更强。从而可以解释为什么女孩言语能力出现的比男孩稍早些。在得出这样一个结论之前的备择假设女孩的言语能力出现的比男孩早的原因可能是女婴接收到比男婴更多的谈话鼓励。从而这个更多鼓励的早期经历，可能推动大脑某些部分的发育。因此，脑部在生理上的差异可以是社会和环境因素影响的反映，而不是男性与女性在行为上的差异所导致的。在这点上，知道这些备择假设孰是孰非是很重要的。

（三）割裂脑的研究

1.实验过程

一名进行过割裂脑手术的男性被试坐在屏幕前面，屏幕挡住了被试的视线，使他看不见自己的手。他的视线注视着屏幕中央的一个点，然后在屏幕的左侧快速闪现一个单词“螺母”（nut）。这时词的视觉形象将投射在脑的右侧。结果发现，被试用左手很容易从看不见的物体中把螺母拿出来，但不能说出在屏幕上短暂呈现的单词是什么。原因是语言是由左半球控制的，而螺母的视觉形象没有传送到左半球。当询问被试时，裂脑病人似乎没有觉察到他的左手在做什么。在屏幕上快速呈现单词“ha一band”，使hat投射到右半球band投射到左半球。当问被试看到了什么单词时，被试回答说“band”当问到是什么样的“band”时，他只是猜测说“rubberband”或“rockband“等。可见由右半球知觉到的”hat“，并没有传送到左半球的意识中。如果将被试的双眼蒙上，并把一些熟悉的物体（如梳子、牙刷）放在被试的左手，他知道是什么，并用手势表示出来，但不能用言语进行表达。如果问他在摆弄物体时他在做什么，他什么也说不出来。

先给被试呈现一些常见的物体，如刀子、杯子、书等，使它们同时投射到两半球。然后将这些物体拿开，只在视野左侧短暂呈现其中的一个词，如“书”，使之投射在右半球。如果让被试写下自己看到的东西，他会用左手写下单词“书”，如果问他左手写了什么，他一无所知，并猜测说“杯子”，被试通过自己的书写动作知道自己在书写，但不能说出他写了什么。

2.实验结论

裂脑研究说明，两半球可能具有不同的功能，右脑比较沉默，多用来辨认形体；左脑比较积极，长于语言功能。语言功能主要定位在左半球，该半球主要负责言语、阅读、书写、数学运算和逻辑推理等。而知觉物体的空间关系、情绪、欣赏音乐和艺术等则定位于右半球。但应该指出的是，大脑两半球功能的一侧化，并不是绝对的。近年来的许多研究发现，右半球在语言理解中同样起重要作用。在加工复杂程度不同的句子时，右半球上与左半球经典的语言区对应的部位也得到激活，只是激活的强度低于左半球。