我們的大腦是分裂的？

邊開車邊聽歌，你可以變成兩個人？

翻譯 陳月欣

審校 董堃

當你在同時做兩件事的時候——譬如說開車的時候聽著廣播——你的大腦會自動分成兩個功能獨立的工作網路，就好像你在此時擁有兩個大腦一樣。這一理論由威斯康星-麥迪遜大學的神經科學家 Shuntaro Sasai 及其同事在最新研究中提出，被他們稱為「功能分裂大腦駕駛／聆聽範式」。

Sasai 等人在論文題目中用「分裂的大腦」將他們的研究和文獻中那些接受了胼胝體切開術的病人聯繫起來。胼胝體切開術是一種激進的腦部手術，通過切割連接左右兩個半腦的胼胝體，病人的大腦被硬生生地分割成兩半。

不同於只有小部分患有嚴重癲癇的病人才需要接受的胼胝體切開術，Sasai 等人論稱健康的大腦也會在執行多項任務時「分裂」。下圖中，Sasai 等人圖解說明了正常的大腦中功能分裂的網路假說，並用手術後左右腦的分裂作為對比：

左圖：解剖學上分裂的大腦，在接受了胼胝體切開術後大腦被分割成左右兩半。右圖：功能上分裂的大腦。研究者論稱，在執行「整合型任務」，如邊聽GPS導航邊開車時，大腦中只有一個工作網路；而在執行「分割型任務」，如邊收聽電台節目邊開車時，大腦中有兩個工作網路分別負責這兩項任務。（圖片來源：Sasai et al. (2016) PNAS）

Sasai 等人用fMRI（功能性核磁共振）對右圖的兩種情況進行了演示。他們掃描了13名被試者的大腦，這些被試者被要求在語音導航的指揮下進行虛擬駕駛；除此之外他們還要在駕駛的同時接受一個聽覺任務：刺激源要麼是 GPS 語音導航，要麼是和駕駛完全無關的新聞節目。

執行駕駛/聽覺測試任務被試的 fMRI 掃描結果如下：

藍色區域：在駕駛車輛中活躍的神經網路。綠色區域：在聽覺測試中活躍的神經網路。黃色區域：兩項任務中重合的區域。

關鍵的結果來自於同時執行駕駛和聽GPS導航或電台節目兩項任務的被試。研究者描述道：

「兩個網路的整合程度是通過一個基於多體素（multivoxel）模式通過時間轉換坐標的多變數功能關聯性測試評估得出的。在整合型任務中，網路的整合程度要高於分割型任務中的整合程度。另外，兩個網路的信息整合程度也在整合型任務中較高；分割型任務中，網路的信息整合度為零。這一信息整合度是通過判定合并兩個網路是否可以提高預知準確度所得。」

換句話說，當GPS語音對被試的駕駛過程有所幫助時（「整合型任務」），大腦中的『駕駛網路』和『聽覺網路』行動一致，功能關聯性較高。而當被試邊開車邊聽電台節目時（「分割型任務」），兩個網路在很大程度上是獨立的——實際上，在「信息整合」測試中，兩個網路是完全獨立的。

Sasai 還在論文中討論了這一結果對於我們的自我認知和意識方面的影響：

「在邊聽音樂邊開車時，意識如何工作是一個非常有趣的問題。駕駛的過程會像自動巡航一樣變成一個無意識的過程嗎？還是說，大腦中正常的整體意識就像接受了胼胝體切開術的病人那樣臨時分裂成了兩半？信息的整合一直以來被認為是理解意識的基礎，信息的整合度下降實際上是與意識的分裂相一致的。」

這一問題確實很有意思，但我（文章作者）並不認為研究的結果與自我意識有著直接的關聯。我們不能認定「駕駛網路」和我們開車時的意識體驗有直接的因果關係。在大腦的其他地方（比如在額皮質前葉或是楔前葉）可能存在著一個「意識中心」，它可能會對來自「駕駛網路」及其他低級腦區的信息進行整合。如果是這樣的話，低級網路的彼此分離就不會對整體意識造成任何影響。

文章來源

http://blogs.discovermagazine.com/neuroskeptic/2016/12/08/are-we-split-brain/#.WF41poWcE2x

查看更多分領域論文推薦，就到

www.keyanquan.net

也可提取下方二維碼

論文信息

【題目】Functional split brain in adriving/listening paradigm

【作者】Sasai, S.,Boly, M., Mensen, A., & Tononi, G

【刊期】PNAS, vol.113 no. 50, pp.14444-14449

【日期】December 13, 2016

【摘要】

When onedrives on an easy route and listens to a radio, it is at times as if one』sbrain splits into two separate entities: one that drives and one that listens.When, instead, one drives while listening to a global positioning system, thereis only one functional stream. Here, using measures of information integration,we show that a brain may functionally split into two separate 「driving」 and 「listening」systems when the listening task is unrelated to concurrent driving, but notwhen the two systems are related. This finding raises the possibility thatunder certain conditions of daily life, a single brain may support twoindependent functional streams, a 「functional split brain」 similar to what isobserved in patients with an anatomical split.

【論文鏈接】http://www.pnas.org/content/113/50/14444.abstract