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《腦科學的新故事》“新”在哪裏？“新”在有更為人性化的內容。作者不僅跟寫作《腦科學的故事》同樣，一如既往地通過心智現象揭示腦的科學奧秘，而且更生動地刻畫瞭當事人作為人的思想感情麵貌。從這本“新故事”裏，我們看到沒有四肢感覺的奧基依然為躋身殘奧會而拼搏，鄧洛普在完全失嗅以後想盡一切辦法像正常人那樣生活，低智特纔的“記憶達人”們彆有一番人生況味，而維爾林先生在雙側海馬受損後的愛情令人迴腸蕩氣……當然，書裏也不乏有關腦與心智的妙趣橫生的故事，也許拉馬錢德蘭有關聯覺現象的實驗，以及他對幻肢痛患者的行為治療，足夠讓你摺服於腦科學傢的過人機敏；而有關鏡像神經元的實驗證據，把實驗的腦科學與直覺、同感、內心理解這些看似“純精神”的現象一下子拉近瞭距離。《腦科學的新故事》與《腦科學的故事》相比，更多體現瞭腦科學在探求真實人性方麵的深入。

內容簡介

本書是《腦科學的故事》姐妹篇。《腦科學的故事》曾榮獲2015年第十一屆上海科普教育創新奬成果奬（圖書類）二等奬和2016年上海科技進步奬三等奬。本書則把內容聚焦到瞭“心智”這個被諾貝爾奬得主坎德爾稱為“對21世紀科學的中心挑戰”問題上。它沿襲瞭《腦科學的故事》力求融科學性、趣味性和前沿性為一爐的風格，通過講故事來介紹感覺、記憶、情緒、注意和意識研究方麵的一些新進展。這隻是在心智大海岸邊搜集起來的幾枚閃亮貝殼，以期引起讀者的興趣。本書在內容方麵雖不求其全，但是也還保持著適當的係統性，使讀者對這些問題的前沿研究有一個基本瞭解。

作者簡介

顧凡及，復旦大學生命科學學院教授，專長於計算神經科學。退休後從事有關腦和心智的科普寫作和翻譯，作品有《意識的宇宙》 《好玩的大腦》 《腦科學的故事》 《意識探秘》 《腦海探險》等。現為上海市歐美同學會留美分會顧問、伊利諾伊大學校友會上海分會名譽會長、中國生物物理學會名詞審定委員會委員。2013年獲第4屆國際認知神經動力學大會（瑞典）頒發的成就奬。所主譯的《意識探秘》於2013年獲第26屆華東地區科技齣版社優秀科技圖書二等奬，所編著的《腦海探險》於2015年獲第二屆世界華人科普圖書奬佳作奬，《腦科學的故事》獲2015年第十一屆上海科普教育創新奬成果奬（圖書類）二等奬和2016年上海科技進步奬三等奬。

內頁插圖

目錄

心靈之窗——感知覺的故事1

1．1喧鬧的世界——聽覺的故事／2

1．2渾身上下都有的感覺——體感的故事／10

1．3嗅盲和氣味——嗅覺的故事／28

1．4從老布什不愛吃西藍花說起——味覺的故事／37

1．5“看”人說話和“臭豆腐真香”——不同感知覺相互影響的

故事／42

1．6“尖酸”的言辭——聯覺的故事／46

參考文獻／52

2舊夢重溫——記憶的故事54

2．1“白頭宮女在，閑坐說玄宗”——長時記憶和記憶痕跡的

故事／55

2．2曆曆在目——記憶達人的故事／61

2．3心智的清掃工——遺忘的故事／75

2．4“永遠是今天”——遺忘癥患者的故事／79

2．5冤假錯案——虛假記憶的故事／84

2．6頭腦裏的“導航係統”——“位置細胞”和“網格細胞”的

故事／93

2．7“似曾遊此處，不知何時復如何”——似曾相識感的故事／99

參考文獻／102

3喜怒哀樂——情緒的故事104

3．1害怕過橋的女人——恐懼癥的故事／104

3．2“三歲看到老”——先天因素對性情影響的故事／111

3．3“無畏”的人——雙側杏仁體受損患者的故事／117

3．4“冷若冰霜”——牟比士綜閤徵患者的故事／121

3．5“當代蓋奇”——腹內側前額葉對理智/決策和情緒/感受

貢獻的故事／124

3．6頑固的大法官和心中一片空白的患者——右腦中某些腦區對理智/決策和情緒/感受貢獻的故事／134

3．7當認識和感情不一緻的時候——卡普格拉綜閤徵、科塔爾綜閤徵和弗雷戈利綜閤徵患者的故事／137

參考文獻／141

4“一覽有餘”——注意的故事142

4．1視而不見——疏忽盲和變化盲的故事／143

4．2“思想開小差”——“心智遊移”的故事／149

4．3引開注意力的大師——魔術師的故事／154

4．4“張冠李戴”——由缺乏注意引起的特徵錯誤結閤的故事／164

4．5“光束變窄瞭的聚光燈”——巴林特綜閤徵和忽略癥患者的

故事／166

參考文獻／169

5對科學的最後挑戰——意識的故事170

5．1百傢紛紜話意識——形形色色有關意識的故事／171

5．2“子非魚，焉知魚之樂？”——意識私密性的故事／175

5．3感同身受——同感和鏡像神經元的故事／180

5．4海平麵下的冰山——下意識的故事／192

5．5誰主沉浮？——自由意誌的故事／205

5．6我是誰？——自我的故事／209

5．7有罪還是無罪？——神經法學的故事／224

5．8有意識的“植物人”——新技術為失去行為反應患者的康復帶來新希望的故事／232

參考文獻／236

結語239

精彩書摘

裏根總統槍擊案———遲來的劇痛

1981年3月30日，新上任不久的美國總統裏根（R．Reagan）在華盛頓希爾頓飯店發錶演講之後，在走齣飯店邊門嚮自己的轎車走去時，一位富二代無業遊民欣剋利（J．Hinckley）為瞭乾齣一番使世人震驚的“偉業”以博取好萊塢女星福斯特（J．Foster）的芳心，混在記者群裏掏齣左輪手槍嚮裏根連開6槍，其中一顆子彈擊中裏根的胸部。他的貼身保鏢慌忙把他塞進車裏，在一片混亂之中，他和車裏其他人竟然都沒有發現他中槍瞭。隻是在身離險境之後，他纔開始感到有點不舒服，車裏的人都還在討論，是不是他在上車時被車門撞傷瞭呢！至於感到劇痛，那是以後的事瞭。在急救病房裏，當他的夫人南希（N．D．Reagan）問他當時發生瞭什麼情況時，裏根以慣有的幽默口吻迴答說：“親愛的，我忘記躲開瞭。”一年之後，在麵對哥倫比亞廣播公司的采訪時，他說道：“以前我隻在自己飾演的影片中被‘槍擊’過，總會在錶演時作痛苦狀；現在我纔知道，真實情況並非一定如此。”

事實上，在突發事件中受傷的當時不覺得疼痛，隻是在以後纔痛得不能動彈的，並非隻有裏根一人。還有一個著名的例子來自一位瑞士少校，他在滑雪時垂直墜入一條冰縫，卡在其中無法脫身，他的一條手臂壓在頭上，全身無法動彈。盡管如此，當時他一點都沒感到疼痛。他抬頭嚮上望去，可以看見同伴正在裂口處嚮下張望，於是他喊著告訴他們，除瞭不能動以外一切都好。同伴們把一位同伴用繩子吊瞭下來，在他身上綁瞭繩子之後終於把他吊上去。同伴們早就用無綫電呼叫瞭一架直升機。25分鍾之後，直升機到達，同伴們把他搬上瞭直升機。到此為止，他都沒有感到疼痛，他既為自己的安全脫險而慶幸，也擔心由於這次事故所錶現齣來的粗心大意而影響到晉升。

隻是在直升機上安頓下來以後，也就是在事故發生45分鍾以後，他纔開始感到劇烈的疼痛。這種燒灼一樣的劇痛始自左肩，然後延及頸部和胸部。疼痛使他大聲呼叫，不得不用急救箱中的嗎啡對他注射止痛。飛機到達醫院之後，對他進行瞭檢查，發現他左肩脫臼，左鎖骨和胸骨骨摺，還有多處瘀傷。他經止痛後就昏睡瞭過去，第二天醒來，左肩依舊劇痛，不能移動也不能觸摸，並整天昏昏欲睡。

戰場上的傷兵在受傷以後也多半有類似的經曆。他們在受傷時多半並不覺得疼痛，疼痛都是後來的事。

從上述案例可以看到，在意外事故中遭遇嚴重損傷之後，主體的反應分成兩個階段：開始時主體並不感到疼痛，因為此時主體必須集中全部精力應付事故，以求得生存；而在此之後，主體纔感到劇痛，阻止受傷部位移動和受到觸摸，並且整個機體陷於昏睡之中。這實際上正是機體得以康復的最好策略。

從這一案例中也可看到，與一般人想象的不一樣，疼痛不是隻有感受器受到刺激，然後直送痛覺中樞這一條直綫通路，而是有著復雜相互作用的多通路係統。不僅有上行信號，而且還有從中樞下行的信號，可以增強或者減弱感覺信號的作用。疼痛是一種主觀的知覺，下一小節所講的幻肢痛，更清楚地說明瞭這個問題。

前言/序言

言心智對“心智（mind）”有很多不同的稱呼，如“心靈”，或者乾脆“心”，當然也還有彆的稱呼，如“神智”。現在學術界用得比較多的是“心智”，而比較通俗一點的是“心靈”。我們在本書中對這兩種稱呼不加區分。的生物學研究在21世紀所處的地位，就相當於基因研究在20世紀所處的地位，這已成為當前科學界的共識。

——坎德爾（E．　Kandel）奧地利裔美國神經科學傢，2000年諾貝爾生理學或醫學奬得主，是當今記憶研究的領軍人物。20世紀90年代（也就是所謂“腦的十年”）所取得的有關腦和心智的知識，可能比此前整個心理學和神經科學史上已獲得的成績還要多。

——達馬西奧（A．　Damasio）葡萄牙裔美國神經科學傢，是當今情緒研究的領軍人物。2011年拙作《腦科學的故事》齣版以來，得到瞭許多讀者的肯定和鼓勵，筆者深受鼓舞，同時也有一絲遺憾，就是還有許多有趣的故事未能展開來講。特彆是，從初版問世到現在已經過瞭6年時間，腦科學又有瞭許多新進展。2013年和2014年，歐盟和美國分彆批準和籌劃耗資巨大的兩大腦研究計劃，盡管人們對這兩大計劃的具體目標、內容、可行性，以及應該如何組織腦科學研究，尚存在爭議，但在是否應該巨款資助腦科學研究這一點上並無歧見關於兩大腦計劃的內容及爭議，可參看筆者近作： 顧凡及《腦海探險——人類怎樣認識自己》，上海科學技術齣版社，2014。。坎德爾指齣：“通過生物學認識人的心智，已經成為21世紀對科學的中心挑戰。我們想要認識知覺、學習、記憶、思維、意識以至自由意誌的生物學本質。”在上一本書中，雖然也講到不少關於這方麵的內容，特彆是和視知覺有關的問題，但是就心智研究的其他內容來說，講得不夠多。該書除視知覺之外，講得更多的是對腦和神經細胞的基礎研究、對腦的可塑性以及對腦的交叉學科的研究。真正講到視知覺之外心智問題的內容，不足全書1/5，顯然和這些心智問題的重要性很不匹配。因此筆者一直有一個願望，希望能對《腦科學的故事》做一次大規模的修訂，但是後來考慮到許多讀者已經有瞭該書的第一版或第二版，於是萌生瞭重起爐竈另寫一本續集的念頭，把重點放到視知覺之外的心智研究上，以補不足。

當然，這樣一本書在內容上不應該和《腦科學的故事》重復，但是在風格上則應該承襲前書努力融科學性、趣味性和前沿性於一爐，圖文並茂的傳統。內容不求其全，但是也要適當照顧係統性。這是因為本書並不是一本教科書或者專著，因此有些內容盡管非常重要，但是由於對一般讀者來說，可能需要太多的專業知識且不易理解，就隻能割愛。本書所講的故事隻是在有關心智研究的汪洋大海的岸邊拾取的一些美麗貝殼，隻是正餐之前的開胃菜，以引起讀者的興趣。不過在講一些非常重要的問題（例如有關記憶機製、意識問題等）時，也可能有小部分內容不是很容易理解，那麼對這些內容不是很關注的讀者也可以跳過不讀，這並不會嚴重影響讀者對全書的理解。

筆者提齣這一想法之後，得到瞭上海科學技術齣版社的支持，這就是本書的緣起。因此可以說，本書是《腦科學的故事》續篇，後者提供瞭前者必需的準備知識，而前者則是對後者的補充和擴展，特彆是介紹瞭近年來有關心智問題所取得的新認識。本書名定為《腦科學的新故事》，既強調內容之“新”，又強調和前書的沿襲。

在《腦科學的故事》中，以近一半的篇幅介紹視知覺，因此就可以有足夠的篇幅介紹視覺係統的基本知識。該書還用相當篇幅介紹瞭包括神經細胞、神經脈衝、突觸以及腦的大體結構等在內的基本知識，所以如果讀者原來對腦科學所知甚少，那麼筆者強烈建議你們先去讀一下《腦科學的故事》，這些知識對理解本書所講的內容有很大的幫助。雖然筆者在寫作本書時也力求保持相對獨立性，使讀者盡可能在沒有這些準備知識的條件下也還能讀得下去，不過在理解的深度上不免要打摺扣。關於在該書中沒有講到的有關腦結構的知識，筆者還是采取《腦科學的故事》中的方法，就是在講到的地方用直觀易懂的圖解，配以簡明扼要的圖注，以最少的材料使讀者獲得最需要的知識。

本書的中心內容是心智，但關於什麼是心智現在並沒有一個公認的定義。“維基百科”中“心智”條目的第一句話是：“心智就是得以産生意識、知覺、思維、判斷和記憶的種種認知功能的總稱，這正是人類所固有的特徵，但是其他生命形式也可能有這些特性。”筆者想，大概不會有讀者不同意上麵這段話吧，然而筆者以為這段話並不能算是一個定義，因為它用瞭同樣沒有公認定義的概念“認知功能”來說明心智。這正如說心智就是心靈或者內心世界一樣，僅僅是換瞭一種說法而已。這段話所講的心智的內容如“意識”等，同樣沒有公認的定義。但是，我們每個人都知道有這些現象存在，也大緻同意這種描述，我們就暫時以此作為齣發點吧。說到這裏，筆者不由得想起，20世紀最偉大的生物學傢這是坎德爾對他的評價。剋裏剋（F．　Crick）英國籍的美國分子生物學傢和神經科學傢，因發現DNA的雙螺鏇結構和破解遺傳密碼而和沃森（J．　Watson）以及威爾金斯（M. Wilkins）共同獲得1962年諾貝爾生理學或醫學奬。他也是有關意識的自然科學研究的先驅。在做瞭一個有關意識問題的演講之後對一位聽眾提問的迴答。那位聽眾的問題是：“但是，剋裏剋博士，您是在想解決所謂的意識問題啊！不過您連意識的定義都沒有，您能不能對您所講的給齣一個清晰的定義呢？”剋裏剋的迴答是： 小夥子，在前DNA時代，生物學傢從來也不坐在一起說：“在我們研究生命以前，先讓我們清楚地給生命一個定義。”我們隻是一往無前地去探詢生命究竟是什麼。毫無疑問，對我們所講的東西有一個粗略的概念總是好的，不過術語定義之類的問題最好還是留給那些專門做這種事的哲學傢們去乾。事實上清楚的定義常常來自經驗研究。我們現在不再去爭辯病毒究竟是不是活的這樣一類問題。筆者以為，我們現在對於心智問題也隻能采取同樣的態度。就本書的具體內容來說，筆者就上麵所引用的坎德爾和“維基百科”提到的心智的幾個主要方麵分章加以介紹，這就是感知覺、記憶、情緒、注意和意識（包括下意識、自我、自由意誌等相關問題）。這些內容中的一些，特彆是有關意識及其相關的問題，目前尚有很大的爭論。筆者在取材上不免帶有自己的傾嚮，在某些問題上還發錶瞭自己的見解，是否真有道理，還希望讀者自己思考和判斷。

在本書引用的參考文獻中，國外的專著，找得到原著的，盡量采用原著，隻有當找不到原著或原著是用英語以外的外語齣版時，筆者纔引用筆者覺得可信或比較可信的中譯本。本書在取材中也用瞭不少《紐約時報》科學版的材料［這是筆者有一次在嚮江淵聲（Nelson　Y．S．　Kiang）華裔美國神經科學傢，哈佛大學和麻省理工學院退休教授。教授請教時，他推薦筆者去閱讀的］。如果在某一單篇中隻用到瞭個彆例子，那麼為瞭使參考文獻不緻過於冗長，就不予列齣，這是筆者需要嚮原作者緻歉的。

希望喜歡《腦科學的故事》的讀者也會喜歡本書。當然筆者知道自己能力有限，能不能夠把心智這麼一個大故事講好，隻有讀者纔能判斷，筆者期望得到讀者的批評指正。同時筆者也要藉此機會再次嚮幾十年來幫助和鼓勵自己的師友鄭竺英教授、壽天德教授、汪雲九教授、孫復川教授、梁培基教授、吳思教授、郭愛剋教授、唐孝威教授、楊雄裏教授、李朝義教授、陳宜張教授、徐科教授、梅鎮彤教授、路長林教授、梅岩艾教授、俞洪波教授、童勤業教授、李光教授、曹建庭教授、高上凱教授、齊翔林教授、林鳳生教授、弗裏曼（W．　Freeman）教授、江淵聲教授、淩瀚思（H．　Liljenstr�塵）這是筆者為他起的中文名，並告訴他這個中文名字字麵上的意義“飛越浩瀚的思想”。他很高興以此作為他的中文名。教授等緻以謝意，特彆是壽天德教授、梁培基教授、孫復川教授和郭愛剋教授還在百忙之中審閱瞭本書的初稿，並提齣瞭修改意見。筆者也要感謝中國神經科學學會、中國生物物理學會、上海神經科學學會和上海生物物理學會的領導與同事們對筆者從事科普編著和翻譯的一貫支持，當然也要嚮一貫支持我寫作的上海科學技術齣版社錶示由衷的感謝。