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当谈大脑时我们在谈些什么——聊聊脑成像中“大脑图谱”

注:本文以”科学家谈大脑时,大多在谈“柯林”的大脑?“为题在百度知道日报首发(http://zhidao.baidu.com/daily/view?id=4206)。原文根据知道日报的要求将人名均翻译成为中文,同时删除了参考文献。这里为未翻译版本,增加了参考文献。

随着脑成像(或者神经成像,本文中两个均指脑成像)的普及,大脑成为了科普中的一个流行词,脑成像的大脑图也成为了科普文化的一部分。与神经科学流行相伴,一些大脑结构成为了闪亮的关键词,例如与记忆相关的海马体(hippocampus)、与情绪相关的杏仁核(amygdala)、与奖赏刺激相关的伏隔核(nucleus accumbens)等。当论文中提到这些大脑结构时,它们到底指的是什么?

要理解神经成像中的大脑结构,首先要明白一点:大脑结构的个体差异非常大。虽然每个大脑的基本构造相似,都有两个半球和一些明显的沟回。但是,这些结构在具体的构成上差别不小:左右半球的对称性、沟回的相对位置和大小等。要从神经成像的角度来研究具体脑区的功能,空间位置的精确性就非常重要:极有可能在相同的位置上,两个人的大脑结构却不一样。

在神经外科手术中,医生们需要了解某个大脑结构的外形特征和相对位置即可,而对于该结构在大脑空间中的绝对位置并没严格的要求。但通过神经成像来研究大脑功能,精确的空间定位变得很重要,因为需要对一群人的大脑功能数据(例如在某种任务下活动的情况)进行比较。而进行统计分析和比较的前提,就是需要有一个共同的参考标准,保证我们谈到某个空间位置时,谈的是每个受试者的同一个脑区。这个参考标准,就是标准大脑图谱(Brain Atlas)。通过将每个人的大脑与标准大脑图谱进行对应之后,我们可以更有把握地认为,即使在不同的受试者的数据中,同样的空间位置指的是同一个大脑结构(在神经成像的数据分析中,这一步叫做空间的标准化,spatial normalization)。

那么问题来了,标准的大脑图谱从哪里来?

大脑图谱的早期工作应该要归功于神经解剖学家们,其中最有名的应该是布鲁德曼(Korbinian Brodmann)在20世纪初的工作。在此之前,关于大脑的不同区域负责不同功能的观点已经随着颅相学的流行而兴起,在布洛卡(Broca)等脑区的功能而得到强化。正是在这种背景之下,布鲁德曼试图去从细胞构筑的角度来寻找大脑功能的定位,正是他工作,形成了神经科学教科书中的布鲁德曼分区(Brodmann areas)。

然而,布鲁德曼关注于脑区的细胞构筑,未从3D空间来建立大脑的模型。3D大脑模型的出现,得益于法国神经解剖学家Jean Talairach,他在于1967年提出一个3D的大脑模型,与Tounoux 于1988年进一步完善此大脑模型。在此模型中,以一些关键的大脑结构作为标记点:大脑前联合(anterior commissure, AC)与后联合(posterior commissure, PC)、两半球中线的矢状面平面和大脑外侧边缘(如下图所示)。在这个3D的空间中,AC-PC连线与中线矢状平面的交界点为0点。在下图带黄框的三个图中,最左图中的横线为X轴,竖线为Y轴,中间和最右的图中,竖线均为Z轴。根据这个3D大脑模型,大脑中每个点均有一个坐标,这就是以Talairach大脑图谱为基础的坐标系统。

Talairach大脑图谱在神经成像的早期研究发挥了重要作用(因为没有其他图谱可以使用),但其缺点也非常明显。它的第一个问题是没有标准大脑的图像模板。也就是说,它缺乏数字的3D大脑模型。这给神经成像研究者带来了很大的痛苦,要知道,神经成像结果基本上都是使用3D图像来进行存储和分析的。缺乏图像3D大脑模板,就意味研究者在数据分析时,必须手动地根据一些标志性的大脑结构来将每个受试者的大脑图像与Talairach的大脑模型进行对应。这种耗时且不精确的做法,在有了替代方案之后很快被抛弃。

除了缺乏大脑的图像模板之外,Talairach图谱中的大脑标本本身也不足以作为标准大脑。此图谱是根据一位60岁女性大脑的解剖结构建立,首先就不具有代表性。更加令研究者不满的是,此图谱仅包括左半球的解剖结构,右半球是将左半球的结构进行镜像反转之后得到的。由于一般人的大脑左右半球并非完全对称,所以这个对称的图谱显得不切实际。第三,Talairach图谱确实将坐标体系中的空间位置与解剖结构进行大致的对应,但是这个对应关系是非常粗略。当初制做图谱是为了给医生在大脑中央的一些脑结构进行手术时提供指导,所以大脑中央部分的脑结构与空间位置的对应关系还相对正确,外侧的皮层对应的准确性则很难令研究者满意。

作为一个为手术而生的大脑图谱,也许我们不能苛求Talairach图谱能够满足神经成像研究的要求。为解决Talairach缺乏图像模板的问题,神经成像研究者建立了自己的标准大脑模板。目前最通用的模板,是加拿大蒙特利尔神经研究所(Montreal Neurological Institute,MNI)于90年代表所建立的MNI系列模板。在最早的尝试中,他们扫描了241个正常志愿者的大脑结构,按照Talairach大脑图谱的方式,使用标志性的大脑结构对每个受试者的大脑进行标定,得到每个大脑的AC-PC线和大脑的外部轮廓,从而每个大脑均与Talairach图谱有相对应的位置。然后对这241个大脑进行平均,得到一个平均脑。

随后,他们又扫描了305个正常人的大脑,使用9个参数将这些大脑进行线性转换,使它们与241个大脑的平均脑进行对应。这305个对应好之后的大脑进行平均,得到平均之后的大脑3D图像。这个图像被命名为MNI305,成为了MNI系列模板中的第一个。

目前使用更为广泛的是ICBM152模板,也是由MNI出品。这个标准大脑模型来自152名年轻成人的高空间分辨率扫描结果。研究者将这些大脑通过仿射转换之后与MNI305进行对应,再将这些152个大脑进行平均,得到了更为清晰的标准模板。这个模板之所以不叫做MNI152而是ICBM152,是因为它被 脑成像国际联盟(International Consortium for Brain Mapping,ICBM) 采用作为标准模板。

值得注意的是,虽然ICBM152采用与Talairach类似的方法进行标定,但是其得到的3D图像却与Talairach的3D空间并不相同,整体上ICBM152会更大一些。同样,Talairach坐标系中的0点在ICBM152中也不再是0点。由于这个原因,MNI的坐标体系与Talairach的坐标体系不能直接等同。

由于受到了脑成像国际联盟的采纳,ICBM152使用得非常广泛,主流的神经成像数据分析软件SPM\FSL\Brainvoyager等均采用该模板作为大脑模板。随后,脑成像国际联盟ICBM又推出一个更具有代表性的模板:ICBM452,将452个人大脑通过转换与ICBM305匹配之后的结果,但是ICBM452的使用范围比较小。

从下图可以看出,MNI305和ICBM152模板中无法清楚地看到每个大脑的结构。为了得到更加清晰的大脑图,MNI对一位研究人员(Colin Holmes)的大脑进行了27次扫描,将这些扫描的结果与MNI305进行配准,然后平均起来得到了更加清晰和精确的MRI图,这就是”Colin27″ 的标准大脑图(下载点这里)。目前,许多基于MNI大脑模板的神经成像结果图均是在Colin27这个图像上进行显示。

虽然MNI有了神经成像的标准大脑模板,但是却缺乏将模板中空间位置与大脑生理解剖结进行对应的图谱,所以MNI系列还只能算是一个模板(template)而不是一个图谱(Atlas)。为了解决这个问题,研究者最初的做法是将MNI坐标转化为成Talairach的坐标,再去使用Talairach大脑图谱进行生理结构的标定。为了进行比较准确地转换,研究者发展出多种算法。由于这两个大脑模板之间“扭曲”并且是非线性的,所以转换起来并非一目了然,在几个转换的算法中,公认比较合理的转换方法是Lancaster于2007年发表的算法。

正如我们在前面提到的,Talairach作为标准大脑图谱本身存在着诸多的缺陷。将MNI坐标转换成Talairach坐标再进行标定的方法,无法避免这些问题。因此在神经成像数据分析方法中(例如Poldrack et al., 2011),研究者极不推荐使用Talairach图谱以及基于其图谱的一些标定方法(比如Talairach Daemon)。将MNI转换成为Talairach坐标再标定解剖结构的途径虽然不太合理,不过这些转换方法本身却仍然有用,因为现有神经成像文献中,MNI和Talairach均有使用,在比较不同文献研究结果时,在坐标间进行转换仍然有价值。

如果Talairach图谱在空间位置与生理结构的对应上不够合理,那么应该使用何种图谱?由于缺乏从生理解剖到3D图像的标准大脑图谱,所以目前没有公认的标准。目前使用比较广泛的,有哈佛-牛津大脑图谱(Harvard-Oxford cortical and subcortical structural atlases)、LONI概率图谱(LONI probabilistic atlas)以及德国尤利希研究中心基于细胞构筑所进行创建的概率图谱(由SPM Anatomy Toolbox进行标定)。总的来说,有几种比较受到认可的标定方法,却没有公认的黄金标准。

最近,在德国尤利希研究中心与MNI共同完成的“Bigbrain”项目中,建立了第一个超高分辨率的大脑3D模型:由7404个组织切片组成的,分辨率达到20微米,几乎精确到了分子级别(免费下载:地址)。这个工作实际上是布鲁德曼工作的继续。超清晰3D大脑模型的建立,有望为今后神经成像提供一个更加标准的大脑图谱,也为今后建立标准3D大脑模型提供了新的途径。

理解标准大脑图谱与生理解剖的关系之后,也许我们会发现,我们在神经成像研究中所看到的大脑结构,其实非常依赖于大脑图谱,经过多次统计处理,包括了太多的统计假设。我们所看到的大脑,其实大部分是Colin Holmes的大脑。了解到这些信息之后,也许我们对神经成像研究结果进行推论时,恐怕会更加谨慎一些。

参考文献:

Amunts, K., Lepage, C., Borgeat, L., Mohlberg, H., Dickscheid, T., Rousseau, M.-É., . . . Evans, A. C. (2013). BigBrain: An Ultrahigh-Resolution 3D Human Brain Model. Science, 340(6139), 1472-1475. doi: 10.1126/science.1235381

Devlin, J. T., & Poldrack, R. A. (2007). In praise of tedious anatomy. NeuroImage, 37(4), 1033-1041. doi: 10.1016/j.neuroimage.2006.09.055Evans, A. C., Janke, A. L., Collins, D. L., & Baillet, S. (2012). Brain templates and atlases. NeuroImage, 62(2), 911-922. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.neuroimage.2012.01.024

Lancaster, J. L., Tordesillas-Gutiérrez, D., Martinez, M., Salinas, F., Evans, A., Zilles, K., . . . Fox, P. T. (2007). Bias between MNI and Talairach coordinates analyzed using the ICBM-152 brain template. Human Brain Mapping, 28(11), 1194-1205. doi: 10.1002/hbm.20345

Poldrack, R. A., Mumford, J., & Nichols, T. (2011). Handbook of functional MRI data analysis: Cambridge Univ Pr.

Zilles, K., & Amunts, K. (2010). Centenary of Brodmann’s map — conception and fate. Nat Rev Neurosci, 11(2), 139-145.

The MNI brain and the Talairach atlas:http://imaging.mrc-cbu.cam.ac.uk/imaging/MniTalairach

读《the emotional brain》

前天晚上终于把《the emotional brain》读完了,这本书也拖了好久好久终于读完了,算是还了内心的一个债务。

但是,说读完这本书像还债,对这本书是不公允的,因为它绝对是我要向同行力荐的书。这本1996年出版的书,与Damasio1994年的《Descartes’ Error : Emotion, Reason, and the Human Brain》占有同样重要的地位,都是情绪研究早期重要的著作,也是学术文献中经常被引用的书籍。

如果说<Descartes’ Error> 的特点是围绕Damasio自己的体感标记理论而展开,那<The Emotional Brain>则是关于情绪研究一个更加系统而全面的研究。当然,这也不是一个关于情绪研究” all-encompassing”的书籍,但内容包括三个大主题(Ledoux在前言所指出):

“How the brain detects and responds to emotionally arousing stimuli, how emotional learning occurs and emotional memories are formed, and how our conscious emotional feelings emerge from unconscious process.”

但从书的目录中,作为英文不是母语的人,还是比较难看出章节的标题与实际内容之间的关系,不知道Ledoux是否有卖弄文采的故意。先梳理一下各个章节主要的内容:

1 What’s love got to do with it?
大致就是作者是怎么爱上情绪研究的,更主要的是LeDoux从情绪研究中总结出来的8大主题:情绪研究层次应该定位于心理功能在大脑的表征;加工情绪的脑区的进化传统;情绪意识;情绪意识;情绪意识;情绪的感觉;情绪控制的难度;情绪的强大动机作用。

2 Souls on ice
有点弗洛伊德“冰山”理论的意思,主要想说的是:人们真正意识到的情绪与他们经历的情绪之间的不匹配,引用了大量的社会心理学和裂脑人的研究。这个可能为后面情绪意识的讨论提供了一些现象上的东西。

3 Blood, Sweat, and Tears
真想知道取这个标题到底啥意思!难道是双重含义(中学语文老师附体):一、情绪的生理反应在情绪研究发展中的作用,尤其是生理反应与情绪体验、认知评估之间的关系;二、指在情绪研究发展史上的blood and tears?这一章的实质性的内容是心理学史上关于情绪的理论争论,从情绪刺激到我们的情绪感受(feeling)之间到底发生了什么。就在这些问题上,心理学家们以论文为武器,发生了大规模的冲突,卷入此冲突之中的包括称为美国心理学之爹的William James。

4 The Holy Grail
这个holy grail就是brain。这一章主要是回顾关于情绪的神经科学研究,重点是Papez环路。

5 The Way We Were
重点是情绪的进化,因此也涉及到情绪研究中的一个重要争论:是否存在基本情绪?这个问题是目前美国西北大学Barret教授所争论的一个重点。当然, LeDoux主要是要把大家引导到他的研究上来:恐惧(fear),因为恐惧是人与动物共通常的,所以可以使用动物模型来研究情绪。

6 A Few Degree of Separation
什么Separation? 是high-road与low-road的separation。这一章主要是LeDoux的研究成果:恐惧信息的传导通路。这些研究在人脑中是如何的至今还有争论呢。

7 Remembrance of emotional past
主要是关于情绪记忆。关于内隐记忆与外显记忆的介绍特别清楚,而且还对记忆研究中著名的病人H.M.进行了比较深入的介绍,值得一读。也提到了记忆的不足:记忆是一种重构!

8 where the wild things are
恐惧系统出了问题会怎么样?各种形式的焦虑症、恐惧症和PTSD。从华生的“小阿尔伯特实验”开始,Ledoux告诉我们当恐惧系统如何会出问题,以及这些问题的危害。其中最严重的应该就是人会变傻逼吧,因为长期的焦虑或者恐惧的压力会严重影响海马结构的正常工作,也就是说记忆会受到影响。

9 Once more, with feelings
回到情绪意识的问题:我们如何知道自己处于情绪状态。这个问题非常tricky,而且意识作为一个心理学中神一样的存在,据说最好是获得诺贝尔奖之后才适合去研究的。不过Ledoux在回顾了关于意识的研究之后,很好地回避了意识这个问题本身。然后,提出意识到自身的情绪体验需要三个成分:杏仁核向皮层的信号输出;杏仁核所引起的唤醒;和身体的反馈。

读完这本书之后,第一感受与读Kandel的那本< In search of memory>有点像:想做出好的研究,还是得找到合适的动物模型! Kandel使用海兔粗大的神经元来研究学习与记忆的神经生化基础,而Ledoux使用老鼠的条件反射与学习来研究恐惧信号的神经传导通路和恐惧记忆的形成。这些研究的共同点是比较可靠,能够经得起重复与验证。但是做这类研究应该也是非常艰辛的,所以向做此类研究的同行表示敬意。

作为一个不是专门研究情绪的心理学人,另外一个强烈感受是,经过了近20年,Ledoux与Damasio在他们书中所涉及到的许多问题仍然没有过时,甚至有很多观点来仍然是指导着我们研究。基本情绪是否存在?人脑中情绪信号的传导机制如何?情绪意识如何产生?情绪记忆如何影响?情绪如何调节? 一些问题仍然在火热地争议之中,另一些问题则仍然没有很好的实验数据。

本来想写一个更加详细的书评,但是发现自己对情绪的研究还是缺乏了解,这些权且当读书笔记吧。

伟大艺术家的“神经病” —— 莫泊桑与尼采

<neurological disorders in famous artists>的第二章,写得非常干涩,只从病程上简介了两位神经病的状况。莫泊桑(Guy de Maupassant, 1850.8.5~1893.7.6)与尼采(Friedrich Nietzsche, 1844.10.15 ~ 1900.08.25)于我而言是熟悉的名字。莫泊桑的《我的叔叔于勒》也是中学学习的课文,《羊脂球》、《俊友》等小说也被推荐过多次的,先前对他的了解不多,只知道他与福楼拜关系密切。而尼采这个名字出现在鲁迅先生的书中,大约是说:尼采宣布自己是上帝,但他是个疯子,于是对这个疯子印象深刻,后来也阅读过一些他的作品,没看懂。但是,尼采出现在本书并不太奇怪,但是对莫泊桑不太了解,初次看到他的名字时,还有点吃惊。

这一章写了两个名人,确实是因为他们具有很大的相似性:均是梅毒患者,都进入了梅毒的最后阶段,最终都进入了精神病院。

梅毒在莫泊桑和尼采生活的年代(19世纪),都不是什么好事儿,大约有点像《围城》里面主人公回来讲梅毒的那种感觉,可能更甚。当然,到现在得梅毒也并非光荣之事。

梅毒主要是通过性进行传播,特点是在感染后的前两年具有传染性,5年之后就极少具有传染性了。梅毒的症状主要按进程分为三个阶段:一期梅毒,主要症状是硬下疳(特征是:感染后7~60天出现,单发、无痛无痒、圆形或椭圆形、边界清晰的溃疡,高出皮面,疮面较清洁,有继发感染者分泌物多);二期梅毒,主要特征是以二期梅毒疹,有全身症状,一般在硬下疳消退后相隔一段无症状期再发生,其中的症状包括四肢关节炎及疼痛;未治愈的患者有1/3进入三期梅毒,其中神经梅毒(paretic)发生率约10%,可在感染早期或数年、十数年后发生,可发生梅毒性脑膜炎、脑血管梅毒、脑膜树胶样肿、麻痹性痴呆。【1】。

不幸的是,莫泊桑和尼采却都经历了梅毒的全阶段:年轻时感染、然后是持续不断的痛苦,最后是爆发而导致他们疯掉。另外,他们在疯掉之前的一段时间,都经历了短暂的创造性迸发期,钱钟书先生在《围城》中提到的梅毒可能有助于创造力,大约就是由于这两位的缘故。

根据莫泊桑给一位朋友的信中,他透露了自己感染梅毒的情况:20岁时,他在一次乘船的经历中,为一位非常迷人的乘客所感染,但是直到几年之后才发现这个事实。当被诊断为梅毒时,“这个结果太出人意料了!我非常苦恼,隔了很长时间之后,” 我问医生,“有什么解药吗?” “水银和碘化钾。” 医生答道。后来我又去看了另外一个医生,也是同样的诊断,加上了句“这个病已经感染了比较久了,大约有6到7年了…”

尼采感染梅毒的情况并无详细的记录。根据精神病院的临床记录,他在1866年两次感染,与他在1867年在莱比锡时,有两位医生给他治疗梅毒的谣言是一致的。(第二次感染可能是另一种性病,可能是淋病(gonorrhea))在耶拿(Jena)精神病院的检查发现他的阴茎上有疤痕,可能是梅毒下疳所遗留下来的。目前对尼采的性生活情况仍然不太清楚,他据猜测,他可能是在科隆一家妓院被女性传染,也可能是在热那亚(Genoa)的妓院被男性传染,但这两个说法都没法证实。

莫泊桑和尼采感染之后,一直未治愈,随后的多年中一直伴随着复发性症状。

普法战争之后,莫泊桑在政府当一名小职员8年。由于健康恶化,莫泊桑带薪请假去瑞士进行疗养,名义是治疗他的“神经性抑郁”。接下来的10年(1880~1890)中,莫泊桑严格地遵循着各种医生的建议,虽然他怀疑他们能力。

莫泊桑的传记作者罗伯特·薛瑞德(Robert Sherard)怀疑,大量的服用水银导致莫泊桑贫血畏寒。莫泊桑由于害怕中风发作而放弃治疗四肢疼痛的桑拿。为了缓解痛苦,莫泊桑拖着装满药品的箱子,一次又一次地在路上。古龚尔在他的日记中写道,莫泊桑为死亡的念头所笼罩,不断在陆地和海上移动以逃避这个可怕的想法。

头痛是二期梅毒困扰莫泊桑最严重的症状之一。莫泊桑如此描述他的头痛:“没有哪一种折磨比得上这种痛苦,我的头好像要粉碎了,这种痛苦让人发疯,让思想飘浮,让记忆像风中的尘土一样飘散。”

到1880年,他的右眼几乎失去了视力。一位眼科医生从他扩大的瞳孔中得到的结论是:“在眼睛后面有一层东西”,后来这位医生回忆到:“这个症状看起来似乎不太严重,但我却看到悲惨的结局在等这个看起来如此有生气和活力的年轻作家,这个结局可能就在十年之后。”

在1880年到1890年这10年的时间里,由于没有工作的困扰,莫泊桑写了6部小说,300个故事、三个戏剧,以及大量旅行日记和诗歌。薛瑞德认为,由于身体上的痛苦,他写的书也都非常悲观。在他的一个短篇故事”Bed 29″中,他提到了梅毒。在这个故事里,一位英武的上尉从普法战争中回归故里,发现他的爱人艾尔玛(Irma)在梅毒病房里。当他亲吻她前额时,“在这个满是被这种可怕的、可耻的疾病所感染女孩的走廊里,他相信自己闻到腐烂的气味,一种烂掉的肉的味道”。艾尔玛死之前,她成功使得许多入侵法国的普鲁士人感染上了梅毒。

与莫泊桑相似,尼采也由于健康的原因而离开了他的工作。他原先在巴塞尔(Basel)大学任古典哲学教授,由于健康原因请了一年带薪离休,随后就演变成永久离职。同样与莫泊桑相似,他在崩溃之前,也花了十年的时间四处搬迁,以缓解他的头痛、神经性痛、四肢疼痛和抑郁。他尝试了圣莫里茨(St. Moritz)的圣水来抵抗他所谓的“深入骨髓的神经性疾病”。

在写给他的朋友Franz Overbeck Nietzsche的信中,尼采写道:
“我现在极度绝望。疼痛让榨干了我的生命和意志。过去的一个月、一个夏天是多么的糟糕啊!身体上痛苦的数量之多、变化之大,就像天空中的云一样。每一朵云里都有某种形式的电荷,突然就击倒了我,让我变得无比悲惨。死亡之神已经5次召唤我,昨天我希望那是全部的终结,但却不是。在这个地球上有许多永恒的纯净的天空,哪一个才是属于我的天空呢?”

他在大量的通信描述了不断的痛苦把他折磨得不成人样,让他精疲力竭,只能偷出几分钟或者一刻钟来进行写作。 “即使最严格饮食控制也无法让我的胃正常工作,”他抱怨说, “不断出现的头疼是最可怕的,经常持续几天。即使我不吃任何东西,也可能持续地呕吐几个小时。总之,身体机器看起来是想要垮掉了,很多时候我甚至希望这种垮掉是一种终结。”

一位眼科医生发现他眼睛的内侧脉络膜发炎,诊断为脉络膜视网膜炎(chorioretinitis),位于虹膜之后的脉络膜是梅毒感染眼部最常见的部位。另一位医生则给出了更加悲观的诊断:尼采必须在几年之内停止阅读和写作,避免强光,戴蓝色的太阳镜,避免辣食、咖啡和烈酒,不能在身体上或者精神上疲劳。为了进行写作,他把纸放在离眼睛只有2英寸的地方。

神经性梅毒的前驱症状(Prodrome)
在最终的崩溃之前,有一个短暂时期内,患者表现精神异常,自杀的抑郁和悦快感交替出现,这个时期被称为神经性本系的前驱症状,或者是预警期。莫泊桑和尼采都出现了这种类似于疯狂同时保持巨大创造力的时期。

莫泊桑的朋友弗兰克·哈里斯(Frank Harris)写道:
“在崩溃前的3到4年里,莫泊桑知道自我放纵会导致他的疯狂或者突然的死亡…. 和部分失明,然后是严重的神经痛和间歇性的失眠,而他的写作表现了可怕的恐惧,然后是绝望后长期的抑郁,偶尔会有兴奋和欣快…..经常,经常都是无法描述的心理悲痛。”

莫泊桑的母亲Madame de Maupassant 认为,在1888年的一个短文 Sur l’eau就发现了儿子疯狂的第一个征兆。莫泊桑的几个朋友发现他讲话已经不着边际。当La Nouvelle Revue的编辑说他讲话像个疯子的时候,他回复到:“哥们,你知道的,已经疯了,是的,疯了。你不知道他其实不住在Antibes,而是一个私人精神病院,什么时候会轮到我呢?”

莫泊桑在计划写L’angelus时却表现得非常乐观,他预期这将是他最好的作品:“我觉得自己非常适合写这本书,它已经完美地出现在我的脑中,它将是文学生涯的最高点。”他还将手稿复制以保持原来的样子。当薛瑞德反思莫泊桑于1889年在文学方面声名鹊起时,他认同了19世纪的一个观点:梅毒会将天才带到一个新高度,疾病刺激他的大脑细胞。 “梅毒患者的大脑,”他写道,在晚期阶段一段时期,“能够产出超常的作品,比没有这种病毒时能得到的作品要高出许多。

就在崩溃之前,莫泊桑抱怨道:“我整天都觉得自己已经完了,瞎了,我的大脑用尽了但却仍然苟活着…… 我没有任何连续性的想法。我忘记了单词,忘记了每个事物的名字,我的幻觉和我的疼痛将我撕碎。”他总想像鼻子的盐水浴已经在脑子里发酵了,消解的大脑又流回到他的鼻子里。 在当时的文学界,大家都认为莫泊桑已经疯了。

弗洛伊德写过尼采在崩溃之前一段时间超常的成就。 1908年10月28日,在维也纳精神分析协会花了一个晚上来讨论尼采死出版的作品《看哪这人》(Ecce Homo)。 弗洛伊德写道:
“尼采是个神经梅毒患者。欣快感非常优雅地发展出来,毫无间断。但这么说可能会过度简化了问题。神经梅毒是否导致了《看哪这人》的内容还很值得怀疑。在梅毒感染的天才中,有在疾病爆发着短暂的时期内取得超常成就的(莫泊桑)。尼采的这个作品已经得到证实,是大师级的作品。”

疾病成为了他的命运,弗洛伊德说到。

“尼采内省的程度是前无古人后无来者。不应该忘记最本质的因素:神经梅毒在尼采生活中的作用。神经梅毒所致的放松过程给了他一种取得巨大成就的能力,能看透所有的障碍去看到最本质的本能。”

尼采在自己崩溃前两周,给自己的一位朋友写信时描述了这种欣快和能力:
“从九月初到现在的几个月里,我从来没这样认识到一些原先很遥远的东西。最迷人的任务就像游戏一样简单,我的健康,就像天气一样,每天都有无期的光明和确定感。一切都完成得非常 好。这个世界将在接下来的几年里站在他的顶峰:因为老的上帝已经下位了,从此我将要统治这个世界。”

梅毒三期患者可能会经历一个突然的崩溃,从清醒到疯狂。此后会有偶尔的神智看似正常,同时有痴呆症状。

莫泊桑开枪自杀过一次,虽然伤口不是非常严重,随后他割过自己喉咙。当他的仆人发现他的时候,他忏悔说:“你看到我所做的了,Francois, 我把自己的喉咙割破了。这完全是疯子的行为”。一位医生将他的伤口缝合,将他放在一个直的夹克里。毫无意识地走了一天之后,莫泊桑宣布他必须去前线:战争已经开始了。在1月6号,他被带到巴黎,行为上受到限制。然后就被关到了布兰奇医生(Dr Blanche)在帕西(Passy)开设的著名精神病院里。

1889年1月,尼采在意大利的图灵(Turin)的市镇广场疯掉了。当房东救到他的时候,尼采用头一直撞击钢琴并嚎叫着。他的朋友收到信件去意大利救他,其包括弗朗茨·奥韦尔贝克(Franz Overbeck),尼采看到朋友时流出了眼泪,拥抱他的朋友。然后他开始咆哮,说了许多疯话,诸如“他是死去上帝的继承者之类”,语调庄重、而且不太连续。奥韦尔贝克怀疑,对尼采来说,直接死去可能是更加仁慈的。但奥韦尔贝克没有杀死尼采,而是把他骗上了一辆火车,把他送到威尔医生(Dr. Wille)的诊所,后者是神经梅毒专家。入院的单子上写着:尼采,巴赛尔大学教授,年龄23,1866年,梅毒感染。

尽管在精神病院里莫泊桑看起来很理性,讲好笑的故事来让他的访问者开心,他有时也有幻觉,必须得到管制。医生的记录表明他恶化得特别快。莫泊桑开始写他有大量的财富和隐藏的宝藏。他号称自己圣母玛利亚的小儿子,就要有许多后代;他保持自己的尿液,说因为里面有钻石和珠宝。他对自己房间的墙壁大叫并舔墙壁。此后,莫泊桑的行为一直受到控制,他所说的最后的词是“黑暗,黑暗”

当尼采的朋友第一次在精神病院看望他时,他表现得非常正常,以致朋友们都认为他是装疯。其他时候,他暴怒并且行为不一致,大叫,喝自己尿液,将粪便抹到墙壁上。还出现了幻视和幻听。1895年,他开始出现身体瘫痪的症状。尼采最终从精神病院出来,让他的母亲照顾着,直到897年她去世;然后,他的妹妹照顾他。

1900年尼采死于中风。他的妹妹不允许解剖;她说那对梅毒的“恶心怀疑”还没有消散。

这两个个案可以说是非常具有传奇的色彩,但是神经梅毒对创造力是否有因果关系仍然是非常模糊的,而且梅毒导致他们的哪些脑区受损仍然不清楚。目前梅毒已经是可以治疗的疾病,所以也无法再找到类似的案例,所以这个问题可能以后也不会再有更多的研究了。

1 梅毒, 百度百科:http://baike.baidu.com/view/23940.htm
2 Hayden, D. (2005). Guy de Maupassant and Friedrich Nietzsche: A Comparison of Two Cases of 19th-Century General Paresis. Front Neurol Neurosci, 19(9-16). doi: 10.1159/000085599

伟大艺术家的“神经病”—— 阿波利奈尔,被刺伤的爱人

这是《Neurological Disorders in Famous Artists》的第一篇,作者Julien Bogousslavsky(博格斯拉夫斯基,纯音译,还挺像回事儿的),此书编辑。在此书于2005年出版第一部分,正是瑞士佛多斯大学附属医学研究中心(Centre Hospitalier Universitaire Vaudois, CHUV) 神经外科系(Department of Neurology)的系主任。

在查询博格斯拉夫斯基时,意外的发现,他于2006年因挪用530万瑞士币的基金而被捕,折合760万美元1, 2。所说这些钱很大一部分是用于他个人购买稀少的书籍来充实自己的个人图书馆。此事情在当地应该影响应该挺大的,但是英文报道不多。从专业水平上讲,他是非常著名的的神经科学家,专长是中风的康复。

纪尧姆·阿波利奈尔(Guillaume Apollinaire,1880.8.26—1918.11.9),法国著名的诗人,年轻时根据母亲血统,属于俄罗斯国籍。从某种程度上讲,阿波利奈尔并不是“典型”的艺术家,加之一般人对诗人的了解基本限于中学语文课本所涉及的人物,所以他并不为我们所熟知。但这并不影响他的案例被收录进行来,因此此书关于艺术家的定义是非常广义的,包括了画家、音乐家、文学家(诗人)甚至哲学家(如尼采)。

1914年12月,阿波利奈尔以俄罗斯籍参加了法国军队,加入到了第一次世界大战的洪流之中。刚入伍时,他是一名炮兵;随后,为了更加“亲近”前线,他加入步兵团。

1916年3月14号,他加入法国的申请被批准。这件事情让他非常开心,他分别给当时法国诗人Max Jacob和自己的未婚妻Madeleine写长信,在信中表达自己愉悦的心情。3天后,当他正戴着头盔、在战壕中阅读文学杂志《 Le Mercure de France》时,被敌军子弹打中了头部。中弹后,他并没有立即失去意识。后来他朋友André Billy说到:“我觉得子弹没有打中我,但突然就开始流血了。” 这个伤口并未受到重视,在给Madeleine:“昨天一颗子弹打中了我的头部,子弹穿透了头盔。这个头盔上救了我一命。现在,我得到了很好的照顾,伤也不太严重。”

根据阿波利奈尔遗留下来的头盔,博格斯拉夫斯基对他的损伤情况进行了推断。在头盔大约右侧颞叶处有一个三角形的洞 (2*1.2*1.2 cm) ,表明可能是在前方射入向下的子弹壳。头盔内衬皮料上的洞也证实了这一点:这个小一点的洞位于金属头盔洞后方2.2cm。从阿波利奈尔在恢复期间所带的绷带上伤口的位置来看,也是位于头盔破损处后下方约3.3cm处。

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根据上述的资料信息,博格斯拉夫斯基结合标准的大脑模型,大致推断出阿波利奈尔大脑被弹片损伤的位置。

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阿波利奈尔受伤之后被转移到ChâteauThierry,随后转移到巴黎的Val-de-Grâce,照顾他的医生记录下了他当时的情况。最开始时,他没有表现出任何大脑损伤的症状,但是到了3月未的时候,他出现了头疼、眩晕等症状。

1916年5月初,他到 Italian Hospital进行康复,此时,头晕症状明显加重,并且在街头晕倒,还出现了左手的轻偏瘫现象。5月9日,位于Villa Molière的Dr. Baudet对他的颅骨进行了穿孔( trepanation),只记录了有“颅内脓肿”(intracranial abscess),没有其他的医疗记录。

根据资料回溯,博格斯拉夫斯基认为阿波利奈尔极不太可能有颅内脓肿,因为他在最初的手术后,6周之后才表现出神经外科的症状(轻偏瘫,痉挛),没有任何感染的特征。并且头盔等吸收了子弹的能量,弹片可能只是擦伤了他的大脑皮层。他的症状更像是硬脑膜下血肿(subdural hematoma)。还有一个证据是他在手术时轻偏瘫立即有所改善,当时一个护士记录到:当颅骨一被打开,手开始轻重地动,然后腿也有一些动作。

轻偏瘫后来完全消除了,但阿波利奈尔的人格和行为的变化似乎预示着他的右脑的外侧颞叶留下了永久的损伤。

阿波利奈尔本人认为自己没有任何损伤,但是他性情却发生了重大的变化。首先,他与未婚妻的通信中,多次强调自己“非常情绪化”,非常容易激惹。在与其他人的通信中,他也说自己仍然“非常紧张,过度地易怒。在行为上,他也表现出非常大的转变,他对自己的未婚妻不再有感情。在受伤之前,他每天与Madeleine通信,文字表现出炽热的爱情;但是受伤之后,他开始慢慢地停止了与未婚妻的通信,3个月之后完全停止了通信,没有给任何人以任何明确的解释,这一点令他周围的人非常吃惊。

阿波利奈尔3年之后在意大利感染流感去世,所以关于他的脑损伤的长期后果也不太确切。他自此以后,再也没有与未婚妻通信过,他死前与一位照顾他的人Jacqueline结婚,但这段感情也没有丝毫的热情,非常平静,与此前他的感情完全不同。

虽然情绪上发生了比较大的变化,但他的认知能力却没有因此受损,他仍然能非常清楚地在信中知道自己需要什么东西,非常细致。他也很快开始继续文学写作,包括诗词和评论,甚至将自己的这次创伤写到手稿之中去。总体而言,他的写作水平并未因此受到影响,但是却变得更加灰暗和怀旧。

阿波利奈尔的症状与右外侧颞叶损伤的患者症状非常一致,不像那些颞叶中部受损的患者导致的记忆损伤。他的情绪与人格的变化,以及他智力和创造性的保存,表明他只是右外侧颞叶的表层受到损伤。

有趣的是,学者们通常认为,阿波利奈尔后来的情绪与人格的变化是由于战争经历所心理上的创伤,而不是由于大脑的器质性损伤,但Bogousslavsky认为这种分析可能是错误的。由于受伤之后的阿波利奈尔最明显的是与先前热恋的未婚妻在感情上的变化,因此Bogousslavsky认为这位“被刺伤的诗人”实际上也是“被刺伤的爱人”。

就我个人而言,右侧外侧颞叶损伤与情绪/人格变化之间的联系是比较牵强的,目前研究中比较明确的只有可能是颞顶联合区(TPJ),此区域受损可能会严重影响社会认知相关的功能。而且先前学者认为的心理上的因素极可能是非常重要的原因。

注:根据微博上一位师兄的回复,颞外侧皮层损伤极可能是由于切断了杏仁核与额叶之间的联系而导致情绪功能丧失,是他在文献最常见的一种解释,特此注明。
1 The Bogousslavsky Affair : Fraud In Switzerland : http://www.fraud-magazine.com/article.aspx?id=360

2 A NEUROLOGIST STRIKES A NERVE: http://moreintelligentlife.com/content/laura-spinney/a-neurologist-strikes-a-nerve

3 Bogousslavsky, J. (2005). Guillaume Apollinaire, the Lover Assassinated. In J. Bogousslavsky & F. Boller (Eds.), Neurological Disorders in Famous Artists (pp. 1-8). Basel: Karger.

 

厌恶信息影响人们的法律判断

法律判断事关人们切身利益,因此进行法律判断时要求法官/陪审员尽量理性和客观。但要知道,人们往往并不理性。在面对一个具体的案例时,人们同样难以做到客观公正,一些看起来与案件事件无关的情况会影响到法官的判断(例如:法庭心理学:法官很苛刻,可能说明他饿了)。
法学家对这个问题也有过思考,例如坚持用经济学原则分析法律的联邦大法官、芝加哥大家的法学院教授Richard Posner在《道德和法律理论的疑问》中曾提到了厌恶情绪会影响人们对案件的判断。
最近,来自杜克大学心理与神经科学系的Beatrice H. Capestany 和Lasana T. Harris采用实证研究证实了这一个观点。这个实验是一项神经成像的研究,但这里只说一下其行为的结果。
在研究中,作者们事先编写好了100个犯罪的情境,描述一个人进行了一个犯罪活动。这些情境分成两类:高恶心组和低恶心组。一个高恶心组的例子如下:
午餐休息时间,Rob Whitley看到了他老板在热狗摊边,于是他拿着一把剪刀走过去。首先,刺中老板一侧的颈部,然后是腰部,导致了受害者严重出血,住院治疗。
一个低恶心组的例子如下:
John Noel 在酒喝酒,看到前女友的新欢James。尽管John没有预料自己会在这里碰到James,但是还是把自己经常携带的枪从背后口袋里拿出来,准备射杀James,但是没的击中。
这 两个例子在美国都是严重的伤害他人罪,在联邦审判指南上具有类似的判刑等级。在每个情境最后,作者们还增加了一句话来描述这种行为的原因是由于心理的(人格特质)还是生物的(基因异常),用来操纵犯罪原因对人们结果的影响(这个因素的研究已经很多,这里也不详细说结果)。
实验中,当参与者躺在扫描仪中时,阅读每个情境20秒,然后回答两个问题。
第一:“这个人在多程度上是有罪的?”从1-7进行评分。 
第二:“你会如何判刑?”也是从1-7,从无处罚到1~60天、2~12个月、2~4年、12~16年、20~25年和终生。
27名健康成年人参与了本次的实验。他们在fMRI扫描仪里完成了判断任务。
结果发现,当情境属于高恶心条件时,参与者给出的惩罚要显著高于低恶心的条件。与审判指南上给出的客观处罚相比,高恶心条件下更符合指南上惩罚,而低恶心条件则显著更轻。
厌恶信息影响人们的法律判断
厌恶信息影响人们的法律判断
一个有趣的问题是:受过训练的法律专业人士会不会更加理性一些呢?
Beatrice H. Capestany & Lasana T. Harris (2014): Disgust and biological descriptions bias logical  reasoning during legal decision-making, Social Neuroscience, DOI: 10.1080/17470919.2014.892531