天生就大脑缺块儿肉…… 传开后被科学家知道了

日期:2022-04-21
来源:头条号 @英国那些事儿

2016年2月,麻省理工的几位脑科学家收到一封邮件。

来信者是一名54岁的女子,住在美国康涅狄格州,她说自己刚刚读到他们写的“大脑如何对音乐产生反应”的论文,觉得很有意思。

“也许,你们也想研究研究我。” 她在邮件中写道,“我有一个有趣的大脑。”

“我的意思是,我没有左颞叶。”

人类大脑分为左右两个脑半球,每个脑半球分为四个部分,每个部分被称为“X叶”。

而颞叶就是大脑最外侧,处于外侧沟下方的那个部分。

其中,左颞叶主要用来识别和处理语言,不管是口头语还是书面语。

它在识别和记忆单词上特别擅长,能快速理解读过的内容,如果这里受损,会导致学习障碍。

这……没有左颞叶是什么意思?

天生没有吗?

“是的,而且我的语言能力完全正常。” 女子说。

这名女子化名为EG。

她告诉科学家,第一次发现自己的大脑缺了一块,是在1987年。

那年,EG是一名25岁的年轻女子,正深陷抑郁症的困扰。

她的家人担心可能是她的大脑出了问题,让乔治华盛顿大学医院给她做核磁共振扫描。

扫描结果出来后,所有人惊呆了:

EG大脑的左侧缺少了一大块,

那里没有脑组织,只有脑脊液。

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(EG的大脑扫描图)

医生告诉她,原因可能是她很小的时候出现中风,导致大脑没有发育完全。

但他们不明白,为什么EG的语言和认知能力完全正常。

实际上,EG的表现堪称优秀,她成年后学习俄语,达到很熟练的水平,之后她还获得研究生学位,拥有令人称羡的职业生涯。

她和普通人没有任何区别,除了大脑丢失了左颞叶。

(缺失的部位大得吓人)

1988年,医院给她重新做了一次扫描,大脑没有任何变化,

到1998年,又做了一次,还是没有任何变化。

看着扫描图,所有医生都露出了见鬼的表情。

有医生告诉她,她的脑子“根本不合理”,

还有人说她应该得了癫痫,或者她掌握的单词库肯定特别有限。

当EG展示她既没有癫痫,单词储备也很好时,甚至有医生生气了。

EG很愤怒,同时也有些害怕。

“他们激怒了我很多次,在没有研究的情况下,给我下了这么多结论。” 她告诉媒体,“但我自己也觉得毛骨悚然。最初的十年,除了父母和两个朋友外,我没敢告诉其他人这件事”

2013年,EG开始头痛,怀疑大脑出现病变。

她再次进行扫描,结果显示大脑除了没有左颞叶,其余一切正常。

看来去医院是无法知道答案的。

三年后,她主动联系上麻省理工的科学家,希望他们能研究她。

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(麻省理工学院)

那几位科学家的研究领域不在语言上,于是把她推荐给同校的认知神经学家,艾薇莉娜·费多伦科(Evelina Fedorenko)。

知道EG的情况后,费多伦科教授简直欣喜若狂——EG的大脑是科学家梦想的素材。

费多伦科的实验室正在研究不同脑部区域如何学习和理解语言。

科学家们对此只知道个大概,整个系统是如何发展的仍然不清楚。

这是因为,语言发展主要发生在1到3岁的儿童身上,此时他们大脑的变化最明显。

但这么做就必须探测儿童的大脑,目前没有工具能安全地做到。

而没有左颞叶的EG,能很好地帮助她了解大脑的发展。

对世界上大部分人,语言处理主要发生在大脑左半球,少部分人是左右半球平均分配,更罕见的人是右半球承担大部分工作。

如果一个人是左撇子,右半球承担工作的可能性会大些。

而语言处理工作,主要由额叶和颞叶进行。

通常是颞叶先发育,到5岁左右额叶也开始发育。两个部位发育完全后,人的语言系统就成熟了。

但多年来,科学家不清楚额叶和颞叶的语言区发育是否独立。

换言之,必须是颞叶发育后,额叶才能发育吗?

费多伦科想让EG帮忙解答的就是这个问题。

她想了两个假设:

一是,额叶语言区独立于颞叶发育,在它出现后,额叶和颞叶之间会产生通道,加强语言系统的合作。

二是,额叶语言区是靠额叶和颞叶之间的通道才出现的,必须先有颞叶语言区,再有额叶语言区。

实验中,费多伦科找来94个英语母语者和57个非母语者,和EG做对照实验。

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(艾薇莉娜·费多伦科)

所有人做了一系列语言测试和认知测试,做的时候研究人员用fMRI捕捉他们的大脑活动。

结果发现,做单词任务时,普通志愿者的左右额叶会出现活跃,但EG的左额叶完全没有。

这意味着EG的左额叶没有语言区,证明第二种假设是对的,颞叶语言区是额叶语言区出现的先决条件。

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(做单词题时,EG的右额叶有反应,左额叶没有)

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(其他志愿者的左右额叶都有反应)

从活跃度上看,EG的语言处理能力基本转到了右脑,虽然它不是大部分人的语言优势脑,对EG来说它足够管用了。

做数学题时,EG的左额叶活跃度和志愿者们一样,说明它能实现高级认知功能,功能也是完善的。

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(做数学题时,EG的左右额叶都有反应)

这场实验做了两次,相隔三年,每次结果都一样。

最近,费多伦科把实验论文发表在了《神经心理学》上。

“和前人们的结果一样,EG证明单独的脑半球,足以完美地支撑语言的理解和表达能力。” 她在论文中写道,“我们在她的右额叶和右颞叶上都找到能产生反应的语言区,右额叶语言区的反应程度和普通人在常用脑额叶的一样。”

费多伦科还发现EG的右颞叶语言区的活跃度比普通人高,但不确定这是不是大脑做出的补偿。

这次实验证明了人类大脑的灵活性,

如果脑部受损,它会让剩下的部位帮忙负责所需的功能。

在幼年时期,这种可塑性会更加强大,和EG一样,大脑会找到新的连接方式,来弥补缺失的部位。

费多伦科说,这个实验也证明了,人类大脑中有很多东西是多余的。

“有一种叫‘脑半球切除术’的手术,是用来治对药物没反应的癫痫儿童。这个手术是切掉发生癫痫的大脑的一半,切除后,这些儿童仍然保留认知能力。”

“这和EG的情况是一样的。如果你移除一半大脑,但表现完全正常,证明完整的大脑里有很多多余部分。

也正是因为这些多余部分,可以让我们重新构建系统,让大脑有可塑性。”

现在,EG知道她的语言能力是大脑重塑,将它从左颞叶转移到右脑上去了。

不过,她的实验还没有停止,费多伦科对她非常感兴趣,接下来准备研究没有左颞叶对听觉系统有什么影响。

前段时间,费多伦科公布了还没被同行评审的论文,里面研究EG的视觉词行区。

她把EG的全家人也扫描了一遍,发现她的父亲和一个兄弟姐妹都大脑完整,但另一个姐妹缺少了右颞叶,生活也没受影响。

这说明缺少颞叶是遗传导致的,两姐妹未来也会参加更多实验。

以后,可能经常在脑科学领域看到EG的名字了。

虽然这工作很辛苦,但能为科学做贡献,也很厉害啊……

编译:头条号 @英国那些事儿