神经的逻辑
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盲人看见的景象

韦勒先生越来越令他的邻居担忧了。韦勒是一名鳏夫,八十七岁,一个人住。他因为老年性黄斑病变失去了视力,这是老年人失明的常见原因。有一天,邻居的担忧到达了新的高度,因为他说他又开始看见东西了——一些出乎意料的东西。过去六个礼拜,他常看见有人在他的房子里出没,那些人他都不认识,也不和他说话。上个礼拜,又有一只熊闯进了他的厨房。他还常常看见牛群在他的起居室里吃草。它们一边直瞪瞪看着他,一边静静地咀嚼着从地毯中长出的青草。韦勒先生还说他曾经看见一群蓝鱼在房间里游动,在墙壁间快速穿梭。

邻居们担心这位和蔼的老先生得了痴呆症。但韦勒先生自己却并不在意。他知道这些景象不是真的,也不怎么为它们烦心。一位神经科医生给他做了彻底检查,发现他根本没有痴呆症。因症状吻合,他被诊断为“邦纳综合征”(Charles Bonnet syndrome)。

我们听到“幻觉”这个说法,第一个想到的就是一种精神或者神经的病态(要不就是吃了禁药),然而韦勒先生的脑部却没有任何病变。邦纳综合征的患者具有丰富的幻视,但原因不是神经出了问题,而是视觉出了问题。它只发生在视力完全丧失或者部分丧失的人身上。他们的幻觉,短的只有几秒,长的持续大半天,可以在几年的时间内反反复复地出现和消失。幻觉的内容各有不同,但往往都包含了人物、动物、建筑和各种形状。许多患者都曾尝试画出自己的幻觉。比如艺术家赛西尔·赖利(Cecil Riley)就画出了自己看到的一只只蓝色和绿色的眼睛,它们环绕在他周围,对他投来威胁的目光。

下面是另外一位有老年性黄斑病变的邦纳综合征患者(这位不是艺术家)画的一幅草图,他说自己看到了“一张拉宽的脸,上面长着不成比例的大牙齿和大耳朵”。

在具有视力障碍的人群中,大约10%患有邦纳综合征,不论其视觉障碍发生的原因为何。为什么会出现邦纳综合征?这是不是脑在用幻觉填补视力的空缺?卡尼萨三角告诉我们,脑确实会填补我们视觉的空缺,我们看到的东西也未必真的是摆在我们眼前的东西。不过,因为错觉而看见一只白色的三角,和看见牛群在你的起居室里吃草,两者还是有一些不同的。当我们出现视错觉,我们并没有产生幻觉。错觉(illusions)只是我们的脑在加工外界的视觉线索,以此扩充一幅场景;而幻觉(hallucinations)完全是在我们的脑内产生的,与外界无关。

邦纳综合征的患者往往是盲人,这一点不是巧合。视力障碍是邦纳综合征的关键因素。伦敦的一组研究者已经能够展示邦纳综合征患者在出现幻觉时的脑部活动了。他们召集了六名患者,要他们报告幻觉在何时开始、何时结束,并同时记录他们脑部的活动。这些志愿者都有视力障碍,所以大多数时候,fMRI都只在他们的视皮层发现了最低水平的活动。然而每当他们报告幻觉,他们的枕叶就瞬间活跃了起来;而当幻觉结束,屏幕上的视皮层又黯淡了下去。

除了幻觉开始和结束的时间,fMRI还透露出了许多关于它们的其他信息。BOLD信号揭示了脑是用哪些视觉加工器来制造这些幻觉的。

邦纳综合征发作时,视皮层在没有任何眼球信号输入的情况下就被激活了。有两种理论对这个现象做出了解释。第一种认为,由于受损的眼球无法传来信号,使得视皮层的神经元只能采取一些错误的行动,百无聊赖的它们有时会自作主张,随意发出一些电信号。视皮层不再受到视觉输入的牵制,于是开始自己制造信号。因为这一点,有人也将邦纳综合征的这个症状称为“释放性幻觉”(release hallucinations)。

即便是短暂的视力障碍,也可能使人产生释放性幻觉。2004年9月3日,一名年轻女子在攀登阿尔卑斯山时被闪电击中,当场倒地昏厥。醒来之后,她失明了。一支空中救援队伍将她送入医院,CT扫描显示她的枕叶周围有液体淤积,干扰了她的视觉加工。当夜幕降临,她开始出现幻觉。她先是看见一名老妇坐在墙边的暖气上,接着那名老妇的身体开始收缩,越变越瘦,最后滑进一处暖气缝里消失了。接着又不时出现了一些幻觉。一次她看见一名牛仔骑马朝她奔来,还举着一把来复枪不断射击。后来她又看见了两个大夫在她的病房里欲行性事,接着又过来抽她的血。不过,随着积液从她的后脑抽出,她恢复了视力,幻觉也就此停止了。

在这个病例中,虽然失明只是暂时的,但视觉输入的缺失也使得脑产生了自己的影像。有理论认为,没有得到充分利用的视皮层会无缘无故地开始发放。而当脑探测到这些自行发放的信号,就会错误地认为它们是视觉信号,因为它们毕竟是从视皮层发出的。这一点和做梦十分相像,唯一的区别在于做梦时随机信号是从上游的脑干产生的,而在释放性幻觉中,是视觉回路本身用梦一般的图像填充了病人因失明造成的空白。片刻之后,由视皮层制造的图像进入意识,患者的眼前也随之出现了逼真的幻觉。

还有第二种理论也对盲人的邦纳综合征提出了解释,它牵涉到神经的可塑性,也就是我们的神经网络中那些广泛而能动的联系。我们常常认为自己的五种感官是相互独立的,但其实我们的脑并没有阻止它们来往。人脑无法区分视觉、听觉和触觉的信号,只知道它们来自不同的感觉通路。只要这些通路的回路不出差错,信号就能传送到正确的地方。在脑中,一切都是电化学信号,神经元并不知道自己传递和接受的信号代表视觉还是听觉。我们之所以体验到五种独立的感觉——眼睛见到是视觉,鼻子闻到是嗅觉——是因为神经被分别安排进五条独立的通路。

虽然每种感觉传导都有自己的路线,但它们相互之间还是有些交搭。你可以把这些神经通路想象成交会的高速干道。它们大多数时候都相互隔离,但是在某些出口匝道,它们却连接在了一起。必须有这样的匝道,对吧?毕竟我们是同时体验到这五种感觉的,它们彼此也总是融合无间。试想你正在喝一杯咖啡,你不仅同时闻到了这杯法式烘培的气息、尝到了它的味道,你还感受到了杯子触碰你的嘴唇、看见它朝你倾斜,并听到了自己啜饮的声响。在这里,每一种感觉都和其他感觉完全协调,它们共同组成了一支感官交响乐,把你从清晨的睡意中唤醒。如果是五个完全独立的系统,就不可能产生这样丝丝入扣的连贯感觉体验。在通路的某个地方,我们的感觉必然是彼此交融的。

因此,在视皮层的高速地图中,也必然有几条上匝道和下匝道与脑中的其他系统相连。现在再想象有一个人不幸失明了。根据神经可塑性的原理,神经会在不活跃的区域萎缩,在活跃的区域增生。当一个人失去了视力,枕叶便不再从眼球接收视觉信号,视觉通路也随之退化。而当视觉的道路清空,来自非视觉系统的车辆就顺着上匝道源源驶来。这根连接其他感觉系统的通道曾经只是视皮层的一小部分,现在却随着视觉系统的萎缩而壮大了起来。这里的神经元不断增长,强化了不再活跃的视觉通路和脑中的非视觉系统之间的联络。

交错的回路一旦接通,就可能会有一些视觉之外的信号进入枕叶皮层,并且被错误地当作来自眼球的视觉输入。要记住,脑是无法分辨不同信号的,它只能区分通路的不同。于是,当之前孤立的回路相互连通,由另一个感觉系统发出的信号就可能顺着匝道进入视皮层,并被加工成视觉图像。它可能原本是花园里的一缕花香,或是地铁车厢的一阵轰鸣,然而它只要进入了视觉回路,就可能引起幻视。

幸好,邦纳综合征的患者都知道自己失明了,因此他们大多明白自己看见的不是真实的景象。和做梦不同的是,患者的前额叶仍在工作,使他们能够反省自己的奇怪知觉。那么,要是有人不知道自己已经失明了呢?那就会导致“安东综合征”,这种病我们已经在引言中讨论过了。我们在那里知道了沃尔特先生的故事,他否认自己已经失明。当那位又高又瘦的神经科医生叫他形容自己的相貌时,他却自信地宣称对方是个“矮矮的小胖子”。在安东综合征的患者身上,视觉系统和监控它的高级感觉区域之间切断了联系。由于无法检测到视皮层的故障,患者会错误地认为自己的视力没有问题。一旦他们像邦纳综合征的患者那样出现了释放性幻觉,他们的脑就可能无法认识到那是虚假的。许多安东综合征患者都会把自己内心的想象误认为是真正的视觉。这大概就是沃尔特为什么会虚构那位医生的相貌了:他的脑在无意识中填补了视知觉的空缺,自己则并未察觉这一过程。

如果真像这些病例所显示的那样,丧失了视觉会导致幻视,那么其他的感官是不是也该出现同样的现象?比如,要是破坏了控制听觉的回路,也会使我们产生幻听吗?

再来看一个病例。帕舍先生五十二岁,长期耳鸣;他来到一家精神卫生诊所,说自己出现了一种奇怪的新症状:在最近几周里,原来单纯的耳鸣变成了一种重复的尖锐滴滴声,就好像闹钟在响。和真实的闹钟一样,耳鸣也会在半夜把他吵醒。后来闹钟声渐渐消退,音乐声又响了起来。他有时会听见带着人声的流行歌曲串烧,有时又会听见古典的交响乐,就仿佛是他的脑调到了一个想象中的电台。他还注意到,如果附近有非常响亮的噪声,比如一辆地铁驶过,他的幻听就会减弱。而较轻的噪声反而会加重幻听,比如当他在街头听见有人在打手鼓,他脑海中的音乐便会与手鼓的节拍同步。

帕舍先生去做了神经病和精神病检查,都没有发现问题,他于是又去看了一个耳鼻喉科医生。对方给他测试了听力,结果发现他的听力非常糟糕,已经够得上耳聋的标准了。研究发现,在幻觉中听到音乐,往往发生在有听力障碍的人群中间。这个现象甚至获得了“听觉邦纳综合征”(auditory Charles Bonnet syndrome)的名称。

当听觉通道中的活动降到最低,帕舍先生的脑就用自创的声音填补了这个空白。如果外界的声音足够响亮,比如有地铁呼啸而过,帕舍先生还是能够听见的,这时听觉的空缺填满,幻觉也随之消失。然而较轻的声音却无法克服他的听力障碍;当他的听觉通路空闲下来,脑中的无意识系统就会打开幻觉的收音机,填满这片寂静。

虽然帕舍先生体验的是幻听而非幻视,但是有研究者认为,他的病因和邦纳综合征并无不同,也可以做出两种解释:第一种,丧失了正常功能的脑组织开始自发行动、发出随机信号。根据这些信号发出区域的不同,患者会相应表现出幻视或者幻听。第二种,没有得到充分利用的脑区渐渐长出了其他系统的神经,并出现了新的互动模式。当一条感觉的干道疏于使用,某条连接着其他感官的细小上匝道就变成了车辆的主要来源。接着人脑给这条交会匝道扩出新的车道,直到它成为一个重要的交通枢纽。不知不觉之间,听觉皮层已经是由来自其他感觉通道的信号来激活了。

如果相比交通,你更喜欢用电脑作为比喻,那就想象你拆开了一位朋友的笔记本电脑,并重新连接了其中的电路。你接着把电脑还给朋友,但他很快发现在键盘上输入元音字母,音响系统就会爆出说唱音乐。人脑和电脑一样,也会随着神经通路的演变和融合而获得新的功能。对于失去视力或听力的人,这些神经的变化能够补偿他们在知觉上的损失。要将我们的不同感官混杂,脑只须将本来已经就位的交会处强化就行了。实际上,我们的不同感觉之间的联系远比我们想象的密切。这一点问问天行者卢克就清楚了。