切掉半个大脑，识字、认人也不发愁？
中科院物理所
2022-11-04 11:52:26
转自公众号：世界科学
《美国国家科学院院刊》近日刊载了一项令人惊叹的脑科学发现：儿时接受过半脑切除手术的人在超过80%的时间里都能准确识别两个单词或两副面孔间的差异。此项成果前所未有地展现了大脑的巨大可塑性。缺少一半体积的脑组织竟还能拥有如此识别力，还能完成本该由左右半脑分工合作的任务，足见大脑重构神经网络，适应严重缺损的潜能。
论文通信作者、匹兹堡大学和卡内基梅隆大学的心理学教授玛琳·贝尔曼博士表示：“大脑是否从出生时起就具备功能，还是说，它在成熟过程中，在体验环境的过程中，动态形成其功能？这个问题驱动视觉科学和神经生物学的发展。”通过对半脑切除患者的观察分析，我们得以认知单个脑半球的功能上限。凭借此项成果，我们踏上了揭示人类神经科学趣闻的旅途，开始聚焦大脑的重组织能力。
所谓“神经可塑性”指的是“允许大脑改变其活动并在结构或功能上重新连接自身以响应环境变化”的过程。发育早期的大脑具备最大可塑性。随着年龄增长，大脑的左、右半球变得越发分工明确，各自承担不同职责：成熟的左半脑是阅读文字的主要区域，成熟的右半脑则为识别面孔的主力。
那么，当大脑在仍具备高度可塑性的阶段，即儿童时期，被迫改变和适应，情况会变得如何？这个问题也是贝尔曼团队这项新工作的出发点。如前文所述，团队招募了40名特殊患者，这些人在儿童时期接受了完整的半脑切除手术，旨在控制癫痫。贝尔曼和同事测评了志愿者们的单词识别和面孔识别能力。
测试方法分别为展示英文单词对和人物照片对。每对单词可能相同，也可能存在一个字母的差异，例如“soap”和“soup”，“tank”和“tack”，每对人物的面庞可能相同也可能不同。单词和照片对只在屏幕上停留几十分之一秒，志愿者必须在转瞬之间判断出相同或不同。
测评结果非常出人意料，半脑切除者判别文字和人脸的平均准确率超过80%，他们与普通人的识别能力差异小于10%。论文第一作者迈克尔·格拉诺维特博士表示：“令人惊喜的是，失去一半的大脑并不等于失去一半的脑功能。我们虽然无法明确预测半脑切除术的影响，但确实为这些患者的表现感到鼓舞。对神经可塑性的了解越多，我们能为面临艰难抉择的父母提供的信息就越多。”