息息相通的大腦神經大腦具有意識功能是美國學家斯佩裏發現的,他獲得了諾貝爾醫學獎。他的這一重大醫學發現,完全給大腦兩半球功能的傳統觀念畫上了大大的錯號。
1913年,斯佩裏出生在美國康涅狄格州,11歲時,父親去世,母親擔負起了培養斯佩裏和弟弟的重擔。斯佩裏從小學習就十分努力,對生物有特別的愛好。青少年時代,他曾經養過美國飛蛾,捕捉過野生小動物,並對它們進行了很仔細的觀察,他還采集過生物化石。
1941年,斯佩裏獲得芝加哥大學博士學位,然後在哈佛大學做了一年博士後研究工作。從1942年起,他開始從事生物學研究,主要研究對象是精神學。1952年,斯佩裏轉向,開始潛心研究大腦半球的機能。
神經學傳統觀念認為:大腦左半球占優勢,是高度發達的半球,具有說、寫、讀、計算以及邏輯思維等功能;而大腦右半球是低級的半球,不具有語言功能,隻有空間、形狀、色彩等功能。
斯佩裏是一位極富獨創精神的人,他從不拘泥於前人的經驗和理論,大膽地懷疑大腦左半球占優勢的理論,並對這種理論提出了挑戰。
腦半球之間是由胼胝體來連接和溝通的,這樣就構成了一個完整的統一體。在正常的情況下,來自外界的各種信息經胼胝體傳遞,大腦的左右兩半球就會“息息相通”,也就是說,人的每一種活動都是兩半球信息交換和信息綜合的結果。因此,如果要比較兩個半球的機能差異,就必須在確保兩半球的功能完好無損的情況下將兩半球之間的聯係隔離開來。
很多年前,神經外科醫生發現,切開大腦兩半球之間的主要連接物胼胝體,病人的智力幾乎沒有什麼變化。從20世紀40年代起,這種手術一般都是用來治療嚴重的癲癇病的,目的是為了防止癲癇病發作的時候從一個半球擴散到另一個半球———凡動過這種手術的病人被稱為“裂腦人”。
對醫學上“裂腦”手術的成功,斯佩裏感到很興奮,因而受到了啟發。他認為,或許可以通過對“裂腦人”的研究找到大腦兩個半球各自的功能。從1952年至1961年的10年時間裏,斯佩裏和他的同事們用貓和狗做了大量的裂腦實驗,取得了一些成績,為以後做“裂腦人”實驗奠定了很好的基礎。20世紀70年代後期,斯佩裏把“裂腦人”作為大腦兩半球各種機能的研究對象。
他精心設計了一係列實驗,對“裂腦人”進行了視覺、觸覺、聽覺、情感等方麵的實驗研究。這些實驗的結果表明,左半球是語言區,而右半球隻具有處理非發生語言的功能。這一觀點是腦科學史上第一次用兩個半球分別回答反應的方法。斯佩裏通過對裂腦人的一係列測試,終於巧妙地揭開了大腦左右兩半球的各自獨立功能之謎。人腦兩半球在功能上高度專門化,且兩者不對稱。它們既互相獨立又彼此互補,左半球主要負責抽象思維、符號解釋和精細分析,擅長於說、寫和數學運算;右半球主要負責空間、知覺和情感等功能,在理解立體圖像和空間變化、感受複雜的聲音和欣賞音樂、想象力和藝術創造力等方麵顯然優於左半球。這一觀點推翻了100多年來左半球具有支配地位的傳統觀念。斯佩裏還發現右腦具有自我意識和社會意識,他指出,現行教育體製過多重視左腦訓練,忽視了右腦訓練,因而他呼籲應加強右腦開發。千姿百態的遺傳基因我們每個人都有父母的遺傳基因,而父母或前幾代人的遺傳基因部分是健康的,部分是帶疾病的,父母既能將正常體征即健康的遺傳基因傳給後代,同樣也能將帶病的遺傳基因傳給後代,導致後代得同一類型的病,醫學上稱這類疾病為可怕的遺傳病。
據統計,大凡人體各器官和組織,都可以發生遺傳性疾病,從皮膚到骨骼,從手指到心髒。患遺傳性疾病的人占總人口的10%以上,正在威脅著數以千萬計人民的健康和生命。
遺傳病為代級遺傳,即有每代遺傳的,也有隔代遺傳的。也有一些基因突變的遺傳病暫時缺乏家族性。
1914年,英國的施魯斯伯裏教堂改建,必須要發掘施魯斯伯裏伯爵一世的屍體。這位伯爵生於1390年,當時正是英法戰爭時期,兩國交兵,如火如荼,施魯斯伯裏伯爵是這場戰爭中英國有名的功臣。
無巧不成書,負責這座教堂改建工程的恰好就是施魯斯伯裏伯爵一世的第14代子孫。這位工程主持人的手指患有先天性畸形———指節關節愈合症。他的左右手的第一、二指完全正常,中指的指關節部分地愈合,第四、五指的近端指關節完全愈合,因而後三個手指不能彎曲起來觸及手掌,在外觀上存在愈合的關節部位較正常關節略微粗大。將他的指骨特征與伯爵一世屍體的指骨對照,發現了幾乎完全一樣的指骨畸形。更為有趣的是,墓窖裏還有一具施魯斯伯裏伯爵的平臥雕像。頗具寫實風格的雕刻家栩栩如生地雕琢了施魯斯伯裏伯爵特有的手指外形,兩手第三、四、五指的指關節均比正常指關節稍大。這表明施魯斯伯裏伯爵所患的指骨關節愈合症經過14代,仍傳給了自己的嫡係子孫,顯示了明顯的家族性。
要不是科學家們的追蹤考察,誰都不知道,19世紀尊貴的英國女皇維多利亞竟是一位可怕的血友病基因攜帶者。
維多利亞女皇一生共計生了四個兒子和五個女兒。長子是個血友病患者,青年時代因練習騎馬射箭碰破皮膚流血不止而喪生。她的一個女兒嫁給了雅典皇室,生了一個兒子,其命運和他舅舅一樣,因皮膚損傷而夭折。女皇的另一位女兒,嫁到西班牙巴本皇室,結果造成巴本家族中血友病的流傳。女皇的一位孫女與俄國沙皇尼古拉二世結婚,生了一個兒子,也患了嚴重的血友病。
血友病人的特點是“創傷性出血”。當患者在運動或勞動時,如不慎碰破皮膚,就會出血不止。走遠路、爬樓梯、踢球、跌跤,口、舌、鼻黏膜的輕微擦傷或咬傷,拔牙、扁桃體切除、膿腫切開等小手術,都可導致難以製止的嚴重出血。
血友病是伴性遺傳病,其特點是男性發病,女性不發病,但她是同病基因攜帶者,把致病基因傳給子女,使她的兒子發病,女兒則成為又一代致病基因攜帶者。維多利亞女皇一世是血友病基因的攜帶者,也是引起血友病在皇家家族內流傳的肇端者。
無關痛癢的“植物人”
如果我們有一天失去了知覺,那是多麼可怕的一件事呀!
痛感是皮膚感覺的一種,當皮下遊離神經末梢受到刺激時,會產生興奮,傳入到大腦皮層,就會引起痛感。人的中樞神經係統的許多組織都是和痛感有關的。大腦皮層對痛感可起到調節作用,當刺激達到一定程度時,往往伴有疼痛反應,如局部肌肉收縮、呼吸暫停或加快、出汗等。
可是,你是否知道世界上還有生來就沒有痛感的人?據統計,目前世界上已發現了幾十個無痛感的人。
英國倫敦的阿卜與姬絲夫婦有一子二女,這三個孩子一生下來就患了罕見的無藥可醫的神經疾病———沒有痛感。兒子保羅,在6個月大的時候就已表現出與其他嬰兒的不同來,父親踩了他的腿,他一點兒也不知道痛,好像沒有受到壓力。長到10個月時,他的下腹出現了一個紅色腫塊,醫生說這是尿路感染的典型症狀,可是他從來不叫痛。為他治療時,10多隻針插入他的手、腳和頭部的敏感部位,可他仍在笑。保羅的兩個妹妹也都沒有痛感,這使他們的父母十分擔心,害怕他們玩耍時跌傷、燙傷,因為孩子沒有痛感就會對危險失去警惕,很容易發生意外。
在加拿大有個女醫生,她生來也沒有痛感。不僅劃破了皮膚她不知疼,就是電擊、針刺等,她也一點不覺得痛苦。
對以上現象應作何解釋呢?有人認為,這些人沒有痛覺神經;還有人認為,這些人可以像針刺麻醉那樣關閉自己的痛覺反應。可是這種現象的生理機製是什麼,卻至今沒有一個完滿的解釋。
人體的“秘密工廠”
眾所周知,人體分泌係統中占有特別重要位置的一種物質是激素。由一種器官合成的、經血液循環作用於另一器官的化學物質被稱為激素。激素控製著機體的生長及許多其他功能,但是人們一直到20世紀初期才真正地了解到它們的真麵目。早在1888年,俄國著名的生理學家巴甫洛夫就發現:如果把鹽酸放進狗的十二指腸,可以引起胰液分泌明顯增加。他認為,這個現象是由於神經反射造成的。可是,實驗中切除神經以後,進入十二指腸的鹽酸照樣能使胰液分泌增加。巴甫洛夫認為是神經沒有去除幹淨的原因。當時還有好幾個科學家也發現了類似的現象,但由於他們都拘泥於巴甫洛夫“神經反射”這個傳統概念的框框,最終失去了一次發現真理的機會。
年輕的生理學家施塔林對這個問題也懷有極大興趣,但他思想不保守,不迷信權威,大膽設想,革新實驗。1900年,他以嶄新的思想方法設計了實驗:把一條狗的十二指腸黏膜刮下來,過濾後注射給另一條狗,結果這條狗的胰液分泌量明顯增加,無論如何總不能說兩條狗之間也有什麼神經聯係吧。但對這個實驗,也有不少人持不同意見,巴甫洛夫就強烈反對。但是施塔林不畏壓力,又經過兩年實驗,1902年,他終於和貝利斯一起證實了促胰液激素的存在。當酸性食糜進入十二指腸,腸黏膜細胞即分泌促胰液素,通過血液的運送促使胰腺分泌更多的胰液。
約瑟夫·默裏是美國臨床移植醫師,他首次成功地做了人體腎器官移植術。
1954年在前人成果的鼓舞下,默裏在世界上第一次在非同卵的孿生子之間進行了腎移植。在移植過程中,對於如何克服臨床上出現的排斥反應,有人提出將放射學治療專家在為某種惡性血液病治療中獲得的經驗試用於移植手術,但因當時的動物實驗結果還很不穩定,還沒有人敢將此試用於人體。然而,默裏做出了決定性的行動,他先讓移植接受者接受放射治療作免疫抑製,因為抑製免疫反應是延長移植腎存活必不可少的一項關鍵性治療。然後,再進行腎髒移植手術。結果,他的手術相當成功,第一次使移植受者活了24年之久。盡管他的腎移植方法因危險性太大而最終被放棄,但他的首創精神卻是手術成功的決定因素,也是臨床上最重要的進展。
然而,直到20世紀70年代以前,器官移植的長期存活率和成功率仍然很低,主要問題是當時的醫學界沒有找到更有效的藥物來解決免疫排斥問題。1978年,環孢素A問世,這是新一代強有力的免疫抑製劑,其問世使臨床同種器官移植的成功率大大地提高。
自腎移植取得成功以後,醫學界還進行了其他器官的移植,並取得了成功。目前已開展的有:肝髒、骨髓、胰腺、心髒等移植及心肺聯合移植。隨著器官移植的開展,將會使更多應得到治療的患者得到應有的治療,從而延長他們寶貴的生命。