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给灵魂称重?揭秘灵魂“称重” 灵魂重量之谜!

[2015-07-17] 作者:世界未解之迷网 阅读量: 分享到_微信朋友圈:

      给灵魂称重?灵魂的重量有多重呢?谁又是第一个想到给灵魂称重的人呢?在一间放着许多古怪仪器的实验室里,有一张像跷跷板一样的床,床上躺了一个人,这个实验室的主人有着大胡子,这时他正低着头看像床上的人。一会调整游码,一会砝码,这个大胡子科学家一直在观察古怪仪器的相关刻度。这位科学家是谁呢?他又在做什么呢?和小编一起来看看吧!

  这位叫安吉拉・莫索的意大利科学家,把他的这套装置叫做“称量灵魂的机器”,但他做这个实验并没有任何宗教目的,纯粹出于科学的兴趣。在一个多世纪前,当大脑成像还没有像今天一样风靡的时候,这位19世纪的生理学家显然找到了一个办法,用不比天平复杂多少的简陋装置,来测量大脑中由神经活动引起的变化。

  一直以来,关于这套装置我们知之甚少,所以很难判断它到底灵不灵验。但现在,莫索的原始手稿终于重见天日,让我们对这项开创性研究得以详尽地了解。令人惊讶的是,当今天的人们按照他手稿中的描述,复制出这套装置之后,发现它的确能够测量大脑的活动;更有甚者,至今它对神经科学家还大有启发哩。

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  木匠家庭出身的科学家

  当莫索在都灵大学的实验室里忙乎的时候,他的生活跟他早年的寒微已经有了霄壤之别。1846年5月30日,他出生于一个木匠和裁缝的家庭。他的童年是在贫困中度过的。他的天赋使他获得资助,进入都灵大学学医。毕业后,他又获得机会,到欧洲当时最好的几所实验室继续深造。回国后,在接下来的30多年时间里,他一直呆在都灵大学从事教学和科研。

  莫索的研究兴趣非常广,涵盖了从血液循环到肌肉萎缩,再到情绪的产生机制等方方面面。在他人生的最后一些年,兴趣甚至转到了考古学上。他是一个精力充沛的博学者,但并非凡事浅尝辄止。他对任何手头的工作都非常投入,钻研得很深。在莫索的影响下,生理学上的都灵学派繁盛一时。都灵大学成了那个时代意大利最优秀的科学家向往的圣地。

  给莫索的很多研究添助一臂之力的,是他从父亲的木匠作坊里学来的许多手艺技巧。如果他想从事某项研究,而手头又没有合适的仪器时,他就自己动手制造。当研究需要时,他还拿自己做实验。比如说,他在研究高山反应时,他和他的助手就轮流进入一个模拟高山条件的低压舱里。

  在他女儿写的一本书中,有着这么一段吸引人的文字,“所有人的目光都汇聚到了我父亲的脸上,他正在探索迄今很少人敢冒生命危险踏入的禁区……当舱里空气稀薄到相当于海拔8000米,也就是珠穆朗玛峰高度的大气条件时,他才向舱外的人示意停下,于是助手宽慰地松了一口气,然后向舱内缓缓充气。当舱门打开,父亲踉踉跄跄地走了出来。他不得不倚靠在墙上,以免摔倒”。

  称量灵魂的机器

  在这些大胆的实验中,现在最让心理学家感兴趣的,莫过于他在大脑方面的研究。我们今天当然知道,大脑的血流量会随我们思考而起变化。譬如,当我们从事一项复杂的脑力活动时,将有更多的血液流向头部,给神经元提供“燃料”。这个原理是现代大脑成像技术的核心。

  大脑成像技术是与历史上一个由来已久的观念联系在一起的,即我们不可能直接测量神经的活动,只能通过测量神经活动引起的其他生理变化,来间接地观察;而这些生理变化之一就是血流量的变化。在大脑成像中,就是通过测量不同脑区流入流出的血流量,来比较它们的活跃程度的。但这个观念在莫索所处的时代,并不为大多数人接受,而莫索却是少数坚定的信奉者之一。

  莫索最初的办法是在颅骨有缺陷的人身上做实验。颅骨有缺陷,意味着部分大脑没有被颅骨遮盖。他在受试者头上颅骨缺了一块的地方,罩上一个小容器,粘牢密封好,充上气体。当血液在大脑中流进流出时,大脑软组织就会微微地上下起伏。密封容器里的气体受到挤压,气压就会有微小的波动,――这也是体积描记仪(医院里一种测量器官或整个人体体积变化的仪器)的工作原理。

  莫索证明,当受试者被要求做一道有一定难度的计算题时,大脑的起伏会大一些。这是当我们在思考时,立刻会有更多血液流向大脑的最好证明。

  但是,毕竟颅骨有缺陷的人非常罕见,所以莫索还试着寻找别的办法在颅骨完整的人身上观察类似现象。这一结果就导致他发明了他的“称量灵魂的机器”。美国心理学家威廉・詹姆斯在他1890年出版的《心理学原理》一书中,对莫索的实验装置有个简短的描述,说它是一张“非常灵敏的平衡桌”,当流向大脑的血液增加时,平衡桌就朝受试者头部所在的一边倾斜。但莫索自己描绘这套装置的草图却很快就遗失了,所以后人很难相信这么简单的装置能确如詹姆斯所说的那样工作。

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  现代版“称量灵魂的机器”

  然而,100多年之后,这个想法却吸引了大卫・菲尔德和劳拉・英曼这两位英国神经生物学家,他们决定根据詹姆斯的记载,建造一架类似的装置。这套装置从原理上讲,不过是一根杠杆:让受试者躺在平衡桌上,然后把连人带装置的重心调整到支点上;当血液在大脑中流进流出时,重心就偏离了支点,于是平衡桌就摆动起来,对头部重量的微小变化做出反应。

  但菲尔德和英曼很快发现,他们的装置实在太灵敏了,一不小心一头就垂下去,几乎永远都无法保持平衡。为了克服这一麻烦,他们让平衡桌朝受试者头部所在的那边稍稍倾斜。这样,它的一头就搁在了一个电子秤盘上。这个秤盘非常灵敏,可以测量出作用于它的微小的力。根据这个力的变化,可以描绘出一条力随时间变化的波动曲线。

  解决了这个问题,他们还发现,来自身体其他部位的干扰,如呼吸和心跳,对测量结果影响甚大,甚至盖过了大脑血流量变化的影响。他们的解决办法是,在受试者的胸口系上传感器,实时测量出心跳和呼吸运动作用于平衡桌的微弱的力,然后利用电脑软件,从电子秤盘记录的力中,减去这些力的影响。经过这样细致的分析之后,他们得出结论,大脑的重量的确会随受试者思考状态的不同而发生变化――尽管由此产生的大脑重量的变化,连0.01牛顿都不到。

  所以原则上,这个“大脑秤”是可以工作的,但涉及的技术细节那么复杂,莫索能够克服这些困难了吗?两位英国科学家不禁怀疑起来,“他会不会是个骗子?”直到2013年初,当两位意大利学者找到莫索遗失的手稿,并发表了出来,答案才浮出水面:原来莫索当年也遇到过同样的问题,并以他那个时代的技术手段来加以克服。

  莫索是如何克服困难的?

  与上述二位英国科学家不同的是,莫索允许他的装置上下摆动――正是摆动画下的曲线反映了受试者的思想状态。但为了防止它老是晃动,他采用了一个悬挂在平衡桌下面可调的平衡物,使摆动做阻尼运动。

  他还找到一些办法来记录下身体其他部位的干扰。例如,利用体积描记仪来测量手足部与脉搏有关的压力变化,以及胸部与呼吸和心跳有关的压力变化,然后再从平衡桌的摆动曲线中,扣除这些干扰,就可以检测出脑部的血流量变化。

  莫索在手稿中描述了他让自己的一名助手和一位22岁的学生充当受试者得到的首个实验结果。例如他报告说,当受试者听到警报的声音之后,流向大脑的血液剧增。在后来的实验中,他又让受试者躺在平衡桌上分别读一份报纸,一部小说和一篇哲学文章。他报告说,结果显示,当受试者读哲学文章时,平衡桌摆动的幅度更大――你自己也不难揣测,读哲学文章总比读报纸和小说都要费脑筋。

  莫索给我们的启发

  尽管有这些记录,但我们今天依然无法百分之百地肯定莫索的装置能以那么高的精度工作。不过,这个问题已不重要。重要的是,我们现在知道,早在19世纪,有一位意大利科学家,在观察人的思维活动方面,曾做过先驱性的探索工作,而且,尽管现代的脑成像技术有着无可比拟的先进性,但依然可以从莫索那儿学到一些东西。

  例如,大脑成像是通过比较不同脑区的血流量来判断哪一脑区正在工作的。但它无法告诉我们整个大脑的血流量变化情况。所以如果给它两种情况,它无法从总体上判断在哪一种情况下,大脑工作得更起劲,只能判断在同一种情况下,哪个脑区工作得最起劲。但有时候,我们恰恰需要知道的是大脑总体的情况。譬如你服用了一种药物,你想看看它对大脑血流量的影响如何,在这种情况下,大脑成像就爱莫能助了,但莫索的平衡桌就能做到。

  此外,改进“现代版”的平衡桌,或许还能用来测量大脑两半球活动的差异。这有助于解决关于在某些特定的任务中,“左半脑”或者“右半脑”是否更活跃的问题。

  从莫索的开创性研究中,我们不难得到这样一个启发:有些事情,看似非常复杂,非常玄妙,但只要你肯动手去尝试,事情也许就会变得简单起来。想一想,“称量”灵魂,这是多么复杂、玄妙的事情啊!但莫索几乎用一根杠杆就把事情解决了。

      灵魂“称重”,只有你想不到没有你做不到,无论事件多么复杂,但通过不断的探索,终将成功。

    
    

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