她脑子缺了一大块，功能竟无损伤：读了研，还精通两门语言

物理蛋蛋 · 发表于: 2022-4-23 11:35:00

源自：环球科学

⊙作者：栗子　审校：clefable

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　　许多医生看到她的脑部成像结果，感到十分不解。因为，按照他们的理解，这样的脑部缺损应当带来严重的功能缺陷才对。终于，她对那些妄加评论的医生忍无可忍，并联系了一支科研团队，希望能借助科学家的力量，解开自己大脑的谜题。而科学家也因此如获至宝……

　　直到25岁，她才知道自己的大脑和普通人有些不同。
　　如果不是那一次脑部扫描，让她明白自己的大脑缺了一块，她可能永远不会发现这个秘密。因为从小到大，她的日常生活似乎没有受到任何影响，按部就班上了大学，还读了研究生。

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　　她缺少的脑区是左颞叶（left temporal lobe）。对大多数人来说，这是承载语言功能的一个关键区域，而她脑中的相应位置，有的只是脑脊液。曾经有位医生认为，她的词汇量不会超过五年级的小学生，但事实上她的言语智商（verbal IQ）测试成绩在人群中排到了前2%。不止如此，母语为英语的她，还熟练掌握俄语这门外语。
　　多年以来，她看过的许多医生都无法相信，这样一枚独特的大脑竟有如此优异的表现。与此同时，她也对自己的大脑愈发好奇。终于，她在2016年联系了麻省理工学院（MIT）的一支科学家团队，也成为了他们视若珍宝的研究对象。
　　最近，关于她（的大脑）的第一篇论文发表了，她在文中化名EG。科学家从她的脑海里，发现了语言区发育过程中的一些秘密。

左脑不够，右脑来凑
　　人类的大脑分成左右两个半球，每个半球又有四个叶：额叶在前面，颞叶在外侧，顶叶在上方，枕叶在后部。

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　　其中，语言功能主要靠颞叶和额叶来实现。颞叶承载着一个重要区域，名叫韦尼克区（Wernicke's Area），位在颞叶与顶叶交界的地带，可以帮助我们理解语言，不论是听到的语音还是看到的文字；额叶也有一个重要区域，名叫布洛卡区（Broca's Area），它能为我们选取合适的词汇，表达出自己的想法。
　　左脑和右脑都有颞叶和额叶，但两个脑半球的功能却有所不同。对大多数人（85～90%）来说，左脑会成为处理语言的主要担当，也成为优势半球，而右脑语言区的功能则会受到抑制。
　　假如你还记得，本文主人公EG丢失的正是左脑的颞叶。可是她的语言能力并无明显缺陷，甚至还优于常人（除了拼写容易出错）。所以，科学家十分珍惜这个找上门来的案例。

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　　在EG的记忆中，她从没遭受过任何头部创伤，或者说她大脑里的缺损很可能是先天的。造成此类现象的一个常见原因，是围产期脑卒中（perinatal stroke）：指从怀孕第140天到产后第28天之间，胎儿或婴儿发生的中风。研究团队认为，EG的左颞叶缺失可能也是因为这种疾病。
　　而面对早期损伤，人类的大脑拥有一定程度的恢复力。在过往研究中，一些科学家已经观察到，围产期脑卒中发生之后，有的孩子并不会像我们一般印象里的中风患者那样失语，而是发展出了与常人相近的语言能力。
　　这是因为，人在婴幼儿时期的神经可塑性（neuroplasticity）比较强。一个脑区受损，其他脑区还可以建立起新的神经连接，完成相应的任务，弥补缺失的功能。曾经也有一些案例证实，早期左脑发生损伤，右脑可以接管语言功能。这说明在年幼的大脑里，左右脑都能积极地执行语言处理任务。或者说，那时的左脑还没有真正占据主导地位、成为优势半球，右脑也就有了上位的机会。
　　既然，从前的科学家们已经知道，人类的大脑有“冗余”设定，一个区域受损后仍然有机会让其他区域替补上场。那么，来自MIT的研究团队，还能从EG的脑海里找到什么新发现？

没有颞叶，额叶怎么办？
　　成年人的大脑里，需要有一个额颞叶网络来处理语言。不过，要说这个语言网络是如何产生的，科学家们此前并不十分了解。
　　在遇到EG这个特殊的案例前，科学家们常常苦于难以获得1～3岁孩子的脑部数据，而这个阶段是语言能力发展的主要时期；4～5岁儿童乃至青春期早期的数据已有不少，可那些大脑已经发育到接近成年人的程度，如果说有明显区别，就是左右脑的功能特化还没完成，但这很难为研究者提供有关发育过程的灵感。
　　比如，额叶语言区的功能，通常会在5岁左右发育到和成年人相似的水平；而颞叶语言区比额叶语言区发育得更早。科学家一直很好奇，颞叶语言区的存在，是不是产生额叶语言区的先决条件？
　　有了EG的大脑，研究团队就可以设计实验来找出答案。他们交给EG一些阅读任务，同时依靠fMRI（功能性核磁共振成像）监测她脑部的活动情况，并和94位大脑发育无异常的成年人的脑活动做对比。这94位对照者的母语也是英语，和EG一样。

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　　具体来说，任务是阅读真句子和假句子。真句子里，每个单词都是实际存在的英文单词，而且排列成了有意义的组合；假句子里，每个“单词”按照拼写也能读出来，但都不是实际存在的英文单词，也表达不出什么意义。
　　不论真句子还是假句子，每个句子的长度都是12个词。每个句子不是直接出现在屏幕上，而是一词一词蹦出来，两个词之间间隔450毫秒。EG和其他对照者要做的就是默读句子。研究者说，这项任务针对的是那些跟词汇语义处理与组合处理相关的脑区。
　　实验过程中，科学家主要观察EG的左额叶，看这一区有没有出现语言相关的神经活动。假如有，就表示在缺少左颞叶的情况下，左额叶依然可以发展出语言功能。也就是说，同一个半球不需要存在颞叶，也能产生额叶语言区。假如没有，就可能表示在缺少左颞叶的情况下，左额叶并没发展出语言功能。或者说，想要产生额叶语言区，同一个半球必须存在颞叶才行。

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　　结果，研究团队并没有在EG的左额叶发现语言活动，而右脑的额叶语言区与颞叶语言区都在工作。科学家由此推测，同一个半球存在颞叶，是产生额叶语言区的必要条件。在EG左颞叶缺失的情况下，即便左右脑的额叶之间相互连接，左额叶也无法借此获得语言功能。
　　那么，会不会是EG的左额叶对任何高级认知任务都没有反应？团队又用一些加法算术题对EG进行了测试，结果表明EG的左额叶依然保有其他的高级认知功能，只是缺少语言功能。这样一来，科学家愈发相信自己的判断：额叶语言区不能独立于（同一脑半球的）颞叶语言区而独存。
　　EG的额颞叶语言网络，全部由她大脑的右半球提供。这也表示，一个半球就足以保障她完好的语言功能了。

从特殊的案例开始
　　当然，一个人的情况不能代表其他人。EG脑部的器质性损伤，没有给她造成发育迟缓，这并不意味着其他小孩脑部类似的损伤，也不会导致发育迟缓。这项案例研究只是一个开始。
　　不过，神经学领域的许多重要的发现，也是从单个案例开始的。比如上文提到，额叶当中有一个重要的区域叫布洛卡区，负责产生语言。这个区域得名于一位叫做皮耶尔·保罗·布洛卡（Pierre Paul Broca）的医生。在19世纪60年代，布洛卡医生先是在一位只能发出“tan”这一个音的患者过世后，发现他的左额叶有一处病变，后来又在20多位症状与之接近的患者脑部，发现了相似的区域受损。由此，他证明了一件事：大脑的功能确实有区域特化，不同的脑区负责不同的功能。

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　　又过了十几年，一个名叫卡尔·韦尼克（Carl Wernicke）的神经学家，也追随着布洛卡的脚步，在一些能够流利说话、却听不懂自己在说什么的患者脑中，找到了另一个区域的损伤。那就是位于颞叶（也延伸到顶叶）、有助于接收和理解语言的韦尼克区。
　　如今，MIT的科学家们对EG大脑的研究还在继续。由于颞叶不只负责语言功能，还参与一些听觉感知。下一步，研究团队打算继续观察，左颞叶的缺失对EG的听觉系统产生了怎样的影响。
　　除此之外，EG自己还提到，除了大脑缺一块，她的脑干也少了一部分。若干年前，有一位医生曾经对她说，只在死去的婴儿脑中才看到过类似的现象，且以为脑干的任何损伤都是致死的。不过，随着脑部成像技术的发展，和她相似的情况也变得越来越常见了。
　　如今，EG已年过半百，不过她依然希望自己作为一个特殊的案例，能帮助人们了解脑部更多的可能性。
　　“我的脑子是独特，不是异常！”

●　论文链接

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0028393222000434

§　参考文献

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[探讨研究] 她脑子缺了一大块，功能竟无损伤：读了研，还精通两门语言

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