2022年04月23日 10:30
環球科學
許多醫生看到她的腦部成像結果，感到十分不解。因為，按照他們的理解，這樣的腦部缺損應當帶來嚴重的功能缺陷才對。終於，她對那些妄加評論的醫生忍無可忍，並聯系了一支科研團隊，希望能借助科學家的力量，解開自己大腦的謎題。而科學家也因此如獲至寶……
撰文 | 栗子
審校 | clefable
直到25歲，她才知道自己的大腦和普通人有些不同。
如果不是那一次腦部掃描，讓她明白自己的大腦缺了一塊，她可能永遠不會發現這個秘密。因為從小到大，她的日常生活似乎沒有受到任何影響，按部就班上了大學，還讀了研究生。
她缺少的腦區是左顳葉（left temporal lobe）。對大多數人來說，這是承載語言功能的一個關鍵區域，而她腦中的相應位置，有的只是腦脊液。曾經有位醫生認為，她的詞匯量不會超過五年級的小學生，但事實上她的言語智商（verbal IQ）測試成績在人群中排到了前2%。不止如此，母語為英語的她，還熟練掌握俄語這門外語。
多年以來，她看過的許多醫生都無法相信，這樣一枚獨特的大腦竟有如此優異的表現。與此同時，她也對自己的大腦愈發好奇。終於，她在2016年聯系了麻省理工學院（MIT）的一支科學家團隊，也成為了他們視若珍寶的研究對象。
最近，關於她（的大腦）的第一篇論文發表了，她在文中化名EG。科學家從她的腦海裏，發現了語言區發育過程中的一些秘密。
左腦不夠，右腦來湊
人類的大腦分成左右兩個半球，每個半球又有四個葉：額葉在前面，顳葉在外側，頂葉在上方，枕葉在後部。
其中，語言功能主要靠顳葉和額葉來實現。顳葉承載著一個重要區域，名叫韋尼克區（Wernicke‘s Area），位在顳葉與頂葉交界的地帶，可以幫助我們理解語言，不論是聽到的語音還是看到的文字；額葉也有一個重要區域，名叫布洛卡區（Broca‘s Area），它能為我們選取合適的詞匯，表達出自己的想法。
左腦和右腦都有顳葉和額葉，但兩個腦半球的功能卻有所不同。對大多數人（85~90%）來說，左腦會成為處理語言的主要擔當，也成為優勢半球，而右腦語言區的功能則會受到抑制。
假如你還記得，本文主人公EG丟失的正是左腦的顳葉。可是她的語言能力並無明顯缺陷，甚至還優於常人（除了拼寫容易出錯）。所以，科學家十分珍惜這個找上門來的案例。
在EG的記憶中，她從沒遭受過任何頭部創傷，或者說她大腦裏的缺損很可能是先天的。造成此類現象的一個常見原因，是圍產期腦卒中（perinatal stroke）：指從懷孕第140天到產後第28天之間，胎兒或嬰兒發生的中風。研究團隊認為，EG的左顳葉缺失可能也是因為這種疾病。
而面對早期損傷，人類的大腦擁有一定程度的恢複力。在過往研究中，一些科學家已經觀察到，圍產期腦卒中發生之後，有的孩子並不會像我們一般印象裏的中風患者那樣失語，而是發展出了與常人相近的語言能力。
這是因為，人在嬰幼兒時期的神經可塑性（neuroplasticity）比較強。一個腦區受損，其他腦區還可以建立起新的神經連接，完成相應的任務，彌補缺失的功能。曾經也有一些案例證實，早期左腦發生損傷，右腦可以接管語言功能。這說明在年幼的大腦裏，左右腦都能積極地執行語言處理任務。或者說，那時的左腦還沒有真正占據主導地位、成為優勢半球，右腦也就有了上位的機會。
既然，從前的科學家們已經知道，人類的大腦有「冗餘」設定，一個區域受損後仍然有機會讓其他區域替補上場。那麼，來自MIT的研究團隊，還能從EG的腦海裏找到什麼新發現？
沒有顳葉，額葉怎麼辦？
成年人的大腦裏，需要有一個額顳葉網絡來處理語言。不過，要說這個語言網絡是如何產生的，科學家們此前並不十分了解。
在遇到EG這個特殊的案例前，科學家們常常苦於難以獲得1~3歲孩子的腦部數據，而這個階段是語言能力發展的主要時期；4~5歲兒童乃至青春期早期的數據已有不少，可那些大腦已經發育到接近成年人的程度，如果說有明顯區別，就是左右腦的功能特化還沒完成，但這很難為研究者提供有關發育過程的靈感。
比如，額葉語言區的功能，通常會在5歲左右發育到和成年人相似的水平；而顳葉語言區比額葉語言區發育得更早。科學家一直很好奇，顳葉語言區的存在，是不是產生額葉語言區的先決條件？
有了EG的大腦，研究團隊就可以設計實驗來找出答案。他們交給EG一些閱讀任務，同時依靠fMRI（功能性核磁共振成像）監測她腦部的活動情況，並和94位大腦發育無異常的成年人的腦活動做對比。這94位對照者的母語也是英語，和EG一樣。
具體來說，任務是閱讀真句子和假句子。真句子裏，每個單詞都是實際存在的英文單詞，而且排列成了有意義的組合；假句子裏，每個「單詞」按照拼寫也能讀出來，但都不是實際存在的英文單詞，也表達不出什麼意義。
不論真句子還是假句子，每個句子的長度都是12個詞。每個句子不是直接出現在屏幕上，而是一詞一詞蹦出來，兩個詞之間間隔450毫秒。EG和其他對照者要做的就是默讀句子。研究者說，這項任務針對的是那些跟詞匯語義處理與組合處理相關的腦區。
實驗過程中，科學家主要觀察EG的左額葉，看這一區有沒有出現語言相關的神經活動。假如有，就表示在缺少左顳葉的情況下，左額葉依然可以發展出語言功能。也就是說，同一個半球不需要存在顳葉，也能產生額葉語言區。假如沒有，就可能表示在缺少左顳葉的情況下，左額葉並沒發展出語言功能。或者說，想要產生額葉語言區，同一個半球必須存在顳葉才行。
結果，研究團隊並沒有在EG的左額葉發現語言活動，而右腦的額葉語言區與顳葉語言區都在工作。科學家由此推測，同一個半球存在顳葉，是產生額葉語言區的必要條件。在EG左顳葉缺失的情況下，即便左右腦的額葉之間相互連接，左額葉也無法借此獲得語言功能。
那麼，會不會是EG的左額葉對任何高級認知任務都沒有反應？團隊又用一些加法算術題對EG進行了測試，結果表明EG的左額葉依然保有其他的高級認知功能，只是缺少語言功能。這樣一來，科學家愈發相信自己的判斷：額葉語言區不能獨立於（同一腦半球的）顳葉語言區而獨存。
EG的額顳葉語言網絡，全部由她大腦的右半球提供。這也表示，一個半球就足以保障她完好的語言功能了。
從特殊的案例開始
當然，一個人的情況不能代表其他人。EG腦部的器質性損傷，沒有給她造成發育遲緩，這並不意味著其他小孩腦部類似的損傷，也不會導致發育遲緩。這項案例研究只是一個開始。
不過，神經學領域的許多重要的發現，也是從單個案例開始的。比如上文提到，額葉當中有一個重要的區域叫布洛卡區，負責產生語言。這個區域得名於一位叫做皮耶爾·保羅·布洛卡（Pierre Paul Broca）的醫生。在19世紀60年代，布洛卡醫生先是在一位只能發出「tan」這一個音的患者過世後，發現他的左額葉有一處病變，後來又在20多位症狀與之接近的患者腦部，發現了相似的區域受損。由此，他證明了一件事：大腦的功能確實有區域特化，不同的腦區負責不同的功能。
又過了十幾年，一個名叫卡爾·韋尼克（Carl Wernicke）的神經學家，也追隨著布洛卡的腳步，在一些能夠流利說話、卻聽不懂自己在說什麼的患者腦中，找到了另一個區域的損傷。那就是位於顳葉（也延伸到頂葉）、有助於接收和理解語言的韋尼克區。
如今，MIT的科學家們對EG大腦的研究還在繼續。由於顳葉不只負責語言功能，還參與一些聽覺感知。下一步，研究團隊打算繼續觀察，左顳葉的缺失對EG的聽覺系統產生了怎樣的影響。
除此之外，EG自己還提到，除了大腦缺一塊，她的腦幹也少了一部分。若幹年前，有一位醫生曾經對她說，只在死去的嬰兒腦中才看到過類似的現象，且以為腦幹的任何損傷都是致死的。不過，隨著腦部成像技術的發展，和她相似的情況也變得越來越常見了。
如今，EG已年過半百，不過她依然希望自己作為一個特殊的案例，能幫助人們了解腦部更多的可能性。
「我的腦子是獨特，不是異常！」
原論文：
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