裂腦人實驗:切開左右腦之後發生了什麼
外科醫師切斷胼胝體,用來阻止嚴重癲癇發作,結果發現病人的左右腦半球,各自能看、能學習、能行動,獨立的程度令人意外;這個發現在六十多年間一再被重現,也拿下諾貝爾獎。這是否代表一個人有兩個心智,仍有爭議:2017 年一項研究發現,視知覺會分裂,但「自己是同一個人」的意識不會。
治療癲癇意外開啟的實驗
裂腦人實驗一開始是治療手段,不是研究計畫。外科醫師發現,切斷胼胝體——連接左右腦半球的那束神經纖維——可以讓病情嚴重、找不到其他療法的癲癇病人不再發作。斯佩里(Roger Sperry)從 1949 年前後開始,在貓和猴子身上切斷胼胝體,研究兩個腦半球平常如何交換訊息,這比在人身上嘗試早了許多年。等到第一批病人動完手術、恢復之後,斯佩里和他的研究生 Gazzaniga,在加州理工學院一起追問:被切開連結的兩個腦半球,各自還能不能正常運作?
接下來二十年間,答案一再被證實:能。每個腦半球都可以各自感知、學習、做出反應。至於這是不是代表一個人身體裡住著兩個心智,後來的研究對此有所保留。
測試是怎麼設計的
Gazzaniga 的第一位受試者,是神經外科醫師 Joseph Bogen 在 1961 年轉介來的病人,研究中只以代號 W.J. 稱呼;手術前,他身上看不出任何腦半球分工的跡象。做完胼胝體切開術後,驚人的結果就出現了。Gazzaniga 後來回憶,這個任務幾乎是巧合落到他頭上:「斯佩里說『好,開始測試吧』,就這樣把工作交給我,我猜大概是因為其他人手上都有事。」他做了一面背投式螢幕,用相機快門把影像閃現大約 100 毫秒——快到眼睛來不及移動,兩個腦半球也就沒機會互通有無。
裂腦之後,大腦做了什麼
這個模式在整個 1960 年代測試過的病人身上都成立。左腦半球負責語言,能說出自己看到了什麼;右腦半球明明理解自己看到或摸到的東西,卻說不出口。只要資訊只送到某一側,那一側腦半球就能自己學會東西。運動控制也變得很特別:左腦半球可以直接指揮右手,但要動用左手,就得靠身體兩側之間一種姿勢上的交叉提示才行。
詮釋者
多年之後,Gazzaniga 重新研究裂腦病人,又有新發現:負責說話的左腦半球,會很有自信地解釋一些它根本不知道原因的行為。研究者讓病人左邊視野看到雞爪、右邊視野看到雪景,病人左手指向鏟子、右手指向雞;問他為什麼,他說:「雞爪當然要配雞,鏟子是用來清雞舍的。」Gazzaniga 把這個負責編故事的機制稱為「詮釋者」(the interpreter),並提出:一個人覺得「自己是統一的一個人」,這種感覺有很大一部分,就是詮釋者製造出來的。
一座頒給分裂大腦的諾貝爾獎
1981 年,諾貝爾生理學或醫學獎把一半獎項頒給斯佩里,理由是「發現大腦兩半球的功能分工」;另一半則由 David Hubel 和 Torsten Wiesel 共同拿下,表彰他們在視覺研究上另一項不相關的成果。斯佩里身體太差,沒辦法親自發表演講,卻仍然說出了定義他一生研究的那句話,他在諾貝爾晚宴上說:「我右腦感受到的那份愉悅和感覺,多過我左腦所能找到的言語。」
2017 年對「兩個心智」的挑戰
幾十年來,主流看法認為裂腦幾乎等於一顆頭骨裡住著兩個獨立的心智。2017 年,阿姆斯特丹大學的 Yair Pinto 和同事,用五個實驗測試兩名裂腦病人(代號 DDC 與 DDV),得出相反的結論:不論用哪一隻手、哪一個腦半球回答,兩人都「完全意識到(刺激的)存在,而且在整個視野範圍內,對刺激的位置、方向與身分的辨認,都遠高於隨機猜測的機率」。
這篇發表在期刊《Brain》上的研究認為,手術「把視知覺分開了,卻沒有在一顆大腦裡,造出兩個各自獨立、有意識的感知者」。
更新的研究又補充了什麼
加州大學聖塔芭芭拉分校 2025 年的一項研究發現,胼胝體被切斷,不代表兩個腦半球一定完全斷開連結。在六名接受胼胝體切開術的病人裡,有一人的外科醫師保留了大約一公分後段的神經纖維,這名病人的腦部活動,用研究者 Michael Miller 的話說,「看起來就像一顆正常、完全同步的大腦」。胼胝體大約帶有 2.5 億條神經纖維,Miller 的團隊認為,即使只留下一小束,或是靠其他繞道的神經路徑,也可能足以讓兩個腦半球繼續當成一個整體運作。
科學現在怎麼看
裂腦實驗最核心的發現沒有爭議:從 1960 年代起,一位又一位病人身上都觀察得到,如今已經寫進神經科學教科書。會變動的是怎麼解讀這些發現。手術本身是為了治療讓人失能的癲癇,研究就是圍繞著這個治療目的展開,像 W.J. 這樣的病人,手術前後都接受測試。
切開兩個腦半球之後,留下的是一個心智,還是比較接近兩個,這個問題目前仍然開放,但據現有紀錄,裂腦病人自己似乎從來不覺得這是個問題。真假檔案把這份紀錄歸檔為「已證實」:核心的裂腦發現證據確鑿,這裡的「已證實」,指的是這些實驗結果本身,而不是「兩個心智」這種仍有爭論的說法。
常見問題
裂腦人是什麼?
裂腦人指的是接受胼胝體切開手術的病人;外科醫師切斷連接左右腦半球的胼胝體,用來阻止病情嚴重、找不到其他療法的癲癇發作。手術後意外發現,病人的左右腦半球各自能看、能學習、能行動,獨立程度令人意外。這是否代表一個人有兩個心智,目前仍有爭議。
出處
- Caltech Heritage Project:Michael Gazzaniga (PhD '65), Neuroscientist and Pioneer in Split Brain Research
- Caltech:Roger Sperry Studies the Split Brain
- The Brain (Fondation Ipsen):Roger Sperry: The Split Brains
- Scientific American,1967-08:The Split Brain in Man
- Scientific American:Spheres of Influence
- UC Santa Barbara, The Current,2025:New findings in split-brain science: Even minimal fiber connections can unify consciousness
- Brain (Oxford Academic),2017:Split brain: divided perception but undivided consciousness
- Cleveland Clinic,2024-02-05:Corpus Callosotomy: What It Is, Procedure, Side Effects & Risks