大腦300問：親身經歷會改變基因？腸道是大腦的感官？人造大腦可能嗎？17位頂尖科學家深度解密

神經心理學家深信：人類總有一天會研發出人造大腦。
表觀遺傳學教授認為：可怕的親身經歷會改變人類的基因組。
精神病醫生發現：腸道就像大腦的感覺器官。

大腦簡直是上帝創造的奇蹟！
在我們活著的每一刻，大腦都在幫助我們完成大大小小的任務；
有時候很困難，有時候完全憑直覺……
大腦約有1000億個神經細胞及超過100萬億個突觸正忙碌著，
大腦利用它們接收的信息來創造一個世界；
然而，它們是怎麼辦到的？！

腦電波是什麼？
錯誤的記憶是怎麼創造出來的？
你的直覺來自於大腦嗎？
我們能夠選擇性地遺忘嗎？
每個人在出生時，大腦都是一樣的嗎？
為什麼我們的記憶只能追溯到三歲？
做白日夢的時候，大腦在幹什麼？
男人與女人的大腦有區別嗎？
電腦打字的便利性取代手寫字的麻煩，卻也影響了大腦的某種功能？！
大腦可以優化嗎？如何優化我們的大腦？

大腦需要什麼才能存活？
大量的糖。因為大腦不能儲存能量，它必須不斷接收新糖。
它的神經遞質和突觸還需要水、氧氣和蛋白質。
它渴望刺激。我們的大腦很好奇，喜歡接收各種形式的輸入。
大腦無法忍受無聊，閒置而未受到任何刺激對大腦不利。

人類大約只使用了大腦的百分之十，其餘部分有待開發。這種說法到底對不對？
這是謬誤。我們始終在使用整個大腦，但並非百分之百意識到這一點。
例如，開車時我們的大腦有許多功能正在運作，但我們根本不會察覺。
我們的大腦是如此運作的：這次多用一點這個區域，下次多用一點那個區域，
依熟練度而定，有些人腦中的特定區域，會比其他人更發達更突出。
一名長跑健將，會比四體不協調的人更常用到腦中與腿對應的區域，
並因此讓它更機敏靈活。
同理，經常閱讀與寫作的人，也會比幾乎不閱讀寫作的人，更常使用與此對應的腦區。此外，有一種情況也會反覆發生，某些腦區突然必須接手其他部位的任務。
例如，在那些因故失明的人身上，本來一直掌管視力的大腦視覺皮質，現在會被指派其他任務。什麼任務呢？例如，觸摸印象。試想盲人如何透過指尖的敏銳觸覺來閱讀點字。

為什麼會彈奏樂器的人更有「腦」？
因為他們鍛練了聽力。
這對語言發展非常有利，不論在發音或字句腔調、語調、速度及韻律等各方面，
他們都更能區別其中的差異。
此外，會彈奏樂器的人，因為擅長分辨聲音語調，學起外語也更容易。
他們通常比較自律，而且專注在事物的本質。
最後一點：能讀樂譜的人，辨識空間關係的能力也較好。
學習讀譜時所使用的大腦區域，與發展空間概念時所使用的區域相同。
因此，具有音樂專長的人，在需要運用幾何概念的任務上，通常表現優秀。
最關鍵的是：學音樂的人不止受益於上述所有的好處，
尤其重要的是，還學會了演奏一種樂器！

第六感是由大腦來掌控嗎？
沒錯。所謂的第六感就等同於直覺，它是由我們的右腦來掌控。
人類的右半腦負責警惕小心以及產生恐懼感這類的負面情緒。
當直覺浮現時，經常是為了向我們發出「應該留意某種場合或某種人」的訊號。
第六感要表達的是「小心！」

我們的大腦是強制性地需要他人，還是它其實也可以自給自足？
人類是社會動物，這是深植在我們身上的屬性。
與他人產生社會連結，是人存在的基本動力之一。
在某些情況下，人類當然有可能對人性深感失望，並選擇離群索居，不與人來往。
不過這是例外。

齋戒禁食的人總說自己的腦袋變得更清楚。為什麼？
我們的腦不是需要很多能量，而齋戒時幾乎完全得不到嗎？
當我們飢餓時，身體是處在一種蓄勢待發的狀態。
因為我們最根本的需求之一無法得到滿足，
所以，齋戒期間的大腦會比平常更專注，
而這讓我們覺得自己更理智、更清醒。

本書作者為了探索人類的大腦，訪問了17位世界頂級的神經科學家，
提出300個具有挑戰性且充滿驚奇的問題；
透過這300個問題的答案，本書帶領我們了解最先進的大腦研究結果：
包括人工智慧、長期疼痛、記憶力、表現遺傳學、
老年痴呆、大腦老化、意識、毒品、夢境、睡眠及學習等議題。

芭芭拉．施穆茨（Barbara Schmutz）
一九六三年出生，定居瑞士，為記者、作者及編劇。擁有蘇黎世大學應用倫理系高等深入研究文憑，曾進修於瑞士MAZ新聞學校（Schweizer Journalistenschule MAZ）與蘇黎世SAL編劇學校（Drehbuchschule SAL）。擔任瑞士多家報刊雜誌的採訪記者，一九九七年以一系列報導文章榮獲瑞士新聞獎，並於2006年為瑞士電視台SRF製作了一部關於火車暗殺事件之紀錄片，在此事件中，有十四位政治人物不幸遇難。

鐘寶珍
國立臺灣師範大學地理系及地理研究所畢業，曾任中學地理教師及地理教材作者，關注環境議題與動物福祉，喜愛閱讀、旅行及大自然，現定居德國，從事翻譯。譯有《樹的祕密生命》、《動物的內心生活》、《歡迎光臨森林祕境》、《自然的奇妙網路》、《荒園》、《史懷哲自傳》、《瘋狂的海馬》等書。

前言 藏在大腦裡的奧妙奇蹟

這原來是要為瑞士的一本雜誌所撰寫的長篇報導，內容是五十個有關思考器官「大腦」的問題，篇幅大約六至八頁，還會附上一些圖片說明。

於是，我埋首鑽研這方面的文獻，努力閱讀專書及研究報告，然後寫下心中所有的疑問，不斷從問題中衍生出更多問題。對於發生在日常生活中的大小狀況，我全都感到好奇。例如，一個字明明就在嘴邊，卻怎樣都說不出來。為什麼會這樣？是什麼讓我們的大腦卡住了？而且，我也想知道大腦在夜裡的狀態，為什麼我們睡覺時會失去意識？我在筆記本上，記下了所有腦神經學家與哲學家永遠都在追究的問題：意識到底是如何形成的？

最後我總共累積了三百個問題，並且想從腦神經學家那裡找出它們的答案。我在各大學網站、神經科學網路及各種研究報告中，仔細分析那些專家。他們的專業領域包羅萬象，關於記憶、學習歷程、精神疾病、成癮、睡眠、神經可塑性、神經哲學問題、大腦與腸道間的相互作用等等。最後，我有幸可以與其中的十七位女士及先生，一起討論大腦的問題。在這三百個問題中，我大概針對二十個詢問過好幾位專家，而不管他們對同一個問題的答覆是相近或全然迥異，始終能夠以某種獨特的觀點，為我打開新視野。

我們頻繁密集地對話，這樣的交流讓人振奮不已，不僅能激發靈感，讓人充滿信心、陷入深思，而且還會感到出乎意料！例如，一位神經科學家試圖在大腦之外尋找意識理念，因為他相信，要理解意識還有自然科學以外的途徑。另一位神經生物學家則把一個令人驚奇的主題搬上了檯面：我們大腦的運作具有隨機成分。

這些學者專家無不極力以詳盡易懂的方式，來向我說明他們的研究與新發現，因此要讓非專業人士理解這些內容，我並不需要太多「轉譯」。對於真的比較複雜難懂的內容，他們還會以實例再說明一次，並以圖形呈現或拆解大腦模型來幫助我理解。於是，我現在終於知道，我們腦袋裡真的藏著一個無比奧妙的奇蹟。

前言 藏在大腦裡的奧妙奇蹟

Chapter 1 理論上你可以讓大腦跟身體分離，並把它存放在營養液裡。
神經心理學家彼得．布魯格（Peter Brugger）說明，為什麼大腦失去身體就會很難存活。而他為什麼把「直覺」功能定位在右腦？那些自稱能預見未來的人，腦袋又是怎麼一回事？

Chapter 2 我深信終有一天，我們能建構出具備人類思考能力的大腦。
神經心理學教授路茲．彥克（Lutz Jäncke）思索著，機器人是不是也有人權。

Chapter 3 可怕的經歷能改變我們的基因組。
伊莎貝爾．曼蘇（Isabelle Mansuy）的專門領域是神經表觀遺傳學（Neuroepigenetik）。她任教於大學，主要的研究領域是：我們難以忘卻的經驗，如何影響我們基因的表現。

Chapter 4 至今我還會聽到神經外科醫師提到非功能腦區。
蘇黎世大學教授暨神經外科醫師路卡．雷格里（Luca Regli）深信，自然造物，大腦這個器官的設計，本來就是要讓我們整體使用的。

Chapter 5 思考和儲存在大腦裡，並不是分開進行的過程。
腦神經學家暨世界記憶運動競賽數屆冠軍鮑里斯．尼可萊．康拉德（Boris Nikolai Konrad）知道，當我們有個字在舌尖上卻說不出來時，大腦是怎麼一回事，還有人為什麼會記憶錯誤。

Chapter 6 能夠很快來到大腦的物質，也會很快就讓人上癮。
腦神經學家凱特琳．普雷勒（Katrin Preller）與藥理學家尚馬克．弗利奇（Jean-Marc Fritschy）告訴我們，毒品是如何影響大腦，以及毒癮是怎樣形成的。

Chapter 7 夢是一種主觀的體驗，跟我們清醒時所經歷的一樣真實。
專門研究夢與睡眠的米夏厄爾．史瑞德爾（Michael Schredl）說明，我們的大腦晚上賣力完成了哪些工作，以及我們在夢中鍛鍊了什麼。

Chapter 8 當我們在學習時，大腦裡總有兩件或更多件事在同時發生。
學習歷程專家彼得．克拉弗（Peter Klaver）要解釋，為什麼我們大多沒有意識到自己正在學某些東西，還有我們為什麼會跟嬰幼兒說童言童語。

Chapter 9 我們應該找出人類智能的原理。
神經科學家暨企業家巴斯卡．考夫曼（Pascal Kaufmann），正致力於解開人類大腦的密碼。

Chapter 10 變憂鬱的是人，不是大腦。
藥學家菲力克斯．哈斯勒（Felix Hasler）批評生物精神病學的「精神障礙是大腦疾病」的理論，他說在科學研究上至今並沒有發現與此相應的標記。

Chapter 11 我們沒辦法記住自己一生做過、吃過、喝過或錯過的一切。
心理學家潔西卡．彼得（Jessica Peter）研究老化的大腦，她要說明為什麼我們必須遺忘，還有老年人的腦在哪方面比年輕人的更強。

Chapter 12 腸道就像是為大腦而存在的感官。
精神病學家格雷戈爾．哈斯勒（Gregor Hasler）研究腸道與大腦之間的密切關係，並解釋為什麼吃東西對身體是一種折磨。

Chapter 13 當我突然想隨手記下某些東西，卻說不出這個動機是從自己腦袋的哪裡冒出來的。
人類有辦法做的動作，沒有幾千種至少也有幾百種。神經生物學教授希爾薇亞．阿爾貝（Silvia Arber）想了解，為什麼我們通常無法同時做好幾個動作。

Chapter 14 有慢性疼痛問題的人大腦會失去平衡，它產生了變化。
湯瑪斯．內維安（Thomas Nevian）教授研究大腦裡的學習歷程，他想了解慢性疼痛是如何形成的。

Chapter 15 大腦神經訊息的傳遞需要彈性，這是所有形式的創意之根本前題。
約瑟夫．畢修夫貝格（Josef Bischofberger）教授在巴塞爾大學研究「終生學習」。他在對小鼠進行的實驗中，發現了對記憶極為重要的海馬迴所生成的新神經細胞，能使學習更輕鬆。

Chapter 16 真正有趣的問題，是文學作品裡所描寫的那些，而很少是神經科學期刊所寫的。
神經學家約爾格．凱塞林（Jürg Kesselring）告訴我們，為什麼那些把人簡化到只剩神經元之間訊息交換的腦科學家畫錯了重點。


謝辭
作者簡介

Chapter 1　理論上你可以讓大腦跟身體分離，並把它存放在營養液裡。
神經心理學家彼得．布魯格（Peter Brugger）說明，為什麼大腦失去身體就會很難存活。而他為什麼把「直覺」功能定位在右腦？那些自稱能預見未來的人，腦袋又是怎麼一回事？

Q：我們為什麼有兩個腦半球？
這是科學家長久以來就爭論不休的謎團。畢竟比起兩邊得協調運作，只有一個驅動中心不是更好嗎？不過另一方面，凡事成雙總是利多於弊，尤其是萬一有部分功能停擺的話。就像人也有一對眼睛，我們需要這種雙重裝置，物體才能具有立體景深。這讓我產生一種想法，或許兩個腦半球也具有某種「產生景深」的作用，這樣我們才能在大腦深處，以兩種方式來「觀看」某個事實。

Q：如果人的某個半腦被移除，會出現怎樣的狀況？
如果是成年人，被移除的半腦所操控的那側身體會癱瘓。早期在醫學上，有時會對深受癲癇之苦的孩童進行切除半腦的手術，以使發作時的放電現象不再波及整個腦部；在手術後，這些孩童兩側的身體通常都還能活動，只有切除部位所掌管的那半身會有點障礙。

Q：有哪個腦半球較具優勢嗎？
這得看是哪方面的優勢。以右撇子為例，由於左腦較擅長處理語言，因此較具語言優勢。而右腦則相對較擅長辨識人臉。不過，語言處理本身又可區分成不同優勢（或說能力）。就像左腦負責支配涉及明確、緊密關聯性者，例如「桌子和椅子」。可是，一旦這種關聯性離得較遠，像「桌子和花」──花先插在花瓶裡，然後花瓶在桌上──我們的右腦就會活躍起來。說到河流想到水的人，運作的是左腦；而說到河流而聯想到旅行的人，運作的則是右腦。

Q：為什麼大多數的人都是右撇子？
這個問題的解答目前還不得而知。但是，不管在任何文化圈，或在人類發展史上的任何時代，大概都是右撇子占多數。早在一些史前洞穴壁畫留下的手印裡，就已經顯示當時的人是用哪隻手來支撐，又用哪隻手來作畫──他們大多使用右手。而從過去留下的器具，我們也知道早期的人大約在每十個右撇子當中，才會出現一個左撇子。

Q：我們的身體需要腦，可是腦也需要身體嗎？
理論上，你可以讓腦跟身體分離，並把它存放在一個好的營養液裡。英國兒童文學作家羅爾德．達爾（Roald Dahl）的短篇小說《Kiss, Kiss》中有個非常美妙的故事，寫的就是一個住在書架上的大腦。以人工方式獲取營養的大腦，並不需要抓取食物的手或能走到某處覓食的腳，當然也不需要消化食物。在物理上，你可以想像大腦可以沒有身體而活著。然而，對習慣有身體的大腦來說，可能很難失去身體，因為這樣一來，它就再也沒有社交活動……

Q：大腦失去身體，就感覺不到身體了嗎？
其實是有的，有一種幻影式的接觸，我們還是能以幻覺的形式感覺到身體。不過，我希望是再也感覺不到疼痛，否則那將可能有如置身地獄，因為在這種情況下沒辦法請求別人幫我們減輕痛苦。但是，「身體的生物性功能為何」這個問題真的很有趣。身為神經學家，我會這樣說，我們身體的存在，是為了要帶著大腦到處走動，把它帶到有東西吃的地方，帶它走進社會，並走到未來的伴侶那裡。

Q：但如果這些是目的的話，我們的身體不用這麼大吧？
確實如此。但我們得有心臟血液循環系統才能跑步，也需要有消化系統才能獲取營養。而這些系統都需要空間。

Q：有時候我們會聽到這種說法：人大約只使用了百分之十的腦。
這是胡說八道，而且大多是山達基（Scientology）團體的人這樣說。我們始終使用著整個大腦，只是不會一直意識到這一點。例如開車時，我們的大腦有許多功能在運作，但其中絕大部分我們根本不會察覺到。人的大腦是如此運作的：這次是這個區域被多用一點，下次則是那個區域。而且依熟練精通程度而定，有些人腦中的特定區域，會比其他人更發達、更突出。
一個長跑健將會比不常運動的人，更常用到腦中與腿對應的區域，並因此讓它更機敏靈活。同理，經常閱讀與寫作的人，也會比幾乎不閱讀寫作的人，更常使用與此對應的腦區。此外，有種情況也會發生：某些腦區突然必須接手其他部位的任務。例如，在那些因故失明的人身上，本來一直掌管視力的大腦視覺皮質，現在會被指派其他任務。

Q：什麼任務呢？
例如觸摸印象。試想盲人如何透過指尖的敏銳觸覺，來閱讀點字。

Q：第六感是由大腦來掌控嗎？
沒錯。所謂的第六感就等同於直覺，在我的定位中，它是由我們的右腦來掌控。人的右半腦負責警惕、小心以及恐懼這類的負面情緒。我們的第六感不會說：「不要去這個或那個國家度假。」當直覺浮現時，通常是為了向我們發出「應該留意某種場合或某種人」的訊號。第六感要說的是「小心！」

Q：那些相信自己有預知能力的人，大腦是怎麼運作的？
自稱能預見未來的人，是以不同的方式來判斷狀況。他們所陳述的那些事蹟，在別人口中通常純屬不可思議的巧合。舉例來說，他們夢到自己在比賽中贏了一輛紅色的車，不久之後真的贏了一輛紅車。其實，如果每晚都做同樣的夢，不管是誰都會相信自己天賦異稟，能預見未來；但假若夢到紅色車子的人，隔天是綠色腳踏車被偷了，就不見得會把這個夢跟失竊事件聯想在一起。除非他本身相信超自然玄學，才會認為「這絕對不可能是巧合」。比較理智務實的人，頂多會這樣想：「這是某種徵兆嗎？有意思……我夢到一輛紅色的車，然後隔天綠色腳踏車被偷了。」

Q：因為汽車和腳踏車都是代步工具嗎？
正是，而且紅色與綠色還是互補色。不過還有第三類人，而對這類人來說，一切非常清楚：這個夢絕非意外，而是一種指點，我應該把腳踏車鎖好一點才對！我們在神經心理研究院所做的實驗顯示，這些自認能預見未來的人（我稱他們為「信徒」），聯想力比一般人更豐富。我們做了這樣的測試：告知參與測試者一個字，例如「獅子」，然後請他們在聽到下一個字，如「肚子」，並覺得它與「獅子」有關時，按下一個按鈕。如果在「獅子」之後聽到是「鬃毛」，參與者會比較快按鈕，因為「鬃毛」與「獅子」明顯相關，在聽到「漫遊」時也按得比較快。

Q：或是「非洲」、「斑馬」……
……與「老虎」。能快速與廣泛地產生聯想，是具創意的人的特質。然而，這其中也存在一種危險，就是把客觀事實上不相干的事物看作相關，硬是扯在一起。例如，偏執型思覺失調症（舊稱精神分裂症）患者，也會快速且廣泛地產生聯想。那些「信徒」的大腦運作機制，其實與偏執型思覺失調症患者是一樣的。

Q：有關大腦的研究由來已久，但科學上對精神疾病或慢性疼痛的治療，卻沒有多大的進展。為何會如此呢？
「我們早就開始研究大腦，但在精神疾病上的進展卻很有限」，這樣的說法很有意思。你把我們的大腦跟精神一概而論，並以此認定精神疾病就是大腦生病了。我曾研究過異肢症（Xenomelie）患者，這類人不認為某隻手或某隻腳是自己身體的一部分，最極端時甚至渴望截肢，而我的研究確認了他們大腦的某些區域與對照組不同。不過，我也不想因此做出「這種截肢意願純粹出自腦神經性因素」的結論，這應該只是部分條件。

Q：那其他因素呢？
還有網路、溝通、文化及研究本身。有時候，我都覺得自己有點觸及倫理底線，在思考是不是最好停止進行這樣的研究。

Q：停止研究的話，就不會有這種病了嗎？
這正是問題所在。我們會不會在探討這種現象時，「培育」出了一種失調？一百年前在醫學臨床上並沒有「異肢症」這種病，更確切地說，那種想截肢的渴望，在過去被視為是一種性慾異常的現象，因為有一半以上的當事者認為斷肢特別具有性吸引力。一直到今天，在日本和中國都沒有人認識這種異肢症。假如你在這些國家，問人有沒有一種身體某部分不屬於自己的感覺，對方只會認為你瘋了。而且我敢說，在那些戰火肆虐、有許多人因誤觸地雷而失去手腳的國家裡，沒有任何人會想切除自己身體某個健康的部位。

Q：回到原本的問題。為什麼即使我們不斷研究大腦，在精神疾病或慢性疼痛這些領域的治療，並沒有進展呢？
因為在我們想要找出某個答案的研究過程中，總會冒出至少五個新的非常重要的根本問題，還有五百個相關的次要問題，而對此你根本完全沒有時間去研究。不過，這樣像滾雪球般有愈來愈多的問題，另一方面也代表我們對大腦的認識愈來愈精準。拜大腦研究之賜，我們現今知道了使思覺失調者出現幻覺與妄想的大腦部位，與同樣會出現這些癥狀的嗜睡症者不同。基於這些認知，我們在藥劑學上便能做出更好的藥，而這是巨大無比的進展。精神問題會一直存在，然而人們看待它的方式將有所不同。我們想問的問題會改變，但不會變得更簡單。

Q：電腦打字在日常生活中已經快要取代了手寫了。這對我們的大腦會產生影響嗎？
肯定會。電腦打字完全不同於用手書寫，特別是當你在速記一個複雜問題的圖解時。此時，我通常會在一張紙上重點記下個別事實，或甚至把它們畫成示意圖，用箭頭把某些字連起來，也會以讓我能辨讀出來的方式劃掉某些字。手寫能力的退化，肯定會讓我們的大腦產生重大轉變。