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意识存在于哪里？
这是困扰人类几千年的问题。在古代，我们的祖先相信意识存在于心中。这可以从我们学过的古诗中看出。就像李白写的:“我牵挂着我的心和明月，我会跟随你到夜郎的西边。”我担忧的地方是我的心，而不是其他地方。
然而，随着科学的发展，尤其是解剖学的发展，人们发现心脏似乎只是一个泵血的肌肉，我们的意识应该储存在我们的大脑中。但是，因为大脑太复杂，解剖对此无能为力。直到现代脑电图、脑外科等技术成熟，脑科学才开始快速发展，我们才逐渐揭开了大脑的神秘面纱。
大脑不等于大脑
脑图来源:维基百科
大脑是人类神经系统的中枢器官，它与脊髓一起构成中枢神经系统。大脑包括三个部分:大脑、小脑和脑干:
大脑是人脑最大的部分，也是我们意识的来源。小脑影响运动的开始、计划和协调，主要起维持身体平衡的作用；脑干是控制各种生命活动的中枢，比如维持心跳和呼吸，这些都是由脑干自主维持的，所以我们在无意识或者睡着的时候还是不要忘记呼吸或者心跳。人们不能因此屏住呼吸，因为当我们屏住呼吸进入昏迷状态时，脑干会自动接管对呼吸的控制，从而使我们能够恢复呼吸。
虽然小脑和脑干对基本生命活动的重要性甚至超过大脑，比如植物人的大脑基本停止工作，但光靠脑干还是可以维持基本生命体征的，一旦脑干停止工作，就会宣告患者脑死亡，也就是医学死亡；然而，我们意识的产生只与大脑有关。大脑的不同区域控制着我们的个性、情绪、记忆和身体运动...
大脑的结构来源:百度百科
这些结论是怎么得出的？我来介绍两个脑科学和医学外科学的“黑历史”，给大家看看大脑的功能和神奇。
大脑皮层:意识的物质基础
大脑皮层，顾名思义，就是大脑表面的灰质。我们都听过一句话，大脑表面的沟壑越多，人就越聪明。这句话有一定的科学道理。大脑皮层是人体的思维器官，是高级神经活动的物质基础。大脑表面不平整，是为了增加大脑皮层的面积。大脑皮层面积越大，人就会越聪明。
在结构上，大脑皮层分为两个半球，包括额叶和顶叶。不同的大脑区域扮演着不同的角色。比如枕叶负责接收视觉信息，顶叶负责处理运动指令和身体感知，而听觉信息由颞叶处理。
1.脑外科的“黑魔法”——额叶切除术
额叶是大脑发育最高级的部分，要到25岁才会成熟。它包括原发运动区、前运动区和前额叶。额叶位于中央沟的前方，中央沟是我们前额后部的一个大脑皮层。它负责思考、计算和个人情绪，使活动服从于坚定的意图和动机。
来源:Sebastian 023，CCBY-SA 3.0，https://commons.wikimedia.org/w/index.php?库里德=21020857
基于额叶的重要功能，额叶被认为是高级认知功能的基础。但是为了实现这一点，我们付出了惨痛的代价。
1935年，为了治疗精神病人，莫尼兹在额叶注射酒精杀死神经细胞，从而切断了额叶与其他脑区的联系。术后患者基本没有了以往的癫狂、躁动、抑郁等行为，没有留下任何严重的后遗症。这种手术在moniz发布后，很多医生也尝试了这种手术，效果喜人。因此，莫尼兹匆忙下结论:“额叶切除术是一种简单安全的手术，很可能是一种能有效治疗精神障碍的外科手术。”莫斯利获得了1949年的诺贝尔生理学或医学奖。
然而，噩梦开始了。
1945年，弗里曼博士发明了一种简单快速的额叶切除术——“冰锥疗法”，即使用小锤子将冰锥从眼眶刺入大脑，然后搅拌冰锥，切断额叶与其他部位的连接。这种方法的优点或缺点是操作极其简单，即使没有很好的消毒，一个小诊所就可以进行手术。
操作简单，技术难度低，导致该技术被滥用。人们不仅用它来“治疗”重症精神病人，还“治疗”一切与行为有关的“疾病”。在日本，甚至因为孩子调皮捣蛋，成绩不好，就往脑子里捅冰锥。
冰锥疗法来源:百度百科
额叶切除术的后遗症在20世纪50年代开始被大规模报道。虽然精神疾病的症状有所缓解，但这些患者的高级思维活动却被破坏了，看起来呆滞，任人摆布，就像行尸走肉一样。
20世纪50-70年代，随着负责人高级认知能力的额叶功能的发现，额叶切除术也退出了历史舞台，脑科学终于翻开了历史上最黑暗的一页。
2.左右交互——“裂脑人”实验
大脑有两个半球，它们通过一种叫做胼胝体的结构连接在一起。如果你切断胼胝体，你会隔离左右脑之间的联系。这叫“裂脑人”。尸体解剖用于治疗严重癫痫患者。我们知道，癫痫是大脑中的一种异常放电。切断胼胝体可以防止电流在两个半球之间扩散，降低癫痫发作频率，缓解癫痫发作症状。
一个左右脑交流完全被阻断的人，无疑是脑科科学家研究大脑功能和意识生成的绝佳实验对象。自1962年以来，两名医生，斯佩里和加扎尼加，对四名胼胝体被手术切除的癫痫患者进行了著名的大脑分裂实验。本实验主要从视觉、触觉和听觉三个方面进行。
右脑只能聚焦注视点左侧的视野，左脑则不能。实验团队应用这一点设计了一个视觉实验。
视神经信号传输线来源:https://ignostudies.hypotheses.org/5280
实验中，实验者让“FACE”这个词在被试者正确的视野中快速闪现，他们能准确说出自己看到的单词；然而，当这个词在左视野中快速闪过时，受试者会说他们什么也没看到，但当被要求画他们看到的东西时，他们会画一张脸。
这个实验显示了三个重要信息:
首先，左右半球都能识别图像和文本信息。很容易理解，左右脑都能对实验中我们给的“FACE”这个词做出反应；
第二，语言中枢位于左半球。因为当我们说“FACE”投射到屏幕的一侧时，根据上图，“FACE”的视觉信息被传递到大脑的另一半。但由于此时胼胝体被切断，左右脑失去联系，信息会停留在大脑当前的一半，只能调用自己的功能，而不能借用大脑另一半的功能。因此，当单词投射到屏幕右侧时，主语可以说出名词；而投影在屏幕左侧主题只能说“没事”。这种现象说明只有左脑才有语言中枢。
第三，右半球可以通过行动来表达自己。实验中，右脑可以控制左手写“FACE”这个词，说明右脑有一个运动中枢，可以通过控制肢体的行为来表达自己。
触觉和听觉实验也证明了这三点。例如，在触觉实验中，当右手触摸一个物体时，受试者可以说出他得到了什么。当左手触摸物体时，主体会说他没有收到任何东西，但他可以用左手写物体。在听力实验中，得到了同样的结果。右手和左手都能对声音刺激做出反应。
在后续的实验中，还发现右脑可以表达情绪，说明右半球也具有高级思维功能。左右半球是各有特长，还是本质相同？
答案是前者。通过受试者左右手分别绘制立体图形的绘图实验，发现右半球在空之间具有更强的加工能力。
在涉及空之间关系和形状的视觉任务中，如下图所示，左手更擅长临摹3D图片。
受试者的模仿映射结果来源:维基百科
积木实验也说明了这一点。受试者的左手可以将积木做成所需的形状。但是右手无论如何也做不好。当右手笨拙地放着积木时，左手甚至帮不上忙。
这些实验都表明，两个分离的半球有各自独立的意识领域，每个半球都有独立的高级心理功能。但是两个半球并不等价，各有各的优势。
脑科学展望:带USB接口的人脑？
脑科学在今天依然高速发展，正在将科幻电影中才能看到的场景变为现实。
脑机接口，或许大家都听过这个名词。通过脑机接口技术，我们可以在大脑中直接输入和输出信息。这项技术有多科幻？它让我们能够在床上体验“真实”的3D电影，直接将大脑中的画面投射到屏幕上……这些看似强大的空技术可能会在不久的将来出现。
事实上，脸书正在与加州大学旧金山分校的团队合作，试图开发一种新的无创脑机接口设备，并取得了可喜的成果。这款设备利用红外光接收外界的大脑信号，可以直接读取用户脑海中的文字。通过进一步的研究和改进，这项技术将帮助那些不会说话或失去一些语言能力的人在未来更好地与他人交流。
除了这些，脑科学与计算机、人工智能等领域也在相互促进，人工脑、强人工智能...越来越多的技术被发明，越来越多的想法被提出，越来越多的科幻小说成为现实。在大脑的探索中，我们还在路上。
