查尔斯·惠特曼作为1966年堪萨斯大学枪击案的凶手，要求科学家在死后研究他们的大脑，这成为神经科学家深入研究人类暴力的开端。如今50多年过去了，科学家们发现了许多与暴力相关的大脑区域，这些区域为我们未来预防和治疗此类杀戮提供了神经科学基础。
作者|道格拉斯·菲尔兹
翻译|朱
2017年，在拉斯维加斯曼德勒湾酒店32楼，一名枪手用步枪向人群发射了1000发子弹，造成58人死亡，869人受伤。枪手在案发现场自杀，随后他的大脑被运到斯坦福大学。科学家试图从神经科学的角度分析这个大脑，解释这个恶性事件。
科学家能从罪犯的大脑中找到什么吗？事实上，有许多东西将被科学家发现。虽然目前还没有针对杀人行为的基因检测，但是研究有这种行为的人的大脑，可以让我们对大脑如何控制暴力行为有一个深刻的了解。
神经科学家通过一些实验方法，包括行走、语言、阅读等，在大脑中发现了负责其他复杂人类行为的神经回路。同样，他们也可以用这些方法找到控制攻击行为的神经回路，这些新发现有助于揭示极端暴力的神经生物学基础。
自然界中，身体暴力是适者生存的核心策略，所有动物都会进化出特定的神经回路来执行和控制攻击行为。1920年，沃尔特·赫斯在一项动物实验中用电刺激猫，发现下丘脑深处有一个控制攻击性暴力的脑区。实验结果还表明，当其他不可控的冲动或行为发生时，这个区域会被激活。人类也有同样的神经结构，叫做下丘脑攻击区。
这一发现导致了蜥蜴脑的流行概念，即人类的原始冲动是由远古时期进化而来的神经中枢控制的。在某些情况下，改变这些神经功能会引发类似人类野兽的行为。从赫斯开始，在接下来的一百年里，神经科学家一直在探索大脑中哪些回路负责向下丘脑攻击区传递信息，从而激活或触发攻击行为。
最近的新技术可能能够解决这些问题，例如光遗传学，一种可以控制神经回路开关的实验技术。还有一个光纤内窥镜，通过它我们可以记录实验动物有暴力行为时神经元的放电情况。事实上，现在我们有能力找到控制愤怒和攻击的神经回路。
从生理角度来说，不断的挑衅会激起人类的攻击性。从神经科学的角度来看，大脑中只有少数几个神经回路可以控制这种行为，我们还在寻找和了解它们是如何工作的，这是一项非常重要的工作。因为我们大脑控制攻击性行为的能力对于个体的生存非常重要，一旦疾病、药物或精神问题破坏了控制攻击性行为的神经回路，就可能产生严重的后果。
攻击行为的神经回路
发起暴力行为一般是危险的，但是在我们进行暴力行为之前，广泛分布在大脑各个区域的相关神经回路已经被激活。为了从大脑结构上更好地理解攻击行为，我们可以打个比方，比如大脑和蘑菇非常相似。蘑菇表面有一层薄膜，其实相当于大脑皮层。大脑皮层虽然差不多有3毫米厚，但却是认知功能较高的核心区域，正是大脑皮层的存在，使人类有别于其他动物。此外，大脑皮层还控制感觉和运动的整合，甚至控制意识。当然，大脑皮层在动物攻击中也起着关键作用。
杏仁核是大脑皮层下的神经结构，可以快速处理感觉信息，尤其是与潜在威胁相关的输入信息。这个区域相当于蘑菇柄的顶部，杏仁核连接和处理大脑皮层和下丘脑之间的信息。这种杏仁状的结构是感觉信息进入大脑的关键节点，包括来自大脑皮层的信息，如做出的决定等高级信息。
下丘脑位于丘脑沟下方，形成第三脑室下部的侧壁和底部。它是神经中枢、边缘系统和网状结构的重要接触点，是垂体内分泌系统的兴奋场所。这个区域位于蘑菇柄的顶部，负责控制无意识的身体功能，如调节心率、体温、呼吸、睡眠、注意力和向脑垂体释放激素。下丘脑也是一个感受情绪和发起攻击行为的区域。
脑干类似于蘑菇柄，是大脑连接脊髓的区域，负责在两者之间传递信息。另外，我们需要知道人脑是对称地分为两个半球的。以杏仁核为例。大脑左右半球各有一个杏仁核。
因为大脑中有许多控制攻击行为的脑区，大脑可以根据情况对危险做出快速或缓慢的反应。
暴力的根源
在一些人体实验中，科学家发现杏仁核可以控制暴力情绪。20世纪60年代，西班牙神经科学家何塞·曼努埃尔·罗德里格斯·德尔加多在一名妇女的右杏仁核中埋下了一个电极。这位女士以前会安静地弹吉他，但受到电的刺激后，她立刻停止了演奏，愤怒地扔掉了这些乐器，然后开始敲打周围的墙壁。事实上，每当动物因为强烈的情绪而做出暴力行为时，它们需要克服很多阻力。每当一个人决定发起攻击时，他很可能会被对方回击，这可能会导致攻击者严重受伤或死亡。当一个人在危险中逃跑时，他会有严重的羞耻感。
当然，在老鼠和人类中，控制愤怒和暴力的不仅仅是杏仁核。一些研究发现，当雌性保护幼崽并赶走入侵者时，大脑中隔的某些区域会被激活。大脑隔膜控制强烈的情绪反应，如爆炸性的愤怒，在性行为和其他奖励活动中也更活跃。20世纪50年代，詹姆斯·奥兹和彼得·米尔纳发现，当电极埋在大鼠大脑中隔时，大鼠会按下开关控制电流持续刺激隔，每小时可达5000次，直到大鼠筋疲力尽。如果你刺激人的隔间会发生什么？当德尔加多刺激女性受试者的隔膜时，她们会感到性欲高涨，甚至达到高潮。
在动物研究中，科学家发现终末纹状体床核的神经元在母体攻击时被激活，也表达去甲肾上腺素受体。这个脑区与下丘脑相连，控制自主神经反应和一些激素的释放，如催产素和多巴胺，它们可以调节压力和情绪。同时，终纹床核也接受来自大脑皮层的信息。
与攻击行为相关的神经回路可以来自高级或低级大脑区域。例如，前额叶皮层可以通过抑制或刺激边缘系统来抑制冲动或引起高级认知加工区控制的攻击性行为。前额叶皮层引起的“自上而下”的控制不同于“自下而上”的反应。比如你感知篮球突然飞起来，你就不会有任何高级的意识思维。在实验动物和人类中，如果前额叶皮层和边缘系统之间的联系减弱，可能很难控制冲动行为。
大脑的奖赏中心包括纹状体和伏隔核，这也是多巴胺起作用的地方。这些结构共同构成了控制攻击行为的神经回路的另一部分。许多成瘾药物，如甲基苯丙胺和可卡因，可以从大脑中释放多巴胺，并激活这些奖励中心的神经回路。当雄性老鼠成功击败入侵者时，它会继续挑衅，并试图继续与它战斗。但是如果这个信号通路被药物阻断，雄性老鼠就会停止攻击。
我们将从许多攻击中获得这种回报，例如优越的控制、欺凌甚至残忍的暴力犯罪。在现代社会，我们的食物会通过市场提供，所以我们会失去杀戮带来的快感，但我们可以通过狩猎和捕鱼等娱乐活动来弥补奖励感的缺失。
暴力的性别偏见
预测攻击行为最重要的单一因素是性别。根据联邦监狱管理局2018年的数据，93%的罪犯是男性。在动物界，攻击性与性别有着显著的关系，这说明暴力与性别的关系背后有着强大的生物学基础。性激素对控制攻击行为的神经回路有很大的影响。无论是哺乳动物还是灵长类动物，只要是群居动物，雄性都会迫于自然选择的压力，增加攻击行为的概率，从而获得交配权，提高社会等级，掠夺更多的食物，保护领地。
加州理工学院的神经科学家大卫·安德森和他的同事研究了性行为和攻击性之间的关系。他们发现，同样的神经回路可以在爱恨情仇的极端行为中发挥作用。从生理学的角度来看，性行为和攻击性行为可能有许多相似的特征。这两种行为都能激发个体的强烈反应，只要能完成，就能激活大脑的奖励系统。在自然界中，性行为和攻击性行为是相互关联的，它们受相似的环境和内部身体状态的影响。例如，雄性动物在交配季节更具攻击性。
科学界已经知道，交配行为可以通过下丘脑攻击区来控制，电刺激这个区域可以引起动物的交配和攻击行为。同样，当研究人员使用Fos蛋白来鉴定神经细胞的活性时，他们发现下丘脑的神经细胞在攻击和交配行为中都很活跃。林大宇以前在安德森实验室做研究，现在是纽约大学教授。她还曾经在老鼠的下丘脑中嵌入金属微电极。她发现，在老鼠的攻击和交配行为中，下丘脑的神经细胞放电更频繁。此外，林大宇和安德森都发现，当借助光纤内窥镜激活小鼠下丘脑细胞时，小鼠会有攻击或交配行为，改变神经细胞的放电频率也可以切换这两种行为。
控制暴力
通过实验室的这些发现来探索残忍的杀戮，是我们的一个重要目标。而一场发生在50多年前的悲剧，让我们开始研究杀戮行为，这或许可以防止悲剧重演。1966年8月1日，美国前海军士兵查尔斯·惠特曼在向母亲开枪后，用刀杀死了妻子，然后带着三把刀、700发子弹和七把枪来到奥斯汀堪萨斯大学的一座塔上。在那里，惠特曼用枪打死了14人，打伤了30多人。临死前，他要求研究他的大脑，以确定他是否患有精神疾病。
法医分析发现，凶手大脑靠近杏仁核处有一个小肿瘤。精神病专家在鉴定报告中写道:“恶性脑瘤可能使他无法控制自己的情绪和行为”。然而，这只是猜测，专家也无法得出明确的结论，那就是肿瘤是否造成了惠特曼的精神问题，从而导致他发动大规模杀戮。毕竟很多人都有脑损伤或者脑瘤，但是这些人并没有成为暴力杀手。
目前还没有研究表明，拉斯维加斯悲剧的凶手斯蒂芬·帕多克的大脑异常。即使有病理证据，我们仍然没有办法找到脑肿瘤与杀人行为之间的因果关系。此外，麦克阿瑟暴力风险评估研究的统计数据显示，患有精神疾病的人可能不会比其他人更暴力、更具攻击性。
另一种可能是围场的大脑神经系统没有异常。当科学家预测暴力性行为时，主要风险因素包括年轻人、男性、药物滥用和社会经济基础低。2003年，加拿大安大略省皇后大学的希瑟·斯图尔特写了一篇综述，他在其中指出，大约三分之一报告暴力的人没有被诊断出患有精神疾病。70%与精神问题有关的暴力犯罪与吸毒有关。现在我们知道酒精和可卡因会损害与攻击行为相关的神经回路，所以我们几乎可以肯定药物滥用和暴力行为之间有着密切的关系。
新答案，新问题
50多年前，检查惠特曼大脑的专家认为，不可能将脑瘤与犯罪行为联系起来，因为当时的科学家对这个领域知之甚少。当时的报告指出:“根据我们现有对大脑功能的理解，我们无法解释惠特曼在1966年发起的暴行，”报告还提到。“这个案例提醒我们，科学界需要进一步了解大脑功能和行为之间的关系，尤其是暴力和攻击行为。”1966年，核磁共振还不存在，神经科学还处于早期发展阶段。现在，我们对攻击行为的神经科学基础有了新的认识，与此同时，开展神经科学研究的新技术也随之诞生，可以从不同角度帮助我们解开惠特曼暴行之谜。
德国马德堡大学的精神病学家伯恩哈德·博格特和他的同事利用核磁共振成像和电脑断层扫描检查了暴力和非暴力罪犯的大脑。他们发现暴力罪犯更容易出现大脑异常。例如，162名暴力罪犯中有42%至少有一个大脑区域异常，而125名非暴力罪犯中只有26%有异常，而52名普通人中有8%有异常。这些异常部位包括前额叶皮层、杏仁核和其他控制杏仁核和下丘脑的区域。
与攻击行为相关的神经回路的发现可能会为相关问题提供新的答案，但也可能会抛出新的问题。每个人的基因和经历都不一样，所以在发育过程中会形成不同的神经回路，这可能就是人类和实验动物具有不同程度和类型攻击行为的原因。此外，前额叶皮层在人类20岁时就能充分发育，这就是为什么在美国未成年人不必承担与成年人相同的刑事责任。
正是因为前额叶皮层等区域的神经发育缓慢，我们才能从生物学的角度理解席卷美国的校园枪击事件。最终，我们可能会用药物、精细手术、脑刺激等方法来调节神经回路，从而减少暴力。如今，越来越多的罪犯因暴力行为而入狱，但他们的大脑却异常，这给未来的法律判决带来了巨大的道德挑战。同时，我们在检测精神疾病患者时，是否也需要借助头皮脑电图和脑扫描来发现病理特征？这可能是惠特曼写遗书时想知道的，这也是他在犯下血腥罪行后要求检查大脑的原因。
作者简介:
R Douglas Fields专注于认知科学，是马里兰大学帕克分校神经科学的兼职教授，也是美国国家儿童健康和人类发展研究所神经发育和神经可塑性研究小组的负责人。
译者简介:
朱玉刚，浙江大学基础医学院博士生。
余燕琴是浙江大学基础医学院的教授。他的研究兴趣是睡眠和情绪相关疾病以及学习和记忆之间的关系。
