2011年8月29日 星期一

利他性遺傳基因(3)

利他性遺傳基因(3)
人的腦大致可分成大腦、小腦和腦幹三部分。人的腦和其他動物相比,最明顯的特徵是大腦大很多。人的大腦可分成左半球(左腦)和右半球(右腦)。這兩個半球的底邊部分稱為「腦梁」。
大腦的外側覆蓋著三層薄膜,薄膜之下是灰白色的「大腦皮質」,那裡有140億個神經細胞(當然,從來沒人一個個仔細數過。)而且140億,只是「大腦皮質」的神經細胞數,不是腦全體的神經細胞數。據推測,腦全體的神經細胞數可能有1千數百億個神經細胞。
大腦與脊椎之間是腦幹。它是主宰人之所以生存的重要組織。腦幹包括間腦、中腦、橋、延髓死四部分。「延髓」最接近脊椎,它負責呼吸、血液循環、調整體溫等重要功能。
一般人認為左腦司掌語言和邏輯性思考,右腦司掌藝術性和創造性能力。然而這個沒有科學根據。
腦又可分成「前頭葉」、「頭頂葉」、「後頭葉」、「側頭葉」四部分。在「前頭葉」的前面特別稱為「前頭葉野」,這裡是人之所以為人最重要的部分。人類的感情、道德、良心之類的感覺都是這裡發揮的作用。
日常生活中的喜怒哀樂等感情從「扁桃體」送到「前頭葉野」,喚起蓄積在那兒的記憶,調整之後,反應出來。激烈的憤怒或悲傷情緒,經過「前頭葉野」的調整之後,會變得比較平穩,然後才反應出來。因此,這裡如果損傷,就會喪失感情或理智,造成人格崩潰。美國的Phineas Gage 就是個好例。Phineas Gage負責建築鐵路的監工。一天,爆破岩石的炸藥不小心引爆,放在Phineas Gage附近的一公尺長鐵棒飛來,剛好刺進他的臉部,從下顎直穿額頭。他保住了生命,經過半年治療後,他回到職場。但是他彷彿變了一個人。他變得心情浮躁、容易生氣、計畫也製作得粗枝大葉,根本無法將工作做好。Phineas Gage最後失去工作。他不斷換工作,最後去世。他的頭蓋骨和那根鐵棒現在仍放在哈佛大學的博物館。他的頭蓋骨有直徑三公分的洞。
「前頭葉野」司掌人格和理智,人會遵守社會規範或採取反社會行為全由這裡決定。有些神經學者認為反社會犯罪者和麻藥中毒患者以及統合失調症患者,都是「前頭葉野」與腦的其他領域的聯絡有缺陷之故。據說人在25歲左右,前頭葉的神經網路已經完全發育。這時候,人就成為一個完整的社會人,能夠適當判斷事情的是非好壞。可見一般人認為的20歲,其實還不算「成人」。
前頭葉還有一個重要領域,稱為「Broca 語言野」。因為是法國外科醫 Paul Broca發現的,所以用他的名字命名。因中風而這裡受到損傷的人,說話和寫字都有困難,因此這種症狀又稱為「Broca失語症」。
中風患者右半身之所以變得不自由,並且無法說話,是因為腦的左半球梗塞或出血之故。從左半球出來的運動神經和感覺神經在延髓處交叉,左右互調。所以左半球受損傷,會影響右半身;右半球受損傷,會影響左半身。
一般來講,因為中風而引起的身體障礙,男性比女性嚴重。那是因為女性連接左右半球的腦梁比男性粗之故。
往昔人們認為頭大的人,腦容量就大,自然比較聰明。可是科學家否定了這種看法。還有人認為聰明與否由腦神經細胞的數目決定。他們認為腦神經細胞在出生之後,幾乎不再增殖,而且每天消失相當的數目。所以人的年齡越大,思考力和記憶力就越差。的確,腦神經細胞的數目在出生時,最多,之後就逐漸減少。但是誰也不會認為嬰兒時期是人的一生中最聰明的時期。
腦之中,光是大腦皮質,就有140億個神經細胞,因此就算誕生後每天減少一些,也不會對腦的功能發生影響。
最近有人主張神經鍵(synapse)的數目與機能與腦的功能息息相關。他們認為腦神經細胞的數目雖然隨著年齡而減少,但是神經鍵的數目,只要有在使用腦,就不會減少。
在懷孕三星期,胎兒的腦神經細胞就開始分裂、增殖。到五個月時,胎兒的腦就大致形成。到九個月時,胎兒的腦神經細胞的數目就和成人的差不多。而且還不斷分裂,所以誕生的時候,嬰兒的腦神經細胞的數目就比成人還多。但是嬰兒的頭遠比成人的頭還小,也較輕。成人的腦重量為1200公克至1400公克,嬰兒的腦重量只有400公克,是成人的三分之一以下。
嬰兒誕生後,外界環境的刺激越多,對腦而言,學習的機會就越多,便會形成新的神經鍵,並且讓腦神經細胞的網路高度化、複雜化。
無脊椎動物等低等動物一生所必須擁有的反應,都已經事先以遺傳基因刻劃在腦神經細胞的網路上。換言之,牠們不需學習,光靠本能就可以生存。但是高等動物就不能光靠本能,高等動物必須在誕生後因應環境的變化,不斷學習,不斷修整腦神經細胞的網路,才能生存。
在腦之中,像「前頭葉野」和大腦邊緣系之類的領域,存在著影響人的態度、性格與行動的物質。影響人的性格的物質有神經傳達物質與荷爾蒙。1990年代時,科學家開始注意神經傳達物質。他們陸續發現100種以上的神經傳達物質。由於有些各別科學家發現的神經傳達物質重疊,有些是否具有神經傳達物質的機能,遭人懷疑。現在經過整理後,神經傳達物質的種類有60種。我們比較常聽到的神經傳達物質有dopamine、noradrenalin、serotonin。dopamine的功用是讓人有幹勁。dopamine分泌多的時候,讓人充滿鬥志,分泌少的時候,讓人意志消沉。
dopamine分泌少的時候,也會罹患帕金森氏症。另外,dopamine分泌過多的時候,會讓人喜歡冒險。世上有一些人喜歡冒著生命危險,攀登聖母峰或駕著小帆船橫渡大西洋,或許就是dopamine分泌過多。以色列的Richard Epstein於1996年發現人的積極性與探索新奇的性格,與dopamine有密切關係。
有探索新奇性格的人有時會成為了不起的探險家,在海底發現淹沒多年的古代都市,在熱帶雨林發現遭人忘記的遺跡。在日常生活上,很多人喜新厭舊,不斷換職業,不斷離婚,或四處流浪。這種性格的人不只限於男性,女性也有。許多女性喜歡追逐新的流行或不斷更換室內裝潢或不斷搬家。這類人也有許多是酗酒、吸毒的常犯。我猜想藝人鄭進一應該也是dopamine分泌過多。
serotonin與dopamine相反,它的作用在抑制高昂的情緒,讓焦慮感鎮靜下來。開汽車時,必須有油門踏板與煞車踏板。在適當的時機踩適當的踏板,開汽車才會順利。人也是一樣,如果要活著舒適,就必須分泌適度的serotonin與dopamine。
(待續)
理州上 2011年8月好日

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