三、人类大脑功能实验研究的发展

自20世纪50年代以来，人脑功能实验研究方法有了很大进展，但电刺激人脑研究方法的独特贡献仍不可轻视。

1.大脑病理结合行为的方法

布罗卡确定位于左侧顶叶下部的运动语言区，就是典型的大脑病理结合行为的方法。这种方法后来也被许多其他研究者所采用，如韦尼克（Wernicke，1848—1904）、格施温德（Geschwind，1926—1984）等。此方法隐含的是“减法逻辑”。“减法逻辑”的原理是，由于病理变化或手术切除，缺少了一块脑组织，从而出现了某一功能的缺失或者减弱，假设记为功能B，人们就把功能B归功于所缺损的这一块脑的（如果不缺损时的）正常脑功能。布罗卡的运动语言区以及后来其他人的工作，就是基于这样一个原理。

2.电刺激人脑的研究方法

以潘菲尔德为代表的神经科学家所做的以电刺激人脑同时观察受试者行为变化的方法，它所隐含的是“加法逻辑”，增加了这一块脑组织的活动，相应地就增加了这一块脑组织的正常脑功能。电刺激增强了刺激点的脑活动，由于刺激，引发了脑所调控的A功能的加强，因此人们就说，A功能是受刺激点的脑的功能。19世纪弗里奇（Fritsch，1838—1927）和希齐格（Hitzig，1838—1907）刺激狗的大脑皮层运动区作出的运动区的结论，潘菲尔德根据电刺激人脑引起的效果，在人脑上画出了一个“小人图”，它们所依据的原理就在于此。

但在以上两种方法中，怎样解释电刺激或损伤、切除脑的实验结果，还是存在问题的。问题在于功能的缺损或增强是不是仅仅归功于相应脑区的功能缺损或增强。因为刺激某个点，效应不一定来自电极底下这个脑区，还可能是这个脑区对其他脑区的影响。同样，损伤脑区出现了某一个效应，可能是这个脑区产生的，也可能是和这个脑区发生联系的其他脑区所产生的。正因为如此，脑功能定位学说提出以来，不同年代都有不同的学者对于严格的功能定位的看法有诸多不同的意见。下面将一一详述。

3.电生理学方法

1929年德国人伯杰（Berger，1873—1941）记录了人的脑电波，他本人就是一位临床精神病学家，他的初衷就是想看脑电波与人的精神现象的关系。事实的发展是，脑电波以后在临床上除了对癫痫有重要的诊断作用以外，对于理论方面的贡献并不是很大。与脑电图的发展几乎同时，科学家们又找到了诱发电位的方法。诱发电位是刺激，或者是脑内的刺激，或者是光线、声音、躯体皮肤方面的刺激，引起脑内的活动。诱发电位结果对于脑内的点与点之间的投射关系作出了很多贡献，但是对于精神、神智现象的理解，也没有太多的影响。再往后，人们注意了慢的电位变化，例如，准备电位（readiness potential），这是在人发动一个运动之前就出现的脑的慢电变化；以后在诱发电位的基础上，又发展了慢的事件相关电位（ERP），慢电位变化的发现以及新的方法的应用，都比以前单纯诱发电位前进了一步，有其独特的长处，但是就其对人神智的问题，贡献仍然是有限的。

4.行为结合神经元单位活动的方法

20世纪五六十年代，埃瓦茨（Evarts，1926—1985）研究猴在实行一个随意运动时，它的运动皮层单位放电变化；同时，胡贝尔（Hubel，1926—　）和威塞尔（Wiesel，1924—　）对猫和猴给以视觉刺激时，观察相应的初级视皮层V1区的简单细胞和复杂细胞的活动，这些都是开创性的工作。胡贝尔和威塞尔的工作是一个光辉范例，它揭示了人类知觉的脑内过程。近年来在运动行为方面也有很好的研究，诸如知道某一个脑区的神经元活动，专门与动物运动要达到的目标相关。所有这些，都是用动物实验的方法得到的，其优点在于能按设计作深入分析，但同样难以解决的是，缺少实验对象的主观体验报告。

5.近代无创性脑功能成像的研究

这是指正电子断层扫描（PET）以及功能性磁共振成像（fMRI）这两种方法。它们先后在20世纪八九十年代出现，为研究清醒人体的脑功能，研究人的神智活动，提供了无可比拟的优越手段。这类方法的主要依据还是脑的代谢活动，例如与血液氧的水平相关（BOLD）。这种方法往往采用的是观察脑功能成像变化与受试者对作业（task）口头报告的相关，受试者本人的体验和经验报告并不是主要目的。

如前所述，潘菲尔德应用电刺激人脑的研究方法得到了许多宝贵的材料，其非凡的特点是由病人口头报告自己的经验，同时记录受刺激的脑部位及其他必要的脑活动客观指标。但这种方法显然也有不少缺点。首先，即使是刺激引起了病人的一种体验，刺激的点是不是就是负责这项功能的，这本身就是一个问题。第二，刺激限于脑的皮层的表面，不能够做脑的深部刺激。第三，开展这类研究，既需要开颅手术的条件，还需要相当好的临床实验研究条件。第四，近年来已有不需开颅的刺激方法，譬如经颅磁刺激（TMS，transcranial magnetic stimulation），这种用磁刺激的方法不需要开颅，这已成了临床上常规可用的脑刺激方法，但是它的定位远不如直接电刺激那么准确。

可见，电刺激人脑的研究方法，有其时代的、技术的局限性。但电刺激人脑结合病人（受试者）口头报告的方法有它独特的优越性，毕竟人的神智功能最终还是要由人自己的体验表达出来，由自己把经验报道出来。也就是说，人的口头报告成了一个无可匹敌的优点。可见，电刺激人脑研究方法的独特贡献不容忽视。近年来，李伯特（Libet，1916—2007）用电刺激人脑的方法，证明人意识状态的发生需要一定的潜伏期，也可说明这一点。这也就是谢灵顿对潘菲尔德讲的那句话：“我们来问一问‘标本’的反应，一定是很有趣的。”我们或者还可以这样说，其他种种有关人脑与认知的科学资料，至少应当与人的口头报告不相矛盾。