大腦不思議：圖說腦科學發展的神奇時刻(WP01009)

類別： 自然‧科普‧數理>科學
叢書系列：方寸文創
作者：汪漢澄
出版社：方寸文創
出版日期：2022年12月16日
定價：380 元
售價：300 元(約79折)
開本：25開／平裝／324頁
ISBN：9789860690705

【【作者自序──前往大腦的導覽圖】｜【被附身的手】】

▼  【被附身的手】

──人對自己肢體的「擁有感」竟非天經地義，顛撲不破？

我們從出生就帶來會動的四肢，並且對大部分的人來說，手腳會跟著自己一輩子，聽從指揮，學會各種各樣的新技能，做出任何想要它們做的事，不是嗎？換句話說，我們非常習慣自己的兩手與兩腳，是「我」這個個體密不可分的部分。應該很少有人會去想像，有一天一隻手忽然脫離了控制，擁有了自己的意志，隨意做它自己想做的事，甚至攻擊主人吧？

在一九六四年出品的經典電影，由史丹利．庫柏力克（Stanley Kubrick）執導，彼得．謝勒（Peter Sellers）主演的《奇愛博士》（Dr. Strangelove）中，主角奇愛博士的身上就發生了這麼難以想像的事。他的右手不聽指揮，會自己做出種種怪異的手勢，胡亂揮舞，甚至還會去掐住博士的脖子，逼得他要用左手強力拉開它，以免自己的右手把自己掐死。

另一部一九八七年出品的恐怖片，由山姆．萊米（Sam Raimi）執導，布魯斯．坎貝爾（Bruce Campbell）主演的《鬼玩人》（Evil Dead II）中，男主角的右手被邪靈附身，不斷攻擊自己，逼得男主角不得不「壯士斷腕」，忍痛把自己的右手切掉，裝上電動鏈鋸，對邪靈展開反擊。

▋手有了自己的意志？
自己的手不聽自己的指揮，會做出種種奇怪甚至危險的動作，這種情節照理說只應該在幻想或恐怖電影中才會發生。然而大師級的德國神經科醫師寇特．郭德斯坦（Kurt Goldstein），在年輕時卻真的遇到了這種不可思議的怪事。

一九○八年，三十歲的郭德斯坦看了一位五十七歲的女病人，這位病人說她的左手「擁有自己的意志」，會不受控制地動來動去，碰到了什麼物品就自動把玩一下，如果沒有用眼睛緊盯著，根本就不知道自己的左手正在幹些什麼事。更恐怖的是，這隻手好像懷有惡意，跟奇愛博士的怪手一樣，時不時會掐住這位女士自己的喉嚨，迫使她要用另一隻手來拉開它。事實上，這位女病患真的就對郭德斯坦醫師說：「這隻手一定是被邪靈附身了！」

年輕而聲名早著的郭德斯坦醫師，對這個奇異的現象感到大惑不解，也不知該怎麼去治療它，於是就像任何一位具有研究精神的醫師一樣，把這個看不懂的怪異病例寫成了論文，刊登在德國的《神經及精神科期刊》上面。
郭德斯坦雖然首度針對這個症狀發表了論文，但他並不是第一位見識到這類怪異疾病的醫師。就在他發表這個病例的前幾年，同在德國的另一位神經科醫師雨果．卡爾．利普曼就曾經在他的大作《失用症》當中，描述過某病人的類似症狀：「??他的左手做什麼都很正常，但右手會自己做些不相干的動作，……倒水的時候，左手才剛拿起水瓶，右手就把空杯子湊到了嘴邊，……右手還常常自動地把左手拉到身前，然後拍起手來。」

在郭德斯坦醫師與利普曼醫師的報告之後，陸陸續續也有其他醫師發表了類似的病狀。這種怪病雖然並不常見，只被零零星星看見過，但由於太過光怪陸離，所以特別引起醫學界注目。從一九四○到六○年代間，接連有不少相關的病例發表出來，直到一九七二年，才由法國的布里翁（S. Brion）與傑帝納克（C.P. Jedynak）兩位醫師，在他們用法文發表的論文中，整理了一些病患的症狀，然後替這種怪病定下了「異手症」（法文： la main etrangere，翻譯成英文： alien hand）的病名。

▋大腦排線出了問題
異手症的症狀，在旁觀者看來，已經夠驚詫的了，可想而知，患者本人體驗起來，更是非常恐怖。曾有病人這樣描述自己的症狀：
「我當時正在坐公車，發現有一隻手從我的右後方伸過來，想要抓住我。它牢牢抓住了我的褲腿不放。起先我以為有人在攻擊我，可是隨即發現，那是我自己的右手。怪的是，我的眼睛明明看到那是我的手，心裡卻總感覺那不是我的手。後來那些手指做出爬行的動作，接著整隻手臂也跟著抽躍起來。我實在控制不了它，最後只好用我的左手把它抓緊，壓制下去。」
異手症雖然不時見於文獻，但在現實中卻非常見。我自己在多年的神經科醫師生涯當中，也只看過四、 五例而已，大多數都是腦中風所造成的。每一位的臨床表現都很「精彩」：有些病人的手會大幅度揮動，做出種種怪異手勢；有些病人的手會自發摸索周邊的任何器物，摸到了就緊抓不放，或者做出要使用那器物的動作；還有些病人在想要用正常的那隻手做事的時候，那隻「異手」就會過來搗蛋干擾，不讓他完成。

異手症在各個不同的病人身上表現都稍有不同，然而其共同的特徵就是：一、病人覺得那隻手不屬於自己；二、對於那隻手做出的動作，病人自己不知道也不能控制，有如受到他人操控一般。妙的是，如果去碰觸病人的那隻異手，或者用針刺它，病人還是有正常的觸覺與痛覺，但他偏偏就「認定」那隻手不屬於自己。除了這些共通的認知異常之外，異手症的種種動作表現就如前面所描述那樣各有不同。

異手症對腦科學的貢獻，並不只是症狀精彩，提供談助。最重要的是，這樣奇特的病例大大刺激了醫師與科學家的思考：神奇的異手症到底是如何產生的呢？大腦對身體的控制，是不是還有很多我們所不知道的祕密呢？

歷史上有案可查的異手症病例，很多都是接受了「胼胝體切開術」的病人。前文〈大腦的兩個靈魂〉已介紹過胼胝體切開術，就是把病人腦中連結兩邊大腦半球的胼胝體切斷。如果把兩個大腦半球想成是兩部超級電腦，胼胝體就是一大把排線，它把兩邊的主機連結，好讓彼此能互相傳遞訊息。像這麼重要的構造，醫師當然不可能沒事去切斷它。胼胝體切開術的發明是不得已的，是為了控制頑強型癲癇症。癲癇是大腦異常放電，這種異常電波會經由胼胝體這個排線，從一邊大腦半球「傳染」到另一邊，造成癲癇病情的惡化。所以，在有效的抗癲癇的藥物還沒有問世時，胼胝體切開術就是防範癲癇電波由一邊大腦蔓延到另一邊的「沒有辦法中的辦法」。

除了接受過胼胝體切開術的病人可能產生異手症後遺症之外，其他像胼胝體生長腫瘤、胼胝體中風等等，也都可能產生類似的症狀。比方說，前面所提到為異手症命名的布里翁與傑帝納克兩位醫師，他們所見到的就是一些胼胝體長瘤的病人。
總而言之，追究許多異手症患者的病因，都與胼胝體被破壞脫不了關係。這讓腦科學家與神經科醫師開始思考：異手症的肇因是否是由於兩邊大腦半球之間互相的聯繫溝通出了問題？為什麼兩邊大腦半球之間的溝通不良，會造成一隻手不受掌控呢？
這就牽涉到大腦半球的「優勢」現象。

▋腦公司的決策、設計、生產與品管
大腦半球的優勢，是怎麼一回事？人類的兩個大腦半球，雖然大小形狀都差不多，看似一模一樣的反射鏡像，但實際上它們各自擅長的事情卻不太一樣，有點像兩位彼此合作無間的伙伴，長處卻各不相同。一邊的大腦半球，對於自己所擅長的那項工作而言， 就是占有優勢的半球， 稱為「 優勢半球」（dominant hemisphere）。比方說，絕大多數人的語言功能都在左大腦半球，所以大多數人的語言優勢半球就是左半球。而絕大多數人的肢體動作功能也以左半球為優勢半球，左半球管理的是右邊手腳的動作，這就是為什麼大多數人的右手都是「優勢手」（dominant hand），比較靈活，而只有少數人是左撇子。

雖然照理來說，兩邊的大腦半球都獨立指揮對側的那隻手，然而實際上優勢半球除了指揮優勢手之外，它對那個掌管非優勢手的非優勢半球，也有一定程度的掌控。在這樣的統一指揮之下，兩邊的手才不會各自為政，互相干擾，這叫作「天無二日，國無二君」。而這種優勢半球（通常是左半球）對非優勢半球（通常是右半球）掌控命令的傳達，就非經過胼胝體不可。胼胝體一旦被切斷了，非優勢半球頓時失去了優勢半球的掌控命令，自然就不管優勢半球，自己做自己的老闆，鬧起了獨立。忽然自己當家作主起來的非優勢手，就立刻興高采烈，亂動起來，甚至去干擾優勢手想要做的動作，成為異手症中的那隻「異手」了。

這個「因失聯而失控」的理論，曾經一度被認為可以完美解釋胼胝體切開術病患會發生異手症的緣故。但是隨著異手症的病例越來越多，以及大腦的影像檢查技術越來越進步，有很多新的問題就產生了。比方說，有不少異手症的病例，他們的胼胝體根本就沒事，而是腦的其他位置有所損傷，甚至有一些患者的異手症就發生在他們的優勢手，而不是非優勢手。對這一部分的病人來說，「非優勢半球因為失去掌控而鬧革命」的假說，顯然就說不通了。所以這又激發了專家進一步去想像與研究。

我們肢體的動作，例如伸手去拿一杯水，看似簡單不假思索，實際上卻相當複雜，要動用到大腦許多區域中無數神經元的交互作用，才能克竟其功。近年機器人的發展非常快速，日趨成熟，然而光是要機器手臂拿起水杯，就讓科學家絞盡腦汁，要寫出極複雜的程式，再使用極龐大的電腦運算能力才能做到，更不用說那些更精細的動作了。所以，人類的大腦對肢體的控制機能，比起任何超級電腦都要來得神祕，想要破解它沒有那麼容易。而正是針對異手症這個特異症狀的研究，幫助了腦科學家進一步窺見大腦指揮肢體動作的奧祕。

醫學造影技術的進步，可以讓臨床醫師以及神經科學家比以往更加精確定位出異手症病人腦部受損的區域。他們發現，除了胼胝體之外，異手症最常見的病變位置在額葉，尤其是額葉的內側。另外有少數異手症病人的病變位置則在比較靠後面的區域，包括頂葉，甚至是枕葉。這些位置都是所謂的「動作相關區域」（motor association areas），而非「主要運動皮質區」（primary Motor Cortex）的所在。

另外，自本世紀以來，功能性磁振造影的技術漸漸成熟，廣泛應用在腦科學的人體研究。它可以在正常人的肢體做任何動作，甚至僅在開始產生動作的意念時，就即時看到相對應的腦部活動。因此，我們對於肢體做出動作之前、當下、之後，大腦分別發生了什麼事，就有了更清晰的概念。

直接指揮手臂的肌肉收縮出力的，就是腦的「主要運動皮質區」，然而整個動作的設計、起動，以及全部動作過程中的監控，牽涉的就遠遠不只主要運動皮質區，而要靠前述所有的「動作相關區域」與主要運動皮質區相互配合才行。

用比喻來說好了。假設大腦是一家大公司，它的產品之一是「拿起一杯水」，那麼額葉就是公司的老闆兼企劃，他決定要做這個產品，然後又指定了整個產品的規格要求。主要運動皮質區就是生產部，負責實際動作，產出「拿起一杯水」這個實物；而頂葉與枕葉這些區域則是品管部，負責即時監控產品製造過程中的每一步，看有沒有符合老闆的要求，並隨時指示生產部加以修正。

如果決策、設計、生產與品管都沒有問題，我們就可以期待「拿起一杯水」這個產品出來時，是相對完美的。但若是最後出現了「手搆不到杯子」、「手拿不動杯子」或是「手把杯子打翻了」這些瑕疵品，我們就可以斷言在決策、設計、生產與品管當中有一個或多個環節出了問題。有經驗的觀察者，通常也可以從這個瑕疵品的缺陷特徵，回推當初到底是哪些生產環節出了問題。

這個概念讓腦科學家對於「動作相關區域」病變所造成的異手症，有了更深入的了解：額葉有了病變損傷，就如同上面說的那家公司的老闆生病了，停止了產品的決策與企劃，然而生產部的主要運動皮質區卻照樣開工，所以會做出種種缺乏規劃、隨便製造、不知何時該動何時該停的動作。而若是負責品管監控與回饋的頂葉與枕葉因有了病變損傷而停工，則會讓老闆完全沒辦法知道生產的動作是否正確，也無從修正，同樣會導致自發性的紊亂動作。

▋以假亂真的橡膠手幻覺
異手症症狀中的「病人做出自己不知道也不能控制的奇怪動作」這一點，至此大概有了解釋。然而它的另一個主要症狀：「病人覺得那隻手不是屬於自己的」，又是怎麼回事呢？我們「覺得自己的手屬於自己」，豈不是與生俱來、天經地義的事嗎？難道我們對自己身體的「擁有感」都可以被改變嗎？

美國匹茲堡大學精神醫學科與心理學科的兩位學者馬修．波特溫尼克（Matthew Botvinick）與約納森．科亨（Jonathan Cohen），在一九九八年設計了妙不可言的實驗。他們的實驗結果，以及其後許多腦科學家依據這個實驗原型所設計的其他類似實驗的發現，頗有「毀三觀」的效果。這實驗稱為「橡膠手幻覺」（the rubber hand illusion），方法非常簡單，也不需要複雜的儀器，有興趣的讀者可以找自己的朋友當實驗品試試看。

實驗過程基本上是這樣的：讓受試者坐在桌前，兩隻手都平放在桌面。把他的一隻手（比如右手）用布蓋起來或用遮板隔開，讓受試者自己看不到，然後在靠近身前的桌面放一隻橡膠假右手，把根部蓋住，前端讓受試者看到。接著用兩把毛刷同步去刷他被遮起來的真右手與眼前的橡膠右手，刷了幾分鐘之後，奇妙的事發生了，有高達八成的受試者會開始認為那隻橡膠右手是自己真正的右手。若此時把受試者的眼睛遮起來，請他用左手指出自己右手的位置，他所指會更偏近那隻橡膠手。而你若是在此時拿根針作勢向那隻橡膠手扎下去，他會尖叫著把他那隻真右手抽回。

橡膠手實驗製造出的幻覺非常不可思議，完全違背一般人的直覺。我們平時都理所當然以為，屬於我的肢體就是屬於我的，沒有人能夠騙倒我，想讓我相信我的手不是我的手，根本辦不到。可是事實上只要施以幾個簡單的視覺與觸覺的欺騙伎倆，就能夠讓大部分人「拋棄」對自己真手的「擁有感」，而把它「轉移」到一隻橡膠假手上面去。

這應該是首度有人證明，人對自己肢體的「擁有感」並非天經地義，顛撲不破，「擁有感」是可以轉移的。後來有科學家把橡膠手幻覺實驗結合了功能性磁振造影檢查，發現在橡膠手幻覺產生時，大腦皮質的活動會出現諸多變化，包括額葉活動的改變；而在那隻假手「即將受傷」時，大腦也會產生真實的恐懼反應以及退縮的企圖，證明了在那瞬間，大腦完全相信了那個「以假亂真」的幻覺。

這些腦科學的證據讓我們知道，我們對自己身體的「擁有感」與「自我感」不是膠著的，而是動態的。它需要經常依賴身體周邊的訊息，包括視覺、觸覺等回饋來維持。當這些回饋被扭曲時，大腦對自己身體的認知就會隨著改變。

回到異手症「病人覺得那隻手不是屬於自己」的問題，答案可能就在這裡。因為這些病人大腦有病變的關係，導致眼前明明看到自己那隻手，但卻完全沒辦法控制那隻手，甚至也沒辦法從這隻失控的手得到正確的感覺回饋。為了要消除這種感官間的矛盾，大腦只好修改自己的身體認知，自己欺騙自己，以求得知覺的統一，最後放棄對那個肢體的擁有感，所以病人就覺得那隻手不是自己的了。

異手症是奇特、罕見，卻又迷人的症狀，一直到今天為止，我們對它也還沒有完全了解。但正因為對它好奇而不斷尋找答案，才讓我們對大腦這個充滿了謎團的寶庫，又有了更深一層的認識。腦科學跟其他科學學門一樣，它進步的動力，通常都來自於人的好奇心。