左右脑分工之路
撰文╱麦克奈理基(PeterF.MacNeilage)、罗杰斯(LesleyJ.Rogers)、维罗提格拉(GiorgioVallortigara)
翻译╱涂可欣
只有人类的左、右脑会分工合作?科学证据指出,人类左脑掌管语言而右脑负责情绪反应的脑功能侧化,可能是由其他脊椎动物的较原始功能演化而来。
重点提要
■五亿年前脊椎动物演化出来时,可能已经具备左右脑特化的现象。■最初左脑偏重处理固定的行为模式,右脑负责侦测并反应突发的刺激。
■语言和惯用右手可能是从控制固定行为的脑特化功能演变而来。
■脸孔辨识和空间关系,可能是从快速察觉掠食者的需要演变而来。
人类的左脑掌管了最重要的心智特征──语言,并控制了灵巧的右手;右脑则使人类具有感知物体的空间位置等能力。40年前科学家都相信,惯用右手以及使用特定脑半球来处理空间关系的特性,就和语言一样,是人类独有的,其他动物并没有左右脑特化的现象。
这种想法符合人类拥有特殊演化地位的观点。生物学家和行为学家一致认为,大约250万年前,人类的祖先因为学习制造和使用工具而演化出惯用右手,而这习性还是发展语言能力的基础。他们推论:或许是左脑将手语归为「技术性的手部动作」,后来手语转化为口语,也或许是左脑控制手部动作的能力延伸到产生语音的发声构造,无论是哪一种情况,说话和语言都是从较近期的工具制造能力演化而来。至于右脑,则随着左脑特化成控制右利手,顺势演化成处理空间关系的中枢。
然而,过去几十年来的研究显示,许多动物的两侧脑半球也各有职司,只是这些发现很难扭转盛行的「人类与众不同」的观念,许多研究人员仍然认为,最近在其他动物发现的脑侧化现象和人类无关,人类的脑特化始于人类。
在本文中我们将提出一个学说及支持证据,以破除上述成见;这个学说已渐为人接受,特别是生物学家。我们认为大约在五亿年前脊椎动物刚出现时,就已具备脑半球特化的基本原型,而包括人类在内较近期的脑特化功能,都是这些原型改变后经过天择演化的结果。在天择过程中,古老性状带来的能力改变了,或转变成其他发展中性状的功能。我们的假说推论,脊椎动物的左脑原本是专门控制在日常熟悉环境中固定的行为模式;相对的,右脑是情绪反应的主要区域,最初的特化功能是侦测环境中意外的刺激并做出反应。早期脊椎动物脑半球分工的起源,可能是因为其中一侧在遇到特定情境时会有主控的倾向。我们推测右脑就由此演变成动物主要的危机处理中心,在危机潜伏的情境下(例如附近有掠食者)快速做出反应,否则控制权就会交给左脑。换句话说,左脑是自发行为的主要控制区,有时又称为「由上而下」的控制(在此强调,自发行为并不一定是天生,事实上这些行为往往经由学习而来);右脑则是环境诱发行为的主要控制区,或「由下往上」的控制。至于语言、制作工具、空间关系、脸孔辨识等更特化的行为机制,皆是从这两种基本控制演化而来的。
左脑的角色
我们的大部份证据并非来自直接检查脑部,而是观察动物惯用身体某一侧的行为,因为在脊椎动物体内,进出肢体的神经系统绝大部份是连接到对侧脑半球。关于假说的第一部份,也就是「脊椎动物的左脑负责掌管日常的自发行为」,我们已累积了相当时日的证据。觅食是常见的日常行为,许多脊椎动物都有朝右侧觅食的习性。例如,鱼类、爬行类和蟾蜍会在右眼与左脑的导引下,攻击位于其身体右侧的猎物(参见100页〈日常行为的控制〉);而鸡、鸽子、鹌鹑和反嘴㗢等各种鸟类,主要也是靠右眼来引导啄食和捕食,甚至有一种鸟显然因为这种侧化觅食的偏好而改变了外观:纽西兰弯嘴鸻的喙弯向右边,如此一来,在找寻河里小石头下的食物时,就可以靠右眼指引。
至于哺乳动物,座头鲸的觅食行为是侧化觅食偏好的另一个好例子。现任职美国西雅图阿拉斯加渔业科学中心的克莱芬(PhillipJ.Clapham)和同事发现,在75只座头鲸中,有60只只在右颚发生磨损,其余15只为左颚磨损。这个发现明确显示,每只座头鲸在觅食时都有偏好使用的一侧,而且以「惯用右颚」为常态。
简而言之,脊椎动物门下的各纲生物,不论是鱼类、爬行类、两生类、鸟类或是哺乳类,在日常觅食活动中可能仍保留着祖先使用右侧肢体的倾向。
--------------------------------------
左脑
日常行为的控制
目前几乎所有测试过的脊椎动物都都惯用右侧肢体(由左脑控制)来 控制日常情境下的行为模式。 捕捉猎物就是典型的日常行为,下方实验 图解显示,研究人员将假蚱蜢黏在旋转盘上,然后将它转到蟾蜍的视觉 范围内。 当蚱蜢位于蟾蜍左方,转盘顺时针转动时,要等蚱蜢越过中线 进入右侧视野时,蟾蜍才会攻击。 当猎物以逆时针转动(图中未显示) 时,蟾蜍的攻击率一般较低,而且从左、右两侧攻击的频率差不多。
蟾蜍对进入 左侧视野的蚱蜢 无动于衷。 但当猎物转 到右侧视野时, 蟾蜍就会捕食。 蟾蜍视野中线 旋转盘
左脑活化 ▼包括狒狒和鲸在内的许多动物,都会惯用右侧肢体来执行特定行为,显示这 些行为受到左脑的控制。 法国普罗旺斯大学的梅格迪奇恩和沃克莱尔指出,狒 狒似乎会用右手拍地来沟通;美国阿拉斯加渔业科学中心的克莱芬发现,鲸下 颚磨损主要集中在右侧(箭头标示),显示它们强烈偏好使用右侧来捕食