从颅相学到脑科学

作为20世纪极具影响力的哲学家，维特根斯坦曾经感慨道：“打开每个人的颅骨，里面都有一个脑，这是何等奇妙的巧合！”

颅相学，是一个科学史上的概念，从现代科学的角度来看，这一理论已经不具备科学价值。但在历史上，颅相学开启了对大脑进行功能定位的相关研究。颅相学作为19世纪下半叶最具影响力的脑研究理论，其意义堪比弗洛伊德的精神分析理论，其影响直到20世纪中叶才渐渐平息。

风靡上层社会的颅相学

颅相学曾一度风靡英国、美国，尤其受到上层名流和知识精英的关注和追捧。在著名的小说《简·爱》中，女主人公简在分析自己心仪对象的特点时，发现她自己“与善良相比，更喜欢凸起的代表智慧的大脑部分……”，这就是典型的颅相学分析方式。《简·爱》的作者勃朗特跟19世纪的很多知识分子一样，对颅相学深深着迷。该理论最早是由德国神经解剖学家、神经学先驱加尔提出的，其基本思想是通过颅骨的形状判断人的性格特征。

在18世纪末，加尔根据自己的观察和直觉，创立了一种将看相术和大脑定位相结合的理论，他最初称之为颅骨学。加尔检查了颅骨的外部特征，并将这些特征与行为的某些方面联系起来。他认为，颅骨突出表示下面的皮层发育完好，有很好的能力；而颅骨凹陷则表示下面的皮层发育不足，能力较差。1800年，他与同事施普尔茨海姆一同进行了大量神经解剖学方面的研究，来支持这个新的科学理论。施普尔茨海姆对这项研究的心理社会性的潜力非常感兴趣，并将其改名为颅相学，即关于心智的骨相科学。

加尔与施普尔茨海姆认为：首先，脑是精神的器官，各种不同的行为是由脑的不同部位支配的；其次，颅骨的外形结构反映着它下面相应的脑结构的形状；第三，任何心理功能的高度发展与脑内相应部位的加大有关。如果脑（与脑相应的头盖骨）的某部分凸出，则与此部分相应的功能就发达；反之，如果某部分凹陷，则与此部分相应的功能便不足。

他们观察了自己周围熟悉的人、犯人和精神病患者的心理特征，以及这些人的颅骨外形特征，也就是他们头盖隆起或下塌的部位，并进一步确定了这些部位的功能，即由这些部位的脑组织支配的心理特征。例如，加尔把多情区定位于小脑，是由于他观察到，一位多情的歇斯底里的寡妇在脾气发作时头部剧烈地向后仰，颈部非常粗而热；他把友谊区定位于脑后两边，是因一位善于社交的女子的头颅后部异常发达。另外，加尔认为“说话”由大脑前额叶上的一个区域主管，要是头颅上对应那个区域的头骨很突出，就表示此人口才极好。加尔用这种方法在颅骨上划分出大大小小的27个功能区（他称之为器官），并绘制成图。后来施普尔茨海姆又加以修订，增补为35个功能区。这样，无论何人，只须看看别人的头颅，按照图谱就可以判断此人的智力和道德品质。

加尔是一个具有高度创新精神的大脑解剖专家，他使得大脑皮层替代了“心室”成为当时人们关注的焦点。从古罗马时期的解剖学家盖伦开始，心室就被视为大脑的最重要组成部分，而大脑皮层被认为仅仅是一个保护层。

我们可以看出，加尔的颅相学理论中暗含有如下几个潜在前提：

1.大脑组织是支配人的品性或行为的器官；

2.特定部位的大脑组织决定特定的品性或行为；

3.大脑组织与其表面的头骨形状有关系，头骨隆起或下塌，则其内部相对应脑组织也会随之丰满或单薄；

4.脑组织形状的变化会影响其功能（即决定特定品性或行为）。这4条前提是加尔颅相学最关键的部分，其中第一条、第二条、第四条在现代解剖学和认知神经科学的角度看来，是部分符合事实的。第三条是颅相学中最有直观特色和神秘色彩的，而第三条也恰恰是导致颅相学落入相面术、占星术等伪科学之流的直接原因。

大脑功能定位学说的发展

加尔的颅相学是历史上首次将大脑功能与人的品性以及行为关联起来的学说。对于脑是如何产生了心理？心理的脑机制是怎样的？是否是颅相学所描述的，可以由头骨形状来判断脑功能？19世纪以来，无数神经科学家、生理心理学家、解剖学家对人类大脑进行了各方面的研究，形成了很多重要学说。

现代意义上的大脑功能定位说始于1825年，对加尔的研究很感兴趣的波伊劳德，最先提出语言功能定位于大脑额叶。1861年法国医生布洛卡接待了一位右身偏瘫失语的病人，他只能说“tan”，而智力正常。病人死后经尸检发现，左额叶部位的组织有严重病变。据此他推测语言运动应该定位在第三额回后部，靠近大脑外侧裂处的一个小区。1874年德国学者威尔尼克在著作中描述了一位颞叶脑损伤的失语症病人，病人说话流利却毫无意义，虽有听觉，却不理解其语意，损伤的部位是在大脑左半球颞叶颞上回处，这证明了该部位的主要作用是分辨语言，形成语意。这些发现使人们相信，语言功能是由特定脑区实现的。其中起主要作用的有左半球（对多数人来说）额叶的布洛卡区，颞上回的威尔尼克区和顶枕叶的角回等。研究发现这些部位的病变或损毁，造成了不同类型不同程度的语言功能异常，在一定程度上可以证明大脑机制存在功能定位。

20世纪中叶，大脑定位说得到进一步发展。加拿大医生潘菲尔德用电刺激法研究颞叶时发现，微弱的电刺激能使病人回忆起童年的一些事情，这说明记忆可能定位在颞叶。他还发现，杏仁核和海马体与记忆有关，下丘脑与进食和饮水有关，这些发现均支持脑功能的定位学说。在1991年，神经外科医生欧杰曼在医治癫痫病人时，进行了开颅手术，开颅后他用微电机刺激患者大脑外侧裂周5个不同区域内的单个细胞，然后让患者完成一系列的言语、视觉、阅读等任务。研究发现，在电极刺激某些部位时，分别出现短暂的命名障碍和阅读障碍，而放在几毫米之外的其他部位，就没有这种干扰现象。因此欧杰曼认为大脑在语言加工时是严格定位的，但是这种定位更多分散在大脑的不同区域内，不仅仅局限于以上所说的布洛卡区和威尔尼克区等。

20世纪80年代中期，在认知科学和认知神经学中又兴起了一种重要理论——模块说。该学说认为，人脑在结构和功能上是由高度专门化并相对独立的模块组成的。这些模块复杂而巧妙的结合是实现复杂而精细的认知功能的基础。认知神经学的许多新研究成果，都支持模块学说。可以认为，高度专门化并相对独立的“模块”概念就是来源于加尔对大脑进行功能分区的洞见。

颅相学与大脑功能定位

从大脑功能定位说的发展历程来看，加尔过于重视颅骨的分区在整个学说中的作用，这是导致颅相学剑走偏锋的主要原因。大概是因为那个时期还没有很完善的解剖技术，也没有便捷的PET（正电子发射计算机断层扫描）等检测工具，而加尔等人又希望能够有一个直观便捷的了解人性格的方法。但是另一个很重要的问题是，现代脑科学中对大脑功能进行定位的时候，对“什么”进行定位与加尔的颅相学有着关键的区别。

现代脑科学的功能定位学说中，定位的都是“知觉”、“视觉”、“言语”、“命名”、“阅读”、“运动”等一些能够明确任务的、具有严格操作定义的功能。而加尔的颅相学中，对颅骨进行分区的时候，各个区域所对应的都是一些无法精确定义的概念，例如“聪明”、“好辩”、“忠实”、“好色”、“多情”等。像这样的无法进行实际操作的概念，当然不具有现代科学所强调的客观性。

另一方面，现代脑科学的功能定位中，获取一手研究资料的方法是通过科学实验，例如X光、PET等。而加尔仅仅是通过目测和外部观察，或者是凭借双手触摸，主要是依靠个人经验。现代脑科学功能定位学说，通常是由大脑受到伤害的病人，通过一些严格界定的心理任务来判断可能的相对应功能，具有可重复验证的优势。而加尔基本是通过一些犯人、精神病人等不一定是大脑受到物理损伤的研究对象来获取研究资料的。也就是说，在加尔描述的种种品性和行为特征中，不一定是对应着必然的因果关联，这点与现代大脑功能定位学说是不可比的。

加尔的颅相学虽然在生理心理学上由主观性观察而带来很多不确定性，但是他的贡献也是不可忽视的。他将人类大脑看做体现品质的器官，把不同的生理或心理机能的官能器官定位于皮层，在当时产生了很大的影响。在前文总结的颅相学4条潜在前提中，也可看出他的创新思想对现代脑科学的发展有极大的开拓性意义。加尔的颅相学冲破了非实体的笛卡尔的灵魂概念，走向较为物质的神经机能概念，促使后来的研究者用更细致的观察和更精细的神经解剖来代替过去对心理与脑关系的推测和猜想。