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通感與神經科學(上)
2011/09/23 17:26:35瀏覽419|回應0|推薦11

第一章     通感與神經科學[上]

通感即聯覺﹙synesthesia[2],是由希臘字根syn﹙一起﹚與aisthesis﹙認知﹚組成,代表某些在其他地方都正常,能夠經驗兩種或更多種感覺相混的人。有關聯覺的常見解釋:受影響者只不過又經驗了童年時期的記憶與聯想罷了,但這種理論並不能回答為什麼只有一些人保留了如此鮮明的感官記憶。於是這個看似簡單的問題,截至1999年止,已經困擾了研究人員有數十年之久:為什麼有些人會經驗到此一奇特現象?根據拉瑪錢德朗﹙Vilayanur S. Ra machandran﹚和哈伯德﹙Edward M. Hubbard﹚合作研究的實驗顯示,具聯覺者經驗到的現象是由於腦中配線發生錯接所造成。這個基本概念早在100年前左右就有人提出,不過目前已經找出這種「接錯配線」的現象可能發生在腦中什麼地方,也知道是如何發生的。

                       第一節       大腦與聯覺                             

一、腦部如何處理視覺訊息                                     

我們必須先對大腦如何處理視覺的訊息﹙參見圖一﹚略知一二,才能瞭解參與其中運作的神經生物因子。從某個景象反射回來的光線一接觸到眼睛的椎細胞﹙顏色的受器﹚,視網膜便會發出神經訊號傳送至腦皮質的第17區,位於大腦後方的枕葉部位。視覺訊息在該區的局部群集做進一步處理,分出顏色、動作、形狀及深度等簡單的特性。之後這些帶有各自特徵的訊息又再傳遞下去,分送至皮質顳葉及頂葉等廣泛的區域。以顏色訊息為例,先送至顳葉「梭狀回」﹙fusiform  gyrus﹚的V4區,再從該處往前行,到達大腦顏色中樞的更上層,包括一塊稱為TPO的皮質區域﹙TPO由顳葉、頂葉及枕葉的英文第一個字母所組成,為三者的交會處﹚。這些更為高層級的區域,可能負責處理顏色訊息中較複雜的部分,譬如說,葉片在黃昏時看起來也像在大白天一樣是綠色,可是從葉片反射光線的波長組成其實是很不一樣的。

數字的運算在腦中似乎也是分段處理。最初一步也是在梭狀回進行,呈現數字的實際形狀,下一步驟則是在角回﹙angular  gyrus﹚發生,即屬於TPO的一部份,牽涉到數字的概念,像是序數和基數等﹙如果角回受到中風或腫瘤所破壞,病人仍然可以辨識數字,卻不能夠運算除法或減法;乘法的能力通常可以保留,因為是靠死記學來﹚。而人類腦部彰顯的研究也強烈暗示:以視覺呈現的英文字母或數字﹙稱為「形素」,grapheme﹚活化了梭狀回的神經元,然而各音節發出的聲音﹙稱為「音素」,phoneme﹚則在腦中更高的層級進行處理,其位置就是在TPO的附近。

由於顏色及數字都先在梭狀回處理,接下來才送至靠近角回附近的腦區,於是科學家們猜測:顏色與數字的聯覺可能是在V4和數字形狀區﹙兩者皆位於梭狀回﹚,或者在更高層級的顏色及數字概念區﹙皆位於TPO﹚之間接錯線所造成。其他更罕見的聯覺型式,也可能是因不同感覺的處理區域間有類似的接錯線而導致。由於顳葉的聽覺中樞與接受來自V4顏色訊息的高層級腦區很接近,因此可解釋聲音與顏色的聯覺現象。同樣地,從觸覺產生的味覺,可能是因腦島﹙insula﹚的味覺皮質,與鄰近負責手部觸覺的感覺皮質之間接錯線所造成。

二、各個腦區彼此交錯活化

    假定神經線路的錯置確實是造成聯覺的根本原因,那為什麼會發生呢?科學家們曉得此種現象在家族中盛行,因此具有遺傳的成分。或許某個突變造成原本分離的兩個腦區之間出現了連結,又或許突變導致了修剪某些區域之間多餘連結的機制出了問題,使得原本只應該留下少數的連結,卻多出了許多。如果這種突變只在某些腦區表現﹙產生作用﹚而其他區域沒有,那麼這種東一塊西一塊的補丁,或可解釋為什麼有些具有聯覺的人混淆了顏色及數字,而其他人在聽見音素或樂音時看見顏色。具有某一種聯覺類型的人,還可能擁有另外一種,此一現象更加重了上述想法的可能性。

雖然剛開始科學家們認為聯覺是由於實質線路的誤植,但目前尚知道同樣的現象也可能出現在線路﹙腦區之間的連結數目﹚正常,但腦區之間負責溝通的化學物質失去平衡的情況。套用現今的說法是:交錯活化。例如:相鄰的腦區通常會彼此抑制對方的活性,這有減少干擾的作用。如果有某種化學上的不平衡降低了這種抑制,好比說阻斷了某個抑制性神經傳遞物的作用,或是不再製造該抑制性物質,就有可能使某區的活性引發其相鄰腦區的活性。理論上而言,此種交錯活化也可發生在相隔甚遠的區域之間,或可用以解釋一些較不常見的聯覺型式發生的原因。根據科學家們的觀察實驗,交錯活化的論點如下:

﹙一﹚     具有聯覺者可依據顏色來推斷出那是什麼數字。這個發現顯示數字的處理是在梭狀回進行,並引發特別的顏色感。 

                                               

﹙二﹚     若給聯覺者看羅馬數字V,他們就看不出顏色了。這樣的結果顯示:造成顏色感的並不是數字的概念﹙在此是數字5﹚,而是「形素」的視覺形狀。進一步印證數字與顏色聯覺的交錯活化發生於梭狀回之中,因為該區主要負責視訊中有關形狀的分析,而非數目字的高階含義。 

                                                   

對某些聯覺者而言,或許顏色感是由數字順序的抽象概念所引發,而不是數字本身視覺上的外形。對這些人來說,搭錯的線路有沒有可能出現在角回與靠近TPO的更高層顏色區之間,而不是在梭狀回的各個區域之間?若真是如此,就能解釋為什麼即使抽象的數字符號,或是由「週日」與「月份」所引起的數字概念,也會強烈引發特定的顏色感。換言之,隨著變異基因在腦中表現位置不同,就可造成不同種類情況﹙科學上的記錄約有50種﹚,包括由數字概念所引發的「較高等」聯覺,或只是由視覺外形造成的「較低等」聯覺。同樣地,某些較低等的型式,可能是由字母的視覺外形引發顏色感;但在較高等的型式,則可能是由字母所引發的聲音﹙即音素﹚所引起——音素呈現區在靠近TPO的位置。



[1]本章節參見《科學人》雜誌﹙台北:遠流出版社   00三年六月號﹚頁102108           

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( 創作散文 )
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