對損傷的反應

學習目標問題 2-13 受損的大腦能自我重組到什么程度？什么是神經發生？

圖2.20

一名6歲的孩子接受了手術，結束了可能危及生命的癲癇發作。雖然整個大腦半球的大部分被切除，但她剩下的半球通過讓其他區域工作來補償。約翰斯·霍普金斯大學的一個醫療小組回顧了他們所實施的兒童半球切除術。雖然對側手臂的使用受到了影響，但該醫療小組報告說，他們對患兒的記憶力、個性和幽默感保持得如此之好感到“震驚”（Vining et al., 1997）。孩子年齡越小，剩余半球接管手術切除半球功能的概率就越大（Choi, 2008; Danelli et al., 2013）。

我們在前文中了解了神經可塑性，即大腦如何適應新情況。我們經歷大大小小的不幸時，大腦會發生什么呢？一起來探討一下大腦在受損后的自行修復能力吧。

大多數腦損傷的影響可以追溯到兩個如鐵的事實：（1）與被割開的皮膚不同，被切斷的大腦和脊髓神經元通常不會再生。如果脊髓被切斷，人可能會永久癱瘓。（2）一些大腦功能似乎預先分配給了特定區域。一個新生兒的顳葉面部識別區域如果受到損害，就會永遠無法識別他人的面孔（Farah et al., 2000）。但也有好消息：一些神經組織可以在損傷后進行重組。

神經可塑性也可能在嚴重損傷后發生，尤其是在幼兒身上（Kolb, 1989）（圖2.20）。束縛誘導療法的目的就是實現大腦神經的重新連接，有效改善腦損傷兒童甚至是成年中風患者的靈活性（Taub, 2004）。治療師限制患者功能齊全的肢體，強迫他們使用“壞掉”的手或腿，逐漸對患者的大腦重新進行編程。有一位50多歲的中風患者，治療人員限制住他的好胳膊和好手，安排他去擦桌子。慢慢地，他的壞胳膊恢復了行動能力。隨著大腦受損部分的功能遷移到其他腦區，他逐漸重新學會了寫作，甚至還可以打打網球（Doidge, 2007）。

大腦的可塑性對盲人或聾啞人來說是個好消息。失明或失聰使他們未使用的腦區可作其他用途，如聽覺和嗅覺等（Amedi et al.，2005; Bauer et al., 2017）。如果一個盲人能用手指閱讀盲文，那么對應該手指的腦區就會擴大，因為觸覺信號會侵入通常幫助人看東西的視覺皮質中（Barinaga, 1992; Sadato et al., 1996）。神經可塑性也有助于解釋，為何在學習另一種語言之前先學會了手語的聾人，周邊視覺和運動檢測視覺得到了強化（Bosworth & Dobkins, 1999; Shiell et al., 2014）。以手語為母語的聾人，其顳葉區域（常用于接收聽覺信號）無法接收到刺激，最后會選擇接收其他信號進行加工，例如視覺系統中那些用于觀察和解釋手語的信號。

通常用于特定功能的其他腦區在因疾病或損傷而空出來時，也可能發生類似的再分配。如果大腦左半球的語言功能被左半球緩慢生長的腫瘤破壞，右半球可能會對其進行補償（Thiel et al., 2006）。當天生沒有手的人使用腳來執行日常任務時，他們大腦中對應手部的體感皮質會非常活躍，即使他們從來沒有過手（Striem-Amit et al., 2018）。那么，腿部以下截肢患者的性交體驗是怎樣的呢？“我實際上是在幻肢上體驗高潮的，”該患者稱，“而且那里的感覺范圍要比之前大得多得多，因為它不再僅僅局限于我的生殖器上。”請回看圖2.17，體感皮質的腳趾區域與生殖器區域相鄰（Ramachandran & Blakeslee, 1998, p. 36）。

盡管大腦經常試圖通過重組現有組織來進行自我修補，但研究人員正在爭論的是，它是否也可以通過神經發生（neurogenesis），即產生新的神經元來進行自我修復（Boldrini et al., 2018; Kempermann et al., 2018; Sorrells et al., 2018）。研究人員已經在成年小鼠、鳥類、猴子和人類的大腦深處發現了嬰兒神經元（He & Jin, 2016; Jessbergeret al., 2008），這些神經元以后可能與鄰近的神經元形成連接（Gould, 2007; Luna et al.，2019）。神經發生因人而異，為我們為何以自己獨特的方式體驗某個共同的過程提供了佐證（Kempermann, 2019）。

干細胞可以發展成任何類型的腦細胞，也存在于人類胚胎中。如果在實驗室里大量生產神經干細胞并注射到受損的大腦中，它是否能替代缺失的腦細胞呢？在如何生產類似人類神經元功能的干細胞方面，各個大學和生物技術公司的研究人員持續取得新的突破（Lu et al., 2016; Pasca et al., 2015）。該種干細胞研究不僅有助于治療患病或受損的大腦，還有助于了解大腦發育、記憶和其他基本精神過程（Mariani et al., 2012; Sun et al., 2015; Zhang et al., 2016）。是否有朝一日，外科醫生能像我們在破舊的運動場上重新種草一樣重建受損的大腦呢？敬請期待吧。運動、睡眠以及其他無壓力但有刺激的環境是神經發生的自然促進因素，我們也可以從中獲益（Liu & Nusslock, 2018;Monteiro et al., 2014; Nollet et al., 2019）。