20世紀40年代,科學家選擇了癲癇病人作實驗對象,從此開始踏上了腦功能研究的新征途。
大腦有兩個半球,中間由胼胝體連接溝通,構成一個完整的統一體。而癲癇患者腦部病變由一側半球經胼胝體傳遞襲擊另一側半球,以致病人突然昏倒、全身痙攣,醫生只好切斷胼胝體,使大腦兩半分家。
“裂腦’’手術取得了意想不到的成功,既減少了重癥常發性癲癇病人的發病次數,減輕了痙攣的程度,又將癲癇控制在一側大腦半球,保持病人一半軀體的自由。動過這種手術的病人被稱為“裂腦人”。
“裂腦”手術的成功使美國著名神經心理專家斯佩里極感興趣。他想,既然大腦的每一側與身體的對側有關,那么大腦“一分為二”后,“裂腦人”就有了兩個相對獨立的腦半球,各司其職,對兩半球的實驗就有了可能。
由于視覺傳人信號并不相混,左、右視覺分別將外界信息傳人分裂的兩半球處理;觸覓、聽覺也只能將沖動傳遞到同側半球處理。這樣,裂腦人不就有了兩種獨立的精神?他在猴子身上做了裂腦實驗,成績喜人。
20世紀70年代,他開始對“裂腦人”進行精細的實驗性觀察研究。先讓一位“裂腦人”坐下,左右手分別放在桌上、下。眼前放一塊能映出文字和圖像的屏幕,他操縱儀器,屏幕左側信號由右半球處理,右側信號由左半球處理。當字“NUT”(螺帽)映人“裂腦人”左半視野,信號投射到右半球,受試者能指揮左手正確地從一堆物件中挑出螺帽來,但卻回答不出左手抓的是什么。
斯佩里又把短詞“點火”、“盛水”、“測距”的信號,分別映入裂腦人的左半視野,他同樣會正確無誤地找出“火柴”、“玻璃杯子”、“尺”,一一對應。當左側屏幕映出字\"BOOK'’(書)時,受試者能用左手正確地寫出這個字,但問他:“你左手寫了些什么?”裂腦人竟回答是“CUP”(杯子),真是風馬牛不相及。
斯佩里又將“HATBAND”(帽帶)分成兩部分,讓“HAT”進入裂腦人左半視野,“BA ND”置于右半視野,使它們分別投射到裂腦人的右、左半球。結果,裂腦人只報告他看到“BAND”(帶子),卻不知是什么類型的“BAND”。
1974年,斯佩里又將一個年輕女子和一個小男孩的照片以鼻子為中線,各取一半,拼成嵌合相片。他用一種特殊的實驗方法,正好使年輕女子的照片的那一半置于裂腦人的左半視野,小男孩的照片的那一半置于右半視野。
裂腦人能用手指出她看見了年輕女子,而嘴里卻說看見了小孩。這證明左半球有言語、書寫表達功能,而沒有理解文字的能力;右半球基本上沒有言語表達功能,卻有識別理解文字的能力。由于切斷了胼胝體,兩半球信息中斷,便出現了如此奇特的怪現象。
斯佩里又讓一位21歲的男性裂腦人左半視野看照片,看到年輕姑娘跳芭蕾舞時,會用拇指朝上表示喜歡;看到希特勒、戰爭場面,會用拇指朝下表示不喜歡;對尼克松的照片則猶豫不決,然后用拇指平向,表示中立。
最后,斯佩里認為大腦左半球有語言、意識、概念、分析、連續、計算等功能。右半球有音樂、繪畫、綜合、整體性、幾何空間等功能,左右兩半球的功能是互補的。對于音樂,左半球負責旋律(或和聲),右半球則負責節奏。
這一實驗結果轟動了西方,引起了神經心理學家、腦科學家及哲學家的激烈爭論。加拿大達魯思大學的普寒塞蒂認為一切人都不是統一的人,是兩個人的混合體;斯佩里則認為在正常情況下,只有一種精神,裂腦人有兩種精神,是兩個人。
斯佩里因為揭開了大腦能一分為二、兩半球功能不同的科學之謎而榮獲1981年的諾貝爾生理學和醫學獎。目前,裂腦實驗風行于西方諸國,正圍繞著人有一個精神還是有兩個精神,是一個人還是兩個人的問題,繼續爭論著,深入研究著。