2017年,美国拉斯维加斯曼德勒海湾酒店32楼,一名枪手用步枪向在场群众射出了1000发子弹,这一事件造成58人死亡,869人受伤。枪手在犯罪现场自杀,随后他的大脑被运往斯坦福大学。科学家试图分析这颗大脑,从神经科学的角度解释这起恶性事件。
科学家能从这名罪犯的大脑中发现什么吗?事实上,确实有很多内容将被科学家发现。虽然目前还没有针对杀人行为的遗传学测试,但研究有这类行为的人的大脑,可以让我们深入地了解大脑是如何控制暴力行为的。
在自然界中,生理上的暴力行为(甚至包括致命行为)属于适者生存法则的核心策略,所有的动物都会演化出特定的神经回路来执行和控制攻击性行为。
由于伦理问题,大部分与暴力行为相关的神经科学研究都是在动物中展开的。将动物研究中的术语应用到人类行为的时候必须很谨慎,尽管人类和其他脊椎动物中的暴力行为存在明显相似的地方。
发起暴力行为一般是很危险的,不过在我们执行暴力动作之前,广泛分布在大脑的各个区域的相关神经回路就已经被激活了。为了更好地从大脑结构上理解攻击行为,我们可以进行一个类比,比如大脑和蘑菇是非常相似的。在蘑菇表面有一层很薄的膜,这其实就相当于大脑皮层。虽然大脑皮层几乎只有三毫米厚,但它却是高级认知功能的核心区域。
杏仁核,是在大脑皮层下方的一个神经结构,它能迅速处理感觉信息,尤其是与潜在威胁相关的输入信息。这一区域相当于蘑菇柄的顶端,杏仁核连接并处理着大脑皮层和下丘脑之间的信息。
下丘脑,位于丘脑沟以下,形成第三脑室下部的侧壁和底部。它是神经中枢,边缘系统、网状结构的重要联系点,垂体内分泌系统的激发处。位置在相当于蘑菇柄顶端的位置,该区域负责控制无意识的身体功能,比如呼吸、睡眠、注意力等过程,并释放激素到脑垂体。下丘脑也是感受情绪并发起攻击行为的区域。
脑干,类似于蘑菇柄,是大脑连接脊髓的区域,负责在两者之间传递信息。此外,我们还要知道人类大脑对称地分成了左右两个半球。以杏仁核为例,大脑的左右半球各存在一个杏仁核。
正因为大脑存在多个控制攻击行为的脑区,大脑可以根据情况采取迅速或者缓慢的方式应对危险。缓慢应对需要的思考时间比较多,同时处理过程也相对复杂,前额叶皮层在这种方式中具有重要作用。
科学家发现,在雌性大鼠和幼崽的领地被雄性大鼠入侵时,雌鼠会发起攻击行为。研究人员用显微镜观察了雌性大鼠的下丘脑,他们在下丘脑的攻击脑区发现了一种名为Fos的蛋白。这一区域出现大量Fos蛋白,意味着雌鼠在攻击闯入的雄鼠时,该区域的神经元会产生强烈的放电活动。而其他研究组则利用光纤内窥镜对下丘脑攻击脑区进行研究。
当攻击区域被雄性入侵者激活的时候,雌鼠感受到的攻击者信息会被下丘脑接收、处理以及传递。这些感觉信息会通过不同的神经通路传输:视觉信息通过视神经传递,嗅觉信息通过嗅神经传递。当这些信息进入大脑皮层后,皮层会分析信息的具体特征,每种感觉信息会相应地传递到负责特定功能的脑区。
这种复杂的信息传递方式,就像流水线一样,让大脑皮层上的不同区域按顺序参与进来,不过完成这一系列过程需要一定的时间。为了应对突发状况,杏仁核还有一条更快速的神经回路,可以在接收到感知信息后迅速地传递到感知危险的神经回路中。这些感觉信息会在到达大脑皮层前到达杏仁核,因此当我们视野中感受到突然出现的篮球时,我们会马上躲开,然后才疑惑刚刚飞过去的是什么。和检查安全的检测器一样,杏仁核能够检测到一个不应该出现的物体,然后立即触发一种应对威胁的攻击反应。
(《南方周末》6.13 R.菲尔兹 翻译/朱正刚 虞燕琴)

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