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透視大腦:神經科學的革命

LOOKing inTO The Brain: The neurOscience revOLuTiOn

 

 

 

 

如果能穿透腦殼,觀察正有自覺地思考的大腦,而且活化的腦區也會發亮,那麼,我們會看到在黑暗中,大腦表面亮起的區域帶著神奇的波浪狀邊緣,不斷地變化大小和形狀。

──伊凡.帕夫洛夫

 

你可以透過「看」,觀察到許多事情。

──尤吉.貝拉

 

 

一九九○年代早期,新穎的腦部造影技術帶給我們做夢也想不到的能力,使人類能夠充分了解大腦如何處理訊息。價值數百萬美金、採用先進物理學和電腦科技的巨型儀器,讓神經科學很快成為最熱門的研究領域之一。正子斷層造影(以及後來的功能性磁振造影)讓科學家看到,當人類在進行某樣活動或回想起某個事件時,會如何活化不同的腦區。現在我們終於看到大腦如何處理記憶、感覺和情緒,且開始繪製心智與意識的大腦迴路地圖。測量血清素或正腎上腺素等腦部化學物質的早期技術,讓科學家知道是什麼激起神經活動,這有點類似藉著研究汽油來了解汽車引擎。神經影像學則使我們得以窺見引擎的內部,進而改變我們對創傷的了解。

在神經科學研究領域中,哈佛醫學院一直位於最前線。一九九四年,年輕的精神科醫師史考特.羅許被任命為麻省總醫院神經影像實驗室首位主任,他考量這個新科技最能解開的謎團,在讀過我寫的一些文章之後,邀請我去研究人在經歷創傷情境再現時,腦部發生了什麼事。

當時我剛完成一項研究,主題是創傷如何被記住(將在第十二章討論),參與這項研究的受試者不斷告訴我,他們被過去的影像、感覺和聲音突然劫持時有多麼難受。幾名受試者曾表明想知道自己經歷情境再現時,大腦到底在耍什麼把戲,於是我詢問其中八人是否願意回到醫院,我們會重現糾纏他們的痛苦事件場景,而他們則必須一動也不動地躺在儀器裡面接受掃瞄(我詳細說明了這個全新的實驗方式)。意外的是,這八人全部同意,他們都希望自身的痛苦能讓我們的研究獲得成果,進而幫助更多人。

麗塔.費斯樂,我的研究助理在進入哈佛醫學院以前就與我共事。她坐在每個受試者身旁訪問他們,仔細寫出腳本,重現創傷的每一刻。我們刻意蒐集創傷經驗裡的零星片段(而不是整個故事),像是特定的影像、聲音和感覺,因為人類是以這種方式經歷創傷。麗塔也請受試者描述讓他們感覺安全、可以掌控的景象,有個人提到她的晨間例行活動,另一個人則描述坐在佛蒙特的農舍門廊前眺望著眼前的山丘。我們用這些安全感受的腳本進行腦部第二次掃瞄,以 作為基準值。

受試者用默念的方式檢查完腳本之後(這樣比較不像用聽的或用說的那麼難以承受),麗塔就製作腳本的錄音檔,當受試者躺在掃瞄儀器中時播放出來。以下是一份典型的腳本:

 

妳現在六歲,正準備上床睡覺,妳聽到爸爸媽媽對彼此大吼大叫,妳很害怕,感覺自己的胃好像揪成了一團。妳和弟弟妹妹縮在樓梯最上層,從扶手看過去,妳看見爸爸正抓住媽媽的手臂,媽媽拚命想掙脫,她正哭著,像一隻動物那樣吐口水,發出嘶吼聲。妳的臉部漲紅,感覺全身發熱。媽媽掙脫後跑到餐廳,拿起一個非常貴的花瓶摔破。妳大聲叫他們不要再吵了,但他們不理妳。媽媽跑上樓,妳聽到她砸爛電視的聲音。妳的弟弟妹妹想叫媽媽躲進衣櫃裡,妳心跳加速,渾身發抖。

 

進行第一次掃描前,我們先向受試者說明為何他們必須吸入放射性氧氣:當大腦任何部位的新陳代謝活動變得較多或較少時,該腦區的耗氧率會立刻改變,並被掃瞄儀記錄下來。我們也在整個過程中監測受試者的血壓和心率,這些生理指標會拿來跟受試者大腦的活化情形做比較。

幾天後受試者來到神經影像實驗室。四十歲的瑪莎是第一個自願接受掃瞄的受試者,她是住在波士頓郊區的小學老師。瑪莎的腳本帶她回到十三年前的某一天,那時她正開車把五歲的女兒梅莉莎從日間夏令營接回家,當她聽到車子持續發出嗶嗶聲,警告梅莉莎的安全帶沒繫好,於是伸手調整安全帶,卻不慎闖了紅燈,一輛車從她車子的右側直接衝撞上來,梅莉莎當場死亡,她肚子裡七個月大的寶寶也在她搭乘救護車前往醫院急診室的途中死去。

一夕之間,瑪莎從活潑開朗的聚會風雲人物變成鬱鬱寡歡的人,不停自責。由於她再也無法與兒童相處,因此從班級教學轉任學校行政。就像那些失去孩子的父母一樣,兒童快樂的笑聲對她而言已經變成強烈的刺激。即使埋首於文書處理中,瑪莎依舊煎熬地度過每一天,悲慟到難以自處,只好不眠不休地工作。

瑪莎接受實驗時,我就站在外面,從監測器追蹤她的生理反應。錄音帶一播放,瑪莎立刻心跳加速、血壓飆升──光是聽到腳本,就激起她十三年前發生車禍時出現的生理反應。創傷腳本的錄音帶播完後,等到瑪莎的心跳速度和血壓都恢復正常,我們接著播放她的安全腳本:起床、刷牙,這時她的心率和血壓都沒有變化。

瑪莎離開掃瞄儀時,一副被擊垮、失魂落魄、嚇呆的模樣。她的呼吸很淺、雙眼睜大、肩膀聳起,典型不堪一擊和毫無防禦能力的姿態。我們試著安撫她,當時的我並不知道是否會有任何發現值得讓她承受這樣的痛苦。

八位受試者都完成實驗之後,史考特.羅許和數學專家及統計學者比較腦部在情境再現與接受中性刺激時的活化狀態,製作出合成影像,幾個星期後,他將結果寄給我,如下圖所示。我把這些腦部影像圖貼在廚房冰箱上,接下來幾個月每晚都盯著看,早年天文學家透過望遠鏡看到新的星座時,大概就像我這樣吧。

影像圖上有一些令人費解的點和顏色,但活化程度最大的區域並不讓人意外,正是腦部中央偏右下方一個紅色的大區塊,即邊緣區,或稱情緒腦。目前已知強烈的情緒會活化邊緣系統,尤其是名為杏仁核的區域。杏仁核會在危險逼近時發出警告,並啟動身體的壓力反應。我們的研究清楚顯示,遭受創傷的人一旦接觸跟自己的特定經驗有關的影像、聲音或想法,如瑪莎的案例,即使事件已過了十三年,杏仁核都會發出警報。這個恐懼中樞被活化後會釋放壓力荷爾蒙和神經衝動,促使血壓上升、心跳加快,以及增加氧氣吸收,讓身體做好戰或逃的準備。1即使瑪莎很清楚自己正安靜地躺在掃瞄儀裡,但繫在手臂上的監測器仍記錄到這個狂亂激發的生理狀態。

 

 

● 無法言喻的恐懼

 

最出乎我們意料的發現,是左額葉一個稱為布洛卡區的白點,此處的顏色改變意味著這個腦區的活動量顯著下降。布洛卡區是腦部的語言中樞之一,中風病人的這個部位常因血液供給中斷而受到影響。布洛卡區功能異常,你就無法將想法和感受訴諸於語言或文字。影像圖顯示,創傷情境一再現,布洛卡區就會「斷線」,換言之,這些證據顯示創傷對大腦造成的生理損害不亞於中風,甚至可能有部分還雷同。

所有創傷都是先於語言的。莎士比亞在《馬克白》中描述了這種說不出口的恐懼狀態,麥克德夫發現國王被謀害的屍體時說:「啊,可怕!可怕!可怕!不可言喻、不可想像的恐怖!混亂已經完成了它的傑作!」在極端情形下,人們有可能大罵髒話、呼天搶地、驚嚇大哭,或者「關機」。遭受侵害或意外的倖存者在急診室不發一語地呆坐著,受創的孩童說不出話也拒絕交談,戰場士兵的照片裡是一群眼神空洞、無言凝視虛空的人。

即便過了好幾年,受創者通常仍然很難向別人訴說自己的遭遇。他們的身體再次經歷恐懼、暴怒、無助,以及戰或逃的衝動,這些感覺幾乎不可能清楚陳述。創傷的本質使我們被逼到理解的邊緣,切斷人類因共同經驗或可以想像的過去而產生的語言。

但這不表示人類無法談論曾經發生在自身的悲劇。多數倖存者(例如第一章提到的退伍軍人)最終都能對自己的症狀和舉動提出一些解釋,有許多人都稱這些解釋為「封面故事」,但這樣的故事鮮少能反映患者真實的內在經驗。要把自己的創傷經驗組織成一則連貫、條理分明的故事(有起始、過程與結尾的描述)並不容易,即使是知名的美國哥倫比亞廣播公司特派員愛德華.默羅這種經驗豐富的記者,在一九四五年見到納粹布亨瓦德集中營時,也無法用文字傳達他所看到的殘酷景象。他說:「請你們相信我所說的。我報導的都是親眼見聞,但這只是其中一部分,我看到的絕大部分都無法用言語表達。」

語言失效時,揮之不去的影像便占據這段經驗,以噩夢和情境再現的形式一再出現。從受試者的腦影像圖可以發現,相對於布洛卡區的不活化,布羅德曼十九區會亮起,這區域位於視覺皮質,外界圖像進入大腦後會先被送到這裡暫存。我們對於這個腦區在創傷事件發生很久之後仍會活化感到驚訝,因為正常情況下,原始圖像送到十九區後就會立刻分散到大腦皮質的其他部位,好讓我們詮釋所見事物的意義。但如今我們親眼目睹受試者這一個腦區又亮了起來,彷彿創傷正在實際發生。

第十二章關於記憶的討論會提到其他未經處理的創傷感覺片斷也會獨立於創傷故事本身,而被儲存下來,這些片斷包括聲音、氣味與身體感受。類似的感覺常會觸發情境再現,將相關記憶帶回意識中,顯然記憶並沒有隨著時間流逝而改變。

 

 

● 偏向大腦的一側

 

影像圖也顯示當受試者經歷情境再現時,只有右側大腦亮起來。目前有許多科學文獻和大眾讀物提到左、右腦的不同。一九九○年代早期,我聽說有些人開始把人類分為左腦人(理性、有邏輯的人)和右腦人(重視直覺、有藝術天分的人),我不是很在意這種說法,然而我們的掃瞄結果清楚顯示,過去的創傷影像會使右腦活化,左腦不活化。

我們現在知道大腦的兩半球說著不同的語言,右腦使用直覺、情緒、視覺、空間和觸覺,左腦則是語文、次序和分析。左腦總是在說話,右腦則傳遞生命的樂曲,透過臉部表情、肢體語言,以及在歌唱、咒罵、哭泣、跳舞或模仿時所發出的愛與愁的聲音來交流。右腦是嬰兒在子宮中最早發育的部位,讓母親和胎兒能做非語言的溝通。左腦則在幼兒開始理解和學習說話時才上線,使幼兒能說出事物的名字,比較事物、了解事物之間的相互關係,並且開始向別人表達自己獨特、主觀的經驗。

左、右腦也以截然不同的方式處理我們過往的經歷。2左腦會記住事件中的事實、數據和詞彙。我們用左腦來解釋並整理經驗。右腦儲存對聲音、觸覺和氣味的記憶,以及這些記憶引發的情緒,會對過去經驗中的聲音、臉部特徵、姿勢和地點產生自動化反應。右腦喚回的東西就像是憑直覺得知的真相,也就是事物的本質。即使只是向朋友細數愛人的優點,我們的感情也會因為她的臉孔令我們想起四歲時喜歡的那位阿姨而深深顫動。3 一般情形下,左、右腦大致上是互相合作的,就算這個人被認為傾向某一側的腦也一樣。然而,如果其中一邊停擺(即使只是暫時性的),或被完全切除(如早期的腦部手術),就會導致大腦功能障礙。

左腦不活化,會直接影響我們將經驗組織成邏輯順序的能力,以及將多變的感受與知覺轉譯為文字的能力(左腦的布洛卡區會在情境再現時暗下來)。沒有了順序,我們就無法確認因果關係、預測行為的長期後果,或為將來做完整的規畫。極度沮喪、不安的人有時會感覺自己正「失去理智」,用專業術語來說,他們正在經歷執行功能喪失。

當某個事物令受創者回想起過去,他們右腦的反應會猶如創傷事件正在此刻發生,但由於他們的左腦此時無法妥善運作,因此他們或許不會意識到自己正在重新經驗創傷和重演過往,而只是暴怒、害怕、氣憤、羞愧或呆住。等情緒風暴過去後,他們可能會遷怒於某件事或某個人,認為他們會做出這種舉動,都是因為遲到十分鐘,因為烤焦了馬鈴薯,或是因為「從來都不聽我說話」。當然,我們大多數人有時也會這樣,但當我們冷靜下來,或許會承認是自己的錯誤,然而,創傷卻阻礙了這種覺察能力,經過多年研究,我們找到了其中的原因。

 

 

● 卡在戰或逃反應

 

我們漸漸明白掃瞄儀內的瑪莎發生了什麼事。悲劇發生後的十三年,我們觸發了仍然儲存在她記憶中的感覺:車禍造成的聲音和影像。這些感覺浮現時,活化了她的警報系統,因此她的反應彷彿她正身處在醫院,那間被告知女兒過世的醫院;中間十三年的歷程都被抹去,瑪莎劇增的心率和血壓數值反映出她狂暴的生理狀態。

腎上腺素是我們面對危險時,幫助我們反擊或逃跑的關鍵荷爾蒙之一。腎上腺素增加,是受試者在聽自己的創傷故事時心率與血壓飆升的原因。正常情況下,當人們面對威脅時,壓力荷爾蒙會暫時增加,威脅一解除就消退,身體也回復到正常狀態。但相對而言,受創者的壓力荷爾蒙需要比較長的時間才能回到基礎值,且一受到輕微壓力,刺激便會迅速不成比例地暴增。壓力荷爾蒙經常升高,會造成記憶和注意力問題、易怒、睡眠障礙等潛在影響,也會帶來許多長期的健康問題,尤其是生理系統最脆弱的部分。

我們現在知道面對威脅時,可能有另一種掃描儀還無法測量到的反應,那就是否認:受創者的身體記錄著威脅,但意識層面卻好像沒有什麼事發生一樣。然而,儘管受創者的心智學會忽略情緒腦傳來的訊息,但警報信號並沒有停止,情緒腦仍持續運作,壓力荷爾蒙持續發送訊號,要肌肉繃緊好採取行動,或是崩潰而動彈不得。這些生理影響持續不減,直到以疾病的形式表現出來才被注意到。藥物、毒品和酒精可以暫時減緩或讓人忘卻這些難以忍受的感覺與感受,但傷痕會一直留在身體上。

有幾個角度能解釋瑪莎在掃瞄儀中發生的事,而每個角度都牽涉要用什麼方法治療。她的神經化學與生理異常,很明顯的有生物化學失衡的問題,每次提起女兒的死亡時,都會激發失衡狀態。於是,我們尋找能減弱她的反應或能恢復她的化學平衡的藥物。我在麻省總醫院的幾個同事根據我們腦造影研究的結果,開始研發一些藥物,希望減少病患腎上腺素升高所造成的反應。

我們也有充分的理由認為瑪莎對往昔記憶過度敏感,這時最好的治療方式就是減敏感法。4透過跟治療師一起反覆重演創傷細節,她的生理反應或許可以緩解下來,明白並記住「過去已經過去,現在是現在」,不會一再重新經歷那段經驗。

一百多年以來,每一本心理學和心理治療的教科書都建議一些藉由談論痛苦感受來緩解問題的治療方法,但是如我們所見,創傷經驗本身會阻礙這樣的做法,無論我們發展出多少見解和理解,理性腦基本上沒有能力說服情緒腦從實際狀態走出來。一個人遭受到難以啟齒的經驗後,很難說出那些經驗的核心元素,這一點一直令我印象深刻。要他們描述發生在自己身上的事(受害及報復的故事)比較簡單,但是若要他們去留意、感覺自己真實的內在狀態,並用語言描述出來,就困難多了。

掃瞄顯示受創者的畏懼有多麼頑強,而且會被日常生活的各種面向給觸發。他們沒有將創傷經驗融入向前流動的生命之河,而是繼續留在「過去」,不知如何回到「現在」──充分活在當下。

在參與研究的三年後,瑪莎以病患的身分來找我治療,我成功地用眼動減敏與歷程更新療法治癒了她,這部分會在第十五章討論。