“我有一个关于神经学方面的问题,这个问题我从来没有告诉过任何人,”神经外科医生帕特里克·J·凯利(Patrick J.Kelly)回忆起曾经当着许多同行的面对鲁道夫·林纳思(Rodolfo Llinás)说过的话,“你检查一下我的大脑,告诉我里面的情况。如果你做到了,那么我就会相信你。”
  事后,凯利博士接受了林纳思博士提出的检查方案,用脑磁图描记仪(MEG,亦称全头型生物磁仪)对大脑进行扫描。这种设备可以测量大脑节奏变化中微弱的磁信号。
  在分析了凯利的大脑活动后,林纳思说:“你有耳鸣幻觉症状,位置是在右脑,类似一种发着隆隆声的低频率噪音。”当时凯利对此十分震惊。这一点在事后得到了他的承认。自从他在越战中服役于岘港(Danang)战地医院后不久,这种幻觉症状就开始缠上了他――输送伤员的战地直升飞机的轰鸣声已经永远破坏了他的听力。

凯利双臂交叉,流露出一副疑虑的表情

神经学将发生变革

  林纳思是纽约大学神经系统学和生理学系主任,他认为异常的大脑活动节奏能够帮助诊断各种疾病,如帕金森氏症、精神分裂症、耳鸣以及抑郁症等。他的这一理论也许可以解释为什么被称作深度脑部刺激的技术――将电极植入到大脑特定区域――往往能够减轻诸如帕金森氏症这样的运动功能失调症。
  尽管这一理论远没有被广泛认可,而且大部分外科医生认为大脑的深层运转机制目前仍然是个谜。然而凯利则对此项研究非常兴奋,认为这种技术为治疗各种失调症状提供了新的目标。“对我来说,为什么过了这么长时间才明白林纳思的话,”凯利说,“也许我会辩解说是因为自己太忙了。但实际上是我太笨了,‘忘记’了他对我的诊断。现在我要告诉我的年轻同事们,林纳思将会让神经学以及我们对大脑活动的理解发生革命性改变。”
  林纳思长期以来一直遵循着自己的直觉进行研究,与那些研究大脑外层或大脑皮层的神经科学家不同,他把精力放在丘脑――一对位于脑中的组织。他发现,每一个核桃大的丘脑都有30个或者更多的神经核,每个神经核专职处理一种类型的信息,这些信息由诸如视觉、听觉、运动、触觉、心理情感等感官收集。
  每个神经核将其信号传送到大脑皮层的特定区域进行预处理。在此之后,信号伴随着其他感官信息穿梭往返于丘脑,然后信号又返回到大脑皮层中。此时,信号变成了一种更加丰富、多种感觉交合的形式,被持续不断地细化,最后融入生命历程的“交响乐”中。
  丘脑和大脑皮层以信息往返传输循环运行的形式实现了有效工作。林纳思说:“如果你把大脑比作一个乐队,那么丘脑就是乐队指挥,所有的演奏者都在大脑皮层中。它们会遵循指挥者的指令进行演奏,指挥在听到它们的反应后再继续发出新的指令,从而促使乐曲声延绵不断。”
  大脑皮层和丘脑中的细胞是依赖其内在的电学特性以保持乐曲的持续。林纳思表示:“大量的神经元就像数百万个小心脏一样在强烈地跳动。”它们的振动频率可以依据外界情况而改变。
  当大脑清醒时,大脑皮层和丘脑中的神经元振动保持相同的频率,这就是伽马共振(gamma)。“它就像踢踏舞――爱尔兰大河之舞中的表演一样。”林纳思补充道,“有些细胞和谐共舞,有些则保持沉默,从而创造出无数个代表着外部世界的模型。具有相同运动节奏的细胞即时形成携有信息的回路。这种连贯的活动可以让你拥有视觉、听力、警觉力以及思考的能力。”
  但是,当一天结束后,丘脑中的细胞会自然进入低频振动状态,其运动频率由激烈转为缓慢。此时,大脑皮层跟随着丘脑进入了缓慢地运动节奏期。当你睡着的时候,你的大脑仍然以缓慢的节奏活动着,只不过你的意识暂停了。林纳思表示,即便是丘脑的很小部分长期进入低频运动或者部分大脑皮层无法回应睡眠觉醒的话,大脑活动的节奏就会异常,这就是丘脑皮层的节奏紊乱。

脑深部电刺激疗法

  “神经外科医生根据解剖学上的变化认为,肿瘤是生长在脑部的空孔中。”林纳思说,“但是大脑的某一部分持续不断的异常低频运动将产生所谓的吸引区。就像龙卷风,它只是自我旋转的风。通过这种旋转的方式,它就变成了由空气制造出的拥有自我形式的东西。”

部分脑组织受到干扰,精神疾病和药物成瘾可能会共生

  “丘脑皮层的节奏紊乱同样有其结构。它也是一种存在的东西,并且它所产生的症状出现在各种各样的大脑疾病中。”林纳思认为,产生这种混乱节奏的原因有多种――基因缺陷、脑部损伤、化学药品失调等。而其同事凯利的那种症状,只是一小部分听觉皮层被直升飞机的噪音损坏了。林纳思在MEG上发现了凯利大脑的损伤部位――发生着犹如浅浅入睡时的振动的区域。
  林纳思表示,耳鸣和其他的节奏紊乱可以通过脑深部电刺激、药物或者小型外科手术治愈,从而使大脑振动恢复正常。这些治疗方法的目的是唤醒已经进入低频睡眠模式的那部分区域。
  在帕金森氏症中,化学的作用是将一部分丘脑变成低频运动模式。如果受影响的那部分丘脑连接着大脑的初级运动中心,就会出现低频震颤。患者就会同时发生频率与丘脑相同的抖动。如果异常部分的丘脑连接着负责策划运动的区域,那么患者就不能作动作了。而如果丘脑的那部分与流畅运动有关,则患者会感觉到不断增加的肌肉张力――那是肌肉在变僵硬。
  林纳思认为病人可以感受到其中的一个或某些症状,这取决于异常节奏的位置。同理,正常功能可以通过作用于合适的位置而得到恢复。
  脑深部电刺激已用于全球40000例患者。这种手术是将细长的电极直接植入到患者大脑皮层或丘脑中,主要用于治疗运动障碍症,目前正在用于精神分裂症、癫痫、度列特氏综合症、肌张力障碍、慢性疼痛、抑郁症、臆想症以及创伤性脑损伤的临床试验。
  林纳思表示,即使疗法有效,也只能用来缓解而不能根治病症。同时他坦承在治疗过程中应避免不必要的失误:电极需要根据个体脑结构的差异放在正确的位置,医生需要具有良好的教育背景进而进行合理推测。此外,还会存在电线断裂、细胞组织受感染等突发情况。
  “接下来你还得选择一个正确的频率,”他说,“如果频率太高,刺激就会产生幻觉或者其他方面的精神问题,比如让女人不停地哭。”最后他补充说,脑深部电刺激是可逆的。只要拔出电极,副作用就会消失。