胼胝体和裂脑猫

然而，尽管人们对胼胝体的存在已经有着上百年的了解了，但是它的具体功能却一直不被人所了解。不知道是不是因为它和其它结构相比位置实在是太独特，在历史上很长一段时间里，解剖学家们都只认为它有连接与固定两个脑半球的作用，而并没有对这一捆两亿多根轴突组成的重要结构进行更细致入微的探索。

直到上个世纪四十年代，神经外科医师William P. van Wagenen发现，如果把癫痫患者的胼胝体切开，这些患者的症状会得到很大程度的缓解。癫痫这种最早在公元前两千年巴比伦人文献中就有所记载的疾病，直到今天也发病原因不详。而且由于它发病时间不可预测的缘故，对患者的生活质量有着极严重恶劣的影响（Magiorkinis et al, 2010)。 Wagenen同时代的科学家们这样的发现，在为癫痫患者带来了许多福音之外，也使科学家们的目光第一次落在了胼胝体上。

二战的硝烟方才消散的五十年代初的一天，还在芝加哥大学任教的Roger Sperry找到研究视觉系统的Ronald Meyers，决定从猫的胼胝体上一探究竟。在此之前，Ronald Meyers已经做过很多猫的 视交叉(optical chiasm) 方面的研究。当时最使Ronald Meyers百思不得其解的是，即使把猫的视交叉分开，让它的大脑右半球只接受由右 视域（visual field) 传来的信号，左半球只接受由左视域传来的信号，也会出现 眼间信号转移的现象（interocular transfer) 。这就意味着，大脑中一定还有什么别的结构在使两半球相互交流着信号。

如果不是视交叉，那会是什么的？Roger Sperry觉得，很自然的下一步就是胼胝体。

出生于美国康涅迪格州的Roger Sperry在农场边长大，自幼对自然与动物充满了热爱。在于1941年取得了芝加哥大学动物学的博士学位之后，他相继在哈佛大学以及美国NIH担任研究职位，而后又回到芝加哥大学担任教职。他找到当时已经是“切猫老手”的Ronald Meyers，决定用相似的实验范式来研究胼胝体的功能 (Gazzaniga, 1975)。

Meyers 和 Sperry 的实验一共设计了四个对照组：第一组的猫只被分开了视交叉，第二组的猫只被切了胼胝体，第三组的猫的同时被切开了视交叉和胼胝体，第四组作为对照组则完全保留了两个组织。为了证实胼胝体是否起到了传递两半球间信息的作用，研究人员会首先给猫的一只眼睛戴上遮光眼罩，让它学习分辨方形和圆形的不同。接下来，在第二阶段，再给另一只眼睛戴上眼罩，让猫用另外一只眼睛学习分辨同样的形状(Meyers & Sperry, 1953)。

如果事情真如Roger Sperry所猜测的那样，胼胝体和视交叉一样，的确兼具了融合传递两半脑间信息的功能，那么第三组的猫在用第二阶段用另一只眼睛学习的时候应该呈现出与其它几组猫截然不同的学习曲线。因为在两半球信息共享的情况下，即使只有一半大脑接收到了信号，学会了分辨形状，在视交叉和胼胝体完好无损的情况下这样信息也会传输到另一侧的脑半球。所以当相同的信息呈现给另一侧脑半球时，另一侧脑半球其实早已“预习”过了内容，猫的习得速率则会相对第一次学习突飞猛进。

然而对于视交叉和胼胝体被切开的猫来说，一侧脑半球学会的事情，另一侧却毫不知情，所以相当于要重新再学习一遍。这两次实验应该呈现非常相似的学习曲线。

果不其然，Meyers和Ronald就发现，第一、二、四组猫的表现并没有太大的区别：在用第二只眼睛学习的时候，猫都会学习得相较于第一次快很多。而第三组，胼胝体和视交叉都被分开的猫，在第一次学习和第二次学习时的速度完全相同。他们的这一发现，证实了胼胝体起到的沟通大脑两半球的作用。而Roger Sperry也在此后的数十年中对裂脑猫、裂脑猴进行了深入的研究，并且将动物身上获得的知识应用于理解“裂脑人”——或因先天基因，或因后天手术而造成的胼胝体缺失的患者。最终，他因为在该领域做出的杰出贡献，于1981年荣获诺贝尔生理学奖。

值得一提的是，Roger Sperry的学生、同样也是以研究“裂脑人”著称的Michael Gazzaniga在自己的自传《Tales from Both Sides of the Brain》中记录了他和Roger Sperry 做实验的经历，感兴趣的读者不妨一读。这位在后来成为认知神经科学领域中的领军人物的大牛，在从裂脑猫研究迁移到裂脑人研究的过程中，扮演了不可或缺的角色。