19 世纪, 一名叫菲尼亚斯 ⋅ 盖奇的铁路建筑工人卷入了一起可怕的事故。在工作的时候, 一次爆炸将一英寸厚的铁棒射穿过了他的前额, 如图 1 所示。你可能会认为这次事故会使他严重受伤, 甚至死亡！但事实并非如此, 尽管他的部分大脑前额受到了破坏, 但令人惊讶的是, 这对他的影响却微乎其微 [1, 2]。菲尼亚斯 ⋅ 盖奇在事故发生后立即恢复了意识。他的前额上有一个大洞, 但他仍然能够走路和说话, 并且继续活了将近 12 年。这一惊人的发现是否意味着我们眼睛上方的大脑区域——前额叶皮层——对我们的日常功能并不重要？或者, 前额叶皮层还有其他我们不了解的功能吗？不幸的是, 没有足够的证据来告诉我们这次事故是否改变了菲尼亚斯 ⋅ 盖奇的行为。我们只知道, 由于未知的原因铁路公司在事故发生后拒绝继续雇用他。此外, 菲尼亚斯 ⋅ 盖奇在事故发生后的行为表明: 他的性格和对他人的态度在某种程度上发生了变化, 朋友们说盖奇“不再是盖奇了”。

神经科学 (研究大脑功能的科学) 揭示出一些关于前额叶皮层在我们日常生活中的作用的新知识。问问你自己: 你会跟一个完全陌生的人说一些你对家人和朋友才会说的私事吗？比如一段珍贵的记忆？科学家发现前额叶皮层严重受损的患者确实会告诉陌生人这些私事, 尽管他们在说完之后会感到尴尬 [3]。但是, 为什么病人没有考虑到他们是在和一个陌生人说话呢？前额叶皮层会不会是对我们根据交流对象来调整交流方式必要的部分？

用电脑游戏来考察交流

如何研究前额叶皮层对我们调整交流方式 (我们如何与他人交谈以及交谈事情的类型) 是否有必要呢？找到答案的一个方法是测量人们与各种各样的人交流时是如何进行调整的, 然后看看这些人是否有前额叶脑损伤 (脑前额叶皮层细胞的破坏)。为了测量交流发生的变化, 研究人员设计了一个电脑游戏, 让参与者通过移动电脑屏幕上的一个“小鸟”图案与另一个人交流, 但实际上他们并不能看到或与那个同伴说话。这种“在线”交流的实验有两个好处。首先, 通过电脑屏幕上的“小鸟”的移动可以精确地测量每个参与者的交流行为。这种方法可以确定参与者的行为是否根据交流对象进行了调整。第二, 参与者看不见他们的同伴, 也听不见他们说话。研究人员告诉参与者他们将轮流与两个不同的同伴玩耍, 而实际上只有一个同伴！这样可以确保“两个同伴”的行为方式是相同的, 我们所看到的参与者沟通方式上的任何差异, 都只来自于他们对正在沟通对象的认识的差异。

这个电脑游戏 (如图 2) 的任务是让参与者向同伴解释“橡果”在游戏板上的位置 (它可能在任何一个白色圆圈上)。参与者可以通过移动游戏板上的“小鸟”来解释橡果在哪里。同伴可以在自己的屏幕上实时看到参与者的“小鸟”移动, 然后将“松鼠”移动到他认为参与者试图告诉他橡果所藏的圆圈里。当同伴做出选择时, 双方都会收到自己是否成功沟通并找到“橡果”位置的结果。

此前使用这个游戏的一项研究发现参与者对同伴年龄和能力的认知可能会改变他们与同伴的交流方式。在这项研究中, 当 5 岁的孩子认为在和 2 岁的幼儿 (而不是和同龄孩子) 交流时, 他们移动“小鸟”时会在“橡果”的位置上停留更长时间 [4]。我们在日常生活的沟通中也会做出这样的调整！你有没有注意到自己在和比自己小很多的人交流时, 说话速度会变慢, 或者会使用更简单的词语？

在这一研究中, 研究人员调查了前额叶损伤的病人是否也会改变他们与不同年龄的同伴的交流方式。这些患者的脑损伤程度可以在图 3 中看到, 图中的颜色表示有多少人的前额叶皮层受到了损伤。为了确保观察到的变化与前额叶脑损伤有关, 研究人员比较了前额叶受损的病人其他脑区 (比如颞叶、枕叶或顶叶) 受损的病人 (病变对照组) 的沟通行为, 以及前额叶病人与没有脑损伤的个体 (健康对照组) 的沟通行为之间的差异。

前额叶损伤病人的交流方式异常

前额叶损伤的患者也可以像健康对照组一样向他们的同伴传达“橡果”的位置。病人将“小鸟”停留在“橡果”位置上的时间比任何其他位置都要长, 他们和健康人一样会为同伴强调那个位置。所有三组——前额叶患者、病变对照组和健康对照组—— 都有相同的行为。但是, 前额叶损伤患者的交流行为与其他两组之间有一个重要的区别。如图 4 所示, 当认为自己是在和孩子交流时, 其他脑区损伤和健康对照组在“橡果”的位置上停留的时间比认为自己是在和成年同伴交流时要长。在前额叶损伤患者中则没有观察到这种时间上的差异, 在与孩子交流的时候, 他们没有在“橡果”的位置上停留更长时间。

上述研究结果说明, 大脑前额叶受损的人们不会根据与他们交流的人来调整交流行为。有趣的是, 前额叶区域的损伤并不会像人们过去认为的那样, 损害人们的交流能力或动机。这些病人仍然可以有效地交流, 他们实际上也花了更长的时间在游戏板的重要圆圈上徘徊。然而, 无论他们认为自己是在和一个孩子还是一个成年人交流, 他们都会这么做, 而对照组则会根据他们认为的交流对象来调整交流。就像我们在菲尼亚斯 ⋅ 盖奇的例子中看到的那样, 这些结果告诉我们前额叶皮层对沟通本身并不是必需的。同时, 研究结果解释了为什么前额叶脑损伤的人们在日常生活中可能会表现出社交尴尬的行为, 比如会告诉陌生人通常只会与家人和朋友分享的个人信息 [3]。所以, 下次和别人交流的时候, 记住你是在使用前额叶皮层, 也就是眼睛上方的大脑区域, 来调整你和对方的交流。

伦理声明

依据赫尔辛基宣言以及博洛尼亚大学心理系伦理委员会的相关要求，已获得全部参与者的知情同意。

致谢

我要感谢我的同事 Julia Kam 和 Anat Perry，以及编辑 Nina Dronkers 和 Bob Knight 对这篇文章的有益评论。本项研究获得了荷兰科学研究组织（Netherlands Organization for Scientific Research）的资助。

感谢脑与心智毕生发展研究中心、发展人口神经科学研究中心对本文中文翻译的贡献。感谢刘斯漫、范雪如对本文中文翻译及编辑的贡献；感谢左西年对本文中文审校的贡献。

术语表

前额叶皮层 (Prefrontal cortex): ↑ 位于眼睛上方的大脑区域,参与指导复杂的行为。

交流 (Communication): ↑ 把一个人的思想或想法传达给另一个人的行为。

脑损伤 (Brain damage): ↑ 破坏脑细胞, 从而损伤大脑区域的正常功能。脑损伤可由外部力量 (外伤)、内部力量 (如肿瘤的压力) 或神经系统疾病引起。

利益冲突声明

作者声明, 该研究是在没有任何可能被解释为潜在利益冲突的商业或财务关系的情况下进行的。