呂偉白
大腦區位化研究在認知心理學和神經心理學方面扮演著相當重要的角色。利用這樣的研究，我們對於各種不同的能力如何於大腦中運作有了更清楚的概念。
在正式介紹理論之前，我們用個前導例子來說明吧！假設你家的電視有一天突然失去了影像，其他的都正常，於是你瞭解到電視盒子裡一定有一個東西是只負責傳遞影像的訊號但是和傳遞聲音是無關的，因為你還聽得到聲音。這時，你所發現的影像與聲音分離的現象稱為「單一分離」（將負責顏色的零件功能和其他功能分離開來）。於是你換了零件，修好的電視。但是，有一天，你的電視機又出了問題，這一次，你可以看到影像，但是只看到黑白影像而無法出現彩色的影像，於是你又瞭解了原來還有一個零件是負責影像的顏色的，這時你瞭解到電視機中有不同的零件各自負責影像與顏色，你所發現的現象就稱為雙重分離。那你要說了，這誰不知道呢？電視盒子裡本來就有著各式各樣不同的零件負責輸送不同的訊息啊！啊！那你知道大腦中也有所謂的心智功能結構（functional architecture of the mind），有所謂的領域特定性 （domain specific ），不同領域負責不同的心智能力嗎？這樣的理論稱為「模組」（Modularity）。好了，即使你是個腦科學控，那麼你知道這樣的領域特定性怎麼樣被找出來的嗎？大腦是黏糊糊的一片，可不像你家的電視機，打開來可以看到一個個的零件。我當然不建議你真的打開你的大腦證實一下我說的是不是真的，下面的圖片告訴你大腦長什麼樣子：
如果你真的很想看活生生的大腦（如同我的學生想要知道大腦摸起來的感覺），那麼下面兩段影片可以滿足你的好奇心：
有一些讓你起雞皮疙瘩是不是？所以你現在看到你的大腦了，你可以告訴我捲在一起像粉腸（雖然看起來像粉腸，但其實大腦用揉皺的報紙形容比較恰當，凹下去的稱為「溝」，浮出的稱為「回」）的一樣的東西，哪一塊讓你看到美女（或是帥哥）時臉紅心跳，那一塊又是讓你記得那個小學的時候打你手心的老師呢？不要說是你，就是19世紀以前的科學家也回答不出來呢！下面要介紹的兩種方式，讓科學家現在已經能夠畫出非常複雜、精緻的大腦定位圖譜。這個圖譜想必你也很好奇，容後再介紹，現在，我們先介紹前面例子中提到分離研究法吧！
「分離」這個名詞是用來指心理歷程是分開的這樣的現象。主要有兩種分離的形式，一種是單一分離，一種是雙重分離。
單一分離（Single dissociation）
當大腦某部位的損傷影響到X功能，但是並不影響Y功能時，我們可以推論功能X和功能Y兩者是互不相關的。藉著這種方式，心理學家將複雜的心理作業分解為次成分。這就是所謂的「單一分離」。早期的單一分離都是藉由病例來觀察的，有一個著名的個案是有關一個鐵路工人的故事。這個不幸的鐵路工人Gage一天在炸山洞時，被炸彈起來鐵條戳進大腦頭骨中，穿過前額，但是幸運的是，由於戳進去的角度沒有傷到致命的部位，於是他在很短的時間之內復原了而且回到公司上班，但是，人人都說Gage不再是Gage, 他的人格完全轉變，他變得脾氣暴躁，舉止輕浮。由於他的受傷部位是在大腦的前額葉，這個病例讓科學家瞭解掌管人格的區位是在前額葉。
如果你比較習慣看影音檔，這是個製作不錯的數位影片介紹Gage的故事：
還有幾個奇特的病例是奧利佛．薩克斯（Oliver Sacks）（撰寫「錯把太太當帽子」的作者）的書中舉的例子。其中一個「單一分離」的例子是有關一位病人在看到一個物體時，無法說出這個物體的名字，但是一旦他使用其他的感官（例如碰觸或是聞嗅）時，就可以說出這個物體的名稱了，這證明了視覺辨識和觸覺或是嗅覺的辨識是分離的。這樣的病人所患的是「視覺失認症」（visual agnosia）。另外一個例子是病人無法判斷物體的方向，因此不知要怎麼將卡片放進一個橫的開口中，但是當告訴這個病人這個開口中就像郵筒的開口時，他就可以放進去了。這證明了雖然病人無法判斷洞口的方向是橫或是直，但是可以賴視覺的指引以及口語的暗示，做出正確的動作。所以對方向的判斷是與視知覺分離的。下面這個連結是對一位有「視覺失認症」患者的訪談：
好啦！現在你瞭解了，研究大腦的科學家常常是藉由別人的不幸來成就自己的發現的。不過，換一種想法，這些病人的不幸使得我們的大腦科學大大的往前跨了一步，在不幸之中也有小小安慰。
雙重分離（Double dissociation）
「雙重分離」可以更增加「單一分離」的說服力。雙重分離可以更確認這兩個功能是在大腦中不同的區位。Paul Broca and Carl Wernicke 這兩位醫師於1800年就提出了說話以及語言理解雙重分離的證據。Broca醫師首先發現的一位病人因為洗窗戶時摔傷大腦，受傷之後，他無法說出想說的話，但是可以完全瞭解別人在說什麼(non-fluent aphasia) ；隨後Wernicke醫師發現他的一位腦傷的病人，也有語言的問題，但是他的情況剛好和Broca醫師的病人相反，他的病人不能理解語言，但是可以流暢的說出語言 (fluent aphasia)，只是所說出來的話不知所云。兩位醫師在病人死後解剖他們的大腦，發現兩位病人大腦受損的區位不同。這兩個區位現在稱為 Broca區以及 Wernicke區，是最早於大腦圖譜中確定的兩個區位。這個經典的雙重分離展開了現代語言神經心理學新的一頁。下面是這兩個區位的圖示：
在認知神經科學上，雙重分離是一種很好用的實驗的技術，科學家藉由兩個行為測驗來顯示兩個新皮質的區域在功能上是分離的。而其中一個測驗的表現是受到某一個區域受損的影響，卻不受另一個區域受損的影響。例如在大腦外傷的研究中，有A與B兩個病患，病患A在聽覺記憶的認知測驗上表現困難，但是視覺記憶卻是完好的，而病患B則剛好相反。利用死後解剖或是神經照影技術來找出這兩個病人大腦受傷的部位，研究人員因此可以推論正常大腦中視覺以及聽覺功能的區位在哪裡。（Dann & Kirsner, 2003）。為了讓你印象更深刻，再來舉一個比較罕見的雙重分離例子：卡普格拉司錯覺（ Capgras delusion）以及臉孔失認症 （ Prosopagnosia）的雙重分離現象。臉孔失認症的患者無法認出某個他所熟悉的人，但是他會有感覺這個人是他所認識的，而卡普格拉司錯覺症者剛好相反，他可以認出他所熟識的人，但是他無法感覺到那就是他所認識的人（例如他認為眼前的人是假冒的） 。由於這兩種病人的存在，使科學家認為心智能力中，辨識你所熟悉的人與理解眼前的人是你所熟識，是兩種不同的功能。卡普格拉司錯覺以及臉孔失認症都是很難讓人理解的現象，下面的這個youtube 影片中是一個臉孔失認症的患者接受訪問及測試的實況：
對於卡普格拉司幻覺以及臉孔失認症的症狀以及肇因，神經學家拉瑪錢德朗（Vilayanur Ramachandran）在一場TED的演講中，有很精彩的解釋：
最後，我們要把話題再回到學習障礙。科學家在研究學習障礙兒童的認知時，發現多種的雙重分離現象，其中一種雙重分離是，他們發現有一種孩子有正常的語言理解能力，但是讀字有困難，這樣的困難稱為dyslexia；而另一種孩子有非凡的讀字能力，但是卻不瞭解這些文句的意義，這的困難稱為hyperlexia。在下一篇部落格中，我將用一個公式來說明這兩種障礙。詳閱讀簡單公式（a simple view of reading）不簡單 註：本文圖片均取自創用CC授權
