一种整体的形象发生方法正在成熟，对于人脑的结构和功能怎样协调的问题，它将提供最好的观点。

三年前，赛米 · 赛克（Semir Zeki）作出了一个惊人的发现。他是伦敦大学的神经生物学家，曾在纽约神经科学研究所组织了一个大脑图像研究班，他预期参加者将讨论大脑的宏观情况——运用图像去理解人脑的活动。但是，情况并非如此，事实上，大多数讨论陷入了一些简单的问题，比如像讨论当病人被正电子X射线层析摄像机扫描（pet）的时候，怎样去理解病人的思想。

在约翰 · 霍普金斯大学进行的另一个研讨班的情况完全不同，它主要致力于研究大脑的形象。在最近的那次集会上，这个领域的研究者展示了丰富多彩的研究成果，——工作着的人脑的各种幻灯片，运用正电子层析X射线扫描（PET）、磁共振成像技术、和其他方法制作的幻灯片表明，当辨认颜色或词汇，活动手臂，或专注于特殊的任务的时候，大脑中某些特殊的区域紧张地工作着。“这样的图像在几年前是不可能获得的。”赛克说，“技术上我们已取得了巨大的进步，我们正站在绘制人脑地图的起点上。”

虽然存在着某些怀疑主义的思潮，但越来越多的意见认为，大脑描绘正在走向成熟。在80年代初的困难时代以后，图像方法，特别是PET扫描，开始从临床应用进入基础研究，主要通过对动物大脑的研究，科学家们已在大脑定位区域和特殊的功能之间建立了越来越多的更加细致的联系。目前，对象语言那样的复杂过程的理解显然还很遥远，但是，一些比较简单的操作例如视觉过程中的定位研究，进展却十分迅速。

霍普金斯研讨班的一个中心议题是，运用在动物身上学到的知识去改进对人脑的了解。对脑的结构和回路的了解大多数来自动物。对动物的研究可以应用损伤法，但这种方法却不能应用于人类。动物大脑中的地图比人类大脑中的地图要复杂得多，——就如加利福尼亚理工研究所的戴维 · 范 · 埃生（David Van Essen）在一个研讨班中所指出的那样。

范 · 爱生展示了一个电子计算机处理过的数据，它描述了与猕猴的视觉区联接的大脑皮层区的排列。这个数据库非常复杂，范 · 爱生把它叫做“地下管道”。范 · 爱生的图形显示出，研究者已确认猴子大脑皮层中与某些视觉区域相联系的32块大脑皮层区，并确认了350个连接这些区域的回路。对它们的了解，远比对人的视觉系统的了解来得细致。

根据研讨班上许多专家的意见，当前的挑战是要研究怎样把这些从动物大脑得到的知识应用于人类的神经系统。范 · 爱生指出，“我们怎样把从猴脑得到的知识推论到比之大10倍的人脑中去，这不是一个容易回答的问题。”到目前为止，有关动物和人类之间相关的发现的记录是稀少的，原因之一是人类的大脑是分外复杂和容易变化。

另一个更关键的障碍是深入到大脑的技术上的限制。传统的方法，比郎大脑损伤方法，这种研究太粗糙了，难以测量较小的大脑的活动。大脑手术过程中神经活动的电信号记录，也难以找出特殊的大脑区域。而且，科学家不能对活的人脑进行操作的和进行性的研究，而对动物进行这样的研究则是完全可以的。

正是在这个领域，新的精致的定位方法产生了，当然，在会议上讨论得最多的一个课题是PBT扫描，这部分是因为它是目前唯一的获得整个大脑活动的图像的技术。另一种方法，比如像MRI方法，它能显示出大脑的结构，但不能显示出大脑的活动。而别的方法，包括脑电图和脑磁图，只能测量出某个局部区域的神经活动。

PET是通过测量放射性示踪物质发射的伽玛射线而工作的。放射性示踪物质附着于血液、葡萄糖等物质，它们一起流入待测S的器官。这种方法已被应用于临床诊断，但是，期望它作为一种研究工具，仍然面临着困难。“以前pet的麻烦在于，它是一种观察方法，人们把它作为一种趁人不备时拍照的照相机来使用它。”霍帕金斯大学的赞维尔 · 克立格心脑研究所年老的主任基 · 默克汉（Guy Mckhann）博士这样认为，研讨会就在那里进行。他还说：“而且，人们必须表示出询问的问题是什么种类的生物学问题。不过情况正在起变化”。

问题的一方面在于，PET并不一定提供与大脑活动直接有关的图像。PET扫描能测量血流堡，但是，某些研究者，包括霍帕金斯大学的神经学教授弗农 · 蒙特卡斯特勒担心，血流量并不总是代表神经活动的增加，对于神经学家正在追踪的精细过程来说，它是太粗糙了。他还担心，PET的反映不太迅速，——神经活动发生很久后，血流量才有某些变化。

而且，80年代早期参与PET浪潮的人们，并不总是最严密的研究者。“当我看到与PET有关的科学变得很糟糕时，我感到很失望。”马库斯 · 雷切尔（Marcus Rainie）说。这位PET研究的先锋，华盛顿大学医学中心的神经学和放射学教授还说，“关键问题是，要在实验中引入精确性，这样，并不直接有关的人们也将理解这是一种有用的科学工具，而不仅仅是玩具或画图工具。”

精确性，特别是在数据分析中，它正好是使用PET的新研究背群体最为关心的问题。华盛顿大学的研究组和伦敦汉默斯密史医院的回旋加速器发展了分析PET资料的新方法，他们正试图过周坐标系而不是用名字来标记大脑部位，从而把结果标准化。坐标系将使他们能检查人类大脑的不同大小，能比较用不同技术所获得的资料。

这些方法上的进展已经导致了有趣的发现。最出色的结果是从比较简单的系统，如视觉皮层系统和运动皮层系统中获得的。这些皮层系统的基本生理机制已相当了解。“这是一项名副其实的研究，赛克说”我们要做的最后一件事是集中研究大脑的总体设计，而不是集中研究更平常的问题上，大脑的总体设计的研究将沟通动物脑和人脑研究中的缺口。”他对视觉的研究是一个例子，他通过追踪恒河猴的视觉中心开始，创立了关于大脑皮层的不同区域参与视觉过程的理论，然后，通过对人脑运用PET扫描验证这种理论，

迄今为止，没有一项PET的研究采纳赛克的忠告，也没有一项PET的研究取得微小的进展。某些研究小组正在努力深入到语言和知觉的研究。在开创性的工作中，一些来自华盛顿大学和约翰 · 霍帕金斯大学的研究者，包括来自心脑研究所的雷切尔和彼得、福克斯，已经用PET观察大脑在辨识说出的词和阅读时大脑中发生的过程。他们的研究结果表明，分离的大脑皮层区都参与了写作和说话的过程。他们也在焦虑和烦恼状态下，例如在进行惨痛的电击的情况下追踪有关的脑区。研究发现，在期待、焦虑过程中，大脑颞额区的血流量有显著的增加。

显然，PET扫描在研讨会上受到极大的注意，但这并不是更好地理解大脑中的特殊关系的唯一办法。某些研究小组报告了从进行手术的癫痫病人那里搜集的结果，在手术前，医生把电极植入病人的大脑以确定手术的位置。大量电活动的记录给研究者提供了研究基本脑活动的机会，也提供了在万物之灵的人类身上研究语言中心的定位和其他功能定位的机会。包括贝利 · 高登（Barry Gordon）和罗纳尔德 · 莱塞（Ro-nald Lesser）在内的霍帕金斯的研究者已经通过发射弱电流刺激特殊脑区的办法观察它们怎样影响病人的语言应用，从而使研究更加精致。

一种刚出现的定位方法不依赖于高技术信号，比如正电子或核磁共振，而是依靠可见光。哈佛大学的盖赖 · 布雷斯德尔（Gary Blasdel）用光探测猴子的沟状的视觉皮层，在这个结构中，来自两眼的光在这里综合成为立体图像。视觉沟状皮层在大脑的背部，移去一部分脑颅，它就暴露出来了。光束穿透大脑的外层胶状层，从在其下边的沟状皮层反射出来的图像给布雷斯德尔一个精确的结构测定，使他能“真实地”看到，局部脑区是怎样参与视觉过程的。

并非研讨班上的所有报告集中于形象方法本身，有些报告集中于对用这些方法得来的资料加以细致的分析上。卡扎尼加（Gazzaniga）就是一位在MRI上进行这种研究的学者，他也是一位神经学家。MRI扫描的主要局限是，它仍然难以精确测定一个脑区的大小、范围或别的大脑结构。为了克服这种局限，卡扎尼加创造了一种方法，用这种方法可以从MRI截面资料作出计算机化的二维图像，这一图像具有更高的空间分辨力。

“最后，人们必须正确地使用这些方法，因为我相信，如果你想理解人脑，你必须研究人脑。”卡扎尼加说，“在人脑和动物脑之间，有着太多的差异。”

事实上，研讨班的进展在于得到某些从人类身上得到的知识。这个任务的实现很可能需要综合用各种不同的方法，包括PET扫描、MBI、核磁共振技术。以及由布雷斯特尔开创的视觉研究中应用的新技术所得来的结果。

“没有一种信号技术将告诉我们想要知道的东西。”麦克汉说，“只有利用不同的技术，理解它们各自的局限，才能给我们一种人脑功能定位的定位地图”。

“我认为整个领域是大有希望的。”霍普金斯大学的蒙恃卡斯特尔（Mountcastle）说。“但是，这项技术的问题在于，它仍然是一种地理学的测量。定位告诉我们的是，各部分分布在什么地方，它们怎样联结在一起，但是，并未告诉我们它们怎样工作。它告诉我们的是在哪里，而不是怎样？”

甚至最乐观的定位研究者也承认，在人类运用语言或具有深层情感的经验时，大脑各个脑区是怎样工作的，要获得这种大脑合作活动的完整的情况，尚有很长的路要走。但是，乐观主义者认为，在赛米 · 赛克提出令人惊奇的问题之后的3年内，他们学到的东西比仅仅从动物身上获得的东西要多得多。“在最近应用于人类之前没有一种方法能达到这一点。”麦克汗说，“现在我们正在认为，随着新技术的发展，我们能够开始研究人类特有的过程，例如语言。”

[Science，1990年7月13日]