生命科學

暴力行為的神經迴路

藉由動物與人體實驗,已逐漸找出侵略與暴力行為在腦中的運作模式!

撰文/菲爾茲(Douglas Fields)
翻譯/謝伯讓

生命科學

暴力行為的神經迴路

藉由動物與人體實驗,已逐漸找出侵略與暴力行為在腦中的運作模式!

撰文/菲爾茲(Douglas Fields)
翻譯/謝伯讓


2017年,美國拉斯維加斯曼德勒海灣酒店32樓,一位槍手持強力來福槍向下方演唱會的觀眾掃射了1000發子彈後自戕,58名無辜觀眾因此死亡,另有869名觀眾受傷。這位瘋狂殺手的大腦被送到史丹佛大學分析,以期找出暴力行為的生物學解釋。


科學家可能從他腦中發現什麼嗎?事實上,結果可能很豐碩,目前還沒有關於凶殺行為的基因測試,但分析大腦有可能找出人腦控制暴力行為的生理機制。透過那些用來檢視人類其他認知行為,例如行走、說話和閱讀的實驗方式,神經科學家現在已經能追蹤侵略暴力行為的神經迴路。這些新發現不但可幫助解開極端暴力行為(例如上述拉斯維加斯血案)的神經機制,也有助於解釋更常見的開車時瞬間暴怒,或是母親見到自己小孩受到威脅時的激動反應。


肢體暴力以及可能致命的攻擊行為,乃是適者生存的競爭核心,所有動物都演化出特殊的神經迴路來執行並控制攻擊行為。1920年代一系列以貓為實驗動物的先驅實驗中,生物學家黑斯(Walter Hess)發現下視丘深部的一群神經核和攻擊行為有關。後來還發現這個腦區也負責掌管其他強烈衝動和生存行為,例如交配及進食。當黑斯在貓的腦中植入電極,並刺激此神經核時,原本溫和的貓立刻出現哈氣的憤怒動作,攻擊並殺害籠中其他小動物。人腦中也有同樣的神經結構,稱為「下視丘攻擊區」。


這項發現引發了後來眾所周知的「蜥蜴腦」概念:有人宣稱人類原始欲望來自於演化較早出現的古老神經核,在適當情境下引起野獸般的行為。自從黑斯發表了他的發現後,接下來將近一個世紀的科學家所面對的最重要問題,就是下視丘攻擊區究竟接收到大腦迴路中哪些訊息時會引發或抑制攻擊行為?相對較新的技術,例如光學遺傳學(以光來啟動或關閉神經迴路的實驗技術)以及可進入實驗動物腦中的光纖攝影技術,讓我們能觀察神經元在攻擊行為出現時的反應,並回答上述的一些問題。事實上,我們現在已經能找出憤怒和攻擊行為的神經迴路。


由於研究倫理上的顧慮,許多關於攻擊行為的神經迴路研究都只能使用動物實驗。雖然人類和其他脊椎動物的攻擊行為很明顯相似,但若想從動物實驗的結果推論到人類行為和情緒,仍須格外小心。對所有動物來說,肢體暴力與攻擊行為通常伴隨生命危險,因此這種行為會受到嚴格的調控,只有在特定型式的威脅出現時才會展現出來。


人類和其他動物會本能地使用暴力(甚至是致命攻擊)來獲取食物、保護幼子或自我防禦。但上述暴力行為的任何一種(例如殺害獵物或保護幼子)都有不同的神經迴路。此外,許多動物都是高社交能力的物種,而暴力攻擊行為則是建立和維持社會秩序的手段(公羊會透過頭部對撞來決定誰可以和母羊繁衍後代)。對人類而言,死刑、監禁和強制移除資源或權利(罰款和褫奪公權)等,都是用來維持社會秩序的法制化暴力行為。防衛領地、保護族群中的成員,以及競爭行為等來自實驗動物的發現,科學家也推論到人類身上,以找出人類不同型態的暴力攻擊行為的神經迴路。從心理學的觀點來看,人類的暴力攻擊行為可能由無限種不同挑釁與動機引發,但從神經科學的角度而言,只有少數幾個腦部的特定神經迴路和暴力攻擊行為有關。找出並了解這些神經迴路的功能,仍是目前科學界努力的目標,而且極其重要。這種歷經億萬年殺戮生存競爭而寫入大腦中的暴力攻擊能力,時常會在疾病、藥物以及精神失調後出現異常,並導致悲劇性後果。


暴力行為的神經迴路


當我們決定使用暴力時,其實充滿了風險。在一個人暴衝前,有一組廣佈腦中的精密神經迴路會變得很活躍。為了解暴力攻擊行為的神經解剖學,讓我們把大腦比喻成一朵洋菇。覆蓋洋菇表層的薄皮,就等同是大腦皮質。大腦皮質只有三公釐厚,它是高階認知功能的核心腦區,也是人之所以為人的關鍵核心。大腦皮質也負責感覺運動統合(從感覺到產生行為的過程),甚至涉及意識,亦即動物決定是否要發動暴力攻擊行為的關鍵。


杏仁體是深埋在大腦皮質下的神經結構,位置相當於洋菇柄的上方,也就是如屋椽般的蕈褶四散開來以支撐蕈蓋之處,它的功能是快速處理可能會產生威脅的感覺輸入訊息。杏仁體有著向四面八方輸出與輸入的連結,從大腦皮質到下視丘都有。這個杏仁狀結構的主要功能就是訊息轉送中心,負責把感覺訊息傳入大腦,同時也接收來自大腦皮質的下行訊號,包含決策以及其他高階訊息處理的結果。


下視丘也位於蕈柄的頂端,是負責控制身體自動功能的核心腦區,在我們無意識的情況下控制心跳、體溫、呼吸、睡眠週期、注意力以及分泌腦下腺激素,也是產生情緒衝動並啟動攻擊行為的腦區。人類的腦幹就相當於蕈柄,是脊髓和大腦資訊流通的樞紐。為了精確描述,必須注意人腦有左右成對兩個半球,杏仁體也是左右兩半球各有一個。......