視而不覺:眼盲還是心盲?-科學人雜誌
神經科學

視而不覺:眼盲還是心盲?

2010-12-01 德赫爾德(Beatrice De Gelder)
有些因為腦部損傷而失明的人,具有一種特殊的盲視能力:能夠感應別人臉上的表情,甚至能在障礙物中穿梭前進。

重點提要

  1. 有些因為腦部受損而失明的人會展現出盲視能力:對他們意識中看不見的物體或影像產生反應。
  2. 盲視可偵測許多視覺特徵,包括顏色、動作、簡單形狀和臉部及肢體傳達的情緒。
  3. 研究人員在演化上較古老的腦區中找尋和盲視有關的結構,並探索這種獨特能力的極限。

我和同事拍攝的這段影片真是令人驚歎:在放置了箱子、椅子和其他辦公室雜物的走道上,一名全盲的男子竟然能通行無礙。這名醫學界稱為TN的男子,並不知道那些障礙物的存在,卻能夠避開它們;他小心翼翼側身穿過垃圾桶和牆壁間的空隙,再繞過相機腳架,卻完全不自覺自己做出這些動作。TN雖然失明,但擁有盲視(blindsight),這種驚人的能力可以讓人在「看不到」的情況下,對眼睛感測到的東西做出反應。(想觀賞這段實驗影片,請至www.ScientificAmerican.com)


造成TN失明的情況極為罕見。他在2003年經歷了兩次中風,使得他後腦的主要視覺皮質(primary visual cortex, 又稱V1)受到傷害:第一次中風破壞了左半球視覺區,五週後的第二次中風則損毀了右半球視覺區。他的眼睛完全健康,但由於視覺皮質不再能接收信號,因此變成全盲。


前述TN穿越走廊的畫面可能是最引人注目的盲視報導,其他因為主要視覺皮質受損而失明的病患,表現或許不像TN那麼讓人驚歎,但同樣展現出神秘的盲視能力,能對他們意識中看不見的物體或影像做出反應,不論那是簡單的幾何圖形,或是臉部表情等複雜的影像。科學家發現,若是讓健康人的視覺皮質暫時失靈,或利用其他方式阻斷視覺皮質的運作,也會發生類似的現象。


今日盲視研究的主要目標,是想了解因大腦皮質受損而失明時,我們仍保存了多少感知能力,以及盲視涉及了哪些腦區和神經線路。這項研究獲得的知識與我們所有人都有關,即使我們不曾遭受像TN那樣的重大傷害,但那些賦予TN驚奇能力的非意識腦功能,在我們的日常生活中肯定也是無形卻常在的。


一個自相矛盾的現象

早在1917年,就有醫生報告在第一次世界大戰中受傷的一些士兵當中,出現疑似盲視的案例(當時稱為殘餘視力)。但隔了半世紀後,才開始有較客觀和有計畫的研究來探討這種能力。首先在1967年,英國劍橋大學的魏斯克倫茲(Lawrence Weiskrantz)和學生韓佛瑞(Nicholas K. Humphrey)研究經過手術處理的猴子;然後在1973年,美國麻省理工學院的帕柏(Ernst P鞿pel)、赫爾德(Richard Held)和佛洛斯特(Douglas Frost)測量了一名病患的眼球運動,他們發現這名病患雖然不能有意識地看見物體,但眼睛仍有朝向刺激源的輕微傾向。



這些發現激勵了科學家,進一步對缺乏主要視覺皮質的動物進行系統化研究,其中大部份是魏斯克倫茲和同事進行的。有些研究確認了動物在移除視覺皮質後,仍然保留了相當程度的視覺能力,像是偵測移動中的物體與區別形狀。

1973年,魏斯克倫茲和同事開始研究代號為DB的病患,DB因為切除腦腫瘤而失去了部份視覺皮質。不過在一開始,學術界對人類盲視的報告都非常懷疑。

這種不相信盲視的態度並不令人意外,因為盲視現象違反直覺,或許還有些自相矛盾。畢竟,人們怎麼可能不知道自己看得見?這就和不知道自己痛不痛一樣奇怪,而且就像告訴一個堅持自己看不見的人「他其實看得見東西」一樣沒有道理。

但另一方面,我們並不總是知道自己能看見或不能看見,在「視」與「覺」之間,存在著一個遠比我們想像還複雜的關係。舉例來說,具有正常視力的人也有個盲點,不過我們平常並不會察覺視野中有個洞存在,也不會因此有所不便。

另一個讓人不相信盲視的理由是,有關人類盲視的證據相當貧乏,因皮質受損而失明且能參與研究的人很少。成人的主要視覺皮質只有幾公分寬,腦部損傷很少只發生在這個區域,因此要找到失去視力但其他腦區完好無恙,而能讓科學家有意義地探討他們仍能感知什麼訊息的測試對象,少之又少。即使如此,現在已可確定因皮質受損導致失明、但具有盲視能力的病患,要比科學家過去認為的多,人們對盲視的懷疑也逐漸減少。

大多數患者的主要視覺皮質仍保有一些功能,有許多病患僅有小部份腦區受損,造成他們視野中會有些看不見的區塊;還有些患者失去整個左側或右側功能,造成對側視野失明。這些例子中的盲視現象,包括能偵測到出現在盲區(患者自覺看不見的區域)中的物體和影像。

傳統研究人類視覺的方法,是讓受試者描述他們看見的東西,在這種測試方法下,任何出現在盲區的物體,患者都會說看不見。然而使用較為間接的方法卻發現,這些「看不見」的視覺刺激其實會影響一個人的反應。

例如在一些實驗中,患者會表現出象徵非意識視覺的明顯生理變化,例如瞳孔收縮。而那些出現在盲區的物體,也會影響受試者對同一時間出現在完好視野中物體的反應,當研究人員要求受試者在幾個選項中猜測盲區的影像時,受試者幾乎都能猜對。

另一個重要的研究工具是神經造影,它能提供直接證據,顯示哪些腦區及視覺資訊傳遞線路與盲視有關。若有人認為盲視源自於殘餘未受損的皮質,腦造影將可排除這些懷疑。

綜合各種不同的實驗,顯示人類可以非意識地感測到許多不同的視覺特徵,包括顏色、圈叉等簡單形狀、簡單動作、線條或欄框的方向;但較大的形狀和非常微小的細節則似乎難以察覺。舉例來說,受試者對欄框的盲視,在線條間距相當於百葉窗葉片,且受試者從約1.5~4.5公尺外觀看時,辨識度最高。

1970年代,魏斯克倫茲和韓佛瑞進行的一項實驗顯示,缺乏主要視覺皮質的猴子能在佈滿雜物的房間裡不受阻礙地行動;我們受此啟發,因此也想讓TN嘗試看看,但當我們親眼目睹TN在走廊上走動而未碰撞任何物體時,仍然相當驚訝。當我們利用個人化的心理物理學測試來檢查TN的意識視覺時,並未發現他有任何視覺功能,包括偵測大型物體。

TN在走廊上行走的情景讓我們聯想到另一個現象:夢遊,它也是人們對自己當下行為沒有意識,但卻表現出某種能力。事實上,我們後來詢問TN時,他堅持自己只是沿著走廊走,他不僅不知道自己有「看見」那些東西,而且完全不清楚自己如何避開那些「看不見」的物體,他無法解釋或描述自己的行為.......

# 關鍵字:神經科學盲視視覺情緒
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