【前言】：動物的行為與學習能力是怎麼來的？是怎麼受到神經生理的影響？情緒的產生是否與神經生理有所關聯？這樣的迷思，長久以來留給我們有許多的想像空間；我們對行為感到好奇，對人類自身學習潛能感到無限期望，又對情緒的產生充滿疑惑，如此種種的繆思，引起一連串使許多科學家做研究去觀察到正常人在心智運作時神經系統各部位運作的情形，並求取人腦神經活動與注意、感覺、知覺、學習、記憶、語言、理解、思考、創造與決策等認知運作間的關聯；此外，對於動物來說，神經系統是動物接納刺激產生反應，以適應環境要求的重要結構；其作用的目標之一在於導致適應行為的產生，從而獲致個體生存與族群繁衍，其情形也與適應演化息息相關。因此，行為的研究在神經科學中居於關鍵的地位；從實用的觀點而言，行為問題的出現，往往是探尋其神經機制的發端……………。
【作者評述】：Roger Wolcott Sperry(1913-1994)
Sperry生長在美國康乃迪克州Hartford近郊的一個小農場；在他的學齡生涯中，他一直是多項運動全能得一位運動健將；在Oberlin
College時，他
完成英國詩文學學士，然而在這之前，似乎還未開啟他對神經科學領域研究的跡象；不過到了1935年，在同一個學校研讀心理學，並取得心理學碩士，或許
這是他將來研究神經科學一個重要的啟迪；隨後，他到芝加哥大學跟隨一名當時極具知名度的生物學教授Paul
Weiss做動物學相關的研究，且在這幾年間，不時的到哈佛及Yerkes實驗室，從事靈長類動物學的研習，在這段期間，便是他真正跨進生物領域的一步。1951年Sperry受邀到California
Institute of Technology (Caltech)做實驗工作，並在此完成他Psychobiology的博士學位，其中他在neurospecificity的論文演說相當的出色，此後便在這裡，真正跨足到神經科學的研究，並以此為他終身的職業。【參考資料2】
【作者生平及相關研究】：
1939
Action current study in
movement coordination.
1947
Cerebral regulation of
motor coordination in monkeys following multiple transection of
sensorimotor cortex.
1951
Regulative factors in
the orderly growth of neural circuits. Growth Symp.
1953
With R. E. Myers.
Interocular transfer of a visual form discrimination habit in cats after
section of the optic chaism and corpus callosum.
1955
On the neural basis of
the conditioned response.
1959
"Discussion."
In The Central Nervous System and Behavior, ed., M. A. B. Brazier.
Princeton, N. J.: Madison Print.
1963
Chemoaffinity in the
orderly growth of nerve fiber patterns and connections.
Proc. Natl. Acad. Sci.
U.S.A. 50:703-10.
1965
Mind, brain and humanist
values. In New Views of the Nature of Man, ed., J. R.
Platt, pp. 71-92. Chicago: University of Chicago Press.
1972
Science and the problem
of values. Perspect. Biol. Med. 16:115-30.
1977
M. Bunge. Emergence and
the mind. Neuroscience 2:501-509.
K. R. Popper and J. C.
Eccles. The Self and Its Brain.
1980
M. Bunge. The Mind-Body
Problem. New York: Pergamon Press.
1981
Some effects of
disconnecting the cerebral hemispheres. Nobel lecture. Les
Prix Nobel.
Stockholm: Almqvist & Wiksell.
1993
The impact and promise
of the cognitive revolution. Am. Psychol. 48(3):878-85.
1994
Holding course amid
shifting paradigms. In New Metaphysical Foundations of Modern Science, ed.,
W. W. Harman, pp. 99-124. Sausalito, Calif.: Institute of
Noetic Science. 【參考資料3】
【得獎歷程】：Sperry做了相當多有關動物神經與腦部的研究，但他終身最大的成就，莫過於1981年，以切除連接兩個腦半球之間的神經束──胼胝體剪開手術，發現左腦和右腦功能不同的發現，顛覆了以往科學家對大腦的認知（當時多數科學家認為，大腦與神經系統接受任何刺激跟反應任何動作，在大腦的統整中心並沒有特別分化的區域，之所以有不同的感受與反應動作，乃是後天學習或經驗而得。），並且獲得了諾貝爾生理醫學獎的殊榮。以下，就是有關他的研究內容。【參考資料2】
【實驗動機】：由Roger Sperry及同事所進行之實驗係證明兩大腦半球間理解力某些有趣的差異。此實驗的主角是癲癇患者。對於嚴重癲癇的病人，在藥物無法控制的情況下，醫生會動手術將連接兩個腦半球之間的神經束──胼胝體剪開。患有嚴重癲癇之患者會因發作而受傷害,有時在它們的生活中發作頻繁至每半小時一次。它們的發作具有神經學基礎,類似腦中大量放電。若將癲癇患者之胼胝體切斷將會如何？若將大量放電侷限於大腦半球其中之一內；是否仍可使另一個大腦半球功能正常？由胼胝體受傷的人類及動物之早期研究中支持此現象是可能的。【綜合參考資料1、2】
【實驗設計】：當外科手術完成時,大量放電亦平息。很明顯地,將兩個半球間之神經橋切斷,使兩半球間對所進行之正向迴饋得以終結。此外；「大腦半球被分割」的個體似乎在表面上可完全正常地生活。Sperry為確定這些個體的意識經驗是否真的「正常」而設計多項實驗。胼胝體包含至少兩億個軸突；實驗結果證明的確在某些事情上是不同的。由Sperry後來所發表的報告得知：「由於外科手術而使患者有兩個獨立的理性,即兩種領域的意識。於右半球所進行的實驗似乎完全在左半球之理解範圍之外」。
在Sperry的實驗中,大腦半球被分割之個體傳送至左半球及右半球之刺激並不同。此時亦得知,由一大腦半球所進及出的視覺主要與此半球位置相反的視野有關。(左視野的受器將訊號送至右半球；來自右視野的訊號送至左半球)。
Sperry則設想以字,如COWBOY,投射於螢幕上。他以某種方式將COW只投射於左視野上,且BOY只投射於右視野上。而後被實驗者則報告他看到BOY這個字。而接受此字的左半球控判語言表達。然而當被實驗者被要求以左手寫下看到的字時─左手亦被遮蔽住以防被實驗者雖知曉正在寫一個字,但他並無法說出正在寫那個字？ 【綜合參考資料1、2、3】
Roger
Sperry at his desk. Photo by W. W. Girdner © Copyright California
Institute of Technology. All rights reserved. Commercial use or modification
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【實驗結論】：實驗顯示當大腦被分離後，兩邊的大腦便無法再彼此溝通。而且因為人們的語言中心通常都在左腦，因此這個病人只能談及其左腦所知道的東西，若只有右腦得知訊息的話，病人便無法以語言來描述，但是他可以用左手（右腦控制左手）從一堆物件中選出右腦所看見的物件來。因此，右腦可以靠視覺與剛剛所看到物體的視覺記憶配對，進而從許多東西中選出正確者。右腦所看到的東西右手無法選出來，因為右手的觸覺是輸送到左腦，而左腦沒有看到這個物體。
【相關大腦神經科學知識】：人類腦部構造
此圖是人類腦的左半球。Pineal
gland松果腺、cerebellum小腦、corpus callosum胼胝體(為橫向連絡兩個大腦半球的主要神經束)、thalamus視丘、hypothalamus下視丘optic
chiasm視交叉、pons橋腦及medulla oblongata延腦。
大腦皮質的分區
此圖為人類大腦皮質的分區,其中有運動前區,此區包含複雜的運動(如協調鋼琴家之演奏)；副運動區,此區有助於協調連續的隨意運動；及Broca氏語言區,此區協調語言所需的肌肉。 【參考資料1】
大 腦 半 球
人類大腦分為左右兩半球： 1.每個大腦半球可分別行使功能,但它的功能主要是對來自對側身體之訊號起反應。在正常情況下,當然胼胝體是相連的,且此兩半球係共同行使功能。
2.負責語言技術主要區域通常位於左半球。
3.負責非語言技術(音樂、數學及其他抽象能力)主要區域常位於右半球。
由結構來分類，大腦可分為下列各區域：
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大腦皮質 (Cerebral cortex)
· 思考
· 自主性運動
· 語言
· 推理
· 知覺
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"cortex" 這個字在拉丁文中所代表的意思是 "樹皮", 這是因為大腦皮質是由神經細胞所組成厚約僅2～6公釐的組織,
左右半球的皮質區是靠胼胝體互相連接。
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小腦 (Cerebellum)
· 運動
· 平衡
· 姿勢調整
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"cerebellum" 這個字在中所代表的意思是 "小腦", 位於腦幹的後方。
小腦和大腦皮質區一樣, 也有所謂的半球結構。
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腦幹 (Brain Stem)
· 呼吸
· 心跳
· 血壓
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腦幹指的是位於丘腦與脊髓之間的區域, 其中包含了medulla, pons, tectum,
reticularformation及tegmentum等部份。
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丘腦 (Thalamus)
· 感覺
· 運動
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丘腦負責接收來自感覺器官的訊號, 並將之傳達至大腦皮質區。
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丘腦下部(Hypothalamus)
· 體溫
· 情緒
· 饑餓
· 口渴
· 心跳節奏
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丘腦下部是人體內的溫度調節中心, 可以感應體溫變化並適時給予調整。
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邊緣系統 (Limbic System)
· 情緒反應
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邊緣系統包括了扁桃腺(amygdala), 海馬迴 (hippocampus), 乳頭狀體
(mammillary bodies) 以及cingulate gyrus等區, 此系統在情緒反應的控制上非常重要。
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海馬迴 (Hippocampus)
· 學習
· 記憶
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海馬迴屬於邊緣系統的一部份, 在記憶和學習的腦部功能上扮演了極為重要的角色。
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基底神經結 (Basal ganglia)
· 運動
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基底神經結實際上是globus pallidus, caudate nucleus,
subthalamic nucleus, putamen和substantia nigra等區域的總稱, 在運動協調上有著重要的角色。 帕金森氏症的產生原因即是此區域發生病變所造成的。
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中腦 (midbrain)
· 視覺
· 聽覺
· 眼球運動
· 身體運動
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中腦包含了superior colliculi, inferior colliculi及red
nucleus等區域。
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【參考資料5】
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1
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布洛卡區
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Broca's area
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腦左側額下、臨近太陽穴的一塊三角形區域，是語言中樞所在，亦稱胼胝體下區。
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2
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扣帶回
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cingulate gyrus
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大腦半球內側表面的腦回，位置恰在胼胝體上方的大腦縱裂兩側壁。
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3
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胼胝體
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corpus callosum
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在人和較高等哺乳動物中，連接兩側大腦半球的白色弓形神經纖維束。
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【參考資料6】
左腦與右腦的差異
左腦是語言的、邏輯性的思考模式，主管分析、理論等理性活動，右腦則是圖像式的思考，主管想像、直覺等感性活動。
左腦以語言／邏輯來處理訊息，當訊息不論以視覺、聽覺、觸覺、嗅覺或味覺等途徑接收，左腦會將它轉換成語言模式；因為使用語言的處理方式是屬於「線性處理」，訊息必須一個接著一個按照順序，這種以少量多次理解、最後將訊息堆積起來的方式，所能處理的訊息非常有限，而且速度緩慢。
右腦則是將五感所接收到的訊息和想到的事物，以圖像化思考和記憶，並能以空間及整體運作，速度非常快，而且能把大量訊息一併處理。【參考資料6】
【實驗發現與裂腦研究】：得獎後的Sperry與麥可葛詹尼加（Michael Gazzaniga）在加州理工學院所做有關裂腦的研究。對裂腦的病人來說，送到那個腦半球的訊息永遠停留在那一邊，無法越過中央的鴻溝，而跨到另一邊來。裂腦研究奠定了研究情緒的方向，且開始對裂腦病人P.S.進行實驗，將情緒字眼呈現到他的兩個分離的腦半球去。P.S.與其他病人不同的地方是，他的兩個腦半球都可以讀字，但是只有左半球可以念出這個字來。當情緒的字眼投射到他的左腦時，P.S.可以告訴我這個字是什麼意思，以及他對這個字的感覺，例如這個字是代表好或是不好的意思。但是當同樣的字投射到右腦時，左腦無法告訴這個刺激字是什麼，然而它卻能正確地判斷出右腦所看到的字代表的意思是好還是不好。例如，當右腦看到「媽媽」（mom）這個字時，左腦會判斷說這是一個好字，當右腦看到「魔鬼」（devil）這個字時，左腦會判斷這是一個壞字。
左腦完全不知道右腦看到的是什麼，無論如何催逼他，P.S.就是無法說出右腦看到的是什麼字，但是左腦卻能正確地對那個字的正負情緒意義做出判斷，這個情緒的層面可以滲透過兩個腦半球中間的鴻溝，而字的本身則不行。病人可以在宣稱完全不知道任何東西的情況下，無誤地判斷出這個刺激字的情緒。
這是怎麼發生的？最可能的理由是通往右腦的神經通道有分岔，一條路是將刺激帶往右腦專門辨認它的地方，而裂腦手術使右腦辨識後送往左腦的途徑切斷了。另外一條路是將刺激的情緒部分帶往右腦的另一處，而裂腦手術並沒有阻斷它將訊息送往左腦的通道。換句話說，左腦是在不知道判斷物為何的情況下，做出了情緒判斷。對左腦來說，這個情緒的過程是發生在它的意識界之外（也就是說，發生在潛意識之中）。【參考資料6】
【神經科學與心理學的迷思】：裂腦手術將基本心理的二元論思想和感覺、認知和情緒顯現了出來。右腦無法把它看到的刺激與左腦分享，但是卻能夠將刺激的情緒意義傳送過去。這項實驗並不只是研究情緒在不同腦半球上的差異，我們主要是在探討什麼樣的訊息可以穿越被切斷的大腦。很早以前，心理學大師佛洛依德便說過潛意識是情緒的老家，他認為情緒通常是與正常的思考歷程分家的。然而，許多神經科學家仍然不了解這是怎麼發生的，甚至有很多人質疑這個說法的正確性。【參考資料6】
【結語】：Sperry的實驗，讓我們延伸思考情緒在科學上，情緒的定義是什麼，它在大腦中如何作用，又為什麼對我們的影響如此之大。把大腦如何傳遞情緒訊息作為研究目標，我相信直至今天，這個難題仍然繼續地被許多神經科學家與心理學家追求著。研究人腦的技術，就目前來說，仍十分有限，神經科學家至今仍沒有辦法從神經的機制去了解人的大腦情緒，就如同人類多麼想窺探大腦與自身潛能開發的奧秘的徬徨一樣；或許有些神經科學家改去研究動物，尤其是老鼠的大腦，希望從那裡著手破解情緒之謎。就如同裂腦病人的觀察使神經科學家走上研究情緒之路，動物的實驗或許可以改變對情緒的大腦之看法。很多未知的領域的確有待研究，這類的研究需要諸多的觀察與想像，例如想像大腦演化如何與情緒有關聯這樣的問題（如危險來臨時會製造出防禦、保護行為的系統）；比方說，恐懼感覺只是對危險這整個反應的一部分而已，它跟同時發生生理和心理反應（例如發抖、逃走、流冷汗、心急速跳動）是一樣的，我們想知道的不是恐懼的意識狀態或是隨之而來的反應，而是我們的神經系統一開始如何察覺到有危險發生的；Sperry這項實驗能獲得諾貝爾獎的殊榮，絕非偶然，去對諸多大腦神經問題與功能提出許多可能與假設，是絕對必要的，且針對這些假設，設計出實驗以求結論，來解釋實驗後的結果現象。【參考資料6】
【讀後感言】：其實在研究這樣的主題和閱讀此類的文章後，不難發現，很多的心智失常症都是情緒失常症；所以推想，情緒的感覺和反應若是來自同一系統的激發，那麼我們就可以用客觀測量情緒的方法來探求其內在的生理機制，同時可以找出意識感受的來源。既然人和動物製造情緒反應的地方是很相似的，那麼研究動物大腦如何控制這些反應，也可以讓我們對這個生理機制如何作用人的情緒感覺上有所了解。
我們是情緒的動物，總認為情緒是屬於意識的經驗，但是當我們探索大腦的情緒時，才發現大腦意識的情緒經驗只是大腦的一部分而已，它還不一定是製造情緒系統最重要的功能。在我20多年來的生活經驗裡，大腦思考與情緒互動讓我總是不斷地聯想，若情緒是本能，那情緒性的反應(或許是情緒化吧！)可以使我正確的”適應生活”嗎？往往正規的教育與社會經驗告訴我，理智(所謂合乎邏輯的思考去反應行為)似乎才是適應生活最好的抉擇，這對我來說，是一種矛盾，a paradox！每當我情緒性的表現出行為時，似乎在內心的另一深處，傳來一陣冷笑，一個象徵著理性主義的英雄--浮士德…………………。
【參考資料】：
1.http://www.zo.ntu.edu.tw/personal/b87205222/new page 6.htm
2.http://www.nobel.se/medicine/laureates/
1981/sperry-autobio.html
3.http://www.nobel.se/medicine/articles/sperry
4.http://www.musictherapy.com.hk/Home/Ch.PPTIE.htm
5.http://life.nthu.edu.tw/~g864264/Neuroscience/neuron/intro.htm
6. http://www.ylib.com/search/qus_show.asp?BookNo=LF004