寂寞的腦

寂寞的腦

諾貝爾醫學獎

那個下午的陽光是那樣地耀眼，穿透了深沈的海洋。礁岩上，如神經細胞般的珊瑚，正伸出她的觸角與湛藍色的大海交換著訊息，浪花是她們間共同的語言。
岩岸的灣腳，那稱為貝殼灣的沙灘上。林妍名博士正和一群身心障礙的孩子嬉戲著。他們透過”溝通晶片”與”人造感覺受器”嘗試交換彼此間的感覺。一位聽障的孩子，似乎能感受到海浪拍打岸上，沈沈的聲音。其他的孩子，卻聽到海浪退去時，帶著沙粒滾動，所發出的沙沙聲。另一位孩子，正嘗試讓林博士感受貝殼沙從他指間流過，細柔飄散的感覺。大家沈浸在感覺交換的遊戲中，體驗從未有過的感受。忽然，一位眉清目秀的女孩匆匆地跑來，是林博士的助理，她焦急地說：「林博士，有通緊急電話找您。」。
電話那頭，一位先生以簡潔的英語恭賀她獲選為2032年諾貝爾醫學獎提名候選人，相關的準備訊息可察看電話的附件。她道聲謝謝後將電話掛掉。雖然，當時的通訊系統已相當方便，彷彿是身體的一部份，但有時，她仍然不喜歡把通訊器隨身帶著，希望能保有一些屬於自己的空間。望著大海，望著那些孩童嬉戲的身影，她想起她和男友在這片沙灘看海的日子。縱使記憶有些許的模糊了，但那悸動的感覺卻依然強烈地存在她心中。

巧遇

妍名主修電機系，卻輔修心理系。大二時，本著對研究的興趣，進到張英達教授的多媒體訊息處理實驗室，在研究方面表現不錯，獲得大專生工程師論文獎以及東元科技創新獎等殊榮。因此，申請到交換學生的計畫，到MIT的多媒體實驗室，進行一年的交換學生計畫。也是在那裡，結識了熱愛自然的男友，柯新一。新一當時是MIT多媒體實驗室中的一位研究生，念資工所，主要進行人工智慧與虛擬實境方面的研究。新一常告訴她有關人工智慧的奧妙，人類藉由人工智慧的科技演進，享受科技帶來的好處，但往往也產生一些負面的影響。不過人類仍然繼續創造著新科技，改變人類的生活，雖然新一的研究工作像是創造新科技，但他卻熱愛原始的自然。
對自然的感動
1999年夏天，妍名結束交換學生，新一取得MIT碩士學位，他們一起回到台灣。新一在大學時曾參加保育社，對鳥類深深著迷。一直嚷嚷著要在上班前，看看蘭嶼角鴞，它是一種可愛卻被當地居民視為惡魔的鳥。記得新一常對她說：「鳥真是一種唯美的動物，他們藉由音樂與舞蹈溝通彼此的訊息。」他們在蘭嶼待了十多天，享受被大海包圍的感覺。她永遠記得那個快月圓的夜晚，月亮十分皎潔，照亮了大海。她和他，與幾位海洋大學的研究生，在貝殼灣觀察一隻海龜產卵。同時間，其他先前孵化的小海龜正朝著海岸伏伏前進，海上的月光像燈塔般指引他們前進。新一告訴她：「你千萬不能用手電筒照他們哦！否則他們會迷失了前進的方向。」。她心裡想著，那些剛孵出的小海龜究竟感受了什麼？而他們生物的本能又是如何激發呢？

藍色心情

夏天過去，妍名升上大四；新一則開始上班，進行有關影像辨識晶片的研發。回國後，兩人感情穩定，妍名常想著兩人幸福的未來。但此時妍名媽媽傳來不好的消息，是妍名的弟弟熙名得了憂鬱症。不合理的害怕和煩躁、自怨自哀，覺得生活沒有意義等負向情緒，一直環繞著熙名。她的家庭因此受到極大影響，媽媽日漸削瘦，父親在工作上提不起勁。熙名更因為承受不起吃藥的副作用，拒絕持續服藥。除外，在四處就診過程中，一位名醫對憂鬱症的輕蔑態度，造成熙名對就醫及心理輔導產生極大的排斥。妍名嘗試和熙名溝通，但每次的溝通只讓她覺得心灰意冷，家中充滿了陰影，陽光不再照耀。
不完美的分離
或許是因為工作與學生之間有些差異吧，妍名和新一間漸漸出現了一些問題。妍名即將考研究所，生活忙錄緊湊，而新一上班後的生活在週末有較多彈性，常去旅行。三月某個晚上，妍名無意間發現新一電腦中MSN聊天後的訊息，才知道新一瞞著她和別的女孩去玩。為此，他們吵了近三個星期，每天晚上，他們不斷爭吵、討論、生氣、難過，直到手機開始發燙，甚至出現沒電的警告聲。最終，新一向妍名提出了分手，原因是雖然他們在一起兩年多，彼此關心照顧，相處模式也很自然，新一卻覺得妍名在某些時候無法很深刻地瞭解到他心中的感動，這讓他覺得很落寞，他知道妍名對他很好，是個好女孩，更可能是好太太，但是他是多麼希望能找到一個能與他”有心靈上共鳴”的女孩。
這件事對妍名造成既深且痛的傷害，她一直無法瞭解她究竟是做錯了什麼，也不明瞭新一所說的”心靈上的共鳴”，是什麼意思。

另一扇窗

2000年五月，各校的電機所都放榜了，榜單上並沒有看到她的名字，同學很訝異，她自己卻很清楚。五月23日，陽明大學神經科學所洪蘭教授在台大的一場演講，主題是「腦神經心理學」，這和妍名過去輔修心理系時所學的「教育心理學」大不相同。此次的演講引發妍名的高度興趣，演講後，她去誠品買了幾本洪蘭教授翻譯的書，如「大腦的祕密檔案」、「透視記憶」等。看了這些書後，妍名驚覺腦與心智間的謎樣關係已逐漸浮現。因而決定花一年的時間重考神經科學所，希望能順利進入認知神經心理實驗室，一窺大腦的祕密，更希望可以多了解熙名的病情與新一的心思。

車站與視丘

研究所放榜日，妍名趕緊上網查看消息，一年的努力總算有了令人滿意的答案，與三五好友約好在台北火車站碰面，再一起去慶祝。妍名比約定的時間早半小時來到台北火車站，站在火車站外，看著地面上來來往往的人與車，也想著腳踩的地下也有來來往往的人與車，妍名突然覺得這真是一個特別的地方，它是一個匯集處，火車、捷運、公車，各自帶著不同目的的人來到這裡轉車，她站在火車站外，想像著牆壁圍起來的火車站，裡面正熱鬧的進行著轉車儀式。妍名突然覺得台北火車站就像腦中的視丘(thalamus)，而進出車站的人就像不同的感官訊息，到這裡來轉車，再趕往下一個目的地。突然有人拍了她的肩膀，說：「在想什麼啊，想到都出了神，等多久了啊?」，原來是其中一位好友到了，她指著火車站問好友：「你看到什麼?聽見什麼?」，好友吶悶地說：「沒有什麼啊?有人，有房子。啊!我看見她們來了!別發呆了，到齊了，就出發吧!」好友拉著妍名向其他兩人走去，她們要8號Pub好好慶祝一番，妍名一邊被拉著，一邊卻疑惑同一時空下的人看到、聽到、甚至聞得到同樣的東西嗎? 玩了一天，大家都覺得疲憊了，互道再見後，各自回家。

每個人的獨特世界

回到租屋處的妍名，為了解答她在火車站想到的疑問，立刻翻看她曾讀的「大腦的祕密檔案」，裡面在談論感官知覺的章節，曾提到人的感官知覺包括聽、視、觸、味和嗅覺。所有的感覺刺激進入大腦後，沿某特定路線，像骨牌效應般傳導電脈衝，除了嗅覺以外，其它感官知覺都會到視丘轉換神經元，再送到對側額葉去解讀成有意義的知覺。這些有意義的知覺是專屬於個人大腦的特殊建構品。每一個大腦所建構的世界都不一樣，因為每一個人的大腦都不相同。即便是雙胞胎，輸入的基本資訊相同，但最後送到意識界的影像卻不相同。

意念操作

2002年，妍名隨著老師參加了在奧地利維也納舉辦的一場有關腦、神經以及心理學等領域的國際研討會。與會人士中，有許多是這方面領域的翹楚。其中，一位在喬治亞理工學院生醫工程系的教授Steve Potter博士的演講 “Building a bridge to the brain”，吸引了她的注意。Potter博士認為科學家已經接近突破人腦與電腦間溝通的瓶頸，利用人腦去操控機器的概念將在不久的未來實踐。自從1943年，神經學家Warren McCulloh博士與數學家Walter Pitts博士提出了神經的運算可以被模擬成電路，也可被電路控制。所謂的思考機器或是利用心智控制機器變成為人類的夢想，也成為科幻電影中的題材。
而在將近四十年後，約翰霍普斯金大學的Apostolos P. Georgopoulous教授，成功地記錄了猴子大腦中動作皮質所釋放的電位訊號。二十年後， 2000年，Duke 大學的Miguel A. L. Nicolelis博士與麻省理工學院，主持Touch Lab的Mandayam A. Srinivasan博士進行合作。Nicolelis 博士透過在猴子大腦皮質區植入晶片，透過猴子手臂動作時的意念刺激，可讀取出猴子大腦皮質所產生的電位訊號，透過電腦處理，可經由網路來操控950公里遠處，麻省理工學院中的機器手臂，這實驗驗證了”經由意念遠端操作機器”的可行性。而此技術的發展，將對人類充滿重要的意義。打從1943年，人類與機器之間的溝通，便被提出，長久以來，人類追求擁有意念控制的能力，將在不久的未來被實現。
休息時，妍名結識了Steve Potter博士的研究生Peter Passaro，她對於他所提出的概念” Is it possible to download knowledge into the brain”，這個曾在電影Matrix中出現的情節，同樣在Peter的實驗中出現，他嘗試將一些訊息送進大腦，去分析大腦皮質是否能記憶並學會控制這些訊息，但這似乎是非常不容易的事。這也讓妍名深深感覺到原來有這麼多人都對大腦的研究充滿著興趣。
這場研討會對妍名最重要的意義就是認識了南加大神經工程研究中心的Theodore W. Berger博士，他主要的研究工作包含三方面，第一、利用理論與實驗的方法建立腦部神經系統的數學模型。第二、研究記憶系統與海馬迴細胞（Hippocampal Cells）之間Functional mapping（功能性地圖）的研究。第三、利用神經系統與VLSI circuit之間的結合，解讀神經系統之間交換的訊息。

神經工程研究中心

妍名自陽明大學畢業後，申請進入南加大神經工程研究中心，跟隨Berger教授，進行博士班研究，針對人類腦中記憶功能的區域進行研究，希望能瞭解這些記憶細胞是如何利用腦波來傳遞與記錄之間的訊息的。他們利用芬蘭Elekta公司所開發的Neuromag，以EEG及MEG進行研究。所謂的EEG（electroencephalography）指的是腦波圖，是測量神經細胞規律性振動的電流型態，頭部需戴著電極帽或貼電極片，每個電極片是一個接受器，接受固定位置的腦的電流訊號，連續時間的記錄可得一腦波圖。另外利用事件關聯電位波(ERP, Event-Related Potentials)用來建構大腦地圖(brain mapping)，而MEG（magnetoencephalography）腦磁波則是使用超低溫、超傳導性、液狀氦物質的高科技感應器，定位出大腦神經網路系統所產生的微弱磁場。
除外，他們研究團隊也與德國Infineon公司合作，利用他們所開發的神經晶片(Neuron Chip)偵測大腦感覺皮質所接受來自身體各部位的感覺訊息。在這研究過程中，妍名已可解析出有關人體視、聽、觸、味覺在皮質區所激發的腦波形式；唯獨嗅覺尚不能完全確定，因為它似乎牽動著情緒的改變。嗅覺是直接將訊息送到邊緣系統，這是一條通往大腦情緒中心的快速道路，會引起強烈的關於情緒的回憶，再送到同側額葉去解讀。這使得味覺的腦波電位辨識容易受到受測者情緒記憶的影響。但在妍名的努力下，她與她的老師因為Nature neuroscience上所發表的一篇 “The chip which knows the feeling from human brain”而受到國際科學領域的注意。

意外

在妍名讀博士的過程中，發生了一件重大的意外，這場意外改變了新一的人生，只是遠在美國的妍名卻不知道。2006年，新一在一次冬季雪攀大壩尖山時，因為風勢過大，加上雪地的濕滑，滑下了山谷，幸好新一在墜崖時撞上了一塊大石，才免於掉入三、四百公尺的深崖，但卻撞上了頸椎，成為脊椎損傷病人。他的全身近乎癱瘓，僅剩腦部可以感覺、說話，但生活作息都得靠人協助，且因終日躺在病床上，無法運動、肌肉也幾乎萎縮，並從此與妍名失去聯絡。

意念之手

復健一年後，透過新一在麻省理工學院的老師介紹，新一的家人將他送到Boston的麻瓜醫院進行治療，同時也接受提出猴子操控手臂的Srinivasan 博士所主持的Touch lab實驗室進行醫學復健與實驗，這實驗主要包含三部分，在人類的四肢都裝上具有無線接收與發送的神經觸發晶片，這些晶片透過刺激周邊神經系統，觸發肌肉的動作。而在大腦皮質部植入動作電位感測晶片，接受所有觸發的神經電位。然後新一身上的微型運算電腦，可以分析腦部電位所代表的含意，將無線訊號送給這些神經觸發晶片，刺激肌肉的動作。因此，在2009年時，新一可藉由意識自主控制他的四肢。2010年，Emory University，由Philip R. Kennedy博士所領導的研究團隊，成功驗證了利用人腦的思維，可以直接在電腦上控制滑鼠箭頭，且在電腦上輸入上面，可以不再需要用打字的方式輸入，只不過在當時，這項技術的辨識度尚不如語音輸入成熟。 <續，接寂寞的腦II>