14、我们能否实现脑对脑的直接沟通 ...
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伯格在这里工作了30年，致力于寻找□□（大脑）和精神（精神能量）之间的边界。他孜孜不倦的探索最终指引他从研究血流和脑容量，逐渐拓展到研究一种在20世纪初令科技和社会都发生翻天覆地变化的新能量——电。伯格开始投身科学研究时，还身处一个靠马车运输、靠煤气灯照明的时代，到他结束科学生涯的时候，世界上已经有了电灯、汽车、飞机、无线电和原子裂变。
在此期间，对人类大脑的研究也从哲学和心理学的根基上生根发芽，逐渐形成了一门新的学科。这门学科把显微技术应用于细胞分析，把生物化学应用于化学成分分析，并使用电子设备研究神经组织的电学特性——这就是后来众所周知的神经科学。
在弗里德里希·席勒大学的另一栋建筑中，我们找到了伯格的一些旧笔记本。它们用特殊的速记符号书写，刻画精确，但即使对于我的德国土生土长的东道主来说，这些符号有时也让人颇为费解。当我翻阅其中一本页面发黄、书脊破裂的笔记本时，我发现了一些记录，这表明伯格还用了另一种方法来检验人的心理功能与物理和化学过程有相互作用的假设。根据热力学定律，能量所做的功总是伴随着温度的变化。
伯格由此得出结论，即精神活动的变化（他称之为精神能量）也应该与大脑温度的变化相关。[3]伯格用细小的钢笔字在笔记本上画了草图，记下图表数据和注释。这是另一个实验的场景。
他的受试者还是医院的患者。这次是两名女孩，一个是12岁的癫痫患者，另一个是11岁的头痛症患者。外科医生在患者的颅骨上钻了一个洞后，伯格将直肠温度计插入女孩的大脑。根据铅笔画的解剖图来看，温度计插入的深度为21毫米。然后，伯格继续进行类似于体积描记的实验——给孩子施加各种感觉刺激，但这次是观察温度的变化。
伯格1910年在专著《脑部温度的研究》（Untersuchungenüberdie Temperatur des Gehirns）中展示了他的研究成果。[4]
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图4 汉斯·伯格认为，根据能量守恒定律，心理功能和情绪相关的精神能量变化应该伴随有温度的变化。
为了检验这一理论，他把直肠温度计插入人和猴子的大脑中进行测量，并且记录下了大脑由于精神活动和感觉刺激而产生的温度变化克里斯托夫·雷迪斯和我在精神病院的旧址附近找到了一处建筑，那里曾经是伯格的实验室。
20世纪20年代初，伯格在这座附属建筑的地下室秘密工作，开始组装记录人脑电活动的设备。下班后，他独自工作，将精神病患者和自己的儿子作为实验对象。他的儿子克劳斯，就葬在我刚刚探访过的那座坟墓里。克劳斯后来也成为一名医生，但在1941年11月的战斗中阵亡，年仅29岁。
历史悠久的实验室大楼现在是一个小型图书馆。这里是人类第一次瞥见脑电波的地方。毋庸置疑，脑电波是近100年来电生理学领域最重要的发现，但这里却没有一块纪念牌匾。不过，图书管理员知道这座建筑的历史。他告诉我们，伯格的实验室就在地下室，但没有任何东西存留下来。图书管理员给我看了几张褪色的照片，上面是伯格摆满稀奇古怪的电子仪器的房间，还有头部连接着电线的第一批脑电图受试者，可惜伯格的所有设备都没有被保存下来。
伯格一直在用体积描记仪研究脑搏动，不过在研究脑电波的时候，他用其他设备取代了体积描记仪。在患者头部颅骨缺损的部位，他用镀锌的针头刺穿皮肤，让针头触及大脑表面。他将针头连接到仪器上以检测电流，但收集到的信号微弱且不稳定。
对于他来说，很难区分检测到的信号究竟是代表流过大脑的电流，还是由于大脑搏动、心跳或肌肉的细微运动而引起的电噪声。他记录了部分患者大脑的信号，它们的波动似乎与患者的呼吸无关。这些患者包括一名40岁的男子。这名男子在5个月前刚做了切除脑瘤的手术，但伯格还是通过手术在颅骨上留下的孔把电极插入他的大脑。这名男子在伯格做完实验几周以后死亡，他的大脑出现了水肿，这让人们高度怀疑该男子是否为正常死亡。
图5 汉斯·伯格医生在精神病院工作期间做了关于脑电图的研究，他是第一个记录人类脑电图的人。他于1927—1938年担任德国弗里德里希·席勒大学校长。在伯格的肖像下方是他发表的第一篇关于人类脑电图的论文中的一幅脑电图又过了一段时间，伯格的仪器有了改进，技术也提高了很多。
1924年的一个晚上，在同一栋楼内，他将两大片金属箔电极连接到12岁的儿子克劳斯身上，一个电极放置在后脑勺的头皮上，另一个电极放置在额头上，然后他把微弱的电信号输入一个被称为检流计的装置中。电信号转换为移动的光束，并在滚动通过设备的感光纸上记录下电压的波动。当克劳斯闭着眼睛坐着时，光束描绘出的脑电波图形是一种低频而缓慢的振荡。但是，当伯格要求克劳斯睁开眼睛时，克劳斯的脑电波突然变成一种不规则的高频率振动。
伯格在患者、他的儿子甚至他本人身上进行了大量实验。结果表明，这些振荡的电波会因心理活动、觉醒、注意和感觉刺激等因素而改变，而且患有癫痫等疾病的人的脑电波形态会变得混乱。因此，这些脑电波不仅可以让人们深入了解大脑的运作机制，重新给出思维的定义，而且有助于医生诊断大脑疾病、判断智力水平和人格特质。但是汉斯·伯格并不满足于此，他希望脑电波像无线电广播一样发挥更多作用。
二元论哲学认为，身心是相互独立且截然不同的。二元论者认为，我们的想法和情感等心理现象在本质上是非物质的，但是心灵、精神或思想与物理世界会有相互作用。对于当时的大多数科学二元论者而言，这只不过意味着身体刺激会产生精神活动，而头脑中的情绪或想法由大脑产生。然而，伯格将思维描述为一种力量——一种可以与物质相互作用的“精神能量”。
他认为，根据能量守恒定律，产生心理活动的精神能量改变时，必然会引起大脑中其他能量形式的改变，例如温度和电。他认为，在人脑中检测到的电波是精神能量和身体能量进行转换时产生的像涟漪一样的反射波。令人惊讶的是，伯格的发现证明，人脑的能量可以穿透颅骨进行传播，而且可以在远处被检测到。
在曾经是伯格实验室的这栋楼里，图书管理员检索到一部伯格于1940年出版的题为《灵魂》（Psyche）的专著。[5]伯格在扉页上用他特有的小体字题了词，但是除了每个句子开头的华丽大写字母外，其他文字潦草到几乎难以辨认，题词的最末更是变成了歪歪扭扭的细线。在这部专著中，伯格将心灵感应和精神能量联系在了一起。
他描述了自己在1893年春季担任德国军队的志愿者时的经历，相信自己用心灵感应与姐姐进行了交流。在一次训练中，伯格的马突然直立起来，他摔到了地上。这时，一架马拉的炮车正好疾驰过来。幸亏驾车的炮兵及时刹住车，只是让年轻的伯格受到了惊吓，但没有受重伤。
[6]就在同一时刻，伯格的姐姐在遥远的家中，突然强烈地感到他处于危险之中。于是，她坚持要父亲立即给伯格发电报。这一事件给伯格留下了深刻的印象，从而改变了他的职业生涯。战争结束后，伯格放弃了学习天文学的计划，转而投身医学。[7]多年以后，他在这部专著中写道：“这是一个自发的心灵感应的例子。在生命危在旦夕时，我想到了死亡。这种想法被传递了出去，而与我特别亲近的姐姐则充当了信息的接收者。”[8]
即使在他那个时代，伯格的研究也是游走在超自然心理学领域的边缘，因此，他被科学家同行们质疑也就不足为奇了。而且几乎可以肯定，这是他的工作难以成为主流的原因之一。他发现在人的头上放置电极就可以接收从大脑放射出的电波，这证明了精神能量与大脑物质之间的确存在相互作用。人们理所当然地认为，一个人不可能知道另一个人的想法，但是，伯格在一个与世隔绝的精神病院独立完成的工作颠覆了这一认识。这是有史以来第一次，人们有可能直接监测人脑的认知和情绪状态。有了这一成就，人类通过脑电波远距离传播思想将不再是神话。
图6 汉斯·伯格首次用艾德曼扭弦检流计（Edelmann string galvanometer）在实施了颅骨环锯术（出于医疗目的而在颅骨上钻孔）以及颅骨受伤的患者头部记录脑电波。这些患者颅骨缺损的部位只覆盖薄薄的皮肤和疤痕组织。检流计中的扭弦通过透镜（2）聚焦到一卷溴化银相纸（4）上。相纸由皮带传动装置（1）卷起来，并显影形成照片。计时标记由音叉（7）产生。音叉以10赫兹的频率振动，由发条装置维持其振动。后来，人们在这套装置的扭弦上安装了一面小镜子，可以将光束反射到卷过的感光纸上
1924年，伯格在他位于耶拿的地下实验室中首次记录了人类的脑电波，但他没有把他所做的事情告诉任何人。
直到1929年，他在《精神病学》杂志上发表了一篇标题为《人类的脑电图》（“?ber das Elektrenkephalogramm des Menschen”）的论文，才算与世人分享了这一令人震惊的成果。[9]但当时很少有科学家注意到这一点。科学家们仍在使用还原论的方法：他们在显微镜下检查脑细胞；把不同的功能仔细地定位到某个大脑区域；研究单个神经细胞如何产生和传输电脉冲……人们在了解大脑的细胞基础和生理机制方面的确取得了长足的进步，因此，伯格对大脑整体的活动进行记录的方法在当时顶尖的科学家看来没什么意义。他的工作看起来确实有点儿奇怪，因为大多数头皮电极记录到的电压波动是由肌肉活动产生的电干扰，而不是由大脑产生的脑电波。
（当肌肉收缩时，它们产生的放电电压要比神经元产生的电压大得多；肌肉细胞比神经细胞大，而且位于连接传感器的皮肤下面，距离传感器更近。）
伯格发表的论文表明，他是最先发现人类脑电波的人，但他根本不愿意分享他的工作成果。他更多只是在保护，而不是促进这项研究。“好几个学期以来，我一直是他的助教，但我从没见他在课堂上提过自己的研究领域。”
鲁道夫·莱姆克说。莱姆克于1931年加入精神病院，担任伯格的助理。[10] “直到1931年，在耶拿医学学会的一次会议上，我才知道伯格发表了一篇有关脑电图的论文。”莱姆克回忆说，“我清楚地记得，听他演讲的同行对这个东西不是很感兴趣。”[11]
但是，正如1931年1月4日刊登在《巴尔的摩太阳报》上的一篇报道所示，伯格石破天惊的发现并没有逃脱大众媒体的关注：
[汉斯·伯格测量到了！]他发明了一种仪器，可以记录大脑在精神活动过程中释放的电能。几年前，意大利神经学家费迪南多·卡扎马利博士也进行了类似的尝试，他用一种经特殊设计的无线电接收器来接收被认为是来自大脑的电波。这是“脑电波”的一个真实例子。
但是，当卡扎马利要把这些“脑电波”和血流、心脏跳动、肌肉收缩等其他重要活动产生的脉冲区分开时，他遇到了困难。而伯格教授认为，他已经通过一种特殊的装置克服了这一难题。该装置使用附着在人体上的电极来接收所谓的大脑脉冲，而不是依靠伴生的无线电波。[12]
约翰·雷蒙德·斯迈西斯编辑过一本名叫《科学与超自然感知》（Science and ESP）的书，里面有一篇西里尔·伯特写的文章，他在文章中介绍了费迪南多·卡扎马利做过的实验：记录一个大脑将信息直接传递给另一个大脑时产生的“电磁波”。伯特指出，伯格认为他发现的脑电波可能是心灵感应的方式，因此卡扎马利做了在人与人之间进行脑电波传输的实验，但是他并没有得到电磁辐射能产生这种传输效应的实验证据。因此，伯特得出结论：心灵感应的传播是通过精神能量的传递而发生的。[13]
20世纪20年代和30年代，人们对心灵感应和其他形式的超自然感知（例如透视和预感）的兴趣达到了巅峰。著名的普利策奖得主、《屠场》（The Jungle）一书的作者厄普顿·辛克莱就是超自然感知的坚定信徒。1930年，他自己出版了《心灵无线电》（Mental Radio）一书，详细介绍了他关于心灵感应的诸多实验，其中大部分是他与妻子合作完成的。无线电是“咆哮的20年代”的潮流。新兴的无线电技术和脑电波的结合迅速在社会上激起一阵狂热，但是就像1929年飙升后旋即崩溃的股市一样，这阵热潮也转眼间归于沉寂。
20世纪20年代到30年代，费迪南多·卡扎马利一直在罗马大学神经精神病诊所任职。与此同时，伯格在耶拿研究脑电波，但卡扎马利的研究重点是形而上学和心灵感应。卡扎马利不是把电极安装在头皮上，而是在一个人的头部附近放置一个无线电接收器来监视微弱的脑电波辐射。
[14]卡扎马利在著名无线电工程师欧金尼奥·格莱塞塔的帮助下制造了复杂而精密的电子设备。卡扎马利投身于他的“心灵无线电”研究长达10年，并于1925年首次发表了他的发现。他的大部分研究成果是用意大利语发表的。[15]此外，还有一篇1935年用法语发表的论文。
[16]因此，对于那些不懂这些语言或对超自然现象不感兴趣的主流科学家来说，卡扎马利的研究仍然晦涩难懂。
卡扎马利选择了他认为可能具有最强的心灵感应能力的人作为受试者——艺术家和音乐家。其中有一个受试者既是画家，也是登山爱好者。这个男人被领进一个陌生的房间，房间的墙壁上铺满了铅片，一只红色的灯泡发出诡异的微弱的光。铅墙对屏蔽人造无线电波和交流电产生的电磁干扰是必不可少的，这样，微弱的脑电波辐射才有可能被检测到。
在房间的角落里放了一个金属架，上面装有电子放大器、整流器和一个频率被调到300兆赫的振荡器——这些就是无线电接收器的所有组件。墙边有一张沙发，画家被要求躺在上面并全身放松。卡扎马利将一个偶极天线放在距离画家头部约2.5英尺[17]的位置，信号会通过电线输入无线电接收器，然后胶片上就会记录下振荡器的输出。
卡扎马利请画家闭上眼睛，把脑袋放空。当画家保持放松的被动状态时，卡扎马利做了几分钟的记录。这位画家的登山经历不仅局限在意大利，他还到过安第斯山脉，也就是在那里发生过一场悲剧。正因如此，卡扎马利特意要求画家回忆他在巴塔哥尼亚的特罗纳多山遭遇的痛苦经历——在险象环生的山上寻找遇难同伴的尸体。
此时，原先在记录胶片上绘出规则条纹的光束突然中断了，片刻后又恢复了之前的轨迹。卡扎马利得出的结论是，那些能让情绪激动的想法从受试者的大脑传播到了无线电接收器中，并中断了信号——这是心灵感应具有物理基础的有力证据。
在科学出版物数据库PubMed的所有记录中，你找不到任何文献引用过卡扎马利的研究。尽管神经科学家基本上都不认识卡扎马利，但在意大利，他却因为对超自然现象的研究而声名鹊起。1937年，费迪南多·卡扎马利与乔瓦尼·斯凯皮西和埃米利奥·塞尔瓦迪奥共同创立了意大利形而上学协会，以支持超自然现象的实验研究。
[18]该协会一直维持到今天，并出版了《玄学：意大利超心理学杂志》（Metapsychic, the Italian Journal of Parapsychology）这本刊物。它由卡扎马利于1946年创刊，不公开出售，仅限于协会成员内部交流传阅。[19]
为了避免将这一段神秘的插曲视为历史的异端，我们有必要认识到，科学就是在探索未知的世界，因此难免被真和伪的潮流裹挟，不时地陷入科学与伪科学纠缠的旋涡。2018年12月在博洛尼亚举行的意大利形而上学协会年度会议上，威廉·吉罗尔迪尼是发言人之一，他介绍了关于心灵感应和脑电图的研究。[20]科学研究被庸俗化及其所产生的轰动效应可能会让科学界内部的人对科研成果本身的看法产生扭曲。这样的教训古已有之，但时至今日依然没有什么改观。
1930年7月，在德国报纸上发表的一篇文章中，作者用更加狂热和浮夸的语句向公众吹捧伯格的发现：“今天，大脑书写的信号对我们来说还是神秘的；明天，我们可能就可以解读神经系统病变和精神疾病；后天，我们就要开始用脑电波写生平第一封诚实的信了。”[21]
达成这样的成就一直是人类一个不灭的梦想。当我在2019年撰写本书时，有报道称脸书的创始人、亿万富翁马克·扎克伯格和电动汽车公司特斯拉的创始人埃隆·马斯克正在投资一些项目，它们旨在从人的脑电波中提取思想和情感，并将其通过互联网进行传播，然后直接下载到其他人的大脑，让人们实现单靠意念就可以操纵电子设备和计算机的梦想。
[22]在本书的第三部分，我们将拜访世界各地的研究人员，他们也在利用脑电波来研究“读心术”和“心灵感应”这类交流方式。这样你就可以进行对比，看看大众媒体上的报道和它们背后的现实。与伯格所处的时代相比，这个话题现在已经不那么容易引起轰动了。
1929—1938年，在将近10年时间里，伯格每年发表一篇或多篇关于脑电波研究的论文，但全部14篇论文的标题都是一个——《人类脑电图》，并且都发表在同一刊物——《精神疾病与神经疾病案例》（Archiv. für Psychiat. Nervenkr）上。
这种特殊的做法进一步掩盖了他的实验结果。科学家发表论文的标题通常会对所要报道的新发现做一个简要的描述，但是在伯格这一系列论文的标题中，人们找不到有关他的实验发现的任何线索。任何科学家如果对伯格在实验中发现的东西感兴趣，都必须仔细研究这14篇标题相同的论文，就好像要找一份隐藏在不是3扇，而是14扇相同的门背后的奖品一样。伯格的这些论文也很难被引用，因为这14篇论文仅在出版年份上有所不同。他用这种方式掩盖他的发现，将它们隐藏在主流科学界的视线之外，并尽量减少这些发现所产生的影响。
自1924年首次记录人类脑电图以来，伯格的工作几乎一直鲜为人知。直到1934年，诺贝尔奖得主埃德加·道格拉斯·阿德里安注意到脑电活动现象，并且在他与布赖恩·哈罗德·卡伯特·马修斯合著的论文中重复了伯格的实验。这篇论文发表在著名的科学杂志《大脑》（Brain）上。[23]在那篇论文中，阿德里安和马修斯含蓄地嘲讽了他们所谓的“伯格波”的重要性，其中有一张图把阿德里安在睁眼和闭眼时脑电图的变化与龙虱在有光照和黑暗条件下产生的电波变化进行了比较——结果龙虱产生的电波与诺贝尔奖得主产生的脑电波相同。
[24]此后，阿德里安没有继续从事脑电图的研究，整个医学领域对伯格记录脑电图的兴趣仍然不大。
“伯格每年在耶拿医学学会上都会发表有关他研究的演讲，但并没有得到几个人的赏识。”鲁道夫·莱姆克说，“1934年，在德国明斯特市召开的神经学家和精神病学家会议上，伯格做了关于脑电图的报告，也没有引起他所期望的反响。”[25]神经科学家和历史学家玛丽·布拉齐尔在她1961年出版的优秀学术著作《脑部电活动的历史：第一个五十年》的最后一行中写道：“伯格（对人类大脑电活动的研究）在头50年里所做的贡献只有他自己知道，那就是成功记录了人的脑电图。”[26]
离开伯格做出重大发现的地方之后，我跟随克里斯托夫·雷迪斯来到校园里另一个图书馆的地下室。该图书馆刚刚收到了汉斯·伯格的一位前同事的捐赠，捐赠物品包括他保存下来的伯格的信件、照片和便笺，这些物品还没有被图书馆登记入册。我拿起一张照片，上面是人类最早的脑电图的真实记录，这正是近一个世纪前汉斯·伯格手里拿着的那份记录。
伯格在这家精神病院几乎与世隔绝地工作了近30年。这家医院距离他的墓地仅几步之遥。伯格看起来并不像是那种能够取得重大科学突破的人。为什么当时没有其他人从事这一研究呢？[27]是什么促使伯格做了那些奇怪的实验，并让他走上了发现脑电波的道路？
为了追溯伯格的灵感来源，我要去意大利都灵的山区。19世纪80年代，即伯格进行实验的近20年前，安杰洛·莫索第一个记录了人脑活动。但是，莫索记录的不是大脑的电活动。他开发了后来伯格所使用的体积描记法，并用它来监测大脑中的血流如何因劳累、呼吸的变化以及其他一些为适应都灵周围山区的高海拔环境而发生变化。伯格关于脑容量变化的早期研究直接借鉴了莫索的研究和方法，伯格在1901年出版的第一本著作中高度赞扬了莫索。
[28]现在的fMRI（功能性磁共振成像）就是利用大脑局部区域的血流变化来定位某些神经活动发生的位置。它的起源也可以直接追溯到安杰洛·莫索，而莫索只能使用19世纪科学家的原始方法进行类似的研究。
我去莫索位于都灵的实验室这一路并非一帆风顺。
作者有话说
第14章 我们能否实现脑对脑的直接沟通
