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白癡學者現象被提出130多年來，人類對此領域的研究不能說沒有進展。許多學說與假設被提出，每一種似乎都有其道理，但又都無法窮盡一些謎底。而進入到20世紀90年代，各種高新技術也被應用到這一研究領域。
陳興時和張明島先生在他們的論文《白癡學者》、《白癡學者神經生物學研究的某些動態》中，曾將這些人類的研究結果加以總結和歸納。征得他們的同意，現將這部分內容引用，以饗讀者。為保持科學用詞的真實與準確。未加改動。
一、從心理學角度看白癡學者
?、毙睦韺W實驗
?、盘剿魅掌趭W秘：劉易期（Lewis）和希爾（Hill）曾對最常見的日期推算能力進行過探索。測試對象代號為B。第一題，在1943-1969年間14個奇數年的168個月中各選一天，要B說出該天是星期幾。這些日期在考題上向B展示時全是打亂的，每次一個，讓B看一秒鐘，計時聽B回答，繼而展示下一個。測驗持續2個小時，中間休息10分鐘。結果平均反應（計算）時間為7.9秒鐘，完全正確率達80%（134次），有10次B自覺第一次回答錯了，作了更正，成功了7次，19次錯了，6次未回答。過后B表示最難計算的是1947和1969兩年，說這兩年的元旦都是星期三，給B計算帶來困難。計算結果這兩年的正確率也較低。第二題測試內容與第一題類似，由于B適應了這種測驗方式，成績顯著提高，平均反應時間減少到3.7秒鐘，回答的正確率提高到95%。探討B這種推算的技巧，發現B運用的不是常規的數學公式，而是自己摸索出來的幾條土辦法。限于表達原因，B不能講清自己的經驗。劉易斯（Lewis）分析，B是在對大量的時間周期凝縮的基礎上，由繁化簡，抓住每年每月的關鍵性日期來推算的，如一旦知道當年對誕節、愚人節等關鍵性日子，牢頭其他日子就可按順序推知了。
奧特諾（O'Connor）曾對8例具有日期推算能力的白癡學者進行了類似測定，他們是測定1963-1993年的日期。結果表明，愈是接近現在的日期反應越緩慢。而八十年代、六十年代的日期卻明顯增快，同時錯誤率亦上升。作者認為，這種能力的存在是由于某種"戰術"在起作用。
?、铺剿餍乃銑W秘：赫墨林（Hermelin）認為死記硬背對解釋這種技能是不適當的。為了解開"心算"謎，有人作了研究。他們設法讓患者將頭腦中內在的活動外化為言語，并大聲說出來。在心算133時，患者隨口說：169×13=2197，顯然，169是132，這里顯然運用了患者頭腦早已貯存的數字關系的"熟悉塊"。正是利用這個"熟悉塊"的作用，使迅速得出了133等于2197這一結果。在心算35×66時，先是說出"1980"和"330"這個數字，然后，才說出答案"2310"的。這里患者將"35×66"分解為"30×66=1980"和"5×66+330"這兩個"熟悉塊"，然后相加而得出答案的。
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?、湃毕菅a償學說：盡管解剖學上的缺陷是不易恢復的，但生理功能上的缺陷卻有補償的可能性。白癡學者被認為是智能缺陷以后的發展過程中，產生功能的重新組合和替代的結果。實際上，這種缺陷給患者帶來了發展其他功能的動力。例如，平時正常人無意識使用的感覺，有生理缺陷的人卻有意識地充分使用，盲人看不見，定向有困難，這促使他充分利用和發展聽覺、嗅覺、觸覺和振動等常人在定向中不常用的感覺以助定向。同樣，精神發育遲緩患者雖然在感知事物時不易抓住特點，但經有組織的學習與訓練，可突出事物的某些特點，使事物更典型化，加之反復實踐，強化記憶，使有的患者把某種精神能量引向某種特殊的機械記憶或技巧上來，發展成白癡學者。依照這種理論，人婁將可以從弱智兒童吉培養出有用的人才，并且從幼年開始培養單科方面的專長。
?、浦橇嫵蓪W說：智力不是單一的心理過程，而是復雜心理過程綜合的結果。有人甚至認為智力是由120種要素構成的。倘若僅有極少數方面高度發育，其他方面相對低下，就有可能成為白癡學者。最近有人作了更詳細的解說，他們認為，智力包括了一般智力和個別能力。前者是指解決問題的一般性能力，代表著智力的整體背景，而個別能力卻指的是智力的各個特殊方面，包括言語能力、數字能力、推算計算能力、音樂能力、知覺能力、記憶能力以及視學、空間能力等等。每個人都既具有一般智力同時又具有個別能力，但是在一般智力和個別能力之間，各種個別能力之間，其發展程度不一定是均衡協調的，白癡學者是這種不均衡性的一種突出表現。
同樣，有些正常人也存在著不均衡的現象?！度龂萘x》里的張括，記憶速度驚人，他只看一遍《孟德新書》就能從頭到尾背下來。已故的周恩來總理記憶力也是相當驚人的，只要會見一次，他就把你記住了。在這方面，有很多國外名科學家的例子是發人深省的。達爾文是進化論的首創者，但他從小數字成績很差，大學學醫成績也不理想，但一經從事動植物學的研究，則才氣煥發。愛因斯坦首次投考大學，植物學及法文不及格，因而名落孫山。但后來從事物理學，卻成了繼往開來的一代宗師。再如在正常人中間，有的同學對于某門功課接受能力特別強，而對另外一門功課理解程度比較差的情況是并不少見的。近年來，我國的科學、音樂、繪畫、外文等領域都發現了一批智力超常的"神童"。有人指出，這批青年并不是萬能的，有的"神童"在其他一般智力方面卻很平常。在生活中，也?？捎龅接械娜丝赡芤匝哉Z表達見長，說起話來頭頭是道，但寫出來的文章卻很一般。有的人雖則很會寫，但講起話來不一定很好。有的人雙手特別靈巧，有的對音樂有特別的感受等等。
?、鞘煜K學說：有人提出，日期推算這種行為強烈地激發著腦內作為動機性行為的神經基礎的"獎賞系統"，從而出現了"自我刺激行為"。所謂"自我刺激"，是自我追述并進行某一特定刺激拼以刺激本身作為獎賞并感到滿足。這種情況與有煙癖或酒癖的人追求煙酒刺激，在性質和腦機制上是相同的。由于"自我刺激"的作用，患者腦內貯存了大量的數字關系，記住了大量有關日期推算的"熟悉塊"，去回答各種問題。與此同時，又不斷地擴大著"熟悉塊"的庫存量。而白癡學者令人吃驚的特殊才能，可能就是這樣逐步形成的。
二、白癡學者神經生物學研究的最新發展
由于歷史條件及科學水平的局限，過去對白癡學者的研究只能根據醫療實踐和生活體驗進行一些臆斷，形成一些粗淺的看法，這可能稱為對白癡學者認識的萌芽時期。近年不少研究者把目光注視在神經生物學上。
從科學發展來看，十九世紀以科學的分工和分化而產生新學科占主導地位，而十十世紀則以邊緣科學與綜合科學的出現并迅速發展為顯著特征。神經生物學就是由于各學科的互相滲透而產生的綜合性學科。
神經生物學的概念起源于本世紀五十年代。1955年在荷蘭召開了首屆國際神經生物學會議，與傳教有解剖學、神經生理學、神經組織學、神經化學等學科的專家。美國哈佛大學克爾伯（Kutlber）教授對這一名稱的普及起了很大的作用。神經生物學不是一個固定不變的、確定的領域，它從各個角度、在各個水平上對人類和動物的腦進行綜合的、深入的生物學考察。盡管這些具體學科的發展歷史各有不同，但它們互相滲透，在實驗技術上互相依靠，互相交叉，有些領域是難解難分的。而各學科間相互滲透促進了神經生物學的發展。
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神經元是個體神經細胞，是腦的基本單元，也是機體內最重要的可興奮細胞。它和感受細胞及肌細胞的活動涉及到興奮、傳導、收縮、傳遞信息基本生命過程，構成機體行為反應與思維活動的基礎?，F代神經生理實驗證明，智慧的高低主要依賴于腦內神經元的連接是否足夠豐富，而這種連接又是經過復雜的學習過程才能建立起來的。這也就是俄國生理學家巴甫洛夫所說的"條件反射"形成的過程。這種過程的鞏固有賴于多次的重復，目前沒有其他方法能代替這種過程，以增進人的智慧。對正常人來說是這樣，對白癡學者來說更是這樣。自然，除了這以外，人和人之間，腦也是有區別的，如對愛因斯坦的及組織作了分析觀察，發現他腦組織中的膠質細胞很多，而這種膠質細胞與神經細胞的營養、代謝和信息傳遞有密切關系。
近代神經生理研究還發現，海馬在學習、記憶避有特別重要的作用，被稱為通向記憶的橋梁。海馬是位于大腦皮層顳葉內側深部的一個古老結構，因形似海馬而得名。俄羅斯魯馬的動物實驗報告進一步表明，海馬在記憶的鞏固中有重要作用。如將電極埋藏于動物海馬內，訓練動物按壓杠桿以取得獎賞，另外在動物腿部給予強烈的電擊致痛。一般在海馬未受電擊刺激干擾時，動物有此電擊的記憶就不再壓杠桿或很慢去壓。但用電刺激干擾海馬的正常功能時，動物很快忘記了電擊的痛苦，經驗保留的時間很短。作者認為，海馬是記憶鞏固過程的必不可少的神經結構。弗維爾（farwell）發現，在條件反射形成的過程中，最早的電活動變化即出現在海馬的一些區域，尤其是海馬的左中央區與學習有密切關系。斯蒂爾（Steel）發現，在學習訓練的早期，海馬電活動節律不規則，功率頻譜分析屬于每秒4-7次的θ節律，訓練后海馬節律變得更有規律性，出現一種頻率為每秒6次的特殊電位變化。但是反應錯誤時不出現這些頻率低的6赫茲高度電位。
特里弗特（Treffert）（1988）也認為，海馬和杏仁核對不同記憶功能有其重要性。海馬對簡單再現起作用，而杏仁核對計算起作用。白癡學者記憶功能的常見類型或許與這兩個作用有關。里姆蘭德（Rimland）和弗恩（Fein）提示，杏仁核營養缺乏多半導致其功能改變，從而過度依賴海馬的記憶功能，用海馬功能作為補救?；谝陨霞僭O，保羅（Bauman）和坎伯（Kemper）發現一例25歲的患有孤獨癥的白癡學者，其海馬回有畸形，選擇了杏仁核區域和腦室區域及一個思心解剖后所得的前腦區域，并與正常人進行對照。結果他們得出這些病理變化在早期如胎兒期的發育中的結論。這一理論與早些時候提及的理論相一致，即出生前大腦半球優勢的右移和神經細胞的遷居及再聚集。盡管記憶的缺失在孤獨癥患者中研究甚少，但白癡學者能較好地克服在社交場合中和語言功能及學習技能方面的困難，這些是白癡學者所不同于其他患者的特征。
霍維茨（Horwitz）等認為，在白癡學者大腦中存在著類似計算機樣的機制。此外還有一些研究者有特異性大腦反射回路來解釋白癡學者現象。特里弗特報告了4例死者的大腦解剖結果，顯示Down氏綜合征存在兩個顯著的大腦解剖性特征。而Ireland氏患者大腦重量不足、小腦腦室擴大。塞諾（Sano）曾對一例白癡學者的大腦作過較為詳盡的描寫，這一患者曾患動脈硬化癥并有腦室擴大的跡象，抑制了中央區，保護了枕葉的發展，并顯示在額部區域腦回結構方面右側較左側復雜。塞諾認為這一發現或許能解釋白癡學者不同尋常的視覺和藝術技能。斯坦科帕夫（Steinkopff）曾觀察到一名有日歷推算和音樂天賦的男性白癡學者，在解剖其尸體時發現右側存在問題。在顯微鏡下可見顳颥部皮層的第四、第五區域有細微改變。
?、策z傳素質是指機體生來具有某些解剖生理特點，特別是感覺器官、運動器官和神經系統的解剖生理特點。這些是白癡學者心理發展的物質前提。最近發現，神經元的大部分連接都是在腦發育的早期階段精確地建立的，是按預定程序進行的高度特異性的連接。斯佩里（Sperry）是根據實驗動物的行為表現和電生理變化，發現不論設置什么障礙，再生的神經總能找到原路，回到原來的中樞位置。即神經元在早期發育中，已形成有特征性的化學標記物。通過對標記物的互相識別，神經元與神經元之間的特定形式的連接才得以形成。這就是著名的"化學親和力"假說的出發點。斯佩里關于神經元的化學親和力學說，正確地指出了遺傳因素對神經元連接的控制作用和重要意義，給腦的發育帶來了新觀點，推動了白癡學者研究的深入。
目前最有力的證據是來自霍維茨（horwitz）1941年發現的2例智商介于60-70的單卵雙生子白癡學者。這對孿生兄弟具有相同的遺傳物質，通過將復雜的數字進行分解，從而計算日歷能力橫跨6000年。里夫（Rife）和辛德（Synder）是遺傳學家，他們研究了33例白癡學者，陳述了遺傳方面的發現。他們的結論是：精神發育遲緩是遺傳的，白癡學者特殊能力也是遺傳的。白癡學者是同時遺傳一特殊才能和精神發育遲緩疾病。喬納斯（Jones）也對遺傳因子產生了興趣，得到了與里夫同樣的結果。賈斯（Jass）觀察到了雙生子白癡學者的及陽性圖具有個體特異性，這種個體特異性目前認為是由遺傳因素所決定的。在影響及電圖的因素中無疑是較為重要的因素之一。
通過追蹤調查發現，一些白癡學者家庭也分別有超過正常人的記憶數字和音樂的才能。如里姆蘭德（Rimland）評論了白癡學者技能家庭化傾向。拉福坦（LaFontaie）對23例白癡學者仔細研究后發現，部分患者家庭成員也有這種特殊技能。米諾克（Minoque）提供了一例白癡學者，他完整繼承了父母非凡的音樂才能。作者認為，特殊才能與遺傳因素有關，而音樂才能是能夠單獨培養的?；艟S茨報告的在1941年發現的二例智商介于60-70的男性白癡學者查理和喬治即為孿生兄弟。另外，本書中所說的田亮的父親和弟弟也分別有超過常人的記憶數字和音樂的才能。我們認為，盡管遺傳因素在一些病例中出現，但不能把它作為一個普遍的解釋準則。
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人腦分左右兩部分。從醫學的角度講，右手受左腦控制，左手則受右腦控制。由于大多數人習慣多用右手，較少使用左手，這樣就造成左右功能不平衡。當然，人左右兩半腦的功能也呈現不平衡狀態。優勢半球的形成與一定的遺傳因素有關，但主要是在后天生活實踐中逐步形成的，這與人類習慣使用右手勞動有關。關于左右兩半球語言功能不對稱性，在結構上也有所反映。以"顳平面"（顳平面包括韋尼克氏區）作為兩半球結構的指標，發現大多數人左側顳平面比右側為大，這與左側的語言優勢相適應。
1981年，美國加州理工學院生物系的斯佩里（Sperry）發現，人的左右腦具有不同的功能，并因此獲得諾貝爾生理學和醫學獎。斯佩里1913年生于美國哈特福德城，1937年畢業于奧伯林學院，1941年畢業于哈佛大學，1943年至1953年在芝加哥大學工作，1954年起在加州理工學院任心理生物學教授。從50年代起，他主要從事大腦半球的研究。斯佩里證實，左腦擅長抽象思維、象征性關系和細節的邏輯分析，是司管語言、分析、計算的控制中構，它過去被稱為優勢半球。然而，右腦也決不是劣勢半球，它在許多方面比左腦占優勢，能夠鑒別音樂的、繪畫的、綜合的、整體性和幾何——空間的形象和特點，具有想象、直覺、形象思維的能力。斯佩里又證實，左右腦功能既分又合，彼此互相補充和溝通，而復雜的精神活動，通常由兩者共同完成。
不少研究報告認為，一部分典型的白癡學者技能與大腦右半球功能有關。布里克（Brink）建議用這一現象解釋白癡學者。布里克描述了一個9歲的正常男孩左半球遭受槍傷后，遺留聾啞和右側癱瘓的后遺癥，緊接著一種不同尋常的白癡學者樣的技巧性的才能便出現了。用未受損的大腦半球來推測，即左半球愛損后導致右大腦半球占優勢。布里克報告后，納蒂阿（Nadia）等人的研究中也重復了布里克的發現。并認為藝術形象的形成和整體性、空間感、節奏感等方面，主要是右腦起作用的，是右腦功能導致了藝術創造性的產生。里斯塔克（Restak）則發現，訓練有素的白癡學者音樂愛好者用腦的左半球聽音樂，而未經訓練的人則用右半球。塔格內（Tanguay）1983年在洛杉磯的大腦優勢半球討論會上指出，白癡學者的技能多數發生在孤僻兒童運動員，大多與右半球功能有聯系。
杰斯克溫得（Geschwind）和戈拉伯達（Galaburda）通過動物實驗和人體檢測后指出，白癡學者左半球的發育遲于右半球，且容易在產前相當長一段時間內受到影響，其中常見的影響是與男性有關的一種睪丸激素。這一激素阻礙了神經的遷移，并集聚在最易受損的左半球區域，使右半球增大，從而優勢偏轉到右半球這一邊。這種情況下產生了不規則優勢，有助于產生右半球的相關天賦，這些技能均可見于白癡學者身上。戈拉伯達認為，白癡學者的誦讀困難、語言遲緩、孤獨、表達欠清和活動過度如同男女性別比率一樣懸殊，這提示了男性白癡學者通常左撇子較多，這是一種"優勢的病理機制假設"，即右大腦半球一部分優勢作為對左半球區域發育不足或受損的一種代償。杰斯克溫得認為，激素對大腦結構尤其是皮層的影響，在解釋男性白癡學者占優勢的右半球技能優勢現象時提供了相當的依據。但也有的認為，代償性的優勢移位不是全新的概念，顯示腦損傷的早期理論，有悖于激素影響理論，并且不能說明損傷為什么更常見于男性白癡學者。
?、词麦w相關電位
決定精神發育遲緩的一個標準是智力水平，通常由智力測驗測得。目前用以測量智力的測驗是不完善的，甚至容易出錯。智商分數往往只是智能潛力的一個接近的指標，因而不應過分依賴這些測驗?，F階段，智力測驗結果只有和其他有關檢查結合起來作綜合考慮，且須采取十分謹慎的步驟，為此，我們應尋找其他檢查方法來作相互補充，如實驗心理學替代臨床測驗。這樣做的優點是，人們可使用機率論術語來說明腦損害的存在與否，而且測驗可加以重復。即經過一段時間再次檢查，將其結果進行對比。
近年由于神經電生理研究和計算機技術的發展，對人的心理活動提供了一個可行而客觀的實驗心理學方法，這便是已受到人們廣泛注意的事件相關電位。這是一種特殊的誘發電位，屬于近場電位。它與經典的、傳統的、普通的誘發電位則不同，即所用刺激朱是單一的，至少要有兩種或兩種以上的刺激編成刺激序列。事件相關電位的構成除了易受刺激物理特性影響的外源性成份外，還有不受刺激物理特性的內源性成分，如P300和N400。研究證明，內源性成份P300和N400與認知過程有關，記憶是不可缺少的。事件相關電位試驗時白癡學者及其他被試者要從眾多的非靶中辯認出靶并作出反應，必須有正常的記憶，依靠對靶正確的再認，方可引出。正常的P300和N400記憶能力是智能的一部分。智能一詞也可用來敘述個人對環境的順應程序，它包括思維的多種能力，如計算、理解、判斷等等。這里也包括也注意和警覺水平。在一定意義上可能說，事件相關電位就是被用來檢驗這種"對環境順應程序"的。
斯奎羅斯（Squiros）把事件相關電位用作與白癡學者交流思想內容的工具。方法是將英文字母及有關的操作語匯編成矩陣，將字母按橫向、豎向依次向患者顯示，要求他們對字按次選擇和確認，同時作事件相關電位測試，最后經計算機處理P300和N400，拼讀出白癡學者要表達的"詞"，達到了解其思想內容的目的。此項技術目前尚未達到衫階段，主要是控制心理因素影響（如選擇詞語、圖畫以及語句等第二信號系統刺激）尚未完全解決。盡管如此，事件相關電位卻為白癡學者及智能障礙者提供了一個嶄新的理論和方法。
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?、拍X誘發電位系列：從多種關于額葉機能的研究中，大量資料表明，前額葉在制定行為的計劃中，在調節瑟控制以及有目的的行為的完成中都具有積極作用。利用關聯性負變（CNV）技術已提示出用言語向白癡學者患者提出一種期待信號到來的任務，首先在他們的前額葉引起獨特緩慢的電位變化——"期待波"。此波隨著期待信號出現概率的增加而增加，隨著此種概率的降低而減少，當期待任務一取消就消失。這就暗示出額葉是在語言直接參加下的意識活動形式中實現其規劃、調節、控制復雜活動的作用的。
我們在臨床觀察和BEP實驗測定的基礎上，從神經電生理角度提出如下假說：即白癡學者可能是由于大腦皮層各區發育不平衡所造成的。在總體上，患者的大腦功能是發育遲緩的，但某局部區域卻代償性地超常發育。BEP實驗所反映的是皮層的綜合功能狀態。當然，在大腦先天發育不全的背景下，不能排除后天獲得性的濃厚興趣對促進某種特殊才能發育所起的催化作用。希爾（Hill）和布里克（Brink）的觀點與我們所說的假說是一致的。
?、贫鄬邎D：腦電圖的波形特征隨年齡而變化，可作為大腦發育水平的指標。例如δ波是嬰幼兒的主要腦波，隨年齡增長和大腦發育δ波逐漸消失，12歲以上兒童仍有δ波則表示智力低下?；艟S茨（Horwitz）發現的一對孿生兄弟白癡學者其腦電圖是正常的，特倫弗特（Treffert）重復了這一結果。斯坦科波夫（Steinkopff）對一例有日歷計算技能的白癡學者，在進行日歷推算時作腦電圖，記錄到有皮層的興奮波。由于兩種睡眠狀態有著明確區別的電標志，使人們更有條件去探索白癡學者睡眠與夢的一些神經結構與機理，特里弗特和霍維茨則發現，白癡學者快波睡眠REM期明顯增加。
?、钦娮影l射掃描：它提供了一個窺測白癡學者腦思維活動的窗口，是白癡學者研究中一種極有前途的新工具。正電子發射掃描技術將2-脫氧葡萄糖法與一種特殊的X射線攝影技術結合起來，用一種發射正電子的放射性同位素標記2-脫氧葡萄糖，將此有放射性標記的葡萄糖的類似物注入受試者靜脈，此物質可被細胞所攝取，但又不能完全分解而積聚在細胞里。根據其標記的同位素發射出正電子便能標示出特定細胞的活動程度，形象地表明結構與功能的關系。利用這一技術有可能使人們精確地掌握患者奇妙的思維活動的最基本的神經生物學基礎。特里弗特在實驗中，要求白癡學者看一系列圖片，隨著圖片內容的復雜化，腦力活動也增大。研究者觀察到葡萄糖的消耗量在腦內的某些區域有增加，即可斷定該區域與判斷及分析活動有關。賈斯（Jas）通過正電子發射掃描技術發現，當白癡學者分別在閉目養神，眺望風景及聽音樂時，其圖像各不相同。斯洛波達（Sloboda）用此技術研究7例具有音樂天賦的白癡學者視覺的腦機制，以閃光照射右眼和左眼，就可分別觀察到來自右眼和左眼的視覺輸入在腦內的精確部位。因此有人稱這種技術具有劃時代的意義。 | 
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