時間倒退到1848年的夏天，在美國的新英格蘭地區，有一個25歲的年輕建築工人菲尼亞斯·蓋奇，因為一場不幸的事故，他的生活即將從稱心如意變為窮困潦倒。150年過去了，當時發生在這個年輕人身上的不幸依然對我們有重要意義。
突如其來的大悲劇
蓋奇在拉特蘭—伯靈頓鐵路公司工作，他管理著一大幫鐵路工人，他們的工作是鋪設穿越佛蒙特州的鐵路。在過去的兩周裡，鐵路鋪設工作緩慢地推進到了卡文迪什鎮，現在，他們正在布萊克河的岸邊施工。此時施工遇到了阻礙，因為當地有大量露出地面的石塊。蓋奇和工人們決定炸開這些堅硬的岩石，從而鋪設一條筆直平坦的鐵路，而不是讓鐵路在岩石間繞來繞去。蓋奇監督著整個工程的進度並且親力親為。蓋奇身高1.68米，體格強壯並且身手敏捷。蓋奇看上去就像年輕時的歌舞演員詹姆斯·卡格尼（James Cagney），精神飽滿地在鐵軌間穿梭跳躍。
在上司眼中，蓋奇不僅僅是一個幹活還不錯的普通員工，他們稱讚蓋奇是所有員工中「效率最高並且最能幹的」(1)。這無疑是件好事，因為蓋奇從事的工作既需要高度的注意力，也需要健壯的體格，特別是在施工中需要安放炸藥時。安放炸藥通常需要嚴格遵循以下步驟：首先要在岩石上打個洞，將炸藥粉填放到洞眼約一半的深度，放入導火索並用沙土將炸藥覆蓋起來；然後需要用鐵棒以特定的順序將沙土夯實；最後，再點燃導火索。如果所有的步驟都進展順利的話，炸藥會把岩石炸開，這其中覆蓋的沙土很關鍵，如果沒有沙土的保護，炸藥就會因為反作用力而朝反方向炸開。鐵棒的形狀以及敲擊的順序也非常重要。蓋奇可以算是這方面的老手了，施工用的鐵棒也是按他的需求定制的。
現在我們就要說到關鍵的情節了。在一個炎熱的下午，大概是四點半的時候，蓋奇剛剛將炸藥和導火索安置完畢，準備讓他的助手用沙土將炸藥覆蓋起來。這時有人在背後喊他，他從右邊轉身看是誰叫他。這個時候，因為受到了干擾，蓋奇一沒留神，在助手還沒用沙土將炸藥覆蓋完畢前，他就直接開始用鐵棒敲擊。瞬間敲擊產生的火花直接點燃了炸藥，爆炸產生的氣浪朝蓋奇直撲過去(2)。
爆炸異常猛烈，以至於當時在場的工人都僵住了。直到一小會兒之後，大家才反應過來到底發生了什麼。這是一次異常爆炸，本來要炸碎的岩石此時完好無損。同樣異常的還有這次爆炸產生的刺耳聲音，聽上去就好像火箭發射一般。但這可不是放煙花，而是一次猛烈的突襲。施工用的鐵棒扎進了蓋奇的左臉頰，刺穿了他的大腦前部，進而迅速穿透了他的腦頂，最後，鐵棒沾著血和腦組織，落在了30多米以外的地面上，蓋奇重重倒地。在午後陽光的照耀下，他嚇得說不出話，但此時還是清醒的。在場的其他人同樣也嚇得愣住了。
可以預計一周之後，也就是9月20號，當地的媒體，如《波士頓每日快訊》和《每日新聞》會用怎樣的口吻描述這一次事故，它們的頭條都將是「一次慘烈的事故」。9月22日的《佛蒙特速遞》也將用「驚異的事故」作為頭版頭條。《波士頓醫學與外科雜誌》的頭條則會是比較客觀準確的「鐵棒穿顱而過」。從這些報道的敘事風格來看，人們可能會覺得這些記者應該很熟悉埃德加·愛倫·坡（Edgar Allan Poe）恐怖奇異的寫作風格。也許他們真的熟悉，儘管這個概率不大。因為當時愛倫·坡的哥特式敘事風格還沒流行，並且他第二年就在潦倒窮困中默默無聞地去世了。所以也許只是恐怖故事本身就很流行。
事實上，人們都驚訝於蓋奇沒有在爆炸中立即喪生。根據波士頓醫學檔案文件記載，「爆炸中患者被氣浪沖起，後背著地摔在地上」，緊接著，他的「四肢抽搐了一會兒」，但幾分鐘後，「他就可以說話了」；「那些和蓋奇平日裡處得很好的工人攙著他的胳膊把他扶到馬路上，這段路程大概只有125米遠，並扶著他坐在一輛牛車上，牛車又帶著他走了1200米並來到了約瑟夫·亞當斯（Joseph Adams）的旅館」；蓋奇「自己走下了牛車，這個過程幾乎沒讓人幫忙」。
這裡我們可以稍微介紹一下約瑟夫·亞當斯先生，他是卡文迪什鎮的治安官，同時也是這個小鎮的旅館和酒館老闆。他比蓋奇要高，軀體也要壯實一圈，從他胖胖的體形可以看出，他是十分熱心的。他上前看望了一下蓋奇，並立即派人去喊鎮上的外科醫生約翰·哈洛（John Halow）。我猜想，他們等待的時候一定在說：「天哪，蓋奇，到底發生了什麼？」而不是「天哪，我們從來沒見過這麼嚴重的事故！」他不敢相信地搖著頭，把蓋奇帶到旅館門廊的陰涼處。他們把這地方叫「露天廣場」，聽起來豪華、寬敞並且還是露天的。這地方也許真是豪華並且寬敞的，但一定不是露天的。這僅僅是個普通門廊而已。這時候，亞當斯先生也許會遞給蓋奇一杯檸檬汁，或者是一杯冰的蘋果酒。
爆炸發生一個小時之後，太陽快要下山了，天氣也不是那麼炎熱了，哈洛醫生的一個年輕同事，愛德華·威廉姆斯（Eduard Williams）醫生到了。若干年後，當回憶起當時的場景時，威廉姆斯醫生說道：「當時他坐在亞當斯旅館門廊裡的椅子上，當我坐車趕到時，他說道：『醫生，這裡麻煩不小，估計你得處理一陣了。』還沒從馬車上下來，我就注意到他額頭上的傷口，可以看到他的大腦在明顯地顫動。在檢查之前，我還發現了一個讓我感到困惑的地方，他的頭頂就像一個倒過來的煙囪。後來經過檢查我發現，這是由於傷口周圍約5厘米的地方都出現了骨折。我應該補充說明一下，穿過顱骨及其腦組織的傷口直徑大約有3.8厘米。傷口的邊緣朝外翻，看上去就像一根楔子自下而上刺穿了腦子。在我檢查他的傷口的時候，蓋奇先生表現得很鎮定，他的敘述條理清晰，並且樂於回答問題。我也更願意向他提問題，而不是問當時在爆炸現場或在旅館的其他人。後來我又跟他打了一段時間交道，可以肯定地說，無論是事發時還是事發後，他的理智都是完全正常的。可能只有一次例外，那是事件發生兩個星期後，他總是稱我為約翰·科溫，除此之外，他回答我的問題時一切正常。」
考慮到襲擊蓋奇的鐵棒的形狀和重量，他能活下來是令人驚歎的。哈佛大學外科教授亨利·比奇洛（Henry Bigelow）曾經這樣描述這根鐵棒：「這根穿過蓋奇的鐵棒大概有6千克重，1.1米長，直徑達3.2厘米。鐵棒尖銳的一頭戳向蓋奇。這一段大概有18厘米長，直徑達0.6厘米。這也許就是他能夠奇跡般存活下來的原因，因為這根鐵棒跟其他鐵棒不太一樣，它是蓋奇的一個鐵匠鄰居按照蓋奇的需求嚴格定制的。」(4)蓋奇對他的工作以及工具都特別較真。
經歷了這麼嚴重的一次爆炸事故並且活了下來，還能正常說話、行走和思考，這一切都讓人嘖嘖稱奇。同樣讓人驚訝的是，儘管傷口不可避免地發生了嚴重的感染，蓋奇最終還是活了下來。蓋奇的外科醫生約翰·哈洛非常熟悉消毒的重要性，儘管當時並沒有抗生素，但他用當時可用的藥物定期對蓋奇的傷口仔細地進行消毒。他讓蓋奇半躺著，從而使消毒更方便地進行。治療過程中，蓋奇發了高燒並且長出了膿腫，但哈洛醫生迅速做手術將膿腫切除。最終，蓋奇年輕強壯的體質幫助他戰勝了病魔。正如哈洛醫生所說的，這是上天的旨意：「我只是幫他看病，上帝治好了他。」
僅僅兩個月之後，醫生宣佈蓋奇已經痊癒了。與接下來他人的格發生的驚人變化相比，軀體痊癒本身反而不那麼令人驚訝了。蓋奇的性情、喜好、夢想和抱負全都改變了。他的軀體痊癒了，但好像被另一個靈魂所佔據。
蓋奇從此判若兩人
根據哈洛醫生在事故發生二十年後撰寫的材料，我們可以確切地瞭解到當時發生的一切(5)。這份材料記載了大量事實而不是主觀的解釋，因此翔實可信。無論是為瞭解事件中的人物還是學習所涉及的神經科學原理，這份材料都會有所裨益，從中我們不僅可以得到關於蓋奇的信息，還可以瞭解到關於他的主治醫生約翰·哈洛的一些信息。在進入費城的傑斐遜醫學院（Jefferson Medical College）之前，約翰·哈洛是一名學校老師。他剛行醫幾年就遇到蓋奇的這個病例，也正是這個病例促使他產生了研究的興趣，儘管他剛去佛蒙特州行醫時原計劃並不是這樣。我敢打賭，這個病例是他致力成為學者的原因之一。治癒蓋奇並將這個病例匯報給他在波士頓的同事，成了他行醫生涯中的閃光點，但在他接手這個患者時，一定曾深深懷疑自己是否能治癒蓋奇。
從哈洛醫生的敘述中，我們可以瞭解蓋奇恢復體格和軀體機能的過程。蓋奇的觸覺、聽覺和視覺恢復良好，四肢和舌頭也都能正常活動。他的左眼失明了，但是右眼功能良好。他走路很穩當，手也很靈活，說話也沒有明顯的困難。然而，正如約翰·哈洛醫生所說的，蓋奇「在理性能力與動物本能之間維持平衡的能力」被摧毀了，這個變化在腦損傷的急性期結束後立即就出現了。他表現得「喜怒無常、不恭敬、放縱且粗俗，但他從前不是這樣的；他不再尊重他的同事，對違背他意願的規定或者建議非常不耐煩，時而頑固不化，時而變幻無常，他制訂了許多未來的計劃，但經常還沒真正實施就放棄了。他的理智水平和行為表現就像個兒童，但他同時又有一個成年男性動物般的激情」。他有時說話太下流，以至於女性都被告知不要在他面前出現太久，以防過於敏感的人會受到他的語言的傷害。儘管哈洛醫生對他的行為進行了嚴厲的譴責和批評，但他依舊我行我素。
與蓋奇之前眾所周知的「溫和且精力充沛」的個性相比，蓋奇在事故之後的個性截然不同。事故之前，他「性情平和，大家都覺得他是個機靈、聰明的生意人，對待工作有始有終且充滿幹勁」，毫無疑問，以當時的環境和他的工作而言，他算是一個成功的人。但事故之後，他的個性反差之大，以至於他的同事和朋友幾乎都認不出他了。他們傷心地說「蓋奇已經不是過去的蓋奇了」。他的僱主因此也不再讓他返回之前的工作崗位，因為「他的心智變化太大，他們不能再給蓋奇這份工作」。最大的問題不在於他缺乏相應的軀體條件或者工作技巧，而是他的新性格。
這還不是最糟的。蓋奇不能再當工頭，他找了份在馬場的工作。人們說他總會一時興起就辭職或因為犯錯被開除。正如哈洛醫生說的，蓋奇善於「找到那些並不適合他的工作」。後來他找了份馬戲團的工作，成為紐約巴納姆博物館的招牌人物，他總是虛榮地向觀眾展示傷口和那根鐵棒。據哈洛醫生記載，蓋奇總是會隨身攜帶那根鐵棒，同時也指出，他對其他物件甚至動物也會有依戀，這是他過去沒有過的奇特現象。這種傾向，我們一般叫作「收藏癖」，在和蓋奇一樣的腦損傷患者以及自閉症患者身上也曾觀察到這種現象。
與當今的情況不同，那時候的馬戲團簡直就是人間悲劇的集合體。那裡有各種激素失調的人，比如侏儒、最胖的女人、最高的男人、下巴最大的人；還有各種神經系統失常的人，比如患有象皮病的小伙、長著神經纖維瘤的患者，現在還多了個蓋奇。我們可以想像，蓋奇就在這樣一群人中，用自己的不幸換取金錢。
事故發生四年後，又發生了一個戲劇性的變化。蓋奇去了南美洲，在那裡他應該還是在馬場工作，有段時間可能也在聖地亞哥和瓦爾帕萊索之間做過馬車車伕。1859年，他的健康狀況惡化，除此之外，我們對他在國外的生活一無所知。
1860年，蓋奇返回了美國並同他母親和姐姐住在一起，他們那時候已經搬到了舊金山。一開始，他在聖克拉拉的一個農場工作，但也沒待很久。事實上，他輾轉了很多地方，時常在當地找點體力活幹。很明顯，他不是那種可以自食其力的人，也無法維持他之前賴以為生的工作，他的人生已經岌岌可危。
想像一下1860年的舊金山。在這個車水馬龍的城市裡，到處都是從事礦產、農業和運輸的企業家。我們可以在這個城市裡找到蓋奇的母親和姐姐，他姐姐後來嫁給了舊金山的一個商人，蓋奇應該和他們住在一起。如果穿越到那時，我們更有可能在治安不好的街區找到蓋奇，他應該正在喝酒吵架，而不是跟人討論生意。所有人都會震驚地發現，他已經淪為墮落人群的一員，其震驚程度不亞於地球板塊被斷層所震動。正如納撒內爾·韋斯特（Nathanael West）在幾十年後描述舊金山以南幾百公里外的那群人一樣，是「來到加州等死」。
僅存的少量資料表明，蓋奇在生命的最後階段患上了癲癇。1861年5月21日，僅在患上一場小病不到一天之後，他的大限到來了。在一次嚴重的抽搐之後，蓋奇失去了意識。隨後又是一陣陣的抽搐，之後他再也沒能醒過來。我個人認為他死於癲癇發作，因為連續抽搐發作可以導致死亡。蓋奇終年38歲。他去世的消息也未見諸舊金山報端。
從悲劇中發現啟示
為什麼要說起這個不幸的故事呢？這個離奇的故事又提供了什麼可能的重要意義呢？答案其實是顯而易見的。蓋奇同時代的其他神經損傷的案例提供了大量令人信服的具體證據，揭示了大腦是語言、知覺、運動功能的基礎，但是蓋奇的案例昭示了一個驚人的事實：大腦中可能存在著專注於推理的系統，尤其是個性層面和社會性層面的推理。腦損傷的患者雖然具有基本完好的智力或語言能力，但可能不再遵守之前習得的社會習俗和倫理規範。蓋奇的案例表明：大腦中存在某個只涉及人類的那些獨一無二的特質的部分。這些特質包括：預期行為結果的能力、根據複雜的社會環境制訂計劃的能力、對自己和他人負責的能力、運用自己的自由意志來協調生活的能力。
這個不幸的故事中最驚奇的地方在於，蓋奇事故前的正常的人格結構與事故後的不良人格存在巨大反差，並且這樣的人格改變一直伴隨他的餘生。在事故前，蓋奇清楚地知道如何作出有利於改善生活的選擇，並且他對自己和社會都有責任感，這些不僅反映在他取得的成就以及工作質量上，也反映在他的僱主與同事對他的尊敬上。他適應社會習俗，也能遵守倫理規範。但在事故之後，他開始不在乎社會習俗並且違反倫理規範，他作決定時也不會考慮自己的最大利益，並且他還開始說謊。用哈洛醫生的話來說，他編造的謊言「除去他自己的幻想，就沒有任何依據了」。沒有證據表明他有任何遠見以及任何對未來的規劃。
蓋奇人格的改變是顯而易見的。他不能作出恰當的選擇，他的選擇也並不是簡單的中性的。事實上，與那些清心寡慾或害怕的人所作出的草率或保守的選擇不同，蓋奇經常是積極地作出對自己不利的選擇。一個可能的假設是他的價值系統和正常人不一樣了，又或者是該系統沒有變化，但他的價值系統無法影響他的決定了。迄今為止沒有證據告訴我們上述哪個假設是正確的，從我對和蓋奇受到一樣腦損傷患者的觀察來看，我相信，上述兩種假設都沒有解釋清楚問題。就蓋奇而言，他的部分價值系統仍然存在，而且可以在抽像情境中發揮作用，但無法與現實生活情景聯結。當現實生活中的蓋奇們需要作選擇時，他們之前的知識已經不太起作用了。
蓋奇故事的另一個重要方面和矛盾是其退化的人格與其他完好的心理能力，譬如注意，知覺、記憶、語言以及智力。這種類型的矛盾在神經心理學中被稱為分離（dissociation），即在一個整體框架下，一個或多個行為表現與其他表現不一致。在蓋奇的案例中，受損的人格與其他完整的認知能力和行為存在分離。在其他一些腦損傷案例中，有時候是語言受到影響但其他認知功能不受影響，這時可以稱為語言能力被分離。對蓋奇這類腦損傷患者的後續研究證實，這種功能分離是具有延續性的。
令人難以置信的是人格的改變居然不會自行消解，並且一開始連哈洛醫生也拒絕承認這種人格改變是永久性的。這是可以理解的，因為在蓋奇的故事中，首先最具戲劇性的部分是他竟活了下來，而且是在沒有出現任何癱瘓、語言缺陷或記憶喪失的情況下生存下來的，這就更吸引眼球。不知何故，在當時一味強調蓋奇新出現的社會缺陷似乎對神靈和醫學都是某種不敬。然而到1868年，哈洛醫生已經準備好承認他的這個患者的人格已經完全改變了。
人們對蓋奇的倖存給予了充分的關注，但對此奇事也保留有謹慎的態度。在很長時間裡，蓋奇行為巨大反差的重要意義被忽視了。這種忽視是很好理解的。即便是在當下規模不大的腦科學領域內，也出現了兩個陣營。其中一方認為重要的心理功能，如語言或記憶，並不能定位於某一個特定腦區。即便退一步承認大腦確實產生了心智，但大腦也是作為一個整體來產生心智的，而不是各個有不同功能的腦區匯總的結果。而另一方認為，大腦進行了高度分工並由不同的腦區負責各個不同的心理功能。這兩方的爭議並非僅說明腦科學研究尚處在萌芽階段，事實上，這個爭論已經持續了一個世紀之久，直到現在仍然沒有定論。
無論關於蓋奇的學術爭論如何發酵，爭論的重點都逃不出語言或運動等心理功能在腦區的定位問題。但是，既往的爭論自始至終都未轉向受損的社會行為和受損的大腦額葉的關係上。我記起瓦倫·麥卡洛克（Warren McCulloch）的一句話：「當我指向一處時，朝我指的地方看，別看我的手指。」麥卡洛克是一位神經生理學和計算神經科學的傳奇人物，也是一個詩人和預言家，這句話同時也是預言的一部分。很少有人注意到蓋奇故事不經意間的真正指向。當然，在蓋奇的年代，也很難想像有人有足夠的知識和勇氣在正確的方向上進行探索。在蓋奇的故事裡，能被接受的說法是：鐵棒沒有致命是因為沒有傷及那些可以導致心肺停跳和呼吸停止的腦區，鐵棒也沒有使他陷入昏迷是因為控制覺醒的腦區距離鐵棒行進的路線太遠而倖免於難。甚至說事故沒有導致蓋奇長時間失去意識也是可以接受的。這個事件與後來一些腦損傷案例的研究發現一致：腦損傷的類型對導致意識喪失至關重要。當大腦受到重擊，即便沒有骨骼損傷，沒有物體穿過大腦，也會導致長時間的意識喪失，因為重擊的力量會嚴重影響大腦整體功能的分工。與之相對地，穿透型腦損傷，其重擊的力量只局限在一個狹窄且穩定的特定腦區上，並沒有分散開來，也沒有使大腦撞擊顱骨的速度加快，因此只有特定受損腦區的功能被影響，但其他大腦功能保持完好。如果想要解釋蓋奇行為的變化，就意味著需要承認社會行為和運動能力、知覺甚至語言能力一樣，也對應著一個特定腦區，這與當時的主流看法大相逕庭。
事實上，引述蓋奇案例的大多是那些不相信心理功能局限在特定腦區的人。他們通常簡要瀏覽了一下醫學證據就聲稱：如果像蓋奇那樣的損傷沒有導致癱瘓或語言損傷，顯然說明了運動控制或語言能力並沒有特定的腦區，這些腦區之前被神經科學家認定為運動控制或語言中樞。他們認為蓋奇的腦損傷直接損害了這些中樞，事實上並不是這樣(7)。