有暴力倾向人的大脑，和正常人到底有何不同？

查尔斯·惠特曼是1966年堪萨斯大学枪击案的凶手，他要求科学家在死后研究他们的大脑，这成为神经科学家深入研究人类暴力的开端。现在，50多年过去了，科学家们已经发现了许多与暴力相关的大脑区域，为我们未来预防和治疗这类杀戮提供了神经科学基础。

作者|道格拉斯·菲尔兹

翻译|朱正刚余燕琴

2017年，在拉斯维加斯曼德勒湾酒店的32楼，一名枪手向人群发射了1000发子弹。事故造成58人死亡，869人受伤。枪手在犯罪现场自杀，然后他的大脑被转移到斯坦福大学。科学家们正试图从神经科学的角度分析这个大脑并解释这个恶性事件。

科学家能在罪犯的大脑中找到什么吗？事实上，科学家确实有很多东西要发现。虽然目前还没有针对杀人的基因测试，但是研究有这种行为的人的大脑可以让我们更深入地了解大脑是如何控制暴力行为的。

神经科学家通过一些实验方法，包括行走、语言、阅读等，发现了大脑中负责其他复杂人类行为的神经回路。同样，他们也可以使用这些方法来发现控制攻击行为的神经回路。这些新发现有助于揭示极端暴力的神经生物学基础。

在自然界中，身体暴力(甚至是致命行为)是适者生存法则的核心策略，所有动物都会进化出特定的神经回路来执行和控制攻击行为。1920年，沃尔特·赫斯在一项动物实验中用电刺激猫，并在下丘脑深处发现了一个控制攻击性暴力的大脑区域。实验结果还表明，当其他无法控制的冲动或行为(如性行为、食物摄入和饮酒行为)发生时，这个区域会被激活。人类也有同样的神经结构，称为下丘脑攻击区。

这一发现导致了后来变得流行的“蜥蜴脑”的概念:人类的原始冲动是由从古代进化而来的神经中枢控制的。在某些情况下，改变这些神经功能会引发类似人类野兽的行为。自赫斯以来，神经科学家一直在探索大脑中的哪些回路负责向下丘脑攻击区传递信息，从而在未来100年激活或触发攻击行为。

最近的新技术可能能够解决这些问题，例如光遗传学，一种可以控制神经电路开关的实验技术。还有一个光纤内窥镜，当实验动物产生暴力行为时，我们可以通过它记录神经元的放电。事实上，现在我们有能力找到控制愤怒和攻击的神经回路。

从生理学的角度来看，不断的挑衅会引起人类的攻击。从神经科学的角度来看，只有大脑中的少量神经回路能够控制这种行为。我们仍然在寻找和理解它们是如何工作的，这是一项非常重要的任务。因为我们大脑控制攻击行为的能力对个体生存非常重要，一旦疾病、药物或精神问题导致控制攻击行为的神经回路受损，可能会产生非常严重的后果。

攻击行为的神经回路

发起暴力行为通常是危险的，但是在我们实施暴力行为之前，广泛分布在大脑不同区域的相关神经回路已经被激活。为了从大脑结构上更好地理解攻击行为，我们可以做一个类比，例如，大脑和蘑菇非常相似。蘑菇表面有一层非常薄的薄膜，相当于大脑皮层。尽管大脑皮层几乎有3毫米厚，但它是高级认知功能的核心区域，正是大脑皮层的存在将人类与其他动物区分开来。此外，大脑皮层还控制感觉和运动的整合功能(即通过感知促进释放)，甚至控制意识。当然，大脑皮层在动物攻击中也起着关键作用。

杏仁核是大脑皮层下的一种神经结构，能够快速处理感觉信息，尤其是输入与潜在威胁相关的信息。这个区域相当于蘑菇柄的顶部，杏仁核连接并处理大脑皮层和下丘脑之间的信息。这种杏仁状的结构是感觉信息进入大脑的关键节点，包括来自大脑皮层的信息，如决策和其他高级信息。

下丘脑位于丘脑沟下方，形成第三脑室下部的侧壁和底部。它是神经中枢、边缘系统和网状结构的重要连接点，是垂体内分泌系统的兴奋场所。这个位置相当于蘑菇柄的顶端。这个区域负责控制无意识的身体功能，如调节心率、体温、呼吸、睡眠、注意力和其他过程，并向脑垂体释放激素。下丘脑也是感受情绪和引发攻击行为的区域。

脑干类似于蘑菇柄，是大脑中连接脊髓的区域，负责在两者之间传递信息。此外，我们还应该知道，人脑被对称地分为左右半球。以杏仁核为例。大脑的每个半球都有一个杏仁核。

因为大脑中有许多控制攻击行为的区域，大脑可以根据情况采取快速或缓慢的方式来处理风险。

暴力的来源

在一些人类实验中，科学家发现杏仁核控制着暴力情绪。20世纪60年代，西班牙神经科学家何塞·曼努埃尔·罗德里格斯·德尔加多在女性右侧杏仁核区域埋下了一个电极。这位妇女正在安静地弹吉他，但在受到电刺激后，她立即停止了演奏，愤怒地扔掉了乐器，并开始敲打周围的墙壁。事实上，每当动物由于强烈的情绪而发起暴力行为时，它们需要克服很多阻力。每当一个人决定发起攻击时，他很可能会被对方反击，这可能会导致攻击者严重受伤或死亡。然而，当个人逃离危险时，他们会感到非常羞愧。

当然，杏仁核可能不是控制老鼠和人类愤怒和暴力的唯一一个。一些研究发现，当雌性保护它们的幼仔并赶走入侵者时，大脑部分区域(皮质下边缘系统的一部分)被激活。大脑控制着强烈的情绪反应，比如爆炸性的愤怒，在性行为和其他奖励活动中也更活跃。20世纪50年代，詹姆斯·奥尔兹和彼得·米尔纳发现，当电极嵌入老鼠的大脑隔间时，老鼠会连续按下控制电流的开关，以每小时5000次的速度刺激隔间，直到老鼠筋疲力尽。如果我们刺激人体会发生什么？当德尔加多刺激女性受试者时，她们会感到性欲高涨，甚至达到高潮。

在动物研究中，科学家们发现，在母体攻击时，终核中的神经元会被激活，并表达去甲肾上腺素的受体，去甲肾上腺素是一种与应激反应相关的化学物质。这个大脑区域连接下丘脑，控制自主神经反应和某些激素的释放，如调节压力和情绪的催产素和多巴胺。同时，终核也接收来自大脑皮层的信息。

与攻击行为相关的神经回路可以来自高水平或低水平的大脑区域。例如，前额叶皮层可以通过抑制或刺激边缘系统来抑制冲动或引起高级认知加工区控制的攻击行为。前额叶皮层引起的“自上而下”的控制不同于“自下而上”的反应(对环境刺激的快速反射反应)。例如，对突然飞行的篮球的感知没有任何高级意识思维。无论是实验动物还是人类，如果前额皮质和边缘系统之间的联系被削弱，控制冲动行为可能会很困难。

大脑的奖赏中心包括纹状体和伏隔核，它们也是多巴胺起作用的区域。这些结构共同构成了控制攻击行为的神经回路的另一部分。许多成瘾性药物，如甲基苯丙胺(俗称“冰毒”)和可卡因，可以从大脑中释放多巴胺，激活这些奖励中心的神经回路。当雄性老鼠成功击败入侵者时，它会继续挑衅，并试图继续与入侵者战斗。但是如果信号通路被药物阻断，雄性老鼠将停止攻击。

我们将从许多攻击中获得这种奖励，例如上级控制、欺凌甚至残忍的暴力犯罪。在现代社会，我们的食物是通过市场提供的，所以我们将失去杀戮的乐趣，但我们可以通过狩猎和钓鱼等娱乐活动来弥补失去的奖赏感。

暴力的性别偏见

预测攻击性最重要的单一因素是性别。根据美国联邦*管理局2018年的数据，93%的罪犯是男性。在动物界，攻击性和性别之间有着重要的关系，这表明暴力和性别之间的关系背后有着强大的生物学基础。性激素对控制攻击的神经回路有很大影响。不管是哺乳动物还是灵长类动物，只要它们是群居动物，雄性就会被自然选择强迫增加发动攻击的概率，以获得交配权，提高社会水平，掠夺更多的食物和保护领地。

加州理工学院的神经科学家大卫·安德森和他的同事研究了性行为和攻击性之间的联系。他们发现相同的神经回路可以在爱与恨这两种相反的极端行为中发挥作用。从生理学的角度来看，性行为和攻击行为可能有许多相似的特征。这两种行为都能刺激个体的强烈反应，只要它们能够完成，它们都能激活大脑的奖励系统。在自然界中，性行为和攻击行为是相互关联的，两者都会受到相似的环境和体内状态的影响，例如，雄性动物在交配季节会更具攻击性。

科学界已经知道，交配行为可以由下丘脑攻击区控制，对这个区域的电刺激可以引起动物的交配和攻击行为。同样，当研究人员使用Fos蛋白来识别神经细胞的活动时，他们发现下丘脑神经细胞在攻击和交配行为中都很活跃。林大宇(音译，林大宇)在安德森实验室做过研究，现在是纽约大学的教授。她还在小鼠实验中将金属微电极植入小鼠下丘脑。她发现在老鼠的攻击和交配行为中，下丘脑神经细胞的放电频率会更高。此外，林大宇和安德森都发现，当用光纤内窥镜激活小鼠下丘脑细胞时，小鼠会产生攻击或交配行为，而改变神经细胞的放电频率也可以改变这两种行为。

控制暴力

通过实验室中的这些发现来探索残忍的杀戮是我们的一个重要目标。然而，一场悲剧发生在50多年前，让我们开始研究杀戮行为。这些研究可以防止悲剧重演。1966年8月1日，前美国海军士兵查尔斯·惠特曼在射杀母亲后用刀杀死了她。然后，他带着3把刀、700发子弹和7把枪来到奥斯汀堪萨斯大学的一座塔前。惠特曼用枪杀死了那里的14人，打伤了30多人。在他死前，他要求对他的大脑进行研究，以确定他是否患有精神疾病。

法医分析在杀手的大脑杏仁核附近发现了一个小肿瘤(多形性胶质母细胞瘤)。精神病专家在评估报告中写道:“恶性脑瘤可能使他无法控制自己的情绪和行为。”然而，这只是猜测，专家们无法得出一个明确的结论，即肿瘤是否导致了惠特曼的精神问题，并导致他实施大规模*。毕竟，许多人也有脑损伤或脑瘤，但这些人并没有成为暴力杀手。

目前，没有研究表明拉斯维加斯大*的凶手斯蒂芬·帕多克有异常的大脑。即使有病理证据，我们仍然没有办法找到脑肿瘤和杀人行为之间的因果关系。此外，麦克阿瑟暴力风险评估研究的统计数据显示，精神病患者可能不会比其他人更暴力、更具攻击性。

另一种可能是围场的大脑神经系统没有异常。当科学家预测暴力行为时，主要风险因素包括年轻人、男性、药物滥用和低社会经济基础。2003年，加拿大安大略省皇后大学的希瑟·斯图尔特写了一篇评论文章，他在文章中指出，大约三分之一报告暴力的人没有被诊断患有精神疾病。然而，70%与精神问题相关的暴力犯罪与药物滥用有关。现在我们已经知道酒精和可卡因会损害与攻击行为相关的神经回路，所以我们几乎可以肯定药物滥用和暴力是密切相关的。

新答案，新问题

50多年前，检查惠特曼大脑的专家认为脑瘤与犯罪行为没有联系，因为当时科学家对这个领域知之甚少。当时，报告指出:“根据我们目前对大脑功能的了解，我们无法解释惠特曼在1966年犯下的暴行。”报告还提到，“这个案例提醒我们，科学界需要进一步了解大脑功能和行为之间的联系，尤其是暴力和攻击行为。”1966年，磁共振成像还不存在，神经科学还处于早期发展阶段。现在，我们对攻击行为的神经科学基础有了新的理解，新的技术也已经诞生来进行神经科学研究，这可以帮助我们从不同的角度揭开惠特曼暴行的神秘面纱。

德国马德堡大学的精神病学家伯恩哈德·博格特和他的同事使用核磁共振和CT扫描来检查暴力和非暴力罪犯的大脑。他们发现暴力罪犯更有可能出现大脑异常。例如，162名暴力罪犯中有42%至少有一个异常大脑区域，而125名非暴力罪犯中只有26%有异常，而52名普通罪犯中只有8%有异常。这些异常部分包括前额皮质、杏仁核和其他控制杏仁核和下丘脑的区域。

与攻击行为相关的神经回路的发现可能会为相关问题提供新的答案，但也可能会抛出新的问题。每个人的基因和经历都不同，所以在发育过程中会形成不同的神经回路，这可能是人类和实验动物会有不同程度和类型的攻击行为的原因。此外，前额叶皮层只有在20岁时才能完全发育，这就是为什么美国的未成年人不需要像成年人一样承担同样的刑事责任。

由于前额叶皮层等区域的神经发育过程缓慢，或许我们可以从生物学角度理解席卷美国的校园枪击事件。最后，我们可能会使用药物、精细手术、大脑刺激和其他方法来调节神经回路以减少暴力。目前，越来越多的罪犯因暴力行为被关押在*里，他们的大脑确实有某些异常，这对未来的法律决定提出了巨大的道德挑战。同时，在测试精神病患者时，我们是否也需要使用头皮脑电图和脑部扫描等方法来寻找病理特征呢？这可能是惠特曼写遗书时想知道的，所以他要求在犯下血腥罪行后检查一下他的大脑。

作者简介:

R.道格拉斯·菲尔德是马里兰大学帕克分校的兼职神经科学教授，也是国家儿童健康和人类发展研究所神经系统发育和神经可塑性研究小组的负责人。

译者简介:

朱正刚是浙江大学基础医学院的博士生。

余燕琴是浙江大学基础医学院的教授。他的研究兴趣是睡眠和情绪相关疾病以及学习和记忆之间的关系。