对生命物质的看法本身在19世纪已经整体发生了变化。在那之前，人们认为它是一种湿黏液，具有生命力，其生命特征有不同的表现形式，从它可变的凝固状态里会产生复杂和有区别的结构。从20世纪头几十年开始，新型的显微镜纠正了一直以来困扰着研究者的显微镜的色差，人们开始注意到植物和动物组织中均匀的球形存在。由于出现了不同的理论视角，在这些“球状物”中，构成所有活体组织的多种细胞开始被识别出来。事实证明，神经系统的细胞由于其特殊性而最难研究。然而，早在1837年在布拉格举行的自然科学家和医生会议上，捷克解剖学家扬·伊万杰利斯塔·浦肯野（Jan Evangelista Purkinje）在其报告中称，他发现梨形的“神经节”细胞沿着小脑皮层的中间层以规则的方式存在。后来这一细胞以他的名字命名[177]。
帕维亚大学有着悠久的显微镜研究传统。1873年，30岁的卡米洛·高尔基（Camillo Golgi）已经是切萨雷·隆布罗索（Cesare Lombroso）在精神病院的助手。他设计了一种被称为“黑色反应”的技术，能够使神经细胞的精细结构具有可见性和可调查性[178]。一段时间之后，其他组织学家用高尔基的方法获得了类似的结果，他们对其创新能力大为赞赏。马德里的组织学家圣地亚哥·拉蒙·卡哈尔（Santiago Ramón y Cajal）通过在欧洲宣传其研究成果，使之更加完善，并迅速获得成功。（图3.9）高尔基被迫宣传黑色反应的优越性，并用他自己的网状概念（即大脑是一个弥散的神经网络）对抗他憎恶的西班牙同行的概念（他们认为神经细胞是独立细胞）。1906年，卡哈尔与高尔基的冲突在斯德哥尔摩达到了**，在共同获得诺贝尔奖的仪式上，高尔基攻击了对方的神经元理论，加剧了双方争论。同年，一本大卫·费里尔的演讲集得到出版。其中，查尔斯·谢林顿（Charles S. Sherrington）假设，神经系统的兴奋和抑制现象，产生于一种神经间系统的作用，他在1897年已经将其命名为突触。而在几十年后，通过借助电子显微镜，人们才认识到它真正存在[179]。
图3.9：浦肯野的小脑细胞图，藏于马德里的卡亚尔博物馆。
在20世纪初，许多问题仍未得到解答：外部和内部世界的刺激如何在神经中枢发展出新的刺激；刺激如何固定和积累，如何保持潜伏状态并在某些条件下重新出现，使自我有其他心理行为；有的人与这些神经刺激有怎样的紧密联系，甚至能够传给他们的后人。这是意大利卫生学乌托邦的主要推动者之一路易吉·帕利亚尼（Luigi Pagliani）在都灵大学1908—1909学年的开学典礼上的发言[180]。他师承荷兰唯物主义生理学家雅各布·莫尔肖特（Jacob Moleschott），在意大利统一后被德桑蒂斯（De Sanctis）部长召去教书，曾与安吉洛·莫索（Angelo Mosso）合作，后者也曾在同一所学校受训。
帕利亚尼选择将卫生学作为其研究和实践领域，而莫索则致力于生理学，并在国外接受培训。卡尔·路德维希（Carl Ludwig）则在莱比锡的实验室进行研究，该实验室吸引了来自欧洲各地的许多年轻研究人员。此外，他还曾在巴黎的艾蒂安—朱尔·马雷（étienne-Jules Marey）学校研习，在那里，他学会了使用图形法。回到都灵后，他开展了密集的实验活动，试图以各种方式测量大脑活动，包括使用他自己发明的仪器之一——胸膜仪，该仪器能够记录肢体体积与血流量的缓慢变化，以及后者随情绪和思想变化的变化趋势[181]。丹麦生理学家阿尔弗雷德·莱曼（Alfred Lehmann）将其称为“心理镜”，认为这种设备可以对个人的倾向性进行可靠的诊断[182]（图3.10）。
图3.10：胸膜仪的图像。照片取自查尔斯·塞奇威克·米诺特，《大脑活动中身体循环的变化》，载于《大众科学月刊》，1880年，第17期。
当时，图形方法已经成为研究的通用方法。它极具客观性，可以在纸上记录动态变化，似乎是研究生命现象的完美手段。例如，在耶拿，汉斯·伯格（Hans Berger）研究了脑循环和温度，确信精神能量与热能或电能一样，可以用同样的方式进行测量。事实上，他所梦想找到的所谓“P—能量”并没能被记录下来，但伯格在近三十年的特殊隔离状态下辛勤工作，对脑电图（EEG）（即大脑电流活动节奏）做了翔实的记录。在犹豫了许久之后，他决定在1929年出版他的作品。然而，整个科学界中，唯有剑桥大学的生理学家和最近的诺贝尔奖获得者埃德加·道格拉斯·阿德里安（Edgar Douglas Adrian）在确定了新仪器的有效性后，才留意到这一点，并在1935年伦敦国际神经学大会上介绍了这一情况[183]（图3.11）。
图3.11：汉斯·伯格记录的第一张脑电图。
伯格坚信，脑电图可以通过记录不同频率的脑电波交替来显示更多关于精神活动的东西。然而一开始，诸多同行都对该仪器的用途持怀疑态度。后来，新闻界和公众舆论才将其奉为圭臬，视其为能够破译行动中心灵的机器。大脑用一种密码进行自我表达。当时的报纸报道称，这种密码非常隐蔽，但很快就会被科学破译。他希望经由脑电图分析的大脑，能够让公众直观地理解自己的研究过程。毕竟，自颅相学时代以来，受到发掘灵魂器官以掌握其动态愿望的驱使，人们从未停止过对科学和技术智慧的研究。就在伯格宣布其发明的几年前，乌克兰医生扎卡·比斯基（Zachar Bissky）设计的“诊断镜”出现了。他用电极刺激了头部表面的大约50个反应区，以此试图描绘出与每个单独领域相关的心理过程的强度。他从一项个人档案中归纳了方法，并将它用于各种适合的地方，比如在能力评估中，它能取代心理测试，让一切更加方便[184]（图3.12a和3.12b）。
图3.12a和3.12b：扎卡·比斯基与他的电极（上）；带有电极和声学控制的诊断仪（下）。
后来，妇科医生和伟大的知识普及者弗里茨·卡恩（Fritz Kahn）在其于1922年至1931年间出版的关于人类生活的五册书中，直观地将神经系统的功能归入到了电学领域。书中有不同插图画家绘制的精美图片，通过类比技术系统，展示了身体的功能组织（即身体的器官与系统）。除了作品给人的印象和美学上的独创性之外，实际上，关于大脑方面的研究并没有什么实质性的进展。早在19世纪，就有人试图用电报的模型（一项相当新的发明）来解释神经信息是如何从外围传输到中心的[185]（图3.13）。
图3.13：运动脑中心的电气装置。
实验心理学家也很快采用脑电图来研究心理过程和大脑与行为之间的关系：爱因斯坦在接受脑电波检查时被要求思考相对论，这一图像极具说服力[186]（图3.14）。最重要的是，这项新技术已经成了神经学和精神病学诊断的重要组成部分[187]。它主要是由赫伯特·贾斯帕（Herbert H. Jasper）引入美国的。贾斯帕从洛克菲勒基金会获得支持，在普罗维登斯（罗德岛）的布拉德利医院建立了一个临床实验室。1935年，他对伯格在耶拿取得的成果，及其在海外所做的第一次脑电图记录做了报告[188]。值得特别关注的是贾斯帕对各地各种形式的癫痫病的研究。1939年，他在蒙特利尔神经研究所接管了一个新的、专门的临床脑电图部门，与神经外科医生怀尔德·彭菲尔德（Wilder Penfield）合作，后者几年前曾画过一幅最诙谐且最受欢迎的人脑图。
图 3.14：阿尔伯特·爱因斯坦正在接受脑电图检查。
这就是所谓的赫蒙克鲁斯（“利用炼金术造出来的人”），这一概念于1937年首次被提出，此后被不断完善。关于赫蒙克鲁斯的论述有许多版本，其中一些可以在互联网上找到。伦敦自然历史博物馆的两个三维标本再现了一个感官和一个运动模型：它们被称为“大脑中的身体”或“皮质小人”。也就是说，如果一个人身体的每个部分都按照控制其皮质区域的比例增长，那么他就会变成“皮质小人”的模样。有的故事说，这种存在生存于一个想象的国度，是非常受欢迎的小怪物，它们自己的故事也值得简单叙述（见注释）[189]。
彭菲尔德于1891年出生于斯波坎（华盛顿州）的一个医生家庭，他在威斯康星州度过了童年和青少年时期，并在普林斯顿上大学。毕业后，他在两位伟大医生威廉·奥斯勒（William Osler）和查尔斯·谢林顿的指导下完成了在牛津大学的学习，曾获得过罗德奖学金。两人都是当时时代的典范，那时候，科学家也曾写诗、写故事、收集手稿和古书、旅行，并将这一切都视为平衡的生活的重要组成部分[190]。在其自传中，彭菲尔德回忆道，谢林顿称得上是一位“温和的实验者”，小心翼翼地保护小白鼠，使其免受不必要的痛苦。此外，谢林顿还曾经在公开场合阐释神经学的未解之谜。在实验室外，他是一位诗人，也是一位哲学家。通过他的教学和实验实践，神经系统作为一个伟大的未开发领域出现，并且或许终有一天能够阐释人类心灵的内容[191]。
从约翰—霍普金斯大学医学系毕业后，彭菲尔德在波士顿的哈维·库欣（Harvey Cushing）手下实习，并在纽约开始了他的外科医生生涯。他在西班牙花了一个学期的时间向圣地亚哥·拉蒙·卡哈尔和皮奥·德尔·里奥—霍尔特加（Pio del Rio-Hortega）学习神经细胞染色技术，并在布雷斯劳逗留期间观察奥特弗里德·福斯特（Otfried Foerster）如何治疗癫痫。1928年，彭菲尔德踏出了具有决定性的一步：他搬到了蒙特利尔，受邀在麦吉尔大学教授神经外科。几年后，在洛克菲勒基金会的资助下，他建立了一个神经学研究所，他精心组织该研究所，试图让它成为科学的殿堂。他曾尝试建立一个中心，让外科医生、解剖学家和生理学家能够联合研究大脑和心灵，以减轻病人的无数病痛。很快，越来越多的同行都被该项目吸引，纷纷加入进来[192]。
1937年6月，在美国神经学会的一次会议上，彭菲尔德介绍了近期与年轻的合作者埃德温·博尔德雷（Edwin Boldrey）联合展开的关于大脑皮层运动功能的工作。他们花了很长时间，在局部麻醉下用电探针探索了163名癫痫患者的大脑皮层，并得出了关于感觉运动功能的新结论。他们在手术中应用了电流刺激，这一点颇具独创性。他们对头皮进行消毒并进行开颅手术，进入到大脑半球的某些区域后，铂金电极会诱导出电化电流。实验的某些设置至关重要：病人必须与操作者和麻醉师积极合作。一般而言，所有受试者，即便是最年轻的受试者，都需要以耐心和智慧承受这种刺激。第一次施加的潜意识刺激会逐渐加强，直到获得积极反应。会有一张图像记录由放电引起的每个动作或感觉的数据。他们在大脑的不同点上重复，总共获得了170张图像。而在彭菲尔德和博尔德雷的文章中，图像资料被压缩总结至16张[193]。
图3.15：第一个赫蒙克鲁斯。
举例子来说，当某些点受到电流刺激时，会引起舌头的运动，实验总共确定了16个兴奋点。这些运动不易被观察到，因此只能由病人描述，病人在准确定位舌面的感觉方面表现得非常娴熟。两张图像总结了局部发生的情况。而更多的类似图像则报告了身体其他区域诱发的运动和感觉。随后是最后一张总图，它能够给出一个整体的视角。为使这些观察的地形更加清晰，一位医学插图画家霍滕斯·波林·坎特利（Hortense Pauline Cantlie）被要求用清晰的图像将其呈现出来。因此，第一个赫蒙克鲁斯—— 一个身体类似于青蛙的小生物就此诞生。它的手、手指、嘴唇和舌头尺寸巨大，反映了主管这些部分的大脑皮质上罗兰多区的范围广大；相比之下，管理躯干和腿的皮层区域则显得非常狭窄（图3.15）。
1950年，彭菲尔德更准确地描绘了由不同脑区控制的身体部位。他与西奥多·拉斯穆森（Theodore Rasmussen）合作写了一本书，书中包含了一个新的、双胞胎的赫蒙克鲁斯（同样由坎特利所画），与1937年的赫蒙克鲁斯截然不同。现在，运动和感觉反应的特征完全分开，并刻在两个半球上（图3.16）。同时，还需注意两位作者的忠告：如果过于重视对各部分形状和大小的比较，这些图画可能会引起混乱[194]。在同一时间的电台广播中，彭菲尔德描述了他倾注了数十年心血研究的神秘物体——大脑皮层：它是覆盖在半球上的表面细胞层，在脑回的裂缝之间形成了一个深层折叠的灰质套。它由成块的功能区组成，如果一个人思考新项目或试图参透生活中的深奥问题，前面的部分就会被激活，它甚至可能是那个被称作“意识”的难以捉摸的实体的居所[195]。
图3.16：感觉和运动区域。
小怪物的故事并没有结束。1954年，彭菲尔德与赫伯特·贾斯帕一起出版了一本关于癫痫和大脑功能解剖学的书，其中包含三个新的数据，扩大了研究的范围。第一种（即前一种变体的演变）研究了运动和感觉的赫蒙克鲁斯与罗兰多裂缝的关系；第二种将感觉赫蒙克鲁斯置于靠近西尔维斯裂缝的区域；而第三种则涉及皮质下区域，将感觉赫蒙克鲁斯置于丘脑之上。作者再次强调，尽管该图各部分之间的关系具有一定的正确性，但并不完全准确，仅作参考。尽管如此，在接下来的几年里，越来越多的奇怪生物进入了迄今为止被研究过的名单中。威斯康星大学的神经生理学家克林顿·伍尔西（Clinton N. Woolsey）利用电刺激绘制了灵长类动物和其他哺乳动物大脑皮层上的初级、辅助运动区。在一次研讨会上，他展示了自己的研究结果，并将其与图画一起发表，介绍了大鼠、兔子、猫和猴子的运动和感觉区域的演变，并对这些区域与大脑皮层的视觉、听觉和联想区域之间的关系做了分析。通过谐音，这些新标本被命名为“类似物”（simiunculus）[196]。
这种制图方法也引起了部分批评。在1957年的一次英美大脑会议上，弗朗西斯·沃尔什（Francis M. R. Walsh）（直到几年前还是《大脑》的编者）提到了皮质制图法，并指出该方法的目的是寻找新区域中的兴奋性片段，而忽视了对人影响巨大的非自然因素。在他看来，这种方法就像刘易斯·卡罗尔（Lewis Carroll）于1871年创造的形象“贾巴沃克”（Jabberwock，无聊的话），是无意义的。一段时间后，又有人为彭菲尔德开创的视觉风格平反，他的作品深受好评，并逐渐变成了为大众所接受的标志性产品。1988年，理查德·格里格斯（Richard A. Griggs）发现心理学教科书中对赫蒙克鲁斯的叙述有诸多错误，一部分错误是出于坎特利原画的模糊性，另一部分错误则是因为人们习惯于使用二手资料。格里格斯对画中出现的女性**感到震惊，它们在1950年的版本中并不存在：这是否是为了弥补，至少是部分弥补原作明显的男性片面性[197]？
四位加拿大研究人员在2013年发表的一篇文章中表示，在彭菲尔德漫长的生物冒险中，性是一个开放的问题。只要看一眼各种版本的赫蒙克鲁斯，就会发现阴茎和阴囊的存在。然而，**、**、**、子宫和卵巢却不存在，仿佛男性模型具有普遍价值。这一遗漏的产生原因是，在神经外科医生研究的1065名病人中，只有107名是女性（而且没有提到年龄或月经周期）。此外，在她们受孕时年龄仍然过小，无法表达出具体的女性感觉。作者确信两性的感觉、运动皮层表征大不相同，他回顾了一系列关于这一问题的研究，绘制了第一个被称为“赫蒙克鲁斯”的实体体表图，其中还反映出了与卵巢周期和生殖生活季节有关的因素[198]（图3.17）。
图3.17：两个版本的“赫蒙克鲁斯”的图像。
彭菲尔德的一位合作者，早在1945年就报告了一个被诊断为色情狂的癫痫妇女的案例：据说她的顶叶区肿瘤压到了**体感区，引起了色情狂的症状，这一症状在肿瘤切除后消失了[199]。而近期，正电子发射断层扫描（PET）和功能磁共振成像（fMRI）提供了更多的研究结果，证实了在**上，女性图像与男性图像之间存在差异[200]。尽管如此，仍然需要进一步的调查，以完成、完善女性皮质与身体关系的整个画像。
与赫蒙克鲁斯有关的各种图像的出现，以及人们画的各种动物版本的赫蒙克鲁斯，也会导致相关研究质量的下降。1993年，神经学家杰弗里·肖特（Geoffrey D. Schott）强调了彭菲尔德的警告——需要谨慎且不能任意解释、过度夸大。不幸的是，赫蒙克鲁斯似乎已经拥有了自己的生命，它独立于其创造者，其延伸范围远远超出了现有的科学证据。最后，它变成了一种单纯的艺术手段：用模棱两可的术语来命名大脑皮层的轮廓，这种不谨慎的做法也导致了这一变化。几个世纪前，在帕拉塞尔苏斯（Paracelsus）那里，这个术语指的是完全不同的东西，即“人造人”。彭菲尔德的发明是有用的，也是原创的，但对肖特来说，谨慎的做法是不要把事实和幻想混为一谈，对大脑功能的说明应限于那些有真实图像记录的罕见情况。他举的例子确定了大鼠皮层上的躯体特定区，并画出了它的赫蒙克鲁斯图像。尽管肖特本人对研究的任何艺术创作都不信任，但他似乎并没有成功抵制视觉的**[201]。
当然，彭菲尔德对文学、神话和历史的热情，促使他以一种生动的方式展现其研究成果，甚至以混乱为代价。此外，他还写了一部关于亚伯拉罕和一神教起源的作品，以及另一部关于希波克拉底生活片段的作品[202]。当他决定处理大脑意识的相关问题时，正如我们已经看到的那样，他选择了《心灵的奥秘》（The Mystery of the Mind）这个令人回味的书名。在该书的注释中，彭菲尔德承认，在他还是学生时，威廉·詹姆斯（William James）的《心理学原理》就已经给他留下了深刻印象[203]。