人腦的奧秘:
對(duì)我們大腦原始基礎(chǔ)的研究正破解許多難題
【美國《新聞周刊》4月9日一期文章】題:探索我們的雜亂、爬行動(dòng)物似的大腦(作者沙倫·貝格利)(轉(zhuǎn)錄自《參考消息》07/04/10)
讓其他人贊美人腦的絕倫設(shè)計(jì)與驚人的復(fù)雜性吧!他們會(huì)說這是已知宇宙中最復(fù)雜、最高級(jí)的事物。約翰斯·霍普金斯大學(xué)神經(jīng)科學(xué)教授戴維·林登并不這么認(rèn)為,對(duì)他來說,大腦就是“東拼西湊的一堆亂糟糟的東西”。功能嘛,確實(shí)強(qiáng)大。在哈佛大學(xué)出版社出版的新書《偶然的頭腦》(The Accidental Mind)中,林登認(rèn)為,大腦在設(shè)計(jì)上顯得“古里古怪、效率低下······是一團(tuán)詭異的集合體,把千百萬年進(jìn)化史中積累起來的臨時(shí)解決方案都攢在了一起”。生物構(gòu)造是超自然的設(shè)計(jì)的產(chǎn)物還是生物進(jìn)化的結(jié)果?此次研究是對(duì)這一問題的又一次討論(盡管林毫無疑問贊同后者);不僅如此,對(duì)我們大腦原始基礎(chǔ)的研究也在破解許多難題,例如我們?yōu)槭裁礋o法咯吱自己,為什么在睡夢(mèng)中也會(huì)編故事,爬行類動(dòng)物的特征為什么仍然存在于我們的腦灰質(zhì)中。
神秘的中腦
林在新書中寫道,正如老鼠的大腦和蜥蜴大腦差不多,“只是比它多了些額外的東西”,人腦實(shí)質(zhì)上就是在鼠腦的上端額外加了些東西。這就是我們把兩種視覺系統(tǒng)攪和在一起的方式。對(duì)兩棲動(dòng)物而言,來自眼睛的信號(hào)被一塊稱為“中腦”的區(qū)域所處理,舉例來說,中腦把青蛙的舌頭引向半空中的昆蟲,讓我們?cè)诶洳欢★w來一個(gè)棒球時(shí)迅速低下頭。我們東拼西湊的大腦保持了這種原始的視覺結(jié)構(gòu),即便來自眼睛的大部分信號(hào)由新增組織—視覺皮層來處理。如果視覺皮層受到傷害,病人一般會(huì)說他們什么也看不見。但如果要求其伸手夠一件物品,許多人第一次就能抓到。而且,如果要求其判斷一個(gè)人臉上的表情,他們給出正確答案的幾率比憑運(yùn)氣猜測要高——尤其是面對(duì)憤怒的表情。
對(duì)于失明,他們并沒有說謊。在這種“看得見的失明”案例中,這些喪失了我們大多數(shù)人所能理解的視覺,卻在用兩棲動(dòng)物的視覺系統(tǒng)去看東西。不過由于中腦并未與更高級(jí)的認(rèn)知區(qū)域相連接,他們因此無法有意識(shí)地感覺到物品的位置或是臉上的表情。在意識(shí)里,世界看起來一片漆黑。但在意識(shí)之外,來自中腦的信號(hào)正迅速歡快地奔向(判斷情緒的)扁桃核與(把手伸出去的)運(yùn)動(dòng)皮層。
為何無法咯吱自己
各種原始大腦用小腦來控制動(dòng)作。這個(gè)塞在大腦后部的組織同樣可以預(yù)測一個(gè)動(dòng)作產(chǎn)生的感覺,并且把抑制信號(hào)傳送給處理觸感的體覺皮層,告訴后者不要在意預(yù)料之中的感覺(例如衣服蹭著皮膚或是鞋底踩到地面的感覺)。這就是你無法咯吱自己的原因:爬行動(dòng)物的小腦不允許這種感覺記錄在大腦的感覺區(qū)域里。由于無法紀(jì)錄自身動(dòng)作引起的感覺,另一個(gè)犧牲品便誕生了:打人的時(shí)候感覺不到自己出手有多重。所以會(huì)聽見有人大叫:“媽媽,他們打得我好痛啊!”
從史前水母開始,神經(jīng)元幾乎沒發(fā)生過變化。就像林登所說的那樣,他們“速度慢、漏信息、不可靠”,總是丟三落四;在神經(jīng)原的連接處,信號(hào)耗散的幾率是70%。為保證足夠多信號(hào)得以通過,大腦必須保持龐大的內(nèi)部連接系統(tǒng),1000億個(gè)神經(jīng)元組成大約500萬億個(gè)突軸。這種連接規(guī)模過于龐大,我們微不足道的23000個(gè)基因無力將其全部記錄清楚。大腦因此在進(jìn)化中最終確定了現(xiàn)在的內(nèi)部線路圖(倘若不這樣,嬰兒的腦袋就無法順利通過產(chǎn)道)。感官的反饋與經(jīng)驗(yàn)在我們漫長的童年里為神經(jīng)元設(shè)計(jì)了舞步,這段時(shí)間也是大腦變成熟的時(shí)期。
如何記憶
現(xiàn)代的組織加在老組織上,大腦就像是一臺(tái)包裹在八軌盒式錄音機(jī)外的iPod.爬蟲大腦遺留的一個(gè)特點(diǎn)是:當(dāng)我們用眼睛掃過視場時(shí),視覺會(huì)發(fā)生微小的跳躍。在視覺清晰的兩點(diǎn)之間,大腦會(huì)接收到模糊的圖象,于是視覺皮層也看到以神經(jīng)方式表現(xiàn)出的跳幀情景。盡管如此,大腦填補(bǔ)信號(hào)不均勻所造成的空白,由此根據(jù)跳幀來制造出連貫的知覺。你所看見的場景因此是連續(xù)流暢的。就象組裝電腦常面臨的情況,老組件會(huì)在新系統(tǒng)中發(fā)揮作用。
我們還不能很好的解釋,強(qiáng)化記憶的夢(mèng)境為何要采取敘事的方式,如果夢(mèng)境在整理回憶,我們就應(yīng)該只是隨著大腦對(duì)每段回憶的處理而經(jīng)歷一個(gè)個(gè)記憶碎片。然而,皮層的敘事欲并未在睡眠時(shí)止歇。如同一個(gè)iPod打開了那個(gè)盒式錄音機(jī),在處理跳躍性視覺運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)揮良好功效的空白填補(bǔ)功能也拿起記憶原料,把他們編制成一個(gè)連貫的——也許是怪異的——故事。哪個(gè)爬行動(dòng)物似的大腦依然存在。
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