江蘇衛(wèi)視《最強(qiáng)大腦》雖是一檔綜藝類電視娛樂(lè)節(jié)目,但因內(nèi)容涉及人類大腦活動(dòng)原理的許多未解之謎,而引發(fā)不同的爭(zhēng)議和討論.科學(xué)評(píng)判魏坤琳博士的一句口號(hào):'科學(xué)是我唯一的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)'!似乎讓Dr.魏成了真理的捍衛(wèi)者.其實(shí)不然.當(dāng)15歲少年陳智強(qiáng)小朋友在'星際迷航'節(jié)目中測(cè)試時(shí),節(jié)目評(píng)審嘉賓郭敬明對(duì)該項(xiàng)目的測(cè)試難度提出了質(zhì)疑,節(jié)目之外,一些網(wǎng)友對(duì)'魔方墻找茬'節(jié)目展開(kāi)了分析,并提出了'找茬'的技巧及方法.普通觀眾以直覺(jué)感知或自身的實(shí)踐探索形成的結(jié)論有其內(nèi)在的合理性.不同認(rèn)知的沖突讓Dr.魏及其背后的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)面臨著挑戰(zhàn).雖然事后通過(guò)媒體的解釋熨平了輿論的爭(zhēng)議,但對(duì)于這一爭(zhēng)議涉及的大腦活動(dòng)機(jī)制問(wèn)題,無(wú)論是專家還是觀眾均未獲得答案.可以說(shuō)這次的爭(zhēng)議是專家錯(cuò)了!以下為筆者的觀點(diǎn)詳解.

一、電視節(jié)目評(píng)判《最強(qiáng)大腦》的最強(qiáng)指標(biāo)

《最強(qiáng)大腦》評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)以節(jié)目評(píng)審嘉賓高曉松的觀點(diǎn)最具代表性.高曉松認(rèn)為最強(qiáng)大腦首先應(yīng)具備普通人少有的先天素質(zhì),也就是常人最怎么努力都難以觸及的那一種能力.其次,才是后天訓(xùn)練提高后達(dá)到的某種驚人的能力.高曉松的提法與《最強(qiáng)大腦》科學(xué)家團(tuán)隊(duì)在網(wǎng)絡(luò)上的回應(yīng)也是一致的.因此,可以肯定 Dr.魏給出的難度系數(shù)是依據(jù)科學(xué)團(tuán)隊(duì)事先商定的原則打分.既然科學(xué)家團(tuán)隊(duì)與普通大眾的評(píng)定原則一致,為何還出現(xiàn)爭(zhēng)議呢？

    原因在于人類對(duì)自身大腦的活動(dòng)機(jī)制并不完全清楚,有了評(píng)分原則卻不理解大腦的活動(dòng)機(jī)制,自然無(wú)法對(duì)具體的人類行為能力作出準(zhǔn)確的評(píng)估.例如'魔方墻找茬'、'星際迷航'等測(cè)試項(xiàng)目,密密麻麻的圖像看上去非常嚇人.首次呈現(xiàn)出來(lái)不僅觀眾被迷在圖景中,許多專家也一時(shí)找不著北.當(dāng)然網(wǎng)友討論演示之后^[1],大家都能有所理解.這樣的認(rèn)知流程,有點(diǎn)象魔術(shù)表演項(xiàng)目在揭秘前后的那種感覺(jué)。當(dāng)然,作為一檔娛樂(lè)性的電視節(jié)目,《最強(qiáng)大腦》確實(shí)做得很好,挑選的大部分選手都具備一流的腦力水準(zhǔn).科學(xué)評(píng)審Dr.魏的表現(xiàn)同樣贏得了觀眾的喜愛(ài).但是,從腦科學(xué)的角度審視, Dr.魏的許多觀點(diǎn)和解釋有待商榷,比如Dr.魏在節(jié)目中反復(fù)講解的工作記憶、短期記憶、信息加工、信息編碼、視覺(jué)的三基色理論等概念,都是心理學(xué)派專家流行的學(xué)術(shù)觀點(diǎn),并非定論.

二、腦科學(xué)評(píng)判最強(qiáng)大腦的最強(qiáng)指標(biāo)

在《最強(qiáng)大腦》播出的所有節(jié)目中, Dr.魏在某些項(xiàng)目中的判斷和評(píng)論非常專業(yè)、給出的評(píng)分也很準(zhǔn)確,而在其他一些項(xiàng)目中給觀眾留下的感覺(jué)并非如此.這里不涉及公平公正問(wèn)題,而是專家對(duì)腦科學(xué)研究領(lǐng)域的理論認(rèn)同和應(yīng)用問(wèn)題.由于腦科學(xué)研究涉及眾多的綜合交叉科學(xué),不同知識(shí)背景或?qū)W科背景的專家對(duì)大腦的活動(dòng)機(jī)制有著各自的理解和認(rèn)知.在大腦活動(dòng)原理被揭秘之前,所有的意識(shí)和記憶理論都不是最終結(jié)論,即使2014年諾獎(jiǎng)得主莫澤夫婦提出的大腦網(wǎng)格細(xì)胞和位置細(xì)胞理論--國(guó)內(nèi)普遍翻譯為大腦細(xì)胞中存在GPS功能,近期美國(guó)密歇根州立大學(xué)(Michigan State University)的翁巨揚(yáng)教授在科學(xué)網(wǎng)發(fā)表了一篇博文,明確指出“做內(nèi)嗅皮層和海馬腦區(qū)的研究人員搞出了一個(gè)網(wǎng)格細(xì)胞故事和一個(gè)位置細(xì)胞的故事 ^[2]”.這是對(duì)2014年諾貝爾獎(jiǎng)得主理論的明確否定.

雖然大腦活動(dòng)機(jī)制的最終面紗尚未揭開(kāi),基于各相關(guān)學(xué)科成熟的基礎(chǔ)理論和研究成果,筆者運(yùn)用學(xué)科交叉思維提出以下最強(qiáng)大腦評(píng)判指標(biāo).

1、神經(jīng)活動(dòng)的時(shí)間閾值指標(biāo)

在《最強(qiáng)大腦》“捕風(fēng)者”節(jié)目中,參賽選手曹全全在1/24秒時(shí)間內(nèi)捕捉到了銀幕上僅顯示1/48秒的一禎圖像,并詳細(xì)地進(jìn)行描述.這就是神經(jīng)活動(dòng)的時(shí)間閾值指標(biāo),這種神經(jīng)敏感性是先天具備的能力,不是通過(guò)訓(xùn)練能提高得了的^[3].

2、神經(jīng)活動(dòng)的最低信號(hào)強(qiáng)度指標(biāo)

人類對(duì)狗的嗅覺(jué)能力非常敬仰,一般認(rèn)為狗的嗅覺(jué)是人類水準(zhǔn)的萬(wàn)倍以上.狗能對(duì)很弱的氣味作出反應(yīng),表明狗的嗅覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)非常敏感.最低信號(hào)強(qiáng)度指標(biāo)體現(xiàn)在兩個(gè)方面,一是神經(jīng)活動(dòng)對(duì)外部信息采集的敏感程度,二是采集到的信息經(jīng)神經(jīng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后,在大腦內(nèi)部的發(fā)送、傳遞、接收、儲(chǔ)存各環(huán)節(jié)的平衡、穩(wěn)定、協(xié)調(diào)等方面具備的能力.神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)于最低信號(hào)強(qiáng)度的反應(yīng)不只局限于嗅覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng),在視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等方面都有共性.另外,信號(hào)強(qiáng)度與信息量不可混淆,前者是電信號(hào)傳遞中的波幅,即信號(hào)的強(qiáng)弱:后者是一定時(shí)間跨度內(nèi)信息傳輸量的累加.在《最強(qiáng)大腦》的聽(tīng)音等節(jié)目中可以感悟這一指標(biāo)的含義.當(dāng)然,如果是科學(xué)實(shí)驗(yàn),聽(tīng)音測(cè)試必須引入時(shí)間參數(shù).

3、神經(jīng)活動(dòng)的信息辨識(shí)度指標(biāo)

在最近一期的《最強(qiáng)大腦》“51度灰”節(jié)目中,參賽選手成功地挑戰(zhàn)了51度灰的辨識(shí).這位選手同樣屬于先天遺傳具備的能力.信息辨識(shí)能力與信號(hào)強(qiáng)度閾值有關(guān)聯(lián)但不完全等同.大腦的信息辨識(shí)能力會(huì)隨著學(xué)習(xí)訓(xùn)練的增加不斷提高,各類能工巧匠、藝術(shù)欣賞能力的提升、品酒師味覺(jué)鑒別力的提升均屬于這一指標(biāo)范疇.在大腦神經(jīng)的活動(dòng)層面,這一能力實(shí)質(zhì)上就是記憶儲(chǔ)存信息在原有神經(jīng)元儲(chǔ)存內(nèi)容的基礎(chǔ)上不斷細(xì)化、不斷增加信息量,即:樹(shù)突代表的記憶信息元素越來(lái)越多.因此,當(dāng)記憶信息發(fā)放時(shí),代表記憶事件的電波包絡(luò)線上載波的信息內(nèi)容越來(lái)越多,感知神經(jīng)接收電信息獲得的細(xì)節(jié)內(nèi)容也更加豐富.人類對(duì)遠(yuǎn)期記憶的遺忘首先是細(xì)節(jié)遺忘,也就是信息辨識(shí)度降低,然后才是整體遺忘.

4、神經(jīng)活動(dòng)塑化變形的復(fù)原指標(biāo)

一般認(rèn)為大腦中有一百多億個(gè)神經(jīng)元,一個(gè)神經(jīng)元胞體（細(xì)胞核）直徑只有微米級(jí)別,而其外周卻長(zhǎng)有成千上萬(wàn)個(gè)樹(shù)突,每個(gè)樹(shù)突長(zhǎng)度各不相同,樹(shù)突中存在著直徑只有納米級(jí)別的、由蛋白分子構(gòu)成的中空細(xì)管.由于樹(shù)突中存在一種被稱尼氏體（粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和多聚核糖體）的化學(xué)物質(zhì),這種化學(xué)物質(zhì)能使樹(shù)突可塑.一個(gè)神經(jīng)元與另一個(gè)神經(jīng)元之間的連接點(diǎn)被稱為'突觸',突觸也是可塑的.

       可塑變形具有兩面性:在記憶儲(chǔ)存時(shí),起源自外部信息經(jīng)腦內(nèi)神經(jīng)核振蕩發(fā)放形成的電波信號(hào),通過(guò)諧振使得神經(jīng)元樹(shù)突發(fā)生塑變,并確保以電波頻率表示的信息元素與樹(shù)突固有頻率形成對(duì)應(yīng)關(guān)系。在記憶發(fā)放時(shí),同樣因外部進(jìn)入的信號(hào)與記憶儲(chǔ)存的樹(shù)突'信息'發(fā)生諧振而發(fā)放^[4][5]。（此處,外部信息在腦內(nèi)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后,在一個(gè)周期的波形中包含了整個(gè)事件所有細(xì)節(jié)對(duì)應(yīng)的頻率元素,也就是波形包絡(luò)線上的載波信號(hào);對(duì)應(yīng)記憶儲(chǔ)存中的信息是樹(shù)突的固有頻率,同頻共振是物理現(xiàn)象,在記憶發(fā)放時(shí),樹(shù)突的尺寸決定了電信號(hào)的頻率,信號(hào)波長(zhǎng)與天線長(zhǎng)度成正相關(guān),也就是信號(hào)頻率與樹(shù)突長(zhǎng)度成正相關(guān).神經(jīng)元振蕩促使樹(shù)突內(nèi)離子運(yùn)動(dòng),離子運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到某一閾值時(shí),所有微管的蛋白質(zhì)分子門(mén)同時(shí)打開(kāi),離子發(fā)放.這是神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)的現(xiàn)象[6].因此,這或許是電信息傳遞與生命細(xì)胞信息儲(chǔ)存及轉(zhuǎn)換的秘密所在.）

樹(shù)突可塑,突觸也是可塑的.因此,可塑變形的另一面就是遺忘.有研究發(fā)現(xiàn),魚(yú)類的記憶保存時(shí)間只有5秒,豬等低級(jí)動(dòng)物的記憶保存時(shí)間也非常短.對(duì)于人類而言,記憶保留的延續(xù)時(shí)間雖然比較長(zhǎng),但在不同個(gè)體之間會(huì)有差異. Dr.魏在節(jié)目中反復(fù)提及的工作記憶、短期記憶,這是心理學(xué)界普遍接受的理論.而事實(shí)上,大腦活動(dòng)機(jī)制中不存在工作記憶和長(zhǎng)期記憶之分.

5、腦內(nèi)化學(xué)物質(zhì)的合成和分解能力

大腦活動(dòng)的主體是神經(jīng)元,驅(qū)使神經(jīng)活動(dòng)的媒介是電信息,為了使電信息在腦內(nèi)發(fā)送、傳遞、接收和儲(chǔ)存等流程的進(jìn)行,需要腦內(nèi)復(fù)雜的化學(xué)過(guò)程為神經(jīng)元活動(dòng)提供能源保障.因此,高水平的腦力活動(dòng)一定具備高質(zhì)量的腦內(nèi)能源供給能力和廢棄物的分解能力.這既與生命的活力相關(guān)(最主要的指標(biāo)是年齡),更與先天的遺傳基因有關(guān).目前對(duì)這些因素的研究在AD疾病的治療領(lǐng)域有所涉及.在第三季節(jié)目中,王鷹豪對(duì)賈立平的隊(duì)長(zhǎng)位置挑戰(zhàn)賽非常經(jīng)典.首先,正常擰魔方的速度與盲擰的速度是完全不同的兩個(gè)神經(jīng)活動(dòng)內(nèi)容,前者更多傾向于技巧和記憶的讀取速度,對(duì)于訓(xùn)練有素者,能量消耗并不大;后者盲擰需要儲(chǔ)存新的記憶信息,涉及到神經(jīng)元樹(shù)突和突觸的塑變過(guò)程,需要更多的能源供給.節(jié)目中,賈立平盲擰到第5個(gè)魔方后,完全停止不動(dòng),許多觀眾不理解這突然的變化.事實(shí)上,賈立平大腦內(nèi)部的能源供應(yīng)已經(jīng)無(wú)法滿足神經(jīng)活動(dòng)的消耗所需.有研究表明,高強(qiáng)度的腦力活動(dòng),大腦所需的血流量和耗氧量占到人體總量的90%以上,如果大腦缺血人體就會(huì)失去意識(shí)能力和記憶能力.

6、獨(dú)立記憶和結(jié)構(gòu)記憶

記憶信息的儲(chǔ)存架構(gòu)是人類智慧的核心秘密.所謂獨(dú)立記憶是指儲(chǔ)存的某一信息不與其他神經(jīng)元發(fā)生突觸關(guān)聯(lián),或關(guān)聯(lián)程度很低;而結(jié)構(gòu)記憶就是通過(guò)突觸將兩個(gè)或兩個(gè)以上不同屬性的儲(chǔ)存事件關(guān)聯(lián)成一個(gè)整體.神經(jīng)生物學(xué)研究表明,一個(gè)神經(jīng)元最多可形成幾千甚至上萬(wàn)個(gè)突觸.在電子顯微鏡發(fā)明之前,裸眼無(wú)法分辨 “突觸”的結(jié)構(gòu)關(guān)系,所以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概念一直被延用.事實(shí)上,神經(jīng)元始終是一個(gè)獨(dú)立的生命細(xì)胞,'突觸'隨時(shí)處在粘連或松脫的變化之中.在記憶信息儲(chǔ)存架構(gòu)中,突觸就象'百事貼',如果粘得'緊',兩個(gè)記憶信息聯(lián)接一體的保留時(shí)間就長(zhǎng),如果粘得'松',稍后即脫.所謂'工作記憶'就屬于'松'的一類,而刻骨銘心的記憶事件就是'緊'的一類.下圖是神經(jīng)解剖學(xué)教科書(shū)提供的突觸粘聯(lián)方式示意圖.通過(guò)記憶方法培訓(xùn)產(chǎn)生的大量'記憶天才'都屬于結(jié)構(gòu)記憶一類.在第一季節(jié)目中有一位73歲的吳光仁老先生將圓周率背到小數(shù)點(diǎn)后5000位就是典型的結(jié)構(gòu)記憶.大腦老化的一個(gè)重要因素就是腦內(nèi)神經(jīng)活動(dòng)所需的化學(xué)物質(zhì)減少或合成能力降低.當(dāng)突觸'粘接'所需的材料缺失時(shí),短時(shí)記憶功能自然喪失,這是健忘癥的理論原因,繼續(xù)惡化就是AD疾病.因此,適量保持大腦神經(jīng)活動(dòng),有利于腦內(nèi)各功能神經(jīng)元保持活力,減緩神經(jīng)老化.從這個(gè)意義上說(shuō),吳光仁老先生積極養(yǎng)腦的精神值得提倡，鍛煉大腦的方法很多。作為最強(qiáng)大腦舞臺(tái)不應(yīng)包括結(jié)構(gòu)記憶這一類指標(biāo).在《最強(qiáng)大腦》節(jié)目中,許多時(shí)候并未將方法記憶能力與先天具備的超常腦力區(qū)分出來(lái).

       以上6個(gè)指標(biāo)在大腦的活動(dòng)機(jī)制中通常相互聯(lián)系,相互交叉,難分難辨.作為娛樂(lè)節(jié)目,《最強(qiáng)大腦》關(guān)注娛樂(lè)性和觀賞性是可以理解的.而節(jié)目背后的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)必須體現(xiàn)出科學(xué)的精髓.

三、“星際迷航”之評(píng)判

   應(yīng)該承認(rèn)凡是站在《最強(qiáng)大腦》舞臺(tái)上的大部分參賽選手,都具有上述最強(qiáng)大腦6大最強(qiáng)指標(biāo)中一項(xiàng)或若干項(xiàng),是大部分人難以企及的腦力水準(zhǔn).但就'星際迷航'、'魔方找茬'一類測(cè)試目標(biāo)而言,測(cè)試核心并非記憶力,而是視覺(jué)系統(tǒng)的瞬間比對(duì)能力.這類測(cè)試項(xiàng)目,在具備一定腦力水準(zhǔn)的人群中,經(jīng)過(guò)訓(xùn)練都可以具備'找茬'能力.在網(wǎng)絡(luò)視頻中仔細(xì)觀察鄭才千在測(cè)試過(guò)程中的兩眼變化,左右輪流半閉單眼就是對(duì)左右對(duì)稱圖像的比較過(guò)程.'茬點(diǎn)'就在比較過(guò)程中出現(xiàn).郭敬明的判斷和質(zhì)疑是正確的.網(wǎng)友的分析圖解也是合理的.

參考文獻(xiàn)

[1]百度文庫(kù),關(guān)于江蘇衛(wèi)視《最強(qiáng)大腦》魔方墻網(wǎng)友解密—詳細(xì)補(bǔ)充圖示.

[2] 翁巨揚(yáng), 美國(guó)神經(jīng)工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)劃在當(dāng)今人類知識(shí)的現(xiàn)狀中有根本缺陷？

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=395089&do=blog&id=954793

[3] 鐘振余, 江蘇衛(wèi)視《最強(qiáng)大腦》之1/24秒視覺(jué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告.科學(xué)網(wǎng).

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=1724380&do=blog&id=957087

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[5] 鐘振余,意識(shí)的物理學(xué)原理和記憶的生物學(xué)機(jī)制.寧波大學(xué)學(xué)報(bào)(理工版)1(2015).118-124.

[6]唐孝威腦科學(xué)導(dǎo)認(rèn)[M] 浙江大學(xué)出版社.2006.10. 超星電子圖書(shū):17-20.