要想理解大腦,就從《皺巴巴果凍的絢麗人生》開始,這是一本關(guān)于腦科學(xué)的絕佳入門讀物。在把腦科學(xué)寫得引人入勝這件事上,沒有人能比大衛(wèi)·伊格曼寫得更有趣。人體是一個(gè)復(fù)雜而精美的杰作,而大腦是其中神秘的存在。我們通過它在世界上來往穿梭、做決策,放飛想象力。我們的美夢(mèng)、清醒時(shí)的人生,都源自它飛速運(yùn)動(dòng)的數(shù)十億細(xì)胞。我們歷經(jīng)悲喜、絢麗多彩的完整人生,都發(fā)生在這區(qū)區(qū)三磅重的大腦里。大衛(wèi)·伊格曼用一篇篇故事,以及最新科學(xué)研究,為讀者展示了宇宙最奇妙的東西——大腦。
本文摘錄自《皺巴巴果凍的絢麗人生》
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亨利·莫萊森(Henry Molaison)15歲時(shí)經(jīng)歷了自己的第一次癲癇發(fā)作。從那時(shí)開始,他的癲癇發(fā)作得也越發(fā)頻繁。因?yàn)椴辉冈谖磥砜偨?jīng)歷猛烈抽搐,亨利接受了一臺(tái)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的外科手術(shù):切除了大腦左右兩側(cè)顳葉的中間部分,包括海馬。亨利的癲癇發(fā)作痊愈了,但為此承受了可怕的副作用:整個(gè)余生,他再也無法建立任何新的記憶。
故事并未到此為止,除無法建立新記憶之外,他還無法想象未來。
想象一下明天去海灘的情形。你眼前展現(xiàn)出怎樣的畫面?沖浪玩家和沙堡?層層疊疊拍打的海浪?透過云層灑下的陽光?如果你去問亨利,他的典型回答恐怕是:“我只能想象出藍(lán)色。”他的不幸揭示了記憶背后的大腦機(jī)制:記憶的目的不光是記錄以前發(fā)生的事情,還讓我們能設(shè)想未來。為想象明天的海灘體驗(yàn),大腦里的海馬扮演了關(guān)鍵角色:重新組合來自過去的信息,將其組裝成一幅未來的畫面。
團(tuán)隊(duì)回到之前收集的大量數(shù)據(jù)里尋找線索。本內(nèi)特發(fā)現(xiàn),心理和經(jīng)驗(yàn)因素決定了是否會(huì)出現(xiàn)認(rèn)知損傷。具體來說,認(rèn)知鍛煉,即保持大腦活躍的活動(dòng),如填字游戲、閱讀、駕駛、學(xué)習(xí)新技能、承擔(dān)責(zé)任等,它們具有保護(hù)作用。社交活動(dòng)、社交網(wǎng)絡(luò)、社交互動(dòng),以及體力活動(dòng)也都有著同樣的效果。
數(shù)百名修女去世后捐出了大腦以供研究,研究結(jié)果出人意料。
反過來,他們發(fā)現(xiàn),如孤獨(dú)、焦慮、抑郁、比一般人更易憂慮等消極心理因素,則跟認(rèn)知快速衰退相關(guān)。積極的特質(zhì),如有責(zé)任心、生活有目標(biāo)、保持忙碌,則有保護(hù)作用。
大腦存在病變神經(jīng)組織但并未表現(xiàn)出認(rèn)知癥狀的參與者,是因?yàn)榻⑵鹆怂^的“認(rèn)知儲(chǔ)備”。大腦組織部分區(qū)域退化,其他區(qū)域則得到了充分鍛煉,故此補(bǔ)償或接管了退化區(qū)域負(fù)責(zé)的功能。
我們?cè)绞潜3肿约旱拇竽X認(rèn)知健康度,大腦從A到B之間建立起的新神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通路就越多,最典型的方式就是用包括社交互動(dòng)在內(nèi)的有難度的新穎任務(wù)挑戰(zhàn)大腦。
把大腦想象成一個(gè)工具箱。如果這是個(gè)好用的工具箱,它里面會(huì)有你完成任務(wù)需要的所有工具。需要擰開螺栓,你就會(huì)找出棘輪套筒;沒有套筒,你會(huì)拿出扳手;扳手也沒有,一把鉗子也能試試看。認(rèn)知健康的大腦,在概念上與此相同:哪怕一些通路因?yàn)榧膊⊥嘶耍竽X也可以找出其他解決方案。
通過研究修女的大腦證明,保護(hù)大腦并幫助它盡量長(zhǎng)久地保持我們的內(nèi)在本質(zhì)是可行的。我們無法阻止衰老的過程,但通過練習(xí)認(rèn)知工具箱里的所有技能,我們或許能夠延緩這個(gè)過程。
意識(shí)與大腦活躍度有什么關(guān)系
當(dāng)我想到自己是什么人時(shí),還有一個(gè)更為重要的方面不可忽視:我是有感知的人。我能體驗(yàn)到自己的存在。我感覺自己置身此地,通過眼睛往外看世界,從我這一中央舞臺(tái)感知世界呈現(xiàn)的這場(chǎng)五光十色的演出。這種感覺,我們稱為意識(shí)或覺知。
科學(xué)家經(jīng)常爭(zhēng)論意識(shí)的具體定義,但用一個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)比就足以明確我們說的是什么:你醒著的時(shí)候有意識(shí),處于深度睡眠狀態(tài)的時(shí)候則無意識(shí)。這種區(qū)分引出了一個(gè)簡(jiǎn)單的問題:在這兩種狀態(tài)下,大腦的活動(dòng)有什么區(qū)別呢?
有一種測(cè)量方法可以檢測(cè)這種區(qū)別,那就是使用腦電圖。它通過捕捉顱骨外圍的微弱電信號(hào),獲取數(shù)十億神經(jīng)元激活放電的綜合活動(dòng)情況。這是一種有點(diǎn)笨拙的技術(shù),類似于拿著傳聲器站在棒球場(chǎng)外面,試圖了解棒球的規(guī)則。盡管如此,腦電圖仍可對(duì)清醒和睡眠狀態(tài)的腦活動(dòng)差異提供即時(shí)的分析。
清醒的時(shí)候,腦電波顯示,數(shù)十億神經(jīng)元彼此之間有著復(fù)雜的交流,我們不妨把這種交流想象成體育場(chǎng)內(nèi)不同觀眾正在進(jìn)行的數(shù)千場(chǎng)對(duì)話。
睡覺的時(shí)候,身體似乎關(guān)機(jī)了。因此,人們自然覺得神經(jīng)元體育場(chǎng)平靜下來了。但1953年,人們發(fā)現(xiàn)這樣的假設(shè)并不正確:夜晚的大腦和白天的大腦一樣活躍。只不過,睡眠期間,神經(jīng)元互相協(xié)同的方式不同,它們進(jìn)入了一種更為同步的、有節(jié)奏的狀態(tài),就像體育場(chǎng)里的觀眾們一圈一圈地做著墨西哥人浪。
神經(jīng)元彼此之間采用復(fù)雜、微妙、基本獨(dú)立的節(jié)奏進(jìn)行協(xié)調(diào)時(shí),意識(shí)會(huì)浮現(xiàn)。在深度睡眠中,神經(jīng)元彼此間更為同步,意識(shí)便消失了。
你可以想象,當(dāng)體育場(chǎng)內(nèi)同時(shí)進(jìn)行著上千場(chǎng)互不相干的對(duì)話時(shí),討論的復(fù)雜度就很高。相比之下,當(dāng)人群一起做人浪、喊口號(hào)時(shí),就不需要過多思考。
因此,在特定時(shí)刻你是什么人,取決于神經(jīng)元放電的具體節(jié)奏。白天,意識(shí)從復(fù)雜的神經(jīng)元集群中浮現(xiàn)。晚上,神經(jīng)元的互動(dòng)稍微改變了一點(diǎn)點(diǎn),你就消失了。要等到第二天早上,你的神經(jīng)元讓慢波消失,重新采用復(fù)雜的節(jié)奏工作,你才能重新回來。
研究生畢業(yè)后,我得到機(jī)會(huì),跟我最敬佩的科學(xué)英雄之一弗朗西斯·克里克(Francis Crick)共事。我見到他的時(shí)候,他正在調(diào)整研究方向,想要解決意識(shí)的問題。他辦公室的黑板上寫著許多東西,黑板中央有一個(gè)單詞寫得比其他單詞要大很多。那個(gè)詞一直拷問著我。那個(gè)詞是“意義”(meaning)。
對(duì)神經(jīng)元、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和腦區(qū)的機(jī)制,我們有許多了解,但并不知道那些奔涌的信號(hào)到底有什么意義。大腦的物質(zhì)怎樣令我們對(duì)事物產(chǎn)生興趣呢?
意義問題尚未解決。但我想,我們可以這樣說:某件事情對(duì)你的意義,就建立在你基于整個(gè)人生體驗(yàn)史建立起來的聯(lián)系網(wǎng)之中。
想象一下,我拿起一塊布,往上面潑了些彩色顏料,然后展示給你的視覺系統(tǒng)。這有可能引發(fā)回憶,點(diǎn)燃你的想象嗎?好吧,也許不能,因?yàn)樗皇且粔K布,對(duì)吧?
但現(xiàn)在,想象這塊布上按照國(guó)旗的圖案進(jìn)行了涂色。我?guī)缀蹩梢钥隙ǎ@會(huì)觸發(fā)你內(nèi)心的某種東西,但根據(jù)你的個(gè)人體驗(yàn)史,其具體含義是獨(dú)特的。你不再把它們視為純粹的物體,你按自己的方式去感知它們。
我們每個(gè)人都走在自己的軌跡上,依靠我們的基因和經(jīng)驗(yàn)來導(dǎo)航,故此,每一顆大腦都有著不同的內(nèi)部生活。大腦就像雪花一樣,每一片都有著獨(dú)特的紋樣。
隨著數(shù)萬億的連接不斷形成和重組,其獨(dú)特的模式意味著不曾有和你一樣的人存在,以后也不會(huì)有。在此刻,你的意識(shí)覺知體驗(yàn)對(duì)你而言獨(dú)一無二。
因?yàn)樯眢w物質(zhì)不斷變化,我們也在不斷變化。我們不是固定不變的。從搖籃到墳?zāi)梗覀兪遣粩喟l(fā)展的作品。
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