大腦深處
?
大腦深處
?
大腦是人類所知,最為神秘、最為復(fù)雜的結(jié)構(gòu),從古至今,對于這個神秘的人體器官,人類一直沒有停止探索的腳步,隨著腦科學(xué)研究的多點突破,人們對神經(jīng)科學(xué)、對人類大腦有了新的認(rèn)識。片中以腦認(rèn)知為主題,在故事與科普、歷史與現(xiàn)實中展現(xiàn)人類在腦研究領(lǐng)域所做的努力,以及腦研究對于人類命運(yùn)的影響。
宇宙最復(fù)雜的東西就是人腦,這個1.5千克左右的人腦,令人心存敬畏,它產(chǎn)生記憶,情緒,思維,是人體最重要的器官之一,就連大腦是人類最重要的器官都是我們的大腦告訴我們的。
?
?
1. 大腦星球
?
2001年在山東大汶口地區(qū),考古人員發(fā)掘了一個5000年前的人類頭骨,當(dāng)時的人們試圖在頭顱上鉆孔,來驅(qū)散導(dǎo)致頭疼和幻覺的魔鬼,但不管因為什么,真相如何,我們可以感受到,祖先對黑暗深處的器官產(chǎn)生了無比的好奇。
人類大腦究竟是如何與世界互動的,為了了解原因,我們將進(jìn)入一個活生生的人腦。
大腦內(nèi)思想轉(zhuǎn)換成語言的神經(jīng)活動,產(chǎn)生了語言表達(dá)功能。
大腦本身沒有疼痛感受器,不會有疼痛感。
這一刻,物質(zhì)和精神不再是對立的事物,精神和思想不再是虛無縹緲的,它們都有自己的物質(zhì)基礎(chǔ),大腦表面這些褶皺是如何創(chuàng)造出人類的希望,恐懼和智慧的,又是如何存儲我們?nèi)祟愃械拿孛艿?,早?6世紀(jì),醫(yī)生們通過解剖大腦,開啟了人類大腦的探索之旅。
意大利博洛尼亞大學(xué),擁有世界上第一個人體解剖教室,在這里,近代人體解剖學(xué)之父安德烈·維薩里(Andreas Vesalius,1514 – 1564)發(fā)現(xiàn)了大腦與眼睛,耳朵等感覺器官的神經(jīng)連接,這是人類第一次用科學(xué)的方法深入人腦。
16世紀(jì)初的歐洲,教會實行人體解剖禁令,由于可供解剖的尸體數(shù)量有限,維薩里多次造訪公墓,挑選爬滿蛆蟲的尸體頭部進(jìn)行解剖研究,通過大量解剖,他第一次指出,圍繞在大腦主體的薄薄的呈灰色的物質(zhì)與腦組織呈現(xiàn)的白色部分不同,而這灰色組織正是此后神經(jīng)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的人類大腦最為高級的部分,在探索與發(fā)現(xiàn)的時代,航海家已經(jīng)在海圖上繪制出南美洲,非洲,印度和東亞的海岸線,而維薩里在人體乃至人腦的探索關(guān)乎人類的進(jìn)步,這段通往真相的探索之路從未停止,直到今天,解剖依然是神經(jīng)科學(xué)家和醫(yī)學(xué)工作者重要的工作之一。
大腦內(nèi)的灰色物質(zhì),它們參與情緒,記憶,決策等高級認(rèn)知功能。
包在人的大腦外面的結(jié)構(gòu)叫做新皮層,新皮層是人類特有的一個結(jié)構(gòu),新皮層的面積在人類非常大,而我們最發(fā)達(dá)的就是這個新皮層,標(biāo)志著我們?nèi)祟愑凶罡叩闹腔邸?/p>
人類大腦最外部的新皮層溝壑縱橫,充滿褶皺,高高低低,蜿蜒曲折,和其他動物相比,人腦皮層擁有更大的表面積,就意味著更強(qiáng)的信息處理能力,但是作為進(jìn)化的杰作,大腦皮層任意部分的損傷,都可能會影響我們是誰,我們能做什么,我們會做什么。
喬爾·里夫金瘋狂的殺戮終于結(jié)束了,當(dāng)他的罪行曝光時,全世界都震驚了,在4年多的時間里,這個變態(tài)的殺手嫖宿了數(shù)百名紐約妓女,他徒手勒死了其中17人,并將她們的尸體丟棄在偏遠(yuǎn)地區(qū)或當(dāng)?shù)氐暮又?,有些人甚至被他肢解了,肢解尸體對大多數(shù)人來說都是荒誕又惡心的事,但其殺戮本身更過分。
喬爾·里夫金至少殺了20名女性,也許更多,他大腦中受影響的部分有顳葉,杏仁核以及眶皮質(zhì),他的腦島與精神病患者是一致的,當(dāng)腦島不活躍的時候,沖動的人會變得非常危險并失去道德感。
喬爾·里夫金的犯罪線索,那就是大腦皮層中負(fù)責(zé)自控力和同理心的相關(guān)區(qū)域發(fā)育不良,喬爾·里夫金的情況并不是個例,眾多殺人犯大腦都存在類似的大腦缺陷。
作為人腦最高級的大腦皮層,它的某些特定區(qū)域和人類的各種行為,情緒,習(xí)慣存在著密不可分的關(guān)系。
腦中風(fēng),突發(fā)的腦出血使得大腦中部分區(qū)域損傷,導(dǎo)致平時心知肚明的事情無法表達(dá)出來。
左側(cè)大腦語言中樞
① Wernickel區(qū);
② 視覺性語言中樞;
③ 聽覺性語言中樞;
④ 運(yùn)動性語言中樞(布洛卡區(qū));
布洛卡區(qū)是負(fù)責(zé)人腦語言的中樞區(qū)域,這個區(qū)域的損傷最常見的癥狀就是患者無法將想要表達(dá)的內(nèi)容說出來。
⑤ 書寫中樞。
皮埃爾·保羅·布洛卡(Pierre Paul Brooa,1824 – 1880)是一名法國的神經(jīng)病理學(xué)家,1861年的時候他接待了一個病人,他只能發(fā)一些音節(jié),不能說話,腦膿腫以后他就去世了,去世后三天的時候,布洛卡對他進(jìn)行了解剖,后續(xù)布洛卡又連續(xù)解剖了幾個去世的病人,發(fā)現(xiàn)他們出現(xiàn)那種口語表達(dá)障礙的時候,定位都是在左側(cè)額葉額下回的后部,布洛卡當(dāng)時就提出人的語言功能是由左側(cè)大腦支配。
1861年,布洛卡遇見了腦損傷患者,他的大腦猜測和探索讓人們第一次意識到很多行為活動可能都像口語表達(dá)一樣在大腦內(nèi)都對應(yīng)特定的區(qū)域,150多年后的今天,神經(jīng)科學(xué)家從解剖學(xué)和功能上來說,將腦細(xì)分為600多個腦區(qū),其中大腦皮層被大致分為四個部分。
一個人的全腦大概是1.4千克左右,大腦最外面主要是皮層,皮層又可以分為前額葉,頂葉,顳葉和枕葉,枕葉主要是跟視覺有關(guān),顳葉是跟聽覺有比較大的關(guān)系,前額葉更多地跟高級的行為相關(guān),頂葉是跟觸覺和運(yùn)動有關(guān)系,所以皮層有一個大體的功能分區(qū)。
雖然大腦的每一個腦區(qū)都有其特點的功能,但是在上個世紀(jì)初,人們逐步地意識到很多腦區(qū)并不是只有單一的功能,在大多數(shù)情況下,它們都是身兼數(shù)職。
1931年,加拿大神經(jīng)外科醫(yī)生潘菲爾德在通過電極尋找病灶位置的同時,發(fā)現(xiàn)輕微地觸動耳朵附近大腦的一個區(qū)域,可以喚起患者過去的經(jīng)歷。
通過電刺激大腦的某些區(qū)域,有些患者可以回憶起平時回想不起來的兒時記憶,潘菲爾德發(fā)現(xiàn)顳葉不是像以前想象的一樣只處理聽覺信息,而是和人的長時記憶密切相關(guān),通過這項開創(chuàng)性的研究,科學(xué)家逐漸意識到,大腦的某些區(qū)域并不是只具備單一的職能。
在當(dāng)代科學(xué)研究中,人腦被分為至少上百個腦區(qū),有些腦區(qū)分管多項功能,有些腦區(qū)專門化程度比較高,但是即使是一個簡單的動作,都不是單個腦區(qū)可以勝任的,而是全腦諸多腦區(qū)分工協(xié)作才能夠完成,在腦損傷的情況下,某些腦區(qū)的重要性就被凸顯出來了。
物品信息進(jìn)入人眼,通過視神經(jīng)進(jìn)入大腦負(fù)責(zé)視覺的皮層,此時我們接收到的視覺信號沒有任何意義,接著它向大腦負(fù)責(zé)物體名字功能的腦區(qū)發(fā)送信號,同時它還向負(fù)責(zé)識別物品形狀位置的腦區(qū)傳遞信息,最后在注意力腦區(qū)的作用下,我們的大腦意識到看到的是什么。
腦中風(fēng),突發(fā)的腦出血使得大腦中部分區(qū)域損傷,導(dǎo)致平時心知肚明的事情無法表達(dá)出來。
腦中風(fēng),腦損傷可能導(dǎo)致世界在眼睛里消失了一半,偏側(cè)忽略,不僅是一側(cè)空間的物體忽略,每個物體的那半部分也被忽略了。
在偏側(cè)忽視癥患者大腦內(nèi),由于注意力系統(tǒng)的半側(cè)受損,使得視覺的信息無法被受損的注意力腦區(qū)接收和處理,因此雖然眼睛看到了全部,但是大腦的一部分注意力腦區(qū)卻視而不見,忽視了一半視覺信息,大腦完成看到的是什么這樣一件簡單的事情依然是多個腦區(qū)聯(lián)動作業(yè)。
各個腦區(qū)之間究竟是通過怎樣的方式傳輸信息的,我們需要在整個腦部追尋這些微觀層面的活動,實際上大腦皮層只是大腦外層兩毫米,也就是一個硬幣那么厚,在它下面的組織大部分都是線路,在皮層的內(nèi)部有860億個神經(jīng)元。
每一個神經(jīng)元有一個很長的身體軸突和一些樹突,神經(jīng)元的信號從一個神經(jīng)元傳遞到另外一個神經(jīng)元,神經(jīng)元信號是電脈沖,電脈沖從軸突傳遞向突觸,而它的突觸也可能跟其他神經(jīng)元的樹突進(jìn)行聯(lián)結(jié),會向其他神經(jīng)元的樹突傳遞一些化學(xué)物質(zhì),這些化學(xué)物質(zhì)會引起其他神經(jīng)元產(chǎn)生新的電脈沖,信息就從一個神經(jīng)元傳遞到另外一個神經(jīng)元。
每個神經(jīng)元平均大概有3000個連接,它們組成了整個宇宙最復(fù)雜的個體。
腦就像是宇宙,一個一個神經(jīng)元就是星星,跟宇宙不一樣,腦的世界是有通信的,有電脈沖。
人腦功耗大概是14到15瓦,可以做這么多事情,是極端神奇的一個計算的機(jī)器。
對于大腦而言,世界就是一股電脈沖,即使再簡單的行為,在大腦內(nèi)部都會同步形成一個大尺度的全腦交流系統(tǒng),大腦如此精密且復(fù)雜,我們能否真正地看到腦內(nèi)各個區(qū)域的電傳輸活動,看到腦內(nèi)各個不同的部分是怎樣共同運(yùn)作的。
識別面孔,原本被科學(xué)家認(rèn)為是由大腦某個腦區(qū)獨(dú)立完成的,但是有趣的現(xiàn)象是,我們識別人臉的過程并不是單個腦區(qū)的孤軍奮戰(zhàn),在半秒的時間內(nèi),腦部的多個部分被依次激活,它們此起彼伏,相互配合,一同工作,這就是思想的樣子。
不同的腦區(qū)具有不同的功能,我們的視覺信息和聽覺信息在棒棒糖的腦區(qū)加工,不同的功能有不同的分區(qū),但是實際上在任何一個任務(wù)里,都是不同的腦區(qū)之間有一個協(xié)同來進(jìn)行的。
腦的網(wǎng)絡(luò)不是靜態(tài)的,它一定是個動態(tài)的,我們腦內(nèi)實際上是一個非常高效的一個系統(tǒng),它在非常短的時間之內(nèi)會對我們外在的需求做出反應(yīng)。
我們的決策我們的獎賞行為情緒行為社會行為以及更高端的意識,這么多不同的行為不同的腦區(qū),這么復(fù)雜的一個系統(tǒng)連接,是腦科學(xué)研究最大的一個挑戰(zhàn)。
過去100多年,人們發(fā)現(xiàn)大腦的各個部分分工協(xié)作,相互配合,幫組我們感知世界,形成思考,指導(dǎo)我們的行為,甚至幫助我們猜測別人的大腦在想什么,當(dāng)然大腦所做的還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于此,在指導(dǎo)我們的生活的同時,它也在不斷地塑造自己的網(wǎng)絡(luò),從而塑造出每一個第一無二的我們,我們的快樂悲傷追求記憶都存在于大腦這數(shù)百億個神經(jīng)元的連接之間,從生到死,永不停歇。
武漢中南民族大學(xué)中國人腦庫中心。
今天讓我們一起為醫(yī)學(xué)事業(yè)奉獻(xiàn)的無語良師們致以最崇高的敬意。
《無語良師》
遺體捐獻(xiàn),無私奉愛,助學(xué)促研,良師永志。
他們的生命已然終結(jié),卻無私地澆灌著他人的健康之樹,他們的軀體或許不再完整,卻時刻庇護(hù)著他人的生命周全,他們的音容雖已消散,但純潔高貴的靈魂將在時間永存,他們不戀山清水秀的墓地,卻讓浩瀚的愛成為人間美景。
無論性別與年齡,無論平凡或卓越,他們都是傳道授業(yè)的無語良師,他們雖然不言不語,卻教與莘莘學(xué)子洞開生命之謎的密鑰,他們雖然不言不語,卻給予無數(shù)患者擺脫病魔的康復(fù)之音,他們雖然不言不語,卻諍諍訴說著生命的圣潔和奉獻(xiàn)的高尚。
向所有為醫(yī)學(xué)事業(yè)奉獻(xiàn)的無語良師肅立致敬。
這些無語良師雖然都已逝去,但他們生前承諾,在去世之后將自己的大腦用于科學(xué)研究,他們捐獻(xiàn)的大腦被精細(xì)分解成各類組織和0.007毫米的病理玻片,從而讓更多的科學(xué)家有機(jī)會利用它們盡快找到治療阿爾茨海默病的有效藥物。
通過研究病人的或者沒有老年癡呆癥的人去世以后捐獻(xiàn)的大腦,通過它們的對比,就有可能發(fā)現(xiàn)疾病的發(fā)病機(jī)制是什么樣的,對疾病的研究往往能夠促進(jìn)對大腦本身功能的非常深刻的認(rèn)識。
?
?
2. 重塑大腦
?
寂然無聲的黑暗之中,一個專屬于我們自己的獨(dú)一無二的浩瀚宇宙正蓬勃而生,最快時,這里每分鐘可以分化生成20萬個神經(jīng)細(xì)胞,每一刻都是舉足輕重的孕育和變革。
如果一切順利,在出生的那一刻,一個健康的嬰兒將擁有成熟大腦所具備的基本結(jié)構(gòu),以及和成年人數(shù)目相當(dāng)?shù)?00多億個神經(jīng)細(xì)胞。
未來我們所有的思想,情感和精神都承載于這些電光石火的涌動之上,那么這至關(guān)重要的大腦星空是如何成長和塑造的。
在人生的起跑線上,我們年輕的大腦具有讓人驚嘆的能力。
寶寶看上去脆弱而無助。
從出生之后,并沒有更多的神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生,但我們的能力相對比較弱,那是因為我們還沒有形成能夠支撐我們更精準(zhǔn)復(fù)雜神經(jīng)活動的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
隨著新生活的展開,年輕的大腦開始急速運(yùn)轉(zhuǎn),原本孤立的神經(jīng)元們開始蠢蠢欲動,這些像小手一樣的神經(jīng)纖維不斷萌發(fā)伸長,彼此靠近,當(dāng)它們最終牽手成功,一條全新的通路就此建立,這樣的情景在人類幼崽的大腦里進(jìn)行得迅猛和劇烈。
在我們出生的前兩到三年當(dāng)中,神經(jīng)聯(lián)結(jié)形成的速度是非常驚人的,可以達(dá)到每秒鐘超過100萬個神經(jīng)聯(lián)結(jié),兩到三歲的時候,使得我們大腦里面神經(jīng)突觸的數(shù)目達(dá)到頂峰,每個神經(jīng)元可以超過1萬個神經(jīng)聯(lián)結(jié)。
這就是成長的大腦,在神經(jīng)聯(lián)結(jié)從少到多的迅猛增長之中,年幼的我們以肉眼可見的速度學(xué)會了各項技能,同時也擁有了強(qiáng)大的可塑性和學(xué)心能力。
孩子的神經(jīng)系統(tǒng)在發(fā)育,可塑性很強(qiáng)。
可塑性就是可以改變的能力,年輕大腦蓬勃的可塑性給了我們每個人廣闊而又自由的發(fā)展空間,但是無數(shù)個可能性背后是什么決定了我們成為現(xiàn)在這個絕無僅有第一無二的我們。
這是一段被寫進(jìn)教科書的悲劇,20世紀(jì)的羅馬尼亞,幾十萬個孩子因為社會和經(jīng)濟(jì)問題而被遺棄,他們被集中收養(yǎng)在孤兒院,骯臟和擁擠的房間里,一個工作人員要同時照顧幾十個孩子,他們很少哭,因為哭也不會有人理會,想要換一條弄臟的尿布,也許要等上好幾個小時,有科研機(jī)構(gòu)對他們進(jìn)行了20多年的跟蹤研究,結(jié)果顯示,在這里長期生活的經(jīng)歷,讓很多孩子語言發(fā)育遲緩,智力發(fā)展水平明顯低于正常的孩子,并且還存在著嚴(yán)重的精神,情感和健康方面的問題,一生都難以恢復(fù)正常。
神經(jīng)聯(lián)結(jié)網(wǎng)絡(luò)是我們一切活動的基礎(chǔ),但是能否有效地發(fā)展還取決于后天的成長環(huán)境,就像兩株相同的植物栽種在溫室里還是荒漠中,情況截然不同,利用環(huán)境對大腦至關(guān)重要的影響力,改變命運(yùn)的嘗試即將開始。
環(huán)境與大腦發(fā)展。
用最簡單的模式,相似的模式,孩子是否可以完成兩個圓形和兩個三角形的匹配模式。
尋找匹配模式的游戲,考查的是小朋友能否主動發(fā)現(xiàn)事物之間相似的邏輯和關(guān)系,這是他們未來生活中不可或缺的思維能力。
其實兩三歲的孩子,他們不能主動看出來相似的模式,雖然這個模式是非常簡單的。
是否有辦法幫助他們快速找到規(guī)律。
同樣的問題,只是增加了一個對比項,就會孩子塑造了一個更利于他們判斷和思考的外部環(huán)境,有了這個外部的引導(dǎo)和幫助,我們年輕的大腦就更容易建立正確和有效的神經(jīng)聯(lián)結(jié),并在之后的練習(xí)中逐漸掌握,靈活運(yùn)用。
對孩子的發(fā)展,塑造良好的環(huán)境其實很簡單,就是語言對比,基因是我們無法改變的,環(huán)境是我們可以改變的,什么樣的環(huán)境有什么樣的影響。
我們一定要相信,這個世界上只有一個獨(dú)一無二的自己,我們有無限的潛能。
出生之前可能很多事我們并不能改變,但是出生以后,很多事都可以改變。
童年的環(huán)境和經(jīng)歷會對我們成為什么樣的人產(chǎn)生至關(guān)重要的影響,但是童年不是決定我們?nèi)松奈ㄒ灰蛩?,在漫長的人生中,有時大腦會因為一些我們無法掌控的事情而突然改變。
遠(yuǎn)離的生命最初的快速發(fā)育期,我們的大腦還有重塑的希望嗎。
在大腦左側(cè)的丘腦區(qū)域還有中央前回區(qū)域,灰質(zhì)的密度專業(yè)運(yùn)動員是顯著的高于普通人的,海馬旁回的激活在專業(yè)運(yùn)動員上會顯示更多更大的激活,長期的運(yùn)動技能學(xué)習(xí)無論對于結(jié)構(gòu)還是功能都有著很大的一個影響,也就是說,塑造了一個我們?nèi)碌拇竽X。
專業(yè)運(yùn)動員訓(xùn)練時間平均每天都要保持在6到7小時的訓(xùn)練量,做到要求需要持續(xù)訓(xùn)練3到5年。
進(jìn)行密集的重復(fù)性的訓(xùn)練之后,神經(jīng)纖維束的密度,廣度和長度都有極其明顯的改變。
我們永遠(yuǎn)可以相信自己的大腦,無論什么年齡,無論什么行為,只要有意識地重復(fù)去練習(xí),都將對這片宇宙產(chǎn)生舉足輕重的影響。
千里之行始于足下,百尺竿頭更進(jìn)一步。
神經(jīng)系統(tǒng)跟其他組織最大的差別,就是它的可塑性,環(huán)境的刺激就是學(xué)習(xí)的過程,學(xué)會了代表神經(jīng)系統(tǒng)的一個新的狀態(tài)。
大腦的可塑性是終身的,而且它是可以通過一些行為來強(qiáng)化的,我們的經(jīng)歷塑造了我們的大腦,我們的大腦決定了我們每個人的獨(dú)特性。
我們的思想,情感和精神都承載于這顆只有1.5千克左右的物質(zhì),它柔軟易碎,同時也堅韌無比,從搖籃到墳?zāi)?,它的不斷塑造和改變,成就了每個人獨(dú)一無二的人生。
正因為如此,我們需要時刻保持謹(jǐn)慎,有意識地塑造和保護(hù)自己的大腦,因為大腦是什么樣子,我們就是什么樣子。
無法挽回的逝去,并不是噩夢的結(jié)束。
多胞胎中,一個胎兒的死亡很可能影響另一個胎兒的血供,而首當(dāng)其沖的就是正在發(fā)育的大腦。
癲癇,需要針對大腦的創(chuàng)傷最大的手術(shù),大腦半球切除術(shù),這種疾病大部分都是一側(cè)半球,創(chuàng)傷和風(fēng)險非常大,但是這種手術(shù)方式是適合的,一般來說6歲以前最好是3歲以前,越小越好。
最稚嫩的大腦,最巨大的創(chuàng)傷。
手術(shù)時年齡尚小,使得切除一半大腦,造成的損失有限,在神經(jīng)聯(lián)結(jié)的超高速增長下,另一半大腦逐漸彌補(bǔ)和代償了失去的功能。
能夠完全恢復(fù),實際上相當(dāng)于一側(cè)的半球承擔(dān)了雙側(cè)的功能。
孤獨(dú)癥,是一種發(fā)生在兒童早期的神經(jīng)精神發(fā)育障礙,對自己的名字沒有反應(yīng),回避眼神交流,語言發(fā)育滯后,偏執(zhí)地喜歡和重復(fù)某一個動作或行為,都是孤獨(dú)癥的典型癥狀。
每一個異于常人的表現(xiàn)都跟大腦里的一些特殊的結(jié)構(gòu)和功能網(wǎng)絡(luò)的工作模式是相關(guān)的,它不可能徹底地消除,因為他的病理的發(fā)生可能要追溯到胚胎時期。
面對現(xiàn)今醫(yī)學(xué)仍然無法治愈的疾病,只能寄希望于及時的行為干預(yù),有趣的玩具,親切的互動,不斷重復(fù)練習(xí),這些外部環(huán)境的引導(dǎo)和訓(xùn)練干預(yù)能夠幫助他們學(xué)會與人交流。
生活只要開心快樂就好,每天天真爛漫,活得很開心,什么事也不會想太多。
左側(cè)大腦的腦梗,會破壞語言中樞,會讓失語患者喪失正常的語言能力,語言中樞的損傷是否意味著再也無法正常說話。
擅長處理音樂的右半球其實并沒有損傷,只要熟悉的旋律一響起,帶著旋律的那些歌詞就像音符一樣,就從好的功能區(qū)流淌出來了。
把日常生活用語變成一個旋律,讓患者學(xué)會,然后先唱出來再說出來。
醫(yī)生希望通過訓(xùn)練,不斷刺激右腦負(fù)責(zé)歌唱的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),讓它的語言優(yōu)勢不斷增強(qiáng),部分代償缺失的說話能力。
《好媽媽》
我有一個好媽媽,好媽媽,她是世界上最好的媽媽,教我學(xué)走路,教我學(xué)說話。
《南泥灣》
花籃的花兒香,聽我來唱一唱,唱一呀唱,幾十里水路到湘江。
《月亮代表我的心》
你問我愛你有多深,我愛你有幾分,你的情也真,我的愛也真,月亮代表我的心。
?
?
3. 腦中世界
?
腦電信號,心電信號,脈搏波信號,皮膚電阻率和眼動軌跡,這些都跟大腦的活動息息相關(guān)。
演奏是物體在振動,聲音是長長短短的聲波,顏色其實是不同頻率的電磁波,觸感是壓力溫度等多種信息的結(jié)合,是什么把這些毫無意義的信號變成了動聽的樂章,絢爛的色彩,怦然的悸動和刻骨難忘的體驗,答案就藏在這片被顱骨緊緊包裹著的不透光從未與外部世界直接接觸過的密閉空間里。
黑暗和寂靜的舞臺之中,每一秒鐘,都是電化學(xué)信號的盛大表演,無數(shù)個神經(jīng)元接受成千上萬個電化學(xué)脈沖,然后迅速地將它傳遞給其他上億個神經(jīng)元,正是在這樣精密而又磅礴的傳遞活動下,世界這個最精彩的故事不斷上演。
每天我們都在感知世界,是什么幫助我們呈現(xiàn)出了這番鮮活又清晰的世界,是眼睛,鼻子,耳朵,還是我們的皮膚。
賈斯特羅錯覺,這是一個經(jīng)典的視覺錯覺,即便知道了三個色塊一樣大小,但大多數(shù)人依然會覺得底下的更長,
關(guān)鍵是這三個物體是弧形的,所以弧形的上緣和下緣的長短不一樣,上面弧形的下緣比較短,我們?nèi)四X有一個自動的傾向性,當(dāng)我們要去比兩個東西的大小的時候,我們不自覺地會把它的最相臨近的兩個邊進(jìn)行比較,所以我們就錯以為上面的弧形更小一點。
這并不是眼睛出了問題,犯錯的是我們的大腦,這提醒我們一個至關(guān)重要的事實,看這件事兒并不僅是眼睛說了算,大腦才是其中的關(guān)鍵,當(dāng)外界的信號進(jìn)入眼耳口鼻皮膚這些感覺接收器,轟轟烈烈的感知風(fēng)暴才剛剛開始。
這片星星閃閃的海洋是單細(xì)胞水平上的全腦三維成像,點點星光是神經(jīng)元,明暗起伏的色塊代表著神經(jīng)元的活躍程度。
在聽的時候大腦的變化,當(dāng)聲波進(jìn)入耳朵時,耳蝸會按照頻率和強(qiáng)度的不同,將它們轉(zhuǎn)化為大腦能夠解讀的電信號,然后順著神經(jīng)通路迅速傳到與聽覺相關(guān)的大腦皮層,正是位于顳葉的主要負(fù)責(zé)處理聲音信息的神經(jīng)元。
在大腦這個感知聲音的主會場上,聲音信號將被層層分析和解讀。
在我們聽見的音樂的里面有各種的成分,比如頻率,音高,旋律和強(qiáng)度的變化,而這些變化都不同程度地反映在顳葉區(qū)域里面的各個部位,我們看見的整個的活動就反映了大腦對這個音樂的解析。
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),僅僅在顳葉當(dāng)中和聽覺相關(guān)的腦區(qū)就可以被細(xì)分為十二三種,我們隨便看一眼,在大腦中間和視覺處理相關(guān)的30多個皮質(zhì)區(qū)就開始工作,與此類似,觸覺,嗅覺以及味覺在大腦中間都有專門的區(qū)域負(fù)責(zé),正是它們精密而復(fù)雜的配合工作,才讓我們覺得世界如此生動。
但是這個世界如此千變?nèi)f化,我們大腦面對的情況遠(yuǎn)比實驗室里復(fù)雜得多。
橡膠手實驗,通過橡膠手來體驗世界,橡膠手跟右手放在對稱的位置,從現(xiàn)在開始,眼睛就盯著這個橡膠手看,人的觸覺和視覺在時間上是耦合在一起的。
這是心理學(xué)上的一個經(jīng)典實驗,多數(shù)人都會產(chǎn)生類似的錯覺,覺得橡膠手變成了自己的手,橡膠手明明沒有向大腦傳遞觸覺信號,我們卻會產(chǎn)生類似的感覺。
麥格克效應(yīng),聲音是同一段連續(xù)的,其實播放的一直都是同一個音,而問題在于視頻里發(fā)音的口型與聲音不一樣,所以人們聽到的是不一樣的聲音。
這是一個大腦多感官融合的實驗,看視頻時,我們通過視覺和聽覺同時獲取信息,跟只通過聽覺獲取信息得出的結(jié)果完全不同。
我們的世界的工作原理是多感官的,人體不同的的感覺器官把信息傳導(dǎo)進(jìn)我們?nèi)梭w,所以我們?nèi)四X就要處理這么多信號,就會產(chǎn)生多感官融合。
我們的大腦喜歡融合不同的感知,聽的時候眼睛也在提供信息,看的時候也要利用觸覺感受,這樣我們的世界才如此立體而多彩,通常情況下,所有的感官信息都是一致的,大腦融合會得到更優(yōu)的結(jié)果,但是如果其中某一個感官的信息被篡改,比如不匹配的口型,看上去像真手的橡膠手以及鏡子里面的倒影,大腦就會被誤導(dǎo),融合出一個與事實不同的結(jié)果,而這個錯誤結(jié)果也許對某些人來說是巨大的幫助。
視覺會影響我們的觸覺,味覺又受嗅覺的影響,就在它們相互協(xié)作和融合下,一個與現(xiàn)實世界相關(guān)但又不完全一致的腦中世界構(gòu)建而成,這座超級工程的存在不僅給我們帶來愉悅的體驗,更與我們的生存極為相關(guān)。
對世界的感知,是我們與外界交流的第一步,失去它,互動和交流就沒有可能。
跟環(huán)境的交互,對環(huán)境的理解,怎么樣去對應(yīng)環(huán)境,第一步就是要感知,感知之后,然后才有反應(yīng),在這個環(huán)境中才會有行為,所以感知是大腦功能的第一步。
感知覺是有它的進(jìn)化意義的,它的進(jìn)化意義其實就是讓我們?nèi)チ私馕覀冎車畹倪@個世界這個環(huán)境是什么。
這么多細(xì)胞相互之間的聯(lián)絡(luò)形成一個網(wǎng)絡(luò),讓我們產(chǎn)生了這樣一種感覺,讓我們成為一個與別人不一樣的一個個體,這種自我的意識是大腦最神奇的一部分。
現(xiàn)實世界如此美妙,但更美妙的是大腦為我們解讀和建構(gòu)的這個世界,在每一個與世界交鋒的瞬間,大腦都以最為迅速精密和高效的方式為我們指引道路,保駕護(hù)航,這是每個人都賴以生存的關(guān)鍵。
但是別忘了,所有這一切都是大腦告訴我們的,每一個大腦都會對我們周遭的一切做出自己獨(dú)一無二的建構(gòu),所以我們的世界在哪里,就在我們的大腦中。
災(zāi)難并沒有隨著肢體的失去而結(jié)束,就在患者努力直面生活時,一種從未有過的可怕感覺不斷涌現(xiàn)。
肢體雖然已經(jīng)沒有了,但是會感到肢體疼癢。
失去了肢體,卻依然能夠真實地感受到它的存在并伴隨著疼痛,這種現(xiàn)象在醫(yī)學(xué)上稱為幻肢痛,這種情況并不罕見,50% – 80%的截肢患者都曾經(jīng)或者持續(xù)承受著這種病痛的折磨。
大腦會發(fā)出指令,隨著肢體的截去,神經(jīng)系統(tǒng)不完整了,大腦下達(dá)的命令不能執(zhí)行,肢體返回來的命令接收不到,這個神經(jīng)環(huán)路就出現(xiàn)了明顯的偏差,往往有個重要的表現(xiàn),就是覺得疼痛,有的人是非常劇烈的。
大腦里掌管肢體的感覺皮層依然存在,但是它發(fā)出的命令卻因為沒有肢體而得不到任何的執(zhí)行和反饋,大腦的感知失調(diào)是產(chǎn)生幻肢和疼痛的重要原因。
這條失去終點的感知之路是否還能重建呢。
有一種簡單卻又玄妙的方法,鏡子只照射著健側(cè)的肢體,在病人的注視下,理解為它就是兩個健全的肢體,那么我們在做指令的過程中,就讓病人大腦感覺到截去的肢體也能夠做各種各樣的運(yùn)動。
看到鏡子里的倒影,就能夠當(dāng)成自己的肢體,甚至還能產(chǎn)生虛幻的運(yùn)動感覺,我們的大腦真的這么好騙嗎。
視覺反饋系統(tǒng),盡管是健側(cè)的肢體在運(yùn)動,病人仍然感覺到患側(cè)肢體也在運(yùn)動,在這樣一個良性的互動下,感官通道建立的過程中,就能夠有力地改善幻肢痛的發(fā)生。
若要達(dá)到治療效果,每天固定的鏡像治療需要堅持很長時間,但改變已經(jīng)開始。
微意識狀態(tài),有一點點意識但是沒有交流的能力,這種狀態(tài)叫做微意識狀態(tài)。
微意識狀態(tài)是腦損傷之后嚴(yán)重的意識障礙,對于家庭來說是非常痛苦的,因為這個人在這里,但是沒有辦法交流。
病人不能匯報反饋的情況下,怎么判斷大腦屬于什么樣的一個狀態(tài),是要治療還是不治療,是放棄還是不放棄。
現(xiàn)在可以通過一場特殊的聽力測試來更客觀地評價病人的大腦到底處于什么狀態(tài)。
特殊的腦電圖(256導(dǎo)聯(lián)),字跟詞跟句子的結(jié)構(gòu)是不一樣的,難度不一樣,語言刺激難度越高,病人能夠理解的話,就說明腦功能越好。
播放字,詞或句子的聲音的時候,病人腦子的響應(yīng)狀態(tài)是不一樣的。
如果我們不進(jìn)行干預(yù),病人自己可能是不會醒的,自然蘇醒很困難。
健康人對字,詞和句子的腦電反應(yīng)處在正常的范圍之內(nèi),病人的大腦只對字有強(qiáng)烈的反應(yīng),而對詞和句子的反應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)地低于正常的水平,這說明病人的大腦無法處理詞以及比詞更復(fù)雜的句子,即使這樣的句子是最簡單的短語。
外面的信息進(jìn)入到我們的大腦,然后大腦正常地處理,讓它進(jìn)入我們的意識,然后可以明白信息是什么,意識障礙就是這個過程出障礙了。
為了幫助病人重新打開世界的大門,可以實施脊髓電刺激的手術(shù)。
大腦意識的網(wǎng)絡(luò),某一個節(jié)點連接不上了或者功能連接的強(qiáng)度不夠了,通過治療或刺激是不是能夠有所提高,這是我們希望去做的。
若你決定燦爛,山無遮海無攔,不管處在什么樣的處境,當(dāng)我們決定去改變它,從這里站起來的時候,沒有什么事情可以阻擋我們。
國家大劇院,世界級表演藝術(shù)地標(biāo)。
北京,將府公園。
《培爾金特》組曲
《藍(lán)色狂想曲》
?
?
4. 最強(qiáng)大腦
?
人生就是一場時間旅行,而記憶至關(guān)重要,它幫助我們串聯(lián)起來過去,現(xiàn)在和未來,雖然記憶的喪失可以輕易地毀掉一個生機(jī)勃勃的人,但是記憶也能夠幫助我們成就非凡的人生體驗。
對大腦來說,運(yùn)動并不簡單。
在我們回憶動作的時候,大腦會有相應(yīng)的神經(jīng)活動,我們的視覺區(qū)會激活,聽覺區(qū)也會激活,運(yùn)動功能區(qū)也會激活,還會有運(yùn)動的計劃以及運(yùn)動的執(zhí)行都有相應(yīng)的激活。
在我們做運(yùn)動的回想的時候,是全腦動態(tài)的激活,才能夠完成這么簡單的回憶的任務(wù)。
人類記憶的模樣,動作,語句,場景,聲音,氣味,即便記住簡單的內(nèi)容,都需要大腦很多腦區(qū)的集體參與,那些關(guān)于時間與空間的記憶到底棲身何處。
60多年前,一位名家亨利的人讓我們第一次認(rèn)識到海馬體對人類記憶至關(guān)重要,為了治療癲癇,醫(yī)生切除了他大腦中的海馬體組織,完成手術(shù)的他,記得怎么說英語,表現(xiàn)出良好的智力,還能夠講述童年往事,他有妻子和三個兒子,他和妻子是在小學(xué)認(rèn)識的,學(xué)習(xí)生涯結(jié)束之后,他們就結(jié)婚了,現(xiàn)在孩子們都長大了,都結(jié)婚了,也都有了自己的家庭,雖然他對以前的事記憶猶新,但因為被切除了海馬體,對于剛剛發(fā)生的事,亨利會瞬間忘記。
每天研究他的一個學(xué)者,每天都要跟他介紹自己是誰,出去回來再見他又得重新介紹,他就忘了是誰了,他無法形成一個這樣的記憶。
科學(xué)家開始假設(shè),海馬體對于新記憶的形成非常重要。
海馬體是一個樞紐或者是一個非常重要的端口,因為它和大腦非常多的腦區(qū)都有非常緊密的聯(lián)系,所以可以幫助將很多無序的信息進(jìn)行有序地整合。
但是在運(yùn)動的記憶中,海馬體只是參與了記憶的過程,全腦激活才是記憶的模樣,記憶真的好似收納圖書一樣簡單嗎。
猴子也能夠記住一些符號。
找相同的游戲,同樣考驗的是猴子的記憶能力。
在記憶某個視覺元素時,一群神經(jīng)元同時亮起,這說明有目的地學(xué)習(xí)與記憶能夠讓神經(jīng)元之間的連接增強(qiáng),產(chǎn)生手拉手的效果。
一群神經(jīng)元代表不同的事件,比如在運(yùn)動員的學(xué)習(xí)過程中,代表不同動作的神經(jīng)元之間,在我們回憶的過程中,不同神經(jīng)元群之間的活動就可以通過連接形成傳遞,然后就會把序列的事件或序列的動作重新回憶起來。
要記住一個信息需要分布在不同腦區(qū)的一些神經(jīng)元同時激活拉手,形成一個神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò),如果有200個需要記憶的信息,就會有200個拉手網(wǎng)絡(luò),這200個網(wǎng)絡(luò)還可能相互拉手,組合成更復(fù)合的記憶形態(tài),當(dāng)我們傾注全部的熱情和誠意持續(xù)不斷記憶下那些信息的時候,大腦內(nèi)多個網(wǎng)絡(luò)配合越來越密切,長期記憶由此形成。
神經(jīng)元之間的連接乘以3個量級或者4個量級,這么多神經(jīng)元連接是動態(tài)的,連接的強(qiáng)度連接的多少,我們是這些神經(jīng)元和它連接和它的化學(xué)活動決定的,每個時刻我們都是新我,都有變化。
人們現(xiàn)在認(rèn)識到,原來海馬體主要參與的是短時間信息的存儲,而人類的長時記憶需要大腦其他區(qū)域的廣泛參與,860億個神經(jīng)元,它們隨時會形成關(guān)于某個信息的拉手網(wǎng)絡(luò),神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的激活重組再激活再重組,讓個體獨(dú)特的經(jīng)歷變成了神經(jīng)元之間的連接,形成了我們大腦中獨(dú)特的記憶。
睡眠與記憶的關(guān)系,記憶了新技能的大腦會發(fā)生一系列改變,經(jīng)過慢波睡眠的休息,大腦的運(yùn)動皮層長出了非常多新的樹突棘。
神經(jīng)元突觸上新生長出來的樹突棘對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)存儲運(yùn)動記憶至關(guān)重要。
結(jié)構(gòu)變化其實也是生物的突觸蛋白細(xì)胞的變化,生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)能夠維持長期不變,就是長期記憶。
人類只有穩(wěn)定的睡眠周期,才能夠讓新長出來的樹突棘鞏固和保存,而碎片化睡眠狀態(tài)限制了樹突棘的生長,使得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)變得效率低下。
伴隨著睡眠的回歸,正常的記憶力也將重新歸來。
輪轉(zhuǎn)棒對小鼠來說很難應(yīng)付,學(xué)會了奔跑的小鼠很快進(jìn)入了睡眠。
不容疏忽的工作,給人們帶來的并不是過目不忘的記憶力,而是壓力焦慮引發(fā)的失眠,大腦處于停滯的狀態(tài),經(jīng)常忘記很多日常的事情。
睡眠剝奪,主要是記憶功能的受損。
睡眠監(jiān)測,就是通過腦電,心率,呼吸等指標(biāo)來衡量患者是否存在睡眠問題。
人生就是一場旅程,在屬于我們的時間旅程當(dāng)中,我們將度過58個假期,和1700個朋友交往,閱讀2100本書,觀看5000部電影,所有這些信息都存在我們的長時記憶當(dāng)中,這些獨(dú)特的記憶塑造了我們,構(gòu)建我們精彩紛呈的人生,雖然某些情景和故事我們希望自己不曾遭遇。
擁有錯誤記憶的人,他們都曾經(jīng)吸食毒品。
與學(xué)習(xí)記憶不同,毒品促成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的連接強(qiáng)度相當(dāng)于原子彈爆炸。
它完全就是很快速地激發(fā)了一系列的神經(jīng)的反射,它是快樂的,它是我們趨之若鶩的,引起我們渴求的,引起我們成癮的感覺的。
很多年產(chǎn)生愉快感的那些記憶在腦子里像火焰一樣,一直在燃燒,但別的好事情的記憶已經(jīng)是灰蒙蒙的了,所以那個記憶比我們一般的記憶持續(xù)時間更長更穩(wěn)定。
因為強(qiáng)度過載,對于很多吸毒的人而言,毒品的誘惑記憶很難從大腦中抹掉。
人腦就是一些不重要的東西或者是比較枯燥的東西,讓它去機(jī)械地學(xué)習(xí),它很難去記住,但是它一旦和情感結(jié)合在一起,它就很容易記住,懲罰性的負(fù)性的情感或者是獎勵性的獎賞性的,它都會記得很清楚。
我們體內(nèi)有一個神經(jīng)遞質(zhì)叫做多巴胺,多巴胺會釋放分泌,讓我們體驗到吃的好的一些感覺,我們吃巧克力的時候,我們的多巴胺會分泌,我們吸毒的時候,多巴胺也會分泌,多巴胺分泌的強(qiáng)度是我們吃巧克力時強(qiáng)度的一萬倍。
對于醫(yī)生而言,要想抹掉如何強(qiáng)烈的記憶,需要再次激活和毒品相關(guān)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),通過吸毒線索的引導(dǎo),醫(yī)生知道他們大腦中關(guān)于吸毒的記憶重新被喚醒。
在他們的時間窗口里面,醫(yī)生會給予新的和吸毒相關(guān)的出現(xiàn)的各種不良的結(jié)果,這個時候在記憶窗口里面就重寫記憶的刺激,使與毒品相關(guān)的線索不再那么凸顯,這是一個非常成功的干預(yù)的過程。
激活記憶,提供了重寫記憶的可能,反復(fù)地重寫,我們才有可能擦掉吸毒快感的記憶,并且植入吸毒有害的記憶。
失戀,恐懼,焦慮和成癮,大腦對于所有人都非常公平,我們用了多少時間來記住,就需要用同樣的力氣學(xué)會忘記,但好在人類從未放棄自己,放棄那些不幸擁有的錯誤記憶。
但是對于痛苦記憶,我們可能不必如此地執(zhí)著,因為年齡會幫助我們遺忘,隨著年齡的增長,很多人的記憶力開始下降,從30歲到50歲之間,大腦不同區(qū)域的白質(zhì)開始減少,大腦的容積和質(zhì)量開始緩慢地下降,這些結(jié)構(gòu)性的變化并不一定對大腦的功能產(chǎn)生立竿見影的影響,是大腦正常衰老的體現(xiàn),但是對某些人而言,大腦的衰老變化可能產(chǎn)生災(zāi)難性的影響。
阿爾茨海默病,患者忘記的事越來越多,記憶力越來越差。
阿爾茨海默病,從宏觀上主要是大腦的萎縮,海馬體先發(fā)生,逐步向其他腦區(qū)擴(kuò)散,記憶和其他功能都會受到影響。
記憶喪失是阿爾茨海默病患者最早出現(xiàn)的癥狀,接著他們會忘記時間,忘記親人,忘記自我,最后忘了吞咽和呼吸。
直到今天,對于阿爾茨海默病,我們依舊沒有找到特效藥,也沒有找到逆轉(zhuǎn)它的治療方法,但對于發(fā)病的機(jī)制卻取得了一些共識。
阿爾茨海默病最關(guān)鍵的兩個特征性的改變,一個是神經(jīng)炎性斑塊的形成,還有一個是神經(jīng)纖維的纏結(jié),斑塊使神經(jīng)元相互之間的關(guān)系難以發(fā)生,神經(jīng)元會通過神經(jīng)纖維把物質(zhì)從胞體運(yùn)送到終端去,但如果神經(jīng)纖維纏結(jié)堵塞了,那么運(yùn)輸就出問題了。
面對記憶逐步瓦解的挑戰(zhàn),我們的大腦選擇繼續(xù)抗?fàn)帯?/p>
阿爾茨海默癥一個是可以用藥物控制,另一個是鍛煉身體。
老年的很多退行性疾病最好的治療方式就是運(yùn)動,做運(yùn)動時候,我們大腦的活動其實是非常復(fù)雜的,這些活動對維持大腦的正常態(tài),讓大腦不衰老具有很好的功能。
接續(xù)步,變?nèi)?,喬克塔,莫霍克,捻轉(zhuǎn)。
記憶決定了我們是誰,而且它每時每刻都在影響我們的感知思維和行動,它脆弱而多變,但同時又強(qiáng)大而穩(wěn)定,很多人忙碌一生,想在紛繁人世間留下自己的印記,在愛自己的親友當(dāng)中留下一段有關(guān)自己的回憶,從這個角度上來說,人生的意義就是創(chuàng)造一段記憶。
?
?
5. 對立的大腦
?
不同的的決定導(dǎo)致截然不同的結(jié)果,一切都發(fā)生得如此突然,作為旁觀者可以清醒地思考這個決策,但是我們需要在瞬息萬變緊張的情境下做出正確的決策,有什么樣的因素影響我們普通人的大腦做出各種各樣的決策。。
正在做決策的大腦,就像數(shù)百億個神經(jīng)元吵吵鬧鬧的開會現(xiàn)場,它們組成不同的部門,做出不同的決策。
大腦內(nèi)由一部分腦區(qū)聯(lián)合而成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),著手解決的任務(wù)是分辨文字顏色,另一部分腦區(qū)形成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)閱讀文字,為了得出正確答案,大腦必須主動抑制閱讀文字的強(qiáng)烈沖動,每個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)小組都想爭奪大腦的掌舵權(quán),每做出一次決定,大腦里面都在進(jìn)行一場此消彼長贏者通吃的游戲。
事實上無論我們一天過得多么輕松,我們都面臨著無數(shù)的選擇,我們的大腦始終處于一種糾結(jié)的狀態(tài),即使做出了一個選擇,我們馬上面臨著下一個決策,其實我們的每一天都被大大小小的決策所包圍,每一個決策在大腦里面都是權(quán)衡利弊的計算,不管我們意識到這點沒有。
扮演計算器的正是大腦中叫做眶額葉的腦區(qū),如果這個腦區(qū)受到損傷,我們則無法進(jìn)行正常決策。
1848年,美國佛蒙特鐵路建設(shè)工地上,25歲的菲尼亞斯·蓋奇在一次巨石爆破任務(wù)中,被一根長達(dá)1.1米直徑3.2里面重達(dá)6公斤的鐵棍穿透了眼球和頭顱,不幸中的萬幸,蓋奇活了下來,但是他的人格發(fā)生了巨大的變化,在事故之前,他是一個受人尊敬文質(zhì)彬彬性格溫順的人,事故之后他變得暴躁不可理喻,每一個熟悉他的人都認(rèn)為他變成了另外一個人。
這個例子當(dāng)時的一個結(jié)論就是這個腦區(qū)可能對于高級認(rèn)知功能,情緒,和別人之間的交往,社會性以及抉擇可能是有很強(qiáng)的聯(lián)系。
蓋奇大腦受傷的部位位于眼睛上方,被稱為眶額葉,這個腦區(qū)的損傷導(dǎo)致蓋奇喪失了基本決策能力,他的人格和性情也因此發(fā)生改變。
蓋奇在神經(jīng)科學(xué)界中引起很大的關(guān)注,他所有其他的功能,運(yùn)動功能,說話功能都沒有問題,就是執(zhí)行功能,計劃功能還有性格有障礙。
它是一個比較高等的腦區(qū),跟我們決策相關(guān)的可能第一個比較主流的觀點就認(rèn)為它可能涉及怎么來處理價值。
眶額葉究竟是如何引導(dǎo)日常生活中的種種決策。
大腦的眶額葉通過計算做決策。
我們做決策時,大腦內(nèi)發(fā)生了什么。
當(dāng)看到一些物體時,有些眶額葉神經(jīng)元就會興奮起來,它的興奮程度變化表征了獎勵或者危險。
在現(xiàn)實生活中,影響人們決定的因素非常復(fù)雜,眶額葉就像大腦中的一個計算器,通過計算事物價值,指導(dǎo)我們的選擇。
包括視覺皮層所傳送過來的顏色形狀這一類的信息,還有一些我們的經(jīng)驗信息,然后眶額葉就會把這些信息綜合在一起,算出來一個總體的打分,打分比較高,就有可能更多地選擇這個物體。
從清晨睜眼的那一刻,我們每天要進(jìn)行大大小小成千上萬個決策,然而大多數(shù)情況是下意識完成的,因為在大腦內(nèi)部,眶額葉已經(jīng)進(jìn)化得可以在電光石火之間自動化地完成計算這個過程,那么注定我們無法捕捉直覺的產(chǎn)生嗎。
皮膚汗腺導(dǎo)電水平越高,意味著下意識的情緒反應(yīng)越高。
手心冒汗,說明大腦已經(jīng)知道了選擇,我們卻還沒有意識到。
大腦在意識到規(guī)律之前,利用皮膚汗腺給身體傳達(dá)了決策信號,表達(dá)出消極的情緒,這樣的情緒反應(yīng)甚至比我們的自我意識還要快,在我們自己還沒有意識到的時候,消極情緒信號被眶額葉采集并計算,經(jīng)過很多次這樣的過程,大腦就會將這一過程自動化。
通過大量反復(fù)的試錯來形成直覺,這是人類大腦工作的底層方式,利用大腦這個特性,人類可以形成強(qiáng)大而快速的直覺決策能力,這恰恰是每個行業(yè)頂尖人才所具備的能力。
經(jīng)過這樣大量的實踐,我們才能獲得更加有益的進(jìn)步,這個糾錯的過程是非常重要的,再加上深入思考之后,這種犯錯的概率就會大大地下降。
到了高年齡都會給人這種很敏銳直覺的感覺,這個直覺的背后是經(jīng)歷了漫長的一個受訓(xùn)過程。
肩上的責(zé)任讓我們在工作中不敢有絲毫的懈怠與差錯。
經(jīng)過試錯的過程以后,正確的結(jié)果就會在我們大腦里面留下來,然后下一次遇到同樣的情況的時候我們所調(diào)用的就是這個正確的操作方式。
不管是誰,不管做什么,大腦都是采用犯錯的方式學(xué)習(xí),從而內(nèi)化出一套最佳策略,大多數(shù)情況下我們都是通過直覺快速決策,但是有時候快速的直覺決策給我們帶來的定式思維反而會對我們做判斷造成一些偏差。
直覺會誤導(dǎo)我們,在這種情況下我們的大腦需要另外一種思維方式,那就是理性思維。
大腦中的眶額葉在直覺決策中發(fā)揮了重要作用,那么我們的大腦當(dāng)中參與理性思維的部分就是比眶額葉范圍更大的前額葉。
然而100多年前,人們認(rèn)為整個前額葉皮層不像其他腦區(qū)負(fù)責(zé)具體的任務(wù),是團(tuán)無關(guān)緊要的褶皺組織,20世紀(jì)40年代,醫(yī)生們發(fā)現(xiàn),被切除額葉的精神疾病患者病情有所減輕,于是一種叫做額葉切除術(shù)的腦部手術(shù)在美國風(fēng)靡一時,神經(jīng)外科醫(yī)生在沒有任何麻醉的情況下用冰錐等工具通過眼窩插入患者的大腦,前后挪動錐子,從而切斷大腦前額葉神經(jīng)與其他腦區(qū)的神經(jīng)連接,美國前總統(tǒng)約翰·肯尼迪的姐姐羅斯·瑪麗·肯尼迪也接受了這樣的手術(shù),然而不久包括羅斯·瑪麗·肯尼迪在內(nèi)的大多數(shù)患者在術(shù)后不能控制自己的沖動,不能調(diào)節(jié)或者約束感情情緒,這個曾經(jīng)被授予諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎的治療方式隨后被叫停,但是前額葉在大腦中的重要作用被更多的科學(xué)家所關(guān)注。
情緒起伏變化越高,就說明我們的興趣度越高,生理上的喚醒度越強(qiáng)烈。
但是人們并不知道,某個情緒峰值具體是因為什么原因?qū)е碌模怯捎谝欢未碳ば缘漠嬅娑d奮還是因為一段奇特的音樂而激動,這還需要獲得情緒背后的意義。
情緒很多其實是來自我們的潛意識。
同樣的內(nèi)容給不同的人帶來的情緒感受都是不同的,人腦的前額葉皮層就像是情緒輸出的一位把關(guān)人,它決定哪些直覺情緒是對于決策重要的,哪些可以忽略。
情緒反應(yīng)非常類似,這時候大腦需要分析我們?yōu)槭裁磿羞@樣的情緒反應(yīng),這個情緒反應(yīng)就相當(dāng)于前額葉皮層的一個觸發(fā)器一樣。
監(jiān)控篩選情緒變化,輔助大腦做出有意識的理性決策,是前額葉重要的工作內(nèi)容之一,而在有些情況下,前額葉皮層又像是一家之長,總是在團(tuán)隊成員即將要出現(xiàn)決策失誤的極限條件情況下站出來進(jìn)行干預(yù)幫助,做出最終的決策。
人腦的不同部位,處理大量的信息,各司其職,相互配合,還能夠在我們不干預(yù)的情況下自主地工作。
前額葉皮層的任務(wù)就是監(jiān)視大腦隨時可能出現(xiàn)的偏差。
我們的大腦時時刻刻都在調(diào)節(jié)這個平衡,如果我們得到的反饋一直都在預(yù)期之內(nèi),那么我們很有可能就會偷懶,就用我們的直覺去做所有的事情,但是一旦發(fā)生了我們預(yù)期之外的事情,那么我們可能就會意識到我們需要去做調(diào)整,這時候我們的推理系統(tǒng)就會切入進(jìn)來。
我們簡化地把大腦神經(jīng)系統(tǒng)分為下意識的直覺和有意識地分析和控制,實際上,大腦內(nèi)不只是簡單的兩個系統(tǒng)的競爭,它時刻都充滿了無數(shù)個擁有重合領(lǐng)域的子系統(tǒng),它們以同樣的機(jī)制競爭而又合作,有意識或者無意識地生成當(dāng)下的解決方案。
對我們?nèi)祟悰Q策的大腦研究才剛剛開始,人類的大腦到底是怎么做決策的,這個問題太重要了,我們?nèi)祟惔蟠笮⌒〉臎Q策決定了我們?nèi)祟惖奈磥?,有的時候我們需要借助理性,深思熟慮,有時候我們要依賴直覺做出快速的決斷,這中間如何做權(quán)衡可能就是人類智慧之所在了。
帕金森綜合征,會引起肢體震顫。
磁敏感加權(quán)成像(SWI),磁敏感序列。
基于一切對于飛機(jī)操縱的本能和求生欲望,飛行員會做出選擇,但這個時間兩三秒一過就全完了。
飛行員會心跳加速,情緒緊張,需要用自己平時的知識結(jié)構(gòu)還有決斷能力來做出選擇,決定平安落地還是粉身碎骨,飛行員的決策決定著生死。
當(dāng)自動飛行儀發(fā)現(xiàn)前面有一股強(qiáng)烈的逆風(fēng)的時候,它會自動加大油門以保持航速。
吃豆游戲,每當(dāng)吃到一個豆時,都會得到獎勵,但是吃豆的同時需要避免碰到隨時出現(xiàn)的怪物,否則將失去繼續(xù)游戲的機(jī)會,游戲豆的獎懲規(guī)則比較簡單。
?
?
6. 大腦地圖
?
大腦通過神經(jīng)元傳遞信號來指揮身體運(yùn)動,信號傳遞依賴從腦部到脊髓的神經(jīng)纖維,這些神經(jīng)纖維直接和脊髓內(nèi)的神經(jīng)元連接,指揮著骨骼肌的活動。
人腦的神經(jīng)元不像其他的組織細(xì)胞的一個相對獨(dú)立的單元,它很復(fù)雜,雖然是一個神經(jīng)元,但是它會投射到很遠(yuǎn)很遠(yuǎn),它完全交織在一起,就像高速公路,所以到底是一個什么結(jié)構(gòu)到底是怎么連接的,每一個與多少個其他神經(jīng)元有聯(lián)系,就好比是高速公路上到底有多少個立交橋多少個交叉路口,嚴(yán)格意義上其實大家都不清楚。
要繪制大腦圖譜,首先將大腦組織切成薄片逐層掃描,在把跨越多個切片的單個細(xì)胞恢復(fù)成三維圖形,就能夠看到單個神經(jīng)元的真實模樣。
運(yùn)動皮層神經(jīng)元,雖然胞體的直徑只有1毫米的五十分之一,但軸突卻可以長達(dá)數(shù)米,糾結(jié)纏繞,又在空間上和其他神經(jīng)元鄰居發(fā)生連接,盡管是從大腦發(fā)出的電信號,但卻可以指揮肢體運(yùn)動。
脊髓是連接大腦和身體各個部位的通道,是由很多的傳導(dǎo)纖維把腦子里面的一些信號傳出去或者把身體的信號傳回大腦,大腦傳出的信號傳到脊髓上的細(xì)胞中轉(zhuǎn),然后再到大腦,所以脊髓是一個中轉(zhuǎn)站。
小鼠的大腦只有7000萬個神經(jīng)元,拍照獲取一個小鼠全腦的圖像需要5天,線蟲的大腦只有302個神經(jīng)元。
人類大腦有860億個神經(jīng)元,要獲取每個神經(jīng)元的形狀,長度,經(jīng)過的腦區(qū)等信息并不是一個簡單的工作,這項浩大工程猶如給一座由近千億棵樹木組成的森林拍出三維照片,既要看全整座森林,又要看清每一棵樹上的每一根細(xì)枝和每一片樹葉,雖然現(xiàn)在科學(xué)家并未完成人腦圖譜,但長距離投射和相互交織,是小鼠和人腦的共同點。
人類的眼睛,是感知世界的窗口,但它只負(fù)責(zé)采集信息,要想理解看到的是什么,還要通過大腦內(nèi)視覺皮層的加工。
大腦就是我們的處理器,而我們的視神經(jīng)就像是一個傳輸信號的光纜。
我們依舊對這個神秘世界里發(fā)生的更高級的精神活動知之甚少。
就像一個龐大的交響樂團(tuán),弦樂部,管樂部,打擊樂部,他們負(fù)責(zé)不同的聲音,但是又需要相互協(xié)同配合,才能夠演奏出優(yōu)美而和諧的樂章。
我們的心理體驗如同美好的交響樂,也是由記憶,思考,獎賞等相關(guān)的腦區(qū)和情緒腦區(qū)一起工作共同塑造而成,在這個特殊的樂隊中,每時每刻神經(jīng)元樂手根據(jù)外部需求自發(fā)地溝通與妥協(xié),但如果某個聲部配合出現(xiàn)了問題,就會引起大腦功能的異常。
科學(xué)家把共同完成某項功能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)叫做神經(jīng)環(huán)路,利用熒光劑讓特定神經(jīng)元發(fā)光,這是科學(xué)家定位神經(jīng)環(huán)路的新方法。
一閃一閃鈣的活動就是神經(jīng)的信息,神經(jīng)和其他細(xì)胞之間信息的交流。
有一條神奇的神經(jīng)環(huán)路,中縫背側(cè)丘腦到前額葉皮層,通過刺激增強(qiáng)這條神經(jīng)環(huán)路,可以強(qiáng)化大腦的勝利者效應(yīng)。
勝利者效應(yīng),就是指這條特殊的神經(jīng)環(huán)路,刺激它可以重塑我們的行為。
抗?fàn)幨侨祟惖囊环N精神,我們的大腦我們的身體是千萬年物種演化的產(chǎn)物,它很脆弱,很容易受損傷,但是借助科技的力量,我們可以抗?fàn)幟\(yùn)的意外。
在大腦內(nèi)放置電極,電極可以記錄神經(jīng)元的信號,再通過計算機(jī)的解讀,控制外部設(shè)備,人類終于做到只用意念就可以與外界溝通。
借助計算機(jī),大腦可以擺脫身體的束縛,獨(dú)立指揮靈活的機(jī)械手臂,科技正在幫助人類彌補(bǔ)大腦功能的缺失,也許在未來,通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的延展,我們可以創(chuàng)建人機(jī)融合的超強(qiáng)生命體。
計算機(jī)模擬全腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
我們要去模擬大腦的計算,需要解決的就是怎么樣去模擬一個神經(jīng)元,單個神經(jīng)元之間的連接關(guān)系,它們是怎么變化的,需要讓環(huán)境里面它感受到的一些信號傳遞到感知神經(jīng)元里面,然后感知神經(jīng)元通過整個神經(jīng)元的放電到肌肉上,讓肌肉開始運(yùn)動,把這個環(huán)路走通。
按照這個邏輯,模擬生物腦不一定要以蛋白質(zhì)作為物質(zhì)基礎(chǔ),我們完全可以用電子元器件來模擬人類大腦的信息處理,神經(jīng)元之間的信號連接,并且把這些連接做成芯片。
人造大腦,兩毫米厚的芯片模擬了約1億個神經(jīng)元的連接,通過電子元器件來物理實現(xiàn)大腦神經(jīng)元的連接方式,是類腦研究的探索方向之一。
類腦芯片其實可以推動神經(jīng)科學(xué)的研究,因為是通過模擬的方式去形成大腦的某一些功能的,這些模擬可以反過來去驗證神經(jīng)科學(xué)當(dāng)中做生物實驗不方便或者是時間比較長的各方面的問題。
我們以前都是用機(jī)器來代替我們的手,代替我們的力,那么類腦智能和腦智能,自然智能的結(jié)合將會擴(kuò)展我們?nèi)祟惖闹橇?,來更好地探索腦本身這個腦宇宙。
映射并模擬完整的人類大腦,這個漫長的征途我們才剛剛起步,但對于人類而言,模擬人類的大腦并不是要代替人類,而是創(chuàng)造更加燦爛的文明。
人類燦爛的文明脫胎自猿人祖先第一次直立行走,極目遠(yuǎn)眺,加速于信息科技和人工智能的大規(guī)模應(yīng)用,但是這一切波瀾壯闊的發(fā)展背后的第一驅(qū)動力是我們不斷進(jìn)化永不停歇的大腦,我們的每一次感受,每一個動作,每一次思考,每一個決策都是大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)活動的結(jié)果,在神經(jīng)元的連接和重塑當(dāng)中,人類創(chuàng)造了發(fā)達(dá)的科技,塑造了自身的情感和認(rèn)知,甚至開始修復(fù)和提升大腦本身,但是對大腦深處奧秘的探索我們才剛剛開始。
脊髓粉碎性骨折,重新行走的可能性幾乎為零。
脊髓從中間給切斷了,就像一塊豆腐壓碎了。
脊髓被折斷,脊髓內(nèi)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也受到傷害,導(dǎo)致大腦內(nèi)的指令無法傳達(dá)到雙腿。
如果能夠溯源而上,找到出現(xiàn)問題的道路并修復(fù)它,也許就能夠幫助病人重新行走,但人腦中有860億個神經(jīng)元,從哪里入手。
病人的大腦與下肢的神經(jīng)連接大部分被損傷,但幸運(yùn)的是依舊有藕斷絲連的地方,通過提取腦電信號,獲得大腦支配雙腿的指令,就能夠讓外骨骼按照病人的想法產(chǎn)生運(yùn)動,這樣想法和運(yùn)動再次聯(lián)系在了一起,一次次激活大腦中藕斷絲連的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),醫(yī)生希望這樣的刺激能夠喚起大腦中更多的神經(jīng)元鄰居加入傳遞信號的行動中來,重新形成有效的大腦網(wǎng)絡(luò)。
想象運(yùn)動,在想象能動的時候,運(yùn)動和感覺皮層慢慢地恢復(fù)了原來正常情況下的那些信號,甚至完成原來受損的神經(jīng)元的任務(wù)。
每天一點一點積累就會讓雙腿越來越有感覺。
不是讓原來死掉的細(xì)胞再生,死掉的細(xì)胞不會再生,活著的細(xì)胞去補(bǔ)償死去的細(xì)胞,產(chǎn)生新的連接產(chǎn)生新的網(wǎng)絡(luò)來幫助這個功能。
這就是人類,從未被困難所征服,我們在行動上的努力可以幫助修復(fù)損壞的運(yùn)動神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),雖然外骨骼輔助運(yùn)動療法還沒有成為一種行之有效的臨床方法,但是科學(xué)家從未停止努力。
如果損壞的不是神經(jīng)元輸出的運(yùn)動信號,而是輸入的感知信號的話,我們還有辦法修復(fù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)嗎。
視神經(jīng)萎縮是常見的致盲原因之一,就像電纜突然折了一樣。
電子助盲器,有一個芯片,上面有微電極,經(jīng)過舌頭上電流的刺激,盲人可以很快地構(gòu)建出他們對于周邊物體各種物理形狀的印象。
盲人的視神經(jīng)雖然損壞,但視覺皮層依舊完好,如果眼睛這條光纜走不通,通過舌頭把外界的信號傳入大腦,大腦會找到辦法理解它們。
盲人只能看到形狀,不能確認(rèn)是什么東西,是什么東西是通過盲人的經(jīng)驗判斷的。
通過匹配學(xué)習(xí),盲人的大腦明白了電信號的意義,新的大腦網(wǎng)絡(luò)由此形成。
通過輔具,盲人能夠看到這個變化多彩的世界,會讓盲人非常地高興。
基于人類對大腦網(wǎng)絡(luò)的初步認(rèn)知,世界上有數(shù)以萬計的計算設(shè)備正在服務(wù)著殘障人士。
抑郁癥,人生從此崩塌。
莫名其妙地對生活失去了熱情,滿腦子都在想著自己什么都不是,覺得自己是個包袱累贅,毫無理由地對自己攻擊和貶低。
抑郁癥不存在器質(zhì)性的問題,它更多的是功能出了問題。
心理的疾病是看不到病理改變的,包括精神分裂癥,焦慮,抑郁,這些病人如果意外去世了,他們的腦子里面是沒有什么病理改變的,在微觀的神經(jīng)連接它的功能實際上已經(jīng)發(fā)生改變了。
要想尋找抑郁癥的原因,就需要找到連接異常的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
如果我們假設(shè)通過特殊的方法激活或者抑制發(fā)生異常的神經(jīng)環(huán)路,讓它恢復(fù)成出廠設(shè)置,是否可以為治療抑郁癥提供思路。
很多抑郁癥的病人其實是有自我評價下降,自我懷疑,這既是他們的情緒帶來的也有可能是人格本身帶有的一種自卑的心理,正常的社交或者學(xué)習(xí)工作當(dāng)中,哪怕很努力,也取得了成果,但他們沒有很好的認(rèn)同機(jī)制。
目前對于抑郁癥,科學(xué)家不僅沒有找到有效的治療藥物,甚至連發(fā)病的機(jī)制都尚未完全闡明,但我們大膽地想象,也許有一天,通過刺激類似勝利者效應(yīng)這樣的神經(jīng)環(huán)路,可以讓抑郁癥患者活得足夠的信息和自我肯定。
這種感覺就是明知道未來是荒謬的是灰色的,但即便如此,也要向它反抗,會一直抗?fàn)幭氯ァ?/p>
挑戰(zhàn)更多的可能性。
賽博朋克是未來的一部分,讓人跟機(jī)器結(jié)合,人既是人又是機(jī)器人。
通過外部設(shè)備,彌補(bǔ)身體的缺陷,依靠的不僅僅是計算機(jī)芯片,還有大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),遍布全身的連接。
音樂的律動,樂感。
?
?