愛華網(wǎng)【美國《發(fā)現(xiàn)》月刊2007年8月號(hào)文章】題：大腦的未解之謎——我們對(duì)自己如何思維問題的已知和未知的一切（作者：戴維·伊格爾曼）
在宇宙的所有物體當(dāng)中，人腦是最復(fù)雜的。人腦中的神經(jīng)細(xì)胞多得如同銀河系中的恒星。因此無怪乎，盡管有關(guān)大腦和智力的科學(xué)最近的進(jìn)展很耀眼，但在一定程度上，我們卻仍然在黑暗中眨眼。但是起碼，我們已開始了解神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)的重要謎底，并在解開謎底方面著手取得進(jìn)展。就連有關(guān)以下10個(gè)問題的部分答案，也能使我們對(duì)界定了我們是誰的這3磅左右的灰白物質(zhì)的認(rèn)識(shí)有所提高。 1.神經(jīng)活動(dòng)中，信息是如何編碼的？ 神經(jīng)細(xì)胞是大腦的專門細(xì)胞，能在自己的細(xì)胞外膜上形成短暫的電壓增量。這些電脈沖沿著稱為軸突的專門延伸部分傳播，以使大腦其它部位的化學(xué)信號(hào)釋放出來。這些二元的、一不做、二不休的電壓增量看來攜帶著有關(guān)世界的信息：我都看到什么？我餓嗎？我向哪個(gè)方向轉(zhuǎn)？但是，這些毫秒比特電壓的密碼是什么？在大腦的不同部位和不同時(shí)刻，電壓增量可能意味著不同的東西。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的一些部位（大腦和脊髓）上，電壓突增的速度往往與明顯可以界定的外部特征相關(guān)，譬如存在一種顏色或者一副面孔。而在末梢神經(jīng)系統(tǒng)中，這種干擾信號(hào)的增加則表明熱量增加、音量增大，或者肌肉更加強(qiáng)有力的收縮等。 然而，當(dāng)我們進(jìn)一步探究大腦內(nèi)部的時(shí)候，就發(fā)現(xiàn)神經(jīng)細(xì)胞的集群呈現(xiàn)出更加復(fù)雜的現(xiàn)象，譬如記憶力、價(jià)值判斷、對(duì)可能的前景的模擬、求偶的欲望等等。在這里，信號(hào)變得難以破譯。這個(gè)難題就好像人們揭開電腦的外殼，僅僅測(cè)量一下少數(shù)幾只電壓高低變化的晶體管，就企圖猜測(cè)所瀏覽網(wǎng)頁的內(nèi)容。 很可能的情況是，腦力活動(dòng)的信息不是存儲(chǔ)在單個(gè)細(xì)胞，而是在細(xì)胞集群之中，并呈現(xiàn)在其活動(dòng)的格局中。然而，目前還不清楚的是，怎樣才能知道哪些細(xì)胞屬于一個(gè)特定的集群。更糟糕的是，目前的技術(shù)（譬如把微型電極直接置入大腦）不大適合于同時(shí)測(cè)量幾千個(gè)神經(jīng)細(xì)胞。哪怕是監(jiān)測(cè)一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞的各種聯(lián)系，也并非簡(jiǎn)單：一般情況下，大腦皮層中的一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞接收來自大約1萬個(gè)其它神經(jīng)細(xì)胞的信息。 雖然電壓傳送的突增能夠在大腦中迅速傳播信號(hào)，但這些電力增量可能并不是神經(jīng)系統(tǒng)中信息傳播的唯一的——甚至不是主要的——途徑。一些前瞻性的研究報(bào)告考察了其它可能的信使：神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞（人們并不十分了解的腦細(xì)胞，常見的程度是神經(jīng)細(xì)胞的10倍）、細(xì)胞之間的其它種類的信號(hào)傳播機(jī)制（譬如新近發(fā)現(xiàn)的氣體和肽），以及細(xì)胞內(nèi)部發(fā)生的生化傾瀉。 2.記憶是如何存儲(chǔ)和讀取的？ 當(dāng)大家了解一項(xiàng)新的事實(shí)，譬如某人的名字時(shí)，你的大腦的結(jié)構(gòu)中就起物理上的變化。但是，我們尚未確切地認(rèn)識(shí)到，這些變化都是什么，它們是如何被精心布置在突觸和神經(jīng)細(xì)胞的廣袤海洋之中，它們?nèi)绾误w現(xiàn)知識(shí)，以及它們是如何在幾十年以后被讀取的。 使問題復(fù)雜化的一個(gè)因素是，有許多種記憶。大腦看來對(duì)短期記憶（僅僅記住一個(gè)電話號(hào)碼足夠長(zhǎng)的時(shí)間來撥號(hào)）和長(zhǎng)期記憶（你在上次過生日的時(shí)候做了什么）加以區(qū)別。在長(zhǎng)期記憶范圍內(nèi)，宣示性記憶（譬如姓名和事實(shí)）不同于非宣示性記憶（騎自行車、受到一個(gè)潛意識(shí)信息的影響）。而在這些籠統(tǒng)的類別內(nèi)部，又有許多亞類型。不同的大腦結(jié)構(gòu)看來支持不同類型的學(xué)習(xí)和記憶。對(duì)大腦的損害可能會(huì)導(dǎo)致一個(gè)類型的喪失，而又不會(huì)干擾其它類型。 盡管如此，在這些記憶類型之中，類似的分子機(jī)制可能發(fā)揮著作用。有關(guān)記憶的幾乎所有理論都認(rèn)為，記憶的存儲(chǔ)取決于突觸——腦細(xì)胞之間的細(xì)小的聯(lián)接。當(dāng)兩個(gè)細(xì)胞同時(shí)活躍時(shí)，它們之間的聯(lián)接就加強(qiáng)；當(dāng)它們不同時(shí)活躍時(shí)，聯(lián)接就削弱。突觸的這種變化產(chǎn)生了聯(lián)想。例如，經(jīng)驗(yàn)?zāi)苁箍Х鹊臍馕?、口味、顏色及其熱度的感覺之間的聯(lián)系得到加強(qiáng)。由于與這些感覺當(dāng)中的每一種相聯(lián)系的神經(jīng)細(xì)胞的集群一般都是同時(shí)被激活，所以它們之間的聯(lián)接能使咖啡的氣味引發(fā)有關(guān)咖啡的所有聯(lián)想。 但是，僅僅研究聯(lián)想——還有神經(jīng)細(xì)胞之間得到加強(qiáng)的聯(lián)接——可能不足以解釋記憶。有關(guān)記憶的了不起的秘訣是，它大多是為事物之間的關(guān)系，而不是為事物本身的細(xì)節(jié)編碼。大家記住一曲美妙的音樂，就是為音符之間的關(guān)系，而不是為音符本身編碼。因此，大家就能很容易地按照一個(gè)不同的音調(diào)來唱這首歌。 記憶的讀取甚至比其存儲(chǔ)還要神秘。當(dāng)我問你是否認(rèn)識(shí)（美國藝術(shù)家）亞歷克斯·里奇時(shí)，答案對(duì)你來說立即就很明確。沒有任何牢靠的理論可以解釋記憶的讀取如何這樣迅速地發(fā)生。此外，讀取這一舉動(dòng)還能破壞記憶的穩(wěn)定性。大家回憶起過去的一件事，這一記憶就暫時(shí)容易被消除。最近的一些令人困惑的實(shí)驗(yàn)表明，有可能采用化學(xué)方法，在這個(gè)記憶之窗打開期間阻止記憶重新形成。對(duì)由此產(chǎn)生的新的倫理問題，必須加以認(rèn)真的考慮。 3.大腦中的“底線”活動(dòng)標(biāo)志著什么？ 神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)家主要研究的是大腦活動(dòng)方面的變化。這種活動(dòng)與我們能在實(shí)驗(yàn)室里提供的刺激——譬如一幅圖片、觸摸或者聲音——相關(guān)。但大腦在休息時(shí)的活動(dòng)——其“底線”活動(dòng)——可能會(huì)被證明是我們的精神生活的最重要方面。醒著的、正在休息的大腦占用了人體全部氧氣的20%，盡管它僅占人體大小的2%。一些“底線”活動(dòng)可能標(biāo)志著大腦在背景中對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，對(duì)未來狀態(tài)和事件的模擬，或者對(duì)記憶的操縱。我們所關(guān)注的大多數(shù)事情——回憶、情感、動(dòng)機(jī)和計(jì)劃等——都能在沒有外部刺激和不產(chǎn)生可以衡量的、明確的輸出信息的情況下發(fā)生。 有關(guān)“底線”活動(dòng)的一個(gè)線索來自于神經(jīng)細(xì)胞成像實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)人們即將執(zhí)行一項(xiàng)目標(biāo)明確的任務(wù)時(shí)，大腦一些區(qū)域的活動(dòng)減少。無論任務(wù)的細(xì)節(jié)如何，活動(dòng)減少的區(qū)域都保持不變。這表明，在大腦“宕機(jī)”期間，這些區(qū)域可能運(yùn)行的是“底線”活動(dòng)程序，就像只有在別處不需要這些資源的時(shí)候，您的電腦才可能會(huì)運(yùn)行磁盤碎片整理程序一樣。 按照對(duì)知覺的傳統(tǒng)看法，來自外部世界的信息涌入人們的感官，在大腦中行進(jìn)，使人的感官看到、聽到和感覺到它。但許多科學(xué)家逐漸認(rèn)為，感官的輸入可能僅僅是修正了大腦中正在進(jìn)行的內(nèi)部活動(dòng)。例如請(qǐng)注意，感官的輸入對(duì)于知覺來說是多余的：你做夢(mèng)的時(shí)候眼睛閉著，卻仍然享受著豐富的視覺體驗(yàn)。醒著的狀態(tài)可能與做夢(mèng)狀態(tài)大同小異，僅僅是部分地建立在外來刺激的基礎(chǔ)上。按照這一觀點(diǎn)，您的有意識(shí)的生活就是一場(chǎng)白日夢(mèng)。 4.大腦如何模擬未來？ 當(dāng)一位消防隊(duì)長(zhǎng)遇到一場(chǎng)新的火災(zāi)時(shí)，他迅速地預(yù)測(cè)把隊(duì)員分派到什么位置最好。運(yùn)行有關(guān)未來的這種模擬——而又不造成實(shí)際嘗試會(huì)帶來的風(fēng)險(xiǎn)和代價(jià)——用哲學(xué)家卡爾·波普爾的話說，就是使“我們的假想”得以“充當(dāng)我們的替死鬼。”因此，對(duì)可能的未來情況的模擬，是聰明的大腦所投資的十分重要的“生意”之一。 但對(duì)于大腦的未來模擬器如何運(yùn)行，我們知之甚少，因?yàn)樯窠?jīng)系統(tǒng)科學(xué)的傳統(tǒng)技術(shù)最適合于在大腦的活動(dòng)和明確的行為，而不是智力模擬之間建立聯(lián)系。一個(gè)想法是，大腦的資源不僅用于處理刺激因素并對(duì)其做出反應(yīng)（看著一只球向你飛來），而且還用于構(gòu)筑有關(guān)外部世界的一個(gè)內(nèi)部模型，并從中提取有關(guān)事物的一般趨勢(shì)的規(guī)則（知道球如何在空中移動(dòng)）。內(nèi)部模型可能不僅是在接球等肌肉運(yùn)動(dòng)中發(fā)揮作用，而且還在知覺方面。例如，視覺就利用大腦中存儲(chǔ)的大量信息，而不是僅僅依靠從視網(wǎng)膜中輸入的信息。神經(jīng)系統(tǒng)領(lǐng)域的許多科學(xué)家近年來都表示，知覺并非簡(jiǎn)單地憑借通過一個(gè)等級(jí)體系一點(diǎn)點(diǎn)地積累數(shù)據(jù)而形成，而是通過使外來的感官數(shù)據(jù)與內(nèi)部生成的期望相匹配。 但是，一個(gè)系統(tǒng)怎樣才能學(xué)會(huì)就世情做出出色的預(yù)測(cè)呢？可能的情況是，記憶僅僅是為了這一目的而存在。這并不是一個(gè)新的想法：兩千年前，亞里士多德和（古希臘生理學(xué)家）蓋侖就強(qiáng)調(diào)，記憶是成功地預(yù)測(cè)未來方面的一項(xiàng)工具。就連大家對(duì)自己生活的記憶也可能會(huì)逐漸被當(dāng)作一個(gè)模擬的特殊亞類型來看待，因?yàn)樗呀?jīng)是確定無疑的，因而很可能會(huì)朝著某一方向流淌。 5.什么是情感？ 我們常說，大腦是信息處理系統(tǒng)。但是，無論怎樣解釋大腦，只要缺少對(duì)情感、動(dòng)機(jī)、恐懼和希望等的描述，就是不完整的。情感是對(duì)突出的刺激因素的可衡量的身體反應(yīng)：伴隨著恐懼而出現(xiàn)的心跳加快和出汗增多、當(dāng)貓?jiān)趫?chǎng)時(shí)一只老鼠嚇呆的反應(yīng)，或者伴隨著憤怒而出現(xiàn)的肌肉緊張加重等。另一方面，情緒則是有時(shí)伴隨著這些過程的主觀體驗(yàn)：快樂、妒忌和悲哀等感覺。情感所利用的看來基本上是不知不覺的機(jī)制——例如，情感所涉及的大腦部位會(huì)對(duì)稍縱即逝的憤怒面孔做出反應(yīng)，即使試驗(yàn)對(duì)象沒有意識(shí)到看到過這張臉也是如此。縱觀各種文化，人們的基本情感的表達(dá)方式十分相似。正如達(dá)爾文所說，縱覽所有哺乳動(dòng)物，情況也很相似。在表示恐懼、憤怒或父母對(duì)子女的愛時(shí)，甚至人類、爬行動(dòng)物和鳥類的生理反應(yīng)，都有很大的相似之處。 現(xiàn)代觀點(diǎn)認(rèn)為，情感是大腦所處的狀態(tài)，它們迅速地對(duì)結(jié)果做出評(píng)估，并提供一項(xiàng)簡(jiǎn)單的行動(dòng)計(jì)劃。因此，情感可以被看作一種計(jì)算、可以據(jù)以采取適當(dāng)行動(dòng)的一種迅速和自動(dòng)的概述。當(dāng)一只熊朝著你沖過來，加劇的恐懼就會(huì)指引你的大腦去做該做的事情（確定一條逃跑的路線），而不是做可以做的所有其它事情（比如收起你買菜的菜單）。在知覺問題上，如果眼前出現(xiàn)的是一只蜘蛛，而不是一卷膠帶，你發(fā)現(xiàn)它的速度就會(huì)更快。在記憶領(lǐng)域中，對(duì)情感事件的安排有所不同，是按照一個(gè)并行不悖的記憶系統(tǒng)，它涉及一個(gè)稱為扁桃體的大腦部位。 有關(guān)情感的神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)的一項(xiàng)目標(biāo)，就是認(rèn)識(shí)情感的多種紊亂的性質(zhì)。其中，抑郁癥最為常見，代價(jià)也最沉重。帶有沖動(dòng)的侵略性和暴力行為也可以被看作情感調(diào)節(jié)失誤的的后果。 6．什么是智力？ 智力呈現(xiàn)為多種形式。但從生物學(xué)上講，智力——在其任何一種外衣掩蓋下——意味著什么，還不得而知。億萬個(gè)神經(jīng)細(xì)胞如何進(jìn)行合作，以操縱知識(shí)、模擬新穎的情況，并消除無關(guān)緊要的信息？當(dāng)兩個(gè)概念“巧合”，你突然間明白了一個(gè)問題的解決辦法，會(huì)發(fā)生什么事情？當(dāng)你突然弄清，影片中的殺手實(shí)際上就是從未受到懷疑的妻子，你的大腦中會(huì)發(fā)生什么？聰明的人們存儲(chǔ)知識(shí)，是否采取一種比較精煉、彼此差異較大的或者比較容易提取的方式？ 在我們大家的成長(zhǎng)時(shí)期，都相信一種高智能的機(jī)器人即將問世的前景。但今天，我們所擁有的東西比起掃地機(jī)器人Roomba來沒有好到哪里去。是什么出了毛病？有兩個(gè)陣營(yíng)可以解釋人工智能發(fā)展方面很差的業(yè)績(jī)：我們要么對(duì)大腦功能的基本原理沒有充分的了解，要么尚未對(duì)一起工作的神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行充分的模擬。如果情況是后者，就是好消息：計(jì)算的成本逐年下降，速度逐年加快，因此我們距離享受擁有科幻小說里所描寫的、能夠?qū)嶋H料理家務(wù)的機(jī)器人的生活，理應(yīng)不是很遙遠(yuǎn)了。但大多數(shù)神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)家都認(rèn)識(shí)到，我們距離這一夢(mèng)想有多么遙遠(yuǎn)。目前，我們的機(jī)器人的智力只有海參那么高。盡管進(jìn)行了幾十年的智能研究，機(jī)器人從背景中辨別出人物的能力仍沒有達(dá)到嬰兒的水平。 構(gòu)成智力基礎(chǔ)的可能不是單一的機(jī)制，或者單一的神經(jīng)系統(tǒng)區(qū)域。無論智能是什么，它都處于人類特征的核心。其他物種只能解決特定的問題，而我們進(jìn)行抽象思維的能力則使我們能夠解決無盡的一系列問題。這意味著，對(duì)老鼠和猴子智力的研究可能是搞錯(cuò)了家譜。 7.時(shí)間在大腦中是如何表示的？ 百碼短跑是用槍響，而不是用閃光燈起跑的，因?yàn)榇蠹业拇竽X對(duì)響聲的反應(yīng)要比對(duì)閃光的反應(yīng)快。但一俟我們超越身體運(yùn)動(dòng)的范疇，進(jìn)入意識(shí)范疇（大家所報(bào)告的自己的所見所聞），情況就發(fā)生變化。在意識(shí)問題上，大腦克服許多困難，以使按照截然不同的速度處理的輸入信號(hào)實(shí)現(xiàn)同步。 比如說，您對(duì)著自己打一個(gè)榧子。雖然您的聽覺系統(tǒng)對(duì)響聲的處理速度要比視覺系統(tǒng)快30毫秒左右，但您看到手指和聽到響聲似乎是同時(shí)的。您的大腦利用高超的編輯技能來使世界上同時(shí)發(fā)生的事件在感官的接收方面也是同時(shí)的，盡管處理信息的不同感官的顯示結(jié)果會(huì)否定這一點(diǎn)。 關(guān)于您的大腦如何與時(shí)間玩把戲，一個(gè)簡(jiǎn)單的例子就是在鏡子里看一看您的左眼，然后將目光轉(zhuǎn)向右眼。雖然您的眼睛的移動(dòng)要花費(fèi)時(shí)間，但您卻看不到自己眼睛的移動(dòng)，就好像世界即刻就使一個(gè)視角到另一個(gè)視角的轉(zhuǎn)移得以實(shí)現(xiàn)。而那一剎那的時(shí)差哪里去了？就此問題而言，您每次眨眼應(yīng)當(dāng)看到的80毫秒的黑暗又哪里去了？歸根結(jié)底，大家關(guān)于時(shí)間平穩(wěn)消逝的觀念是大腦構(gòu)筑的一種結(jié)果。澄清大腦通常如何解決時(shí)間選擇問題會(huì)使人洞悉，如果時(shí)間的校準(zhǔn)出毛病，會(huì)發(fā)生什么，就像誦讀有困難的人們的大腦中可能發(fā)生的情況那樣。不能保持同步的感官輸入信息還促使老年病人摔跤的風(fēng)險(xiǎn)增大。 8.大腦為什么睡覺和做夢(mèng)？ 我們生命的最令人驚嘆的方面之一，就是我們把1/3的時(shí)間花在睡眠這個(gè)奇怪的世界之中。新生嬰兒所花的時(shí)間還要多一倍左右。一直醒著呆上一晝夜以上是非常難熬的。在人類當(dāng)中，神經(jīng)系統(tǒng)總是醒著會(huì)造成精神錯(cuò)亂；被剝奪睡眠達(dá)10天的老鼠會(huì)死。所有哺乳動(dòng)物都睡覺；爬行動(dòng)物和鳥類睡覺；海豚等采用自愿呼吸方法的動(dòng)物的睡眠方法是，在同一時(shí)刻總是使大腦的半部處于休眠狀態(tài)。雖然生物進(jìn)化的趨勢(shì)是明顯的，但睡眠的功能并不明確。 盡管睡眠要付出時(shí)間的代價(jià)，也使睡眠者基本上毫無防備，但睡眠的普遍性顯示出其深刻的重要性。沒有任何舉世公認(rèn)的答案，但是起碼有3項(xiàng)流行的（和非排他性的）猜測(cè)。第一項(xiàng)認(rèn)為，睡眠具有恢復(fù)功能，使身體的能量?jī)?chǔ)備得以節(jié)省和補(bǔ)充。不過，睡眠期間神經(jīng)系統(tǒng)十分活躍，表明情況并非僅此而已。第二項(xiàng)理論認(rèn)為，睡眠使大腦得以運(yùn)行對(duì)搏斗和解決問題等重要行動(dòng)的模擬，以便將其投入現(xiàn)實(shí)世界中的試驗(yàn)。第三項(xiàng)理論——得到的證據(jù)最多——認(rèn)為，睡眠在學(xué)習(xí)和鞏固記憶以及忘掉無關(guān)緊要的細(xì)節(jié)方面，起著十分重要的作用。換言之，睡眠使大腦得以將重要的東西儲(chǔ)存起來，而把神經(jīng)系統(tǒng)中的垃圾倒掉。 人們最近十分關(guān)注的是快速眼動(dòng)睡眠，認(rèn)為這是鎖定記憶、將其轉(zhuǎn)變成長(zhǎng)期記憶編碼的最重要階段。在一項(xiàng)研究中，人們訓(xùn)練老鼠，使之在一條跑道上尋覓食物獎(jiǎng)賞。研究人員記錄了稱為“地點(diǎn)細(xì)胞”的神經(jīng)細(xì)胞中的活動(dòng)。以老鼠在跑道上的不同方位為依據(jù)，這些細(xì)胞顯示出截然不同的活動(dòng)格局。事后，當(dāng)老鼠進(jìn)入快速眼動(dòng)睡眠時(shí)，記錄繼續(xù)進(jìn)行。在這種睡眠期間，老鼠的地點(diǎn)細(xì)胞往往會(huì)重復(fù)與其在跑道上跑動(dòng)時(shí)所見到的一模一樣的活動(dòng)格局。研究人員稱，這種關(guān)聯(lián)性十分密切，因而老鼠“做夢(mèng)”時(shí)，便能重演自己在醒著情況下所在的方位——以及老鼠夢(mèng)到的是自己在跑，還是站立不動(dòng)。由此得出的想法是，睡眠期間回放的信息可能會(huì)決定我們以后記住哪些事件。按照這一觀點(diǎn)，睡眠酷似課下的溫習(xí)階段。在最近的幾項(xiàng)試驗(yàn)中，完成艱巨任務(wù)的人類試驗(yàn)對(duì)象如果是在接連幾天的若干時(shí)段完成任務(wù)，得分就有所提高，但如果是在同一天的若干時(shí)段，情況并非如此。這表明，睡眠影響學(xué)習(xí)過程。 認(rèn)識(shí)創(chuàng)傷、藥物和疾病如何影響睡眠和做夢(mèng)——以及我們可以如何調(diào)節(jié)自己的睡眠需要——如同一塊肥沃的田野，可以讓我們今后獲得豐富的線索。 9.大腦的專門系統(tǒng)如何相互融合？ 用肉眼觀察，大腦表面的任何部位彼此都并無很大差別。但當(dāng)我們衡量其活動(dòng)時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)在神經(jīng)系統(tǒng)的每個(gè)區(qū)域，都隱藏著不同類型的信息。例如在視覺區(qū)域內(nèi)，不同的部位分別處理運(yùn)動(dòng)、邊緣、面孔和顏色等。成年人大腦的情形，如同一幅世界各國地圖一樣四分五裂。 神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)家們對(duì)這一圖形的分裂狀況已經(jīng)有相當(dāng)充分的認(rèn)識(shí)，結(jié)果使我們面對(duì)的是形形色色奇怪的大腦網(wǎng)絡(luò)，它們涉及嗅覺、饑餓、疼痛、目標(biāo)確定、溫度和未來預(yù)測(cè)等幾百項(xiàng)任務(wù)。盡管這些系統(tǒng)的功能各不相同，但它們看來卻相互密切合作。對(duì)于這種情況如何發(fā)生，人們基本上還沒有充分地認(rèn)識(shí)。 人們也沒有認(rèn)識(shí)到，大腦是如何這樣迅速地協(xié)調(diào)自己的各個(gè)系統(tǒng)的。神經(jīng)細(xì)胞電壓增量的運(yùn)行速度（在缺乏稱為“髓磷脂”的絕緣保護(hù)層的軸突中為每秒1英尺左右）是數(shù)字式電腦信號(hào)傳輸速度的萬分之一。盡管如此，人類卻能幾乎是即刻就辨認(rèn)出一個(gè)朋友，而在辨認(rèn)人的面孔方面，電腦卻很慢——通常也不成功。具有如此緩慢的零部件的一個(gè)器官如何能夠這樣快速地運(yùn)行呢？通常的答案是，大腦是一個(gè)并行處理器，同時(shí)進(jìn)行許多項(xiàng)運(yùn)算。雖然此話基本上的確屬實(shí)，但是使進(jìn)行并行處理的電腦速度慢下來的則是運(yùn)算的下一階段，就是需要對(duì)結(jié)果加以比較和做出決斷的階段。在這項(xiàng)工作中，大腦的速度快得驚人。因此，雖然大腦進(jìn)行并行處理的能力給人留下深刻印象，但是要將這些并行處理結(jié)果迅速地合成為單獨(dú)一項(xiàng)指導(dǎo)行為的輸出信息，它在這方面的能力起碼是同樣重要的。一只奔跑著的動(dòng)物必須要么左轉(zhuǎn)，要么右轉(zhuǎn)，才能繞過一棵樹；它不能兩者兼顧。
從解剖學(xué)上講，大腦沒有任何特殊的部位，可以讓來自不同系統(tǒng)的全部信息都匯聚起來。大腦的各個(gè)專門部位而是全都彼此相連，從而形成一個(gè)并行和重復(fù)連接的網(wǎng)絡(luò)。我們有關(guān)世界的融為一體的圖像就是從大腦結(jié)構(gòu)的這一迷宮般的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中浮現(xiàn)的。出人意料的是，有關(guān)大腦中這樣的循環(huán)式龐大網(wǎng)絡(luò)的研究一直沒有進(jìn)行——部分原因大概是，人們比較容易把大腦看作整潔的裝配線，而不是動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)。
10.什么是意識(shí)？ 回想一下你的第一次接吻。那次經(jīng)歷可能即刻就會(huì)在你腦海里浮現(xiàn)。在你意識(shí)到這次接吻之前，對(duì)它的記憶何在？在進(jìn)入你的意識(shí)前后，它是如何存儲(chǔ)在你的大腦中的？這兩種狀態(tài)之間的差別是什么？ 有關(guān)意識(shí)的一項(xiàng)解釋涉及現(xiàn)代科學(xué)尚未解決的重大問題。它可能會(huì)被證明并不是一個(gè)單一的現(xiàn)象。盡管如此，作為一個(gè)預(yù)先的目標(biāo)，讓我們把它當(dāng)作片刻之前大腦中還沒有、而早晨醒來時(shí)卻開始閃光的東西。 神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)家認(rèn)為，意識(shí)之所以從大腦物質(zhì)之中產(chǎn)生，主要是因?yàn)槟呐率悄愕拇竽X中十分細(xì)微的變化（譬如由于服用藥物或者患?。┮材芙o你的主觀體驗(yàn)帶來強(qiáng)有力的改變。問題的核心在于，我們還不知道如何設(shè)計(jì)零部件，以使造成的機(jī)器具有你我認(rèn)為理所當(dāng)然的個(gè)人主觀體驗(yàn)。假如我把世界上所有的玩意兒都給你，要你將其裝配成一架有意識(shí)的機(jī)器，那么還是祝你好運(yùn)吧。我們尚不具備解釋如何這樣做的一項(xiàng)理論。我們甚至不知道這一理論會(huì)是什么模樣。 有關(guān)對(duì)意識(shí)的研究的傳統(tǒng)挑戰(zhàn)之一，就是如何采用實(shí)驗(yàn)方法來研究它。在任何時(shí)刻，大概都有一些神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)過程與意識(shí)相關(guān)，而另外一些則不相干。首先一項(xiàng)挑戰(zhàn)是要確定兩者之間的差別。一些聰明的試驗(yàn)起碼正在取得微小的進(jìn)展。。在其中一項(xiàng)試驗(yàn)中，試驗(yàn)對(duì)象用一只眼看到一座房子的圖像，同時(shí)另一只眼看到一頭牛的形象。人們不是觀察到一種房屋和牛的混合物，而是僅僅觀察到兩者之一。然后，經(jīng)過一段任意長(zhǎng)度的時(shí)光，他們會(huì)以為自己看到了另外那件東西。他們會(huì)繼續(xù)緩慢地來回變換立場(chǎng)。但這一視覺刺激卻絲毫沒有改變；改變的僅僅是意識(shí)中的體驗(yàn)。這項(xiàng)試驗(yàn)使研究人員得以探索，神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)的哪些屬性與主觀體驗(yàn)的變化相關(guān)。 構(gòu)成意識(shí)基礎(chǔ)的各項(xiàng)機(jī)制可能存在于身體各個(gè)層次當(dāng)中的任何一個(gè)層次上：分子、細(xì)胞、循環(huán)系統(tǒng)、路徑，或者尚未得到描述的某個(gè)組織層次。這些機(jī)制也可能是這些層次之間相互作用的產(chǎn)物。一項(xiàng)很有說服力但卻仍然是猜測(cè)性的觀點(diǎn)認(rèn)為，大腦巨大的反饋循環(huán)系統(tǒng)對(duì)意識(shí)的產(chǎn)生來說至關(guān)重要。 在近期內(nèi)，科學(xué)家們正在努力辨別與意識(shí)相關(guān)的各個(gè)大腦區(qū)域。然后就是下一步：認(rèn)識(shí)它們彼此如何相互關(guān)聯(lián)。這就是神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)的所謂的棘手問題。解決了它，距離對(duì)做人的體驗(yàn)做出物質(zhì)上的解釋，就不會(huì)很遙遠(yuǎn)了。愛華網(wǎng)本文地址 » http://www.klfzs.com/a/9101032201/335784.html
