探索人腦的奧秘：別信《超體》，人類已使用了100%的大腦

擁有心智，是人有別于動(dòng)物的一大特征。人類依靠心智去認(rèn)識世界、創(chuàng)造文明。那么，奧妙神秘的心智究竟從何而來?為什么人腦這個(gè)小小的“三磅宇宙”能產(chǎn)生如此不可思議的奇跡?

近日，上海科技教育出版社推出的這本《三磅宇宙與神奇心智》，對于缺乏專業(yè)知識而對腦科學(xué)感到好奇的人們來說，無疑是一本極好的入門讀物。其作者顧凡及是復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，在本書中，他將人類認(rèn)識心智的歷史進(jìn)程奠基于現(xiàn)代神經(jīng)科學(xué)的新知識、新進(jìn)展之上，從感知覺、記憶、情緒、智能、語言和意識等多個(gè)側(cè)面，介紹了科學(xué)家在征服這個(gè)“生命科學(xué)大挑戰(zhàn)”的過程中所取得的輝煌成就。

顧凡及的科普寫作之路，是在他2004年退休后開始的。為了做好大腦的科普，他重新溫習(xí)腦科學(xué)的知識。研讀腦科學(xué)的教科書時(shí)，他發(fā)現(xiàn)教科書多半只陳述知識，卻沒有說清知識的由來。于是顧凡及的心中產(chǎn)生了疑問：這些知識究竟是怎么來的?它們真的正確嗎?是否存在其他的解釋?歷史上是否存在爭論?不愿盲信權(quán)威的顧凡及開始閱讀相關(guān)科學(xué)家的傳記，以及最新的學(xué)科進(jìn)展，在此基礎(chǔ)上，他寫出了《三磅宇宙與神奇心智》這本書，回答了自己心中的種種問題，并將它們分享給更多人。

6月10日下午，顧凡及攜《三磅宇宙與神奇心智》來到上海志達(dá)書店，為現(xiàn)場觀眾上了一節(jié)生動(dòng)的腦科學(xué)課。而他的講解正如書中一般，以科學(xué)家探索大腦奧秘的經(jīng)歷為線索，將艱深的腦科學(xué)知識轉(zhuǎn)化為淺顯有趣的故事，對在場的讀者娓娓道來。

分享會(huì)現(xiàn)場 供圖：志達(dá)書店

腦科學(xué)研究就像發(fā)現(xiàn)新大陸

在當(dāng)天的分享會(huì)上，顧凡及首先講述了科學(xué)家對于視覺的探索。首先，他介紹了視覺感受野的概念。所謂視覺感受野，是指視網(wǎng)膜上一定的區(qū)域或范圍，當(dāng)它受到刺激時(shí)，能激活視覺系統(tǒng)與這個(gè)區(qū)域有聯(lián)系的各層神經(jīng)細(xì)胞的活動(dòng)，然而它只解釋了視網(wǎng)膜上的細(xì)胞活動(dòng)，卻未能分析大腦皮層中的細(xì)胞活動(dòng)。兩位名為休伯爾和維澤爾的博士后看到了這一難題，并展開了研究。

但在當(dāng)時(shí)，他們的研究是不被鼓勵(lì)的。因?yàn)槟菚r(shí)在德國有一位名為榮格的教授已從事這一研究6年，并為此研發(fā)了當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的一臺儀器。相比之下，休伯爾和維澤爾兩位初出茅廬的學(xué)者，不光缺乏研究經(jīng)驗(yàn)，連研究經(jīng)費(fèi)都非常有限。然而他們不懼權(quán)威，并拒絕照搬現(xiàn)成的成功方法，以自己的方式毅然投入了研究，因?yàn)樗麄兿嘈牛锬な欠浅?fù)雜的，在視網(wǎng)膜上能行得通的觀測方法，并不一定適用于大腦。

有一天，當(dāng)他們把中間粘有黑點(diǎn)的玻璃板插到投影眼底鏡里去時(shí)，用來監(jiān)視神經(jīng)脈沖發(fā)放的揚(yáng)聲器發(fā)出一連串像機(jī)關(guān)槍一樣的聲響。經(jīng)過一番探索，他們發(fā)現(xiàn)，正是他們的這個(gè)動(dòng)作，讓玻璃片的邊緣在視網(wǎng)膜上投下了一條暗淡而分明的陰影，刺激了細(xì)胞的感受野;而要引起這一細(xì)胞反應(yīng)，直線的朝向只能落在一個(gè)很小的角度范圍里，而他們幸運(yùn)地找準(zhǔn)了這一角度。由此，“輸在起跑線”上的休伯爾和維澤爾發(fā)現(xiàn)了大腦視皮層細(xì)胞對于角度朝向的敏感度，而朝向選擇性是檢測形狀的基本元素，因此他們?yōu)槿祟愓J(rèn)識形狀視覺的形成提供了重要解釋。他們的成功看似偶然，卻是出于他們不盲目聽從權(quán)威、開放思路、打破思維定勢的堅(jiān)持。“腦科學(xué)研究就像發(fā)現(xiàn)新大陸一樣，我們就是要勇往直前地去看看，我們能發(fā)現(xiàn)什么。”顧凡及說。

說到這里，顧凡及只提到了心智之謎的一個(gè)極小的方面，在此基礎(chǔ)上闡述了更多的發(fā)現(xiàn)。美國神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)家克里斯托弗·科赫曾說過：“我們并不是用眼睛來看的，而完全是用腦來看的。”而要想找出大腦與視覺的關(guān)聯(lián)，關(guān)鍵在于找到大腦“看錯(cuò)”的時(shí)候。顧凡及展示了一系列會(huì)讓大腦產(chǎn)生錯(cuò)覺的圖片，有時(shí)候兩個(gè)圖形的亮度一樣，大腦卻會(huì)告訴人某一個(gè)更暗;有時(shí)圖像明明靜止，大腦卻會(huì)讓人感覺圖像是運(yùn)動(dòng)的。這是因?yàn)橹X不光取決于刺激，也依賴于腦中的知識。最經(jīng)典的例子莫過于埃姆斯的“魔屋”了，它會(huì)讓人對物體的大小恒常產(chǎn)生錯(cuò)覺。在這間屋子中，若兩個(gè)身高一樣的人站在房間的左邊和右邊，會(huì)產(chǎn)生高度差距明顯的錯(cuò)覺;而當(dāng)人從屋子后面的一側(cè)走向另一側(cè)時(shí)，會(huì)有身材不斷縮小或增大的錯(cuò)覺。

關(guān)于大腦與視覺，現(xiàn)場有讀者提問，為什么當(dāng)我們意識到大腦產(chǎn)生了錯(cuò)覺時(shí)，卻依然無法糾正它的錯(cuò)覺，依然只能看到錯(cuò)誤的景象?對此顧凡及表示，科學(xué)上目前對此沒有定論，但人的意識是非常復(fù)雜的。“我們往往認(rèn)為我們的一切都在意識的控制之下，但往往你以為你意識到了，實(shí)際上可能是無意識的。”顧凡及說。

現(xiàn)場讀者 供圖：志達(dá)書店

關(guān)于大腦還有太多未解之謎

顧凡及的第二個(gè)故事是關(guān)于記憶的。上世紀(jì)30年代，有一名科學(xué)家將老鼠放入一個(gè)迷宮中，通過對老鼠大腦進(jìn)行不同程度的損傷，來測量老鼠對覓食路線的記憶狀況。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是，老鼠大腦的損壞面積越大，其犯錯(cuò)的次數(shù)越多，由此認(rèn)定記憶是分散在大腦各處的，與具體某處的關(guān)系不大。

然而，一個(gè)叫亨利·莫萊遜的病例卻否定了這一廣受認(rèn)可的研究結(jié)果。這名病人犯了癲癇，醫(yī)生認(rèn)為他的病灶在大腦中的海馬體，就通過手術(shù)切除了他的海馬體。手術(shù)之后，他的癲癇不再發(fā)作，但他失去了對新事物的記憶能力，在醫(yī)院找不到路，也不認(rèn)識醫(yī)護(hù)人員，但對過去的舊事卻記得很清楚;可同時(shí)，他依然能學(xué)會(huì)新的技巧，比如騎自行車和游泳。通過莫萊遜的案例，人們發(fā)現(xiàn)人類的記憶可以分為兩種，一種的喪失不會(huì)影響另一種;而長期記憶不在海馬體，而海馬體是將短時(shí)記憶轉(zhuǎn)化為長期記憶的關(guān)鍵點(diǎn)。

莫萊遜并非孤例，顧凡及還講了失憶病人韋爾林的故事。這位病人的海馬體因腦炎損壞，只有短時(shí)記憶，會(huì)迅速忘記上一分鐘自己做過的事，因此他沒有昨天和明天，永遠(yuǎn)活在今天。但他同時(shí)也是一名鋼琴家，他依然保有彈鋼琴的技巧。不過對于記憶的故事，顧凡及并沒有展開，因?yàn)橛嘘P(guān)記憶人類還有太多的未解之謎。“我們以為自己已經(jīng)知道了很多，但實(shí)際上，我們還只是站在大腦的邊上。”他說。

在提問環(huán)節(jié)中，現(xiàn)場讀者談到了呂克·貝松導(dǎo)演、斯嘉麗·約翰遜主演的電影《超體》，電影中認(rèn)為人類目前只用到了大腦的10%，還有90%的大腦尚未開發(fā)，蘊(yùn)含著巨大的潛能。顧凡及否認(rèn)了這一說法，表示人類已經(jīng)使用了100%的大腦，只是使用的程度有所不同。但他也強(qiáng)調(diào)，人類也需要經(jīng)常進(jìn)行思維和身體的鍛煉，以維持大腦的健康。“大腦和身體是緊密關(guān)聯(lián)的，老人要勤動(dòng)腦，也要勤動(dòng)身體，多讀書多思考，常做‘大腦保健操’，這樣大腦生病的幾率也會(huì)大為降低。”顧凡及建議道。

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