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七情六欲、悲歡離合,一切思想和精神上的問題最終都歸結於大腦。腦科學的發展改變了心理學、精神病學的進程,為理解、治療和開發大腦提供了具有里程碑意義的新範式。《大腦使用手冊》為讀者展示了大腦的工作原理、心理性疾病的生理性基礎和根源,以及如何開發和重塑大腦,科學地驗證了達芬奇“人的智慧不用就會枯萎”的名言。·
作者簡介
約翰·J.瑞迪,哈佛醫學院知名精神學教授和暢銷書作家,曾出版過DrzventoDistraction,AnswerstoDistraction和ShadawSyndromes。目前家居馬薩諸塞州波士頓城西的小鎮威爾斯利。·
名人/編輯推薦
《大腦使用手冊》是一本優秀的書。作者約翰·J.瑞迪將帶領讀者進行一場神奇的旅程。
本書將大量運用類比和隱喻的方法來說明大腦的工作原理,并不時地引用我自己的生活經歷或者精神病人的故事。
本書將大量運用類比和隱喻的方法來說明大腦的工作原理,并不時地引用我自己的生活經歷或者精神病人的故事。
目次
第1章 大腦的發展第2章 知覺第3章 注意力與意識第4章 運動第5章 記憶第6章 情緒第7章 語言第8章 大腦的社交功能第9章 四大區間第10章 照料與供給·
書摘/試閱
近年來,大眾媒體熱衷于報道神經科學上的一些發現,但是,媒體報道的興趣僅僅集中在神經科學發現的某一個方面,比如人的性格特征、行為特征或者精神混亂的生物學基礎。這些當然是很令人激動的部分,但事實上,神經科學發現中最震撼人心的部分,恰恰被媒體忽略了。
這些最令人深思的發現部分,不僅有助于生產更好的治療大腦的藥品,而且可以幫助說明我們的大腦是如何工作的,這足以改變我們認識自己的方式。當你了解這些發現時,一定會有巴爾博亞(Balboa)第一次見到太平洋時一樣的感受:雖然我們尚無法完全理解所看到的神經科學的意義,但是我們確切地知道,它意味著一個新時代的到來。以現代的神經科學知識來重新認識自己,不僅為你提供一種全新的啟發心智的自我理解方法,而且讓你獲得一種統一的解釋,它將心理學家、人類學家、語言學家和哲學家對個體的解釋融為一體,而不是讓它們相互矛盾。因此,對于我們來說,世界突然間就從平的變成了圓的。由于人類的性格特征、文化、語言和推理能力最終是由大腦負責,因此,這種統一性并不會令人特別驚訝,但它卻是一種突破性的全新的理論。因為直到最近的研究才讓我們了解到人類的大腦是如何工作的。
那么,到底應該如何表述,才能將這一復雜的話題變得淺顯易懂呢?乍看之下,大腦的神經科學圖譜簡直是一個由不同分類系統組成的大雜燴。不僅各個個體的大腦之間千差萬別,即使在同一大腦的不同區域,專業的神經科學家也無法給它們劃上明確的界限,而更不用說這些不同區域所承擔的功能了。的確,大腦科學是一門非常專業的學問,對于不了解它的門外漢而言,盲目地進入這個領域常常會如墮云中。在本書中,我將避免使用那些讓人不知所云的專業術語,盡量使用通俗的語言,向讀者朋友介紹人類大腦的復雜和奧秘。我希望讀者朋友能為此而感到興奮,因為下面我們將要學習的神經科學的知識,比任何計算機和網絡空間都更加迷人。可以預料,在未來30年內,神經科學的發現不僅會改變世界,而且會改變我們自己。當然,現在還無法預知世界會在何時以何種方式發生改變,但我們可以為此做好準備,并不斷改變自己,使自己也成為這變化的一部分。
為了研究人類的大腦及其功能,神經科學形成了許多令外行困惑的專業術語,這些專業術語最終會隨著我們對大腦認識的深入而不斷改變。對于那些有問題的神經組織,研究病理學的科學家們還在努力尋找一個統一解釋方法,他們竭力將大腦的特定功能和特定的神經位置聯系起來。事實上,如果將我們的操作模式替換為以生態為中心、以系統為基礎的模式,情況將會得到改變。因為此種模式能夠為我們人類的許多經驗提供解釋。但是,改變專業術語并不是本書的目的,這本應該成為神經科學家們的目的,是他們應該承擔起來的工作。正是由于他們自己的偏見,各種不同的定義,形成了本領域發展最大的阻力。比如,類似“記憶”“幸福”或者“妥當性”這些術語,并不是對大腦功能的描述,它們不過是由大腦功能產生的一些意義類別,我們對于這樣的意義類別知之甚少,因此也無從命名。幸運的是,本領域的大部分科學家都已經意識到,在表述大腦是如何工作的這一問題上,我們必須改變自己的話語模式,必須用一種新的表達方式來表達我們的思想。在本部分,我將用一些更好的表達方式來替代那些專業術語,當然,這也是一種新的描述大腦的方式。
大部分描述大腦的詞匯,特別是在認知科學領域內,都是來自計算法,但這些詞匯與我們所了解的大腦處理信息的方式并不一致。因為大腦并不是通過對類似1或者0這樣的數字符串的方式來處理信息和形成圖像的,這是人類根據大腦設計出的計算機的處理方式,但絕不是大腦的處理方式。就大腦而言,它大部分是由一列一列的神經元和各種圖譜組成,反映的是人類感知和認知到的物體的整體。至少,它們也是對這些物體整體的感覺或者認識,比如顏色、質地、可靠性以及速度。大部分的認知活動都是大腦各個不同部分的圖譜的即刻反映和相互參與的結果。對香蕉的認知并不存在于大腦內任何一個單一的結構中,大腦的認知方式是讓感知到的整體概念和整個圖像進行即時的相互作用,然后將這些感知集合起來形成整體印象。這一點是認知科學家視而不見的地方,同時也是他們的研究無法取得進展的原因。和微型集成電路片運用固定邏輯的處理方式不同,人類大腦是一個以模擬的方式來認知的處理器,它特別鐘情于以類比和隱喻的方式來工作。喜歡將各個物體在整體上進行相互參照,尋找其相似點、不同點或者它們之間的相互關系,而不是將點點滴滴的想法和感覺雜亂地湊和在一起。
本書將大量運用類比和隱喻的方法來說明大腦的工作原理,并不時地引用我自己的生活經歷或者精神病人的故事。我并不需要弄一個專業術語表,而是希望通過清晰的說明和不斷的重復來強化讀者對于大腦各個部分的名稱、功能和位置的記憶。當然,類比和隱喻的說理方式在科學界并不是規范的做法,但我堅信,一種更加直觀的非線性的思考方式將會最終取代我們現在正使用的邏輯推理方法。復雜理論的奠基人之一,克里斯·蘭頓(Chris Langton)認為,未來的科學會更加具有詩意。同樣地,我們這個紛擾的世界也因為邏輯論證而變得越來越復雜,也許我們可以換成這樣的思考方式:真正的信任是建立在類比之上,而不是計算上。
自從弗洛伊德發明了心理分析方法后,人類的心理就被認為是一個復雜的分析對象,只有經過專門訓練的人士,才能對復雜的夢境進行深入的分析。精神分析這個專業,一直被一種神秘感所籠罩,好像其成員屬于秘密的宗教團隊一樣。當然,現代科學已經應用生物學的理論,修正了弗洛伊德分析模式的幾個方面。心理治療也仍是治療精神疾病,比如抑郁、焦慮的重要方法,但現在我們對大腦以何種方式成就我們或者讓我們失望已了解得比以前清楚多了。以前我們將許多精神上的問題歸結于不恰當的環境、不稱職的父母,或者苦難的童年,但是現在我們認識到,這些問題其實都與大腦有關。比如,自閉癥曾被認為是由于童年時期遭遇到情感冷漠的母親而造成的,但現在僅僅將其認為是一種極端的發展模式,其產生的原因與環境并無多大的關聯。與此相似,以前認為小孩尿床是由于缺乏父母的關愛以及相應的訓練引起的,但最近一個荷蘭研究小組發現了尿床的基因標記。由此可以看出,我們正在以一種生物中心模式來替代以前的以精神動力為中心的精神治療模式。
對于那些曾被認為是由于自己的過失造成的精神病人,這是一個好消息。新的科學研究已經發現,作為身體的一個組成部分,大腦和其他身體器官一樣,也會受到外界影響并產生功能紊亂。正如身體的肌肉一樣,鍛煉會使它發達并充滿活力,不鍛煉則會萎縮而無力,大腦也同樣如此,它是一套肌肉系統,同樣遵循“用進廢退”的原則。大腦是一個動態、敏感同時又是一個具有強大成長能力的系統,能夠不斷調整自己來適應任何環境,當然這種調整的結果可能是我們希望看到的,也可能是我們不希望看到的。如果我們希望通過訓練我們的大腦來使我們在這個世界上更加成功,我們就需要了解影響大腦功能的各種因素。
由于百憂解、褪黑素以及生物反饋儀等各種產品的大量廣告,許多人對于如何改變大腦工作的方法已經有所了解。事實上,我們的一切行為,無論是吃、喝、行等,都對我們的大腦產生影響。但對于大腦本身,了解的人就沒那么多了。除非人們能真正地認清自己是誰,要干什么,否則他們是無法真正了解自己為什么具有特定的思維模式、話語模式、為什么愛、為什么恨、為什么哭、為什么笑,或者簡單地說,為什么他們具有如此獨特的世界觀。而這些就正是由個體的生物模式所決定的。在過去,我們總是通過神秘的夢境來發現個體精神上所隱藏的苦痛,現在,我們可以通過尋找基因、大腦組織中有缺陷的部分,或者是不平衡的神經傳遞素來發現那些令我們精神上痛苦的根源。這一觀點不免讓人沮喪,如果我們的精神生活完全掌控在人體基因之手,生物基礎決定了我們是誰,那么我們又如何有希望過上一種完全不同的生活呢?事實上,如果我們能更好地理解大腦是如何工作的,我們就能更清楚地知道自己是誰,通過積極地調整,重新塑造和安排我們的生活,而不必將希望完全寄托在單一的、空想出來的治療奇跡上。每一個大腦都是獨特的,沒有哪個大腦是完美無缺的。我們的責任只是了解自己,并了解是什么東西給予了我們獨特的世界觀。
不幸的是,從尋找心理痛苦的精神源頭向生物源頭的轉變并未使醫生放棄精神中心主義的治療模式。如果你感覺郁悶并尋求幫助,醫生們仍然習慣于從詢問你的感覺來開始治療。在獲得初步的信息后,治療通常以如下的模式進行:或者是通過篩選你的心理感覺,從而發現你罪惡感、憤怒、事業上失落感的源頭;或者通過藥物來調整情感上的各種癥狀;或者兩者兼用。這個世界上有許多閱讀困難或者學習困難的人,但多年的藥物治療或者精神分析卻無法使他們好轉,這讓他們困惑不已。我認為,這些方法其實都是對病人的誤導。應用這種方法來治療精神疾病,特別是與感覺和認知有關的精神疾病,會使患者的生活陷入凄慘悲涼的境地。這是因為,歷史上,幾乎所有的精神疾病都與患者的人格缺陷聯系在一起。假定病人只是聽力有問題,而醫生并沒有檢查出來,那么很自然地,他們就將此與你的人格聯系在一起,你要么是愚蠢,要么是冷漠,或者二者兼而有之。謝天謝地,現在的醫生再也不用這樣殘酷的詞匯來描述病人了,但在病人的心中,舊日的陰影很難抹去,他們已經習慣將自己心理方面的疾病和人格的缺陷聯系在一起,并為此感到羞愧不安。事實上,當病人向醫生尋求幫助時,他們實際上是在為自己的不幸尋求治療,但僅僅從不幸本身開始,無法尋找到不幸的根源。
對醫生來說,在詢問病人對世界的看法時,不要問“你感覺怎么樣”,而是問“你怎么感知這個世界”。由于病人是通過感覺器官來感知周圍世界的,在診斷時,醫生應該首先確定病人感覺器官的功能,只有這樣,才算是開始真正的診斷。要知道,感覺的問題是可以引起認知方面的缺陷的,而這又可以進一步引起社交障礙,并再進一步發展為自我評價的貶低,從而導致整個生活的失敗。如果能準確地確定產生問題的大腦位置,醫生就很輕松地制定出一套有針對性的治療方案,從而真正從根本上消除病因,恢復病人的正常生活。一旦將罪惡或自我抑制感覺歸結為一種大腦發展的問題,而不是將其歸結為品格方面的問題,病人的內疚感就會馬上消失,這常常可以從情感上幫助病人樹立對疾病的正確認識。
然而,為了促成對精神病理學認識的轉化,我們都需要學習,去逐步認識隱藏在人類行為背后的腦器官。對于醫生來說,更加需要了解如何識別器官的、感知的和認知缺陷的外在表現,不論這種外在表現是多么地隱秘。與此同時,常人也需要更多地了解自己,因為只有自己才知道自己的主觀感受如何,只有自己才知道自己在特定的情形下是如何看、如何聽、如何思考,有何感想的,他們是自己感覺的唯一見證人和描述者。 “了解你自己,這是走向成功的關鍵。”這句廣為傳誦的話,到現在也不過時,同時它也是哲學、心理學和宗教最為基本的真理之一。要了解我們自己,我們就必須學習如何更好地觀察自己、反省自己。正是出于這個原因,我們才需要學習那些掌控我們的邏輯、想象和情感的生理因素。近年來,我們關于道德的知識已被生物決定論所動搖,讓我們搞不清什么是道德問題,什么不是道德問題。我們生活在一個充滿矛盾的時代,在這個時代里,人體生物研究不斷地取得進步,但各種生物知識之間的沖突越來越劇烈。這個時代對于疾病的治療越來越進步,但同時也承擔著更多的責任,只有承擔起這種責任,才能將我們的社會團結在一起。但無論將來怎么樣,對讀者來說,都需要做好知識上的準備,以便做出明智的決定。
關于大腦新科學的另一個問題,就是在某種意義上,神經科學僅僅是幾個精英知識分子的事,只有辦公室里的分析家才能對此進行分析。他們用于描寫大腦的語言,比過去任何的精神病理分析術語都更加令人費解,而即使是那些過去的精神病理分析術語,也是未經過訓練的專業人士所不能理解的。對于普通人而言,他們是沒有耐心去學習此種專門術語的,正如20世紀70年代初的計算機語言一樣,人們相信,應該將這樣的語言留給那些書呆子去研究。如果還有人不相信的話,只需隨便翻閱一下現代神經物理學的教科書就可以了,這些書無不讓人敬而遠之。盡管大多數的學科,包括自然科學在內,都傾向于以新科學術語來替代日常的描述性語言,以更好地傳達對這一學科的理解。但神經科學卻只是不斷用新的術語疊加于舊的術語之上,一層又一層,經過百年的累積,就形成了現代的話語方式。
早期的大腦研究者看到人體大腦的內部時,他們對于大腦內的每一個部位和區域的功能一無所知。對于大腦功能細節的了解是后來的事。因此,這些先行者們僅僅是基于大腦器官的不同形狀,而分別給它們命名不同的名字。正如我們看到云朵而給它一個名字的方式一樣。與此同時,比較解剖學家也在努力進行自己的工作,他們發現,從結構的角度說,人類的大腦包括了人類大腦整個的進化歷史。就其形狀而言,它的核心部分與現代的爬行動物的大腦非常相近。當嬰兒的大腦發育時,大腦進化歷史的每個階段都會被激活,并在嬰兒大腦中留下一個微型的縮影,而且新的大腦皮層不斷地疊加到舊的大腦皮層之上。正因為如此,通過對解剖學那夢囈般的話語的解讀,我們會發現人類進化的秘密。神經物理學的術語描述了大腦各個部分真正的工作,在這個描述之上,我們可以看到過去50年里真正的大腦功能的圖像。正如大腦本身一樣,神經科學所應用的語言也反映了對先前結構的層層疊加和不斷豐富,而非對先前結構的替代。
毫不奇怪,大腦是宇宙間最復雜的物體,描述大腦的語言是復雜的。在人的大腦內,有上億個神經元,以及數十億個沒有計算能力的細胞。每個神經元又通過軸突和樹突與其他神經元相連,這些軸突和樹突像樹的枝丫一般從神經元上伸展從而構建連接,它們末端的一個小小的構件稱為突觸。突觸是當下人們研究的熱門對象,人們相信,大腦的學習和發展都是因為這些連接的增強或者減弱而發生的。在我們上億的神經元中,每一個神經元都可能通過1個或者10 000個突觸與其他神經元相聯系。在理論上,這意味著大腦內可能存在著近4 000萬億個各種不同類型的連接。在突觸和突觸之間還存在著細隙,在這些細隙內,存在一種電流信號,它會被很快地轉化為一種化學物質,而這些化學物質又會馬上轉化為電流信號,這就是為什么精神刺激類的藥物,比如阿司匹林和百憂解能夠有效的原因。
假如突觸之間連接的改變(不僅僅是突觸的不同組合)是人類大腦反映外界的基本機制,那么大腦中的電子化學組合就會是一個龐大的天文數字。讓我們假定每個突觸僅僅存在10個突觸連接,這一數字也將是10的100萬兆次方。這個數字是如此的大,完全超出人們的想象。天文物理學家計算出了已知的宇宙大小的
進化歷程 大腦自下而上的進化方式,如圖。這個三位一體大腦圖最早由保羅·麥克連(Paul Maclean)在1967年提出,此圖說明,人類大腦的進化,首先是保留了被人類祖先證明為有用的部分,在這些部分的基礎上,人類根據其進化環境的需要,添加新的部分。通過偶然突變和適者生存的過程,進化過程能根據先前出現的環境修補其自身的缺陷,從而使人類的大腦成為宇宙中最能適應環境的機體。
大腦的最基本部分,稱為爬行腦,這是人類基本生活的控制區域。它控制了人類的睡眠和清醒時間、呼吸、體溫調節,以及其他基本動作,而且是人類感覺輸入的中轉站。緊接上面的部分稱為哺乳腦(大腦邊緣系統),這部分的作用是提高生存能力并提升、修補和協調運動能力。同時,這里還有記憶和情感器官,當人們進入社會生活時,它們能進一步提升對身體的內在的控制。最后發育的是思考大腦,或者稱為皮質層。它負責的是對我們低下功能的微調,我們的人際交往、抽象思維和籌劃能力,并使我們能應對新的挑戰。
小腦對于運動平衡和準確導向具有重要的作用,同時對于大腦的其他功能也有重要的影響。
數字,是以立方來計算的,也不過只有10的87次方。這還不算,前面所說的10個突觸連接不過是為了方便起見,事實上,近年來已發現了53個不同的神經遞質,這些神經遞質在突觸間隙傳遞信息。其實,所謂“連接的數目”也并不是一個十分準確的描述,因為大腦時刻在改變其連接模式,以適應我們時刻不斷變化的所感、所思和所為。
令人高興的是,大腦的這種動態的、復雜的機制正可以化解許多人的擔心,不會再認為我們的天性是完全由基因所決定的。大腦是如此的復雜,如此的富有彈性,事實上不可能預測某個特定因素到底會對它產生何種影響。基因僅僅為大腦的初期發展提供方向,但它們不能完全控制大腦如何作出反應。根據現代的理論,大腦更像一個生態系統,而非一部機器。在我們人的一生中,大腦的各個子系統都處于相互競爭中。諾貝爾獎得主杰拉德·埃德爾曼(Gerald Edelman)稱之為“神經系統的達爾文主義”。他認為,這些突觸網絡像巨大的相互溝通的基礎設施,每一個網絡都爭先恐后地獲得外部世界的反饋。正因為如此,科學家們無法預測大腦會如何表達基因。正如他們無法預測一片熱帶叢林在30年后會變成什么樣子一樣,雖然你明確地知道這片林子里有許多老虎、昆蟲、鸚鵡、猴子和香蕉樹,但從長期來看,你無法預測以后它們誰會活得更好。每一個微不足道的事件都可能改變力量的平衡,從而產生不同的結局。在這樣一個復雜的系統中,只能靠老虎和猴子自身才能看出誰會占上風。同樣地,在大腦這樣一個復雜的系統中,也只有靠我們自己。這就是為什么學習大腦運作方式對我們如此重要的原因。確實,從某種意義上說,我們意志自由,我們現在所做的每件事都會對后面的事產生影響,而大腦的發展并不具有可預測性。基因是很重要,但它不是決定性的。我們所選擇的各種各樣的運動方式、睡眠、食物、朋友以及其他活動,包括我們為自己設定的目標,對改變我們生活的動力同基因一樣扮演著同樣重要的角色。而對于神經的了解則是我們必須走的第一步。
但不幸的是,世界上僅次于大腦的最復雜的事就是我們用于談論大腦的語言。這也正是為什么社會科學工作者、心理學家和其他大腦健康的專業人士避免談論它的原因之一。很多人都掩耳盜鈴地認為,他們可以運用它,但卻不必去思考它。業界人士大多持一種這樣的態度,他們認為,大腦應該被看作埋在地下的管道一樣,如果它沒有擁堵,就忘記它吧。這種欲去之而后快的想法,與商業高管們忽視互聯網,將之作為一個時尚之物,認為它將很快過時的想法如出一轍。事實上,對大腦的忽視,會使任何心理學理論舉步維艱。
對于堅持大腦中心論的人來說,令人安慰的是,他們可以將心理的動態發展理論看作是基因中心理論的延伸,而不是對基因理論的替代。比如,就相同的精神病來說,個體之間所表現出來的基因在方式和程度上都是千差萬別的。最近的研究表明,童年時期的壓力會使那些也許會一輩子休眠的基因表現出來。假如我們認為“冷漠的父母”是形成自閉癥的原因——當然我們現在知道自閉癥完全是發展中出現的問題,而且根源一定出在基因本身上——那么那些輕度自閉癥的兒童,而在情感上又明顯地受到冷落的孩子又怎么辦呢?一個患輕度自閉癥孩子的父母,事實上很難具有治療孩子自閉癥所要求的那種熱情,即使這種治療可能是最有效的(或者至少是部分有效的)。無論如何,弗洛伊德的信徒們認為母親的冷漠和孩子的自閉癥之間具有緊密的聯系并沒有錯,問題只是,這種聯系也許是基因的原因而非母親的態度方面的原因。尋找我們人類經驗堅實的生物學基礎,并不會使心理分析的理論土崩瓦解,相反,它有可能豐富心理分析理論。 到底是基因還是文化或者環境決定某個現象的產生,這樣的爭論不過是浪費時間,事實上,大腦才是所有現象背后的原因。處于發展中的大腦,其各個部分一開始時只各自為政,獨自發展。當其發展到一定的復雜程度后,且外部環境也變得越來越具有挑戰時,這些相互獨立的部分才開始緊密地結合在一起,從而形成緊密的聯系。具有諷刺意味的是,也許有一天,人類的大腦本身會成為一個多學科融合的催化劑,包括心理學、人類學、語言學和哲學。
在一開始,我們能做的僅僅是學習現在我們知道的有關大腦是如何運作的知識。與大眾看法相反的是,這個學習的過程既是一個受教育的過程,又是一個科學探索的過程。對自我的認知是我們自己的責任,這樣我們就能在生活中盡力地發揚我們的優點而避免我們的缺點。當然,這其中并不包含道德的問題,一個改過自新的酒鬼并不會為不能與酒友們在酒吧度過快樂時光而自責,因為他們已經了解自己了。同樣地,為自己的大腦在心理方面的缺陷而責備自己也是浪費你的精力,與其這樣,不如將自己的精力用來改變你的習慣和生活方式,重新過一種更加具有建設性的生活。
這些最令人深思的發現部分,不僅有助于生產更好的治療大腦的藥品,而且可以幫助說明我們的大腦是如何工作的,這足以改變我們認識自己的方式。當你了解這些發現時,一定會有巴爾博亞(Balboa)第一次見到太平洋時一樣的感受:雖然我們尚無法完全理解所看到的神經科學的意義,但是我們確切地知道,它意味著一個新時代的到來。以現代的神經科學知識來重新認識自己,不僅為你提供一種全新的啟發心智的自我理解方法,而且讓你獲得一種統一的解釋,它將心理學家、人類學家、語言學家和哲學家對個體的解釋融為一體,而不是讓它們相互矛盾。因此,對于我們來說,世界突然間就從平的變成了圓的。由于人類的性格特征、文化、語言和推理能力最終是由大腦負責,因此,這種統一性并不會令人特別驚訝,但它卻是一種突破性的全新的理論。因為直到最近的研究才讓我們了解到人類的大腦是如何工作的。
那么,到底應該如何表述,才能將這一復雜的話題變得淺顯易懂呢?乍看之下,大腦的神經科學圖譜簡直是一個由不同分類系統組成的大雜燴。不僅各個個體的大腦之間千差萬別,即使在同一大腦的不同區域,專業的神經科學家也無法給它們劃上明確的界限,而更不用說這些不同區域所承擔的功能了。的確,大腦科學是一門非常專業的學問,對于不了解它的門外漢而言,盲目地進入這個領域常常會如墮云中。在本書中,我將避免使用那些讓人不知所云的專業術語,盡量使用通俗的語言,向讀者朋友介紹人類大腦的復雜和奧秘。我希望讀者朋友能為此而感到興奮,因為下面我們將要學習的神經科學的知識,比任何計算機和網絡空間都更加迷人。可以預料,在未來30年內,神經科學的發現不僅會改變世界,而且會改變我們自己。當然,現在還無法預知世界會在何時以何種方式發生改變,但我們可以為此做好準備,并不斷改變自己,使自己也成為這變化的一部分。
為了研究人類的大腦及其功能,神經科學形成了許多令外行困惑的專業術語,這些專業術語最終會隨著我們對大腦認識的深入而不斷改變。對于那些有問題的神經組織,研究病理學的科學家們還在努力尋找一個統一解釋方法,他們竭力將大腦的特定功能和特定的神經位置聯系起來。事實上,如果將我們的操作模式替換為以生態為中心、以系統為基礎的模式,情況將會得到改變。因為此種模式能夠為我們人類的許多經驗提供解釋。但是,改變專業術語并不是本書的目的,這本應該成為神經科學家們的目的,是他們應該承擔起來的工作。正是由于他們自己的偏見,各種不同的定義,形成了本領域發展最大的阻力。比如,類似“記憶”“幸福”或者“妥當性”這些術語,并不是對大腦功能的描述,它們不過是由大腦功能產生的一些意義類別,我們對于這樣的意義類別知之甚少,因此也無從命名。幸運的是,本領域的大部分科學家都已經意識到,在表述大腦是如何工作的這一問題上,我們必須改變自己的話語模式,必須用一種新的表達方式來表達我們的思想。在本部分,我將用一些更好的表達方式來替代那些專業術語,當然,這也是一種新的描述大腦的方式。
大部分描述大腦的詞匯,特別是在認知科學領域內,都是來自計算法,但這些詞匯與我們所了解的大腦處理信息的方式并不一致。因為大腦并不是通過對類似1或者0這樣的數字符串的方式來處理信息和形成圖像的,這是人類根據大腦設計出的計算機的處理方式,但絕不是大腦的處理方式。就大腦而言,它大部分是由一列一列的神經元和各種圖譜組成,反映的是人類感知和認知到的物體的整體。至少,它們也是對這些物體整體的感覺或者認識,比如顏色、質地、可靠性以及速度。大部分的認知活動都是大腦各個不同部分的圖譜的即刻反映和相互參與的結果。對香蕉的認知并不存在于大腦內任何一個單一的結構中,大腦的認知方式是讓感知到的整體概念和整個圖像進行即時的相互作用,然后將這些感知集合起來形成整體印象。這一點是認知科學家視而不見的地方,同時也是他們的研究無法取得進展的原因。和微型集成電路片運用固定邏輯的處理方式不同,人類大腦是一個以模擬的方式來認知的處理器,它特別鐘情于以類比和隱喻的方式來工作。喜歡將各個物體在整體上進行相互參照,尋找其相似點、不同點或者它們之間的相互關系,而不是將點點滴滴的想法和感覺雜亂地湊和在一起。
本書將大量運用類比和隱喻的方法來說明大腦的工作原理,并不時地引用我自己的生活經歷或者精神病人的故事。我并不需要弄一個專業術語表,而是希望通過清晰的說明和不斷的重復來強化讀者對于大腦各個部分的名稱、功能和位置的記憶。當然,類比和隱喻的說理方式在科學界并不是規范的做法,但我堅信,一種更加直觀的非線性的思考方式將會最終取代我們現在正使用的邏輯推理方法。復雜理論的奠基人之一,克里斯·蘭頓(Chris Langton)認為,未來的科學會更加具有詩意。同樣地,我們這個紛擾的世界也因為邏輯論證而變得越來越復雜,也許我們可以換成這樣的思考方式:真正的信任是建立在類比之上,而不是計算上。
自從弗洛伊德發明了心理分析方法后,人類的心理就被認為是一個復雜的分析對象,只有經過專門訓練的人士,才能對復雜的夢境進行深入的分析。精神分析這個專業,一直被一種神秘感所籠罩,好像其成員屬于秘密的宗教團隊一樣。當然,現代科學已經應用生物學的理論,修正了弗洛伊德分析模式的幾個方面。心理治療也仍是治療精神疾病,比如抑郁、焦慮的重要方法,但現在我們對大腦以何種方式成就我們或者讓我們失望已了解得比以前清楚多了。以前我們將許多精神上的問題歸結于不恰當的環境、不稱職的父母,或者苦難的童年,但是現在我們認識到,這些問題其實都與大腦有關。比如,自閉癥曾被認為是由于童年時期遭遇到情感冷漠的母親而造成的,但現在僅僅將其認為是一種極端的發展模式,其產生的原因與環境并無多大的關聯。與此相似,以前認為小孩尿床是由于缺乏父母的關愛以及相應的訓練引起的,但最近一個荷蘭研究小組發現了尿床的基因標記。由此可以看出,我們正在以一種生物中心模式來替代以前的以精神動力為中心的精神治療模式。
對于那些曾被認為是由于自己的過失造成的精神病人,這是一個好消息。新的科學研究已經發現,作為身體的一個組成部分,大腦和其他身體器官一樣,也會受到外界影響并產生功能紊亂。正如身體的肌肉一樣,鍛煉會使它發達并充滿活力,不鍛煉則會萎縮而無力,大腦也同樣如此,它是一套肌肉系統,同樣遵循“用進廢退”的原則。大腦是一個動態、敏感同時又是一個具有強大成長能力的系統,能夠不斷調整自己來適應任何環境,當然這種調整的結果可能是我們希望看到的,也可能是我們不希望看到的。如果我們希望通過訓練我們的大腦來使我們在這個世界上更加成功,我們就需要了解影響大腦功能的各種因素。
由于百憂解、褪黑素以及生物反饋儀等各種產品的大量廣告,許多人對于如何改變大腦工作的方法已經有所了解。事實上,我們的一切行為,無論是吃、喝、行等,都對我們的大腦產生影響。但對于大腦本身,了解的人就沒那么多了。除非人們能真正地認清自己是誰,要干什么,否則他們是無法真正了解自己為什么具有特定的思維模式、話語模式、為什么愛、為什么恨、為什么哭、為什么笑,或者簡單地說,為什么他們具有如此獨特的世界觀。而這些就正是由個體的生物模式所決定的。在過去,我們總是通過神秘的夢境來發現個體精神上所隱藏的苦痛,現在,我們可以通過尋找基因、大腦組織中有缺陷的部分,或者是不平衡的神經傳遞素來發現那些令我們精神上痛苦的根源。這一觀點不免讓人沮喪,如果我們的精神生活完全掌控在人體基因之手,生物基礎決定了我們是誰,那么我們又如何有希望過上一種完全不同的生活呢?事實上,如果我們能更好地理解大腦是如何工作的,我們就能更清楚地知道自己是誰,通過積極地調整,重新塑造和安排我們的生活,而不必將希望完全寄托在單一的、空想出來的治療奇跡上。每一個大腦都是獨特的,沒有哪個大腦是完美無缺的。我們的責任只是了解自己,并了解是什么東西給予了我們獨特的世界觀。
不幸的是,從尋找心理痛苦的精神源頭向生物源頭的轉變并未使醫生放棄精神中心主義的治療模式。如果你感覺郁悶并尋求幫助,醫生們仍然習慣于從詢問你的感覺來開始治療。在獲得初步的信息后,治療通常以如下的模式進行:或者是通過篩選你的心理感覺,從而發現你罪惡感、憤怒、事業上失落感的源頭;或者通過藥物來調整情感上的各種癥狀;或者兩者兼用。這個世界上有許多閱讀困難或者學習困難的人,但多年的藥物治療或者精神分析卻無法使他們好轉,這讓他們困惑不已。我認為,這些方法其實都是對病人的誤導。應用這種方法來治療精神疾病,特別是與感覺和認知有關的精神疾病,會使患者的生活陷入凄慘悲涼的境地。這是因為,歷史上,幾乎所有的精神疾病都與患者的人格缺陷聯系在一起。假定病人只是聽力有問題,而醫生并沒有檢查出來,那么很自然地,他們就將此與你的人格聯系在一起,你要么是愚蠢,要么是冷漠,或者二者兼而有之。謝天謝地,現在的醫生再也不用這樣殘酷的詞匯來描述病人了,但在病人的心中,舊日的陰影很難抹去,他們已經習慣將自己心理方面的疾病和人格的缺陷聯系在一起,并為此感到羞愧不安。事實上,當病人向醫生尋求幫助時,他們實際上是在為自己的不幸尋求治療,但僅僅從不幸本身開始,無法尋找到不幸的根源。
對醫生來說,在詢問病人對世界的看法時,不要問“你感覺怎么樣”,而是問“你怎么感知這個世界”。由于病人是通過感覺器官來感知周圍世界的,在診斷時,醫生應該首先確定病人感覺器官的功能,只有這樣,才算是開始真正的診斷。要知道,感覺的問題是可以引起認知方面的缺陷的,而這又可以進一步引起社交障礙,并再進一步發展為自我評價的貶低,從而導致整個生活的失敗。如果能準確地確定產生問題的大腦位置,醫生就很輕松地制定出一套有針對性的治療方案,從而真正從根本上消除病因,恢復病人的正常生活。一旦將罪惡或自我抑制感覺歸結為一種大腦發展的問題,而不是將其歸結為品格方面的問題,病人的內疚感就會馬上消失,這常常可以從情感上幫助病人樹立對疾病的正確認識。
然而,為了促成對精神病理學認識的轉化,我們都需要學習,去逐步認識隱藏在人類行為背后的腦器官。對于醫生來說,更加需要了解如何識別器官的、感知的和認知缺陷的外在表現,不論這種外在表現是多么地隱秘。與此同時,常人也需要更多地了解自己,因為只有自己才知道自己的主觀感受如何,只有自己才知道自己在特定的情形下是如何看、如何聽、如何思考,有何感想的,他們是自己感覺的唯一見證人和描述者。 “了解你自己,這是走向成功的關鍵。”這句廣為傳誦的話,到現在也不過時,同時它也是哲學、心理學和宗教最為基本的真理之一。要了解我們自己,我們就必須學習如何更好地觀察自己、反省自己。正是出于這個原因,我們才需要學習那些掌控我們的邏輯、想象和情感的生理因素。近年來,我們關于道德的知識已被生物決定論所動搖,讓我們搞不清什么是道德問題,什么不是道德問題。我們生活在一個充滿矛盾的時代,在這個時代里,人體生物研究不斷地取得進步,但各種生物知識之間的沖突越來越劇烈。這個時代對于疾病的治療越來越進步,但同時也承擔著更多的責任,只有承擔起這種責任,才能將我們的社會團結在一起。但無論將來怎么樣,對讀者來說,都需要做好知識上的準備,以便做出明智的決定。
關于大腦新科學的另一個問題,就是在某種意義上,神經科學僅僅是幾個精英知識分子的事,只有辦公室里的分析家才能對此進行分析。他們用于描寫大腦的語言,比過去任何的精神病理分析術語都更加令人費解,而即使是那些過去的精神病理分析術語,也是未經過訓練的專業人士所不能理解的。對于普通人而言,他們是沒有耐心去學習此種專門術語的,正如20世紀70年代初的計算機語言一樣,人們相信,應該將這樣的語言留給那些書呆子去研究。如果還有人不相信的話,只需隨便翻閱一下現代神經物理學的教科書就可以了,這些書無不讓人敬而遠之。盡管大多數的學科,包括自然科學在內,都傾向于以新科學術語來替代日常的描述性語言,以更好地傳達對這一學科的理解。但神經科學卻只是不斷用新的術語疊加于舊的術語之上,一層又一層,經過百年的累積,就形成了現代的話語方式。
早期的大腦研究者看到人體大腦的內部時,他們對于大腦內的每一個部位和區域的功能一無所知。對于大腦功能細節的了解是后來的事。因此,這些先行者們僅僅是基于大腦器官的不同形狀,而分別給它們命名不同的名字。正如我們看到云朵而給它一個名字的方式一樣。與此同時,比較解剖學家也在努力進行自己的工作,他們發現,從結構的角度說,人類的大腦包括了人類大腦整個的進化歷史。就其形狀而言,它的核心部分與現代的爬行動物的大腦非常相近。當嬰兒的大腦發育時,大腦進化歷史的每個階段都會被激活,并在嬰兒大腦中留下一個微型的縮影,而且新的大腦皮層不斷地疊加到舊的大腦皮層之上。正因為如此,通過對解剖學那夢囈般的話語的解讀,我們會發現人類進化的秘密。神經物理學的術語描述了大腦各個部分真正的工作,在這個描述之上,我們可以看到過去50年里真正的大腦功能的圖像。正如大腦本身一樣,神經科學所應用的語言也反映了對先前結構的層層疊加和不斷豐富,而非對先前結構的替代。
毫不奇怪,大腦是宇宙間最復雜的物體,描述大腦的語言是復雜的。在人的大腦內,有上億個神經元,以及數十億個沒有計算能力的細胞。每個神經元又通過軸突和樹突與其他神經元相連,這些軸突和樹突像樹的枝丫一般從神經元上伸展從而構建連接,它們末端的一個小小的構件稱為突觸。突觸是當下人們研究的熱門對象,人們相信,大腦的學習和發展都是因為這些連接的增強或者減弱而發生的。在我們上億的神經元中,每一個神經元都可能通過1個或者10 000個突觸與其他神經元相聯系。在理論上,這意味著大腦內可能存在著近4 000萬億個各種不同類型的連接。在突觸和突觸之間還存在著細隙,在這些細隙內,存在一種電流信號,它會被很快地轉化為一種化學物質,而這些化學物質又會馬上轉化為電流信號,這就是為什么精神刺激類的藥物,比如阿司匹林和百憂解能夠有效的原因。
假如突觸之間連接的改變(不僅僅是突觸的不同組合)是人類大腦反映外界的基本機制,那么大腦中的電子化學組合就會是一個龐大的天文數字。讓我們假定每個突觸僅僅存在10個突觸連接,這一數字也將是10的100萬兆次方。這個數字是如此的大,完全超出人們的想象。天文物理學家計算出了已知的宇宙大小的
進化歷程 大腦自下而上的進化方式,如圖。這個三位一體大腦圖最早由保羅·麥克連(Paul Maclean)在1967年提出,此圖說明,人類大腦的進化,首先是保留了被人類祖先證明為有用的部分,在這些部分的基礎上,人類根據其進化環境的需要,添加新的部分。通過偶然突變和適者生存的過程,進化過程能根據先前出現的環境修補其自身的缺陷,從而使人類的大腦成為宇宙中最能適應環境的機體。
大腦的最基本部分,稱為爬行腦,這是人類基本生活的控制區域。它控制了人類的睡眠和清醒時間、呼吸、體溫調節,以及其他基本動作,而且是人類感覺輸入的中轉站。緊接上面的部分稱為哺乳腦(大腦邊緣系統),這部分的作用是提高生存能力并提升、修補和協調運動能力。同時,這里還有記憶和情感器官,當人們進入社會生活時,它們能進一步提升對身體的內在的控制。最后發育的是思考大腦,或者稱為皮質層。它負責的是對我們低下功能的微調,我們的人際交往、抽象思維和籌劃能力,并使我們能應對新的挑戰。
小腦對于運動平衡和準確導向具有重要的作用,同時對于大腦的其他功能也有重要的影響。
數字,是以立方來計算的,也不過只有10的87次方。這還不算,前面所說的10個突觸連接不過是為了方便起見,事實上,近年來已發現了53個不同的神經遞質,這些神經遞質在突觸間隙傳遞信息。其實,所謂“連接的數目”也并不是一個十分準確的描述,因為大腦時刻在改變其連接模式,以適應我們時刻不斷變化的所感、所思和所為。
令人高興的是,大腦的這種動態的、復雜的機制正可以化解許多人的擔心,不會再認為我們的天性是完全由基因所決定的。大腦是如此的復雜,如此的富有彈性,事實上不可能預測某個特定因素到底會對它產生何種影響。基因僅僅為大腦的初期發展提供方向,但它們不能完全控制大腦如何作出反應。根據現代的理論,大腦更像一個生態系統,而非一部機器。在我們人的一生中,大腦的各個子系統都處于相互競爭中。諾貝爾獎得主杰拉德·埃德爾曼(Gerald Edelman)稱之為“神經系統的達爾文主義”。他認為,這些突觸網絡像巨大的相互溝通的基礎設施,每一個網絡都爭先恐后地獲得外部世界的反饋。正因為如此,科學家們無法預測大腦會如何表達基因。正如他們無法預測一片熱帶叢林在30年后會變成什么樣子一樣,雖然你明確地知道這片林子里有許多老虎、昆蟲、鸚鵡、猴子和香蕉樹,但從長期來看,你無法預測以后它們誰會活得更好。每一個微不足道的事件都可能改變力量的平衡,從而產生不同的結局。在這樣一個復雜的系統中,只能靠老虎和猴子自身才能看出誰會占上風。同樣地,在大腦這樣一個復雜的系統中,也只有靠我們自己。這就是為什么學習大腦運作方式對我們如此重要的原因。確實,從某種意義上說,我們意志自由,我們現在所做的每件事都會對后面的事產生影響,而大腦的發展并不具有可預測性。基因是很重要,但它不是決定性的。我們所選擇的各種各樣的運動方式、睡眠、食物、朋友以及其他活動,包括我們為自己設定的目標,對改變我們生活的動力同基因一樣扮演著同樣重要的角色。而對于神經的了解則是我們必須走的第一步。
但不幸的是,世界上僅次于大腦的最復雜的事就是我們用于談論大腦的語言。這也正是為什么社會科學工作者、心理學家和其他大腦健康的專業人士避免談論它的原因之一。很多人都掩耳盜鈴地認為,他們可以運用它,但卻不必去思考它。業界人士大多持一種這樣的態度,他們認為,大腦應該被看作埋在地下的管道一樣,如果它沒有擁堵,就忘記它吧。這種欲去之而后快的想法,與商業高管們忽視互聯網,將之作為一個時尚之物,認為它將很快過時的想法如出一轍。事實上,對大腦的忽視,會使任何心理學理論舉步維艱。
對于堅持大腦中心論的人來說,令人安慰的是,他們可以將心理的動態發展理論看作是基因中心理論的延伸,而不是對基因理論的替代。比如,就相同的精神病來說,個體之間所表現出來的基因在方式和程度上都是千差萬別的。最近的研究表明,童年時期的壓力會使那些也許會一輩子休眠的基因表現出來。假如我們認為“冷漠的父母”是形成自閉癥的原因——當然我們現在知道自閉癥完全是發展中出現的問題,而且根源一定出在基因本身上——那么那些輕度自閉癥的兒童,而在情感上又明顯地受到冷落的孩子又怎么辦呢?一個患輕度自閉癥孩子的父母,事實上很難具有治療孩子自閉癥所要求的那種熱情,即使這種治療可能是最有效的(或者至少是部分有效的)。無論如何,弗洛伊德的信徒們認為母親的冷漠和孩子的自閉癥之間具有緊密的聯系并沒有錯,問題只是,這種聯系也許是基因的原因而非母親的態度方面的原因。尋找我們人類經驗堅實的生物學基礎,并不會使心理分析的理論土崩瓦解,相反,它有可能豐富心理分析理論。 到底是基因還是文化或者環境決定某個現象的產生,這樣的爭論不過是浪費時間,事實上,大腦才是所有現象背后的原因。處于發展中的大腦,其各個部分一開始時只各自為政,獨自發展。當其發展到一定的復雜程度后,且外部環境也變得越來越具有挑戰時,這些相互獨立的部分才開始緊密地結合在一起,從而形成緊密的聯系。具有諷刺意味的是,也許有一天,人類的大腦本身會成為一個多學科融合的催化劑,包括心理學、人類學、語言學和哲學。
在一開始,我們能做的僅僅是學習現在我們知道的有關大腦是如何運作的知識。與大眾看法相反的是,這個學習的過程既是一個受教育的過程,又是一個科學探索的過程。對自我的認知是我們自己的責任,這樣我們就能在生活中盡力地發揚我們的優點而避免我們的缺點。當然,這其中并不包含道德的問題,一個改過自新的酒鬼并不會為不能與酒友們在酒吧度過快樂時光而自責,因為他們已經了解自己了。同樣地,為自己的大腦在心理方面的缺陷而責備自己也是浪費你的精力,與其這樣,不如將自己的精力用來改變你的習慣和生活方式,重新過一種更加具有建設性的生活。
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