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你就是你的大脑

你就是你的大脑

2020年11月13日,新浪科技翻译发布了Nautilus对神经科学家大卫·伊格曼(David Eagleman)的采访^1

采访中提到了脑神经细胞之间的混战状态,读者平时可能较少接触>到。以下引用部分均来自上述文章。

你在书中写道,我们大脑中的各组神经元之间一直在争斗不休,想争夺对大脑特定部分的控制权?

下至单个神经元,各个层面上都存在竞争关系。就好比森林里看似宁静而美丽,但每棵树木和灌木都在为了阳光而竞争,所以有些灌木长得矮宽,有些则把所有能量都用在长高上,伸展枝叶,吸收尽可能多的阳光。神经元之间的关系也正是如此。当一个神经元向另一个神经元传递信号时,也是以神经元之间相互斗争作为大背景的。如果从这个角度看问题,很多事情就说得通了。一旦大脑的某个部位暂时闲置,就会迅速被其它部位占领。

能举个大脑中竞争的例子吗?

我们总把大脑后部负责视觉的部位称作视觉皮层。但如果你失明了,或者甚至只是蒙住眼睛、在扫描机器里待一段时间,我们就会观察到,负责触觉和听觉的脑区开始侵占视觉脑区。如果是天生失明,这部分脑区就会被整个挪作他用,如负责触觉、听觉、单词记忆等等。所以我们不应给各个脑区贴上“这部分是负责视觉的”之类的标签。

那大脑只是在收集信息,然后进行重新组织整理吗?

大脑的神奇之处在于,它并不在意数据的来源,因为大脑内部的所有信息都是由微弱的电化学尖峰表示的。大脑中的每一个神经元每秒都会激发10至上百次,大脑根本不知道某个数据究竟是来自光子还是耳朵接收到的空气压缩波或是口鼻感受到的分子混合物。但它就是能弄清楚如何建立反馈回路,将指令发送给对应的肌肉,从而使输入发生特定改变。

这里插入了拟秩序化的“它就是能弄清楚”的表达。其实我们可以从自然选择中得到提示——不需要事先弄清楚,脑子里的回路就是“生死看淡,不服就干”地建立起来的,你敢像二价铅离子那样把甜味受体激活了,神经就敢反馈“你是甜的”。

你提出了一项有趣的猜测,称我们做梦是为了保护视觉想象力。你是说如果我们不做梦的话,就有可能失去这项能力吗?

没错。如今我们可以用电力照明,但在人类进化史上,99%的时间里都是无法做到这一点的。你只能生活在黑暗中。黑暗对听觉和触觉没有影响,但对视觉来说就很不利了。考虑到脑区互相占领的速度,视觉皮层很快就会被其它脑区所占。

数年前,我的学生唐·沃恩(Don Vaughn)和我研究出的一套模型显示,做梦似乎是一种在夜间保护视觉皮层不受侵占的方式。其中涉及到了一条非常特殊的回路。每隔90分钟,大脑中部的神经元就会变得活跃一下,展开一些活动。这些活动本身没什么特别的,但似乎是种保护性的激活机制,就好像“现在是晚上了,你正处于睡眠模式。我们得让这部分脑区保持活跃,不然就会被隔壁脑区攻占掉”。

还记得水蛭神经系统在被剥离了感官之后的自激发么。

还记得你试图“什么都不想”的时候脑袋里冒出来的想法么。

这么看做梦可真不浪漫!别人都说梦是灵魂之窗,你却说做梦只是为了保持视觉皮层活跃。

我有时也会追求浪漫,但大多数时候只追寻真理。我们分析了25种灵长类动物的大脑可塑性以及夜间的快速眼动睡眠长度。结果发现,两者之间有很强的相关性,大脑可塑性越强,所需的快速眼动睡眠就越多。顺便一提,快速眼动睡眠在婴儿时期出现得最多,因为这一阶段的大脑可塑性非常强,最需要好好保护视觉皮层。

假如有某颗行星不会自转,不会有半天时间都处于黑暗之中,这颗行星上的生物就不会做梦了吗?

我们这样会做梦的物种在宇宙中也许十分罕见。假如你生活在一颗永远处于白昼或永远处于黑暗之中的行星上,就不需要担心这个问题了。或者说,假如你所在的行星自转速度很快,昼夜每隔90分钟就会轮换一次,那也用不着做梦。

不过,大卫·伊格曼,作为《西部世界》的科学顾问,仍然认为人类意识是特别的存在。

我们未来能够绘制出某人大脑中的全部神经连接并据此判断此人是个什么样的人吗?

也许能吧。不过无论是好是坏,我们这辈子都看不到了。但从理论上来说,你有过的每一种体验都会记录和存储在大脑之中。这不仅仅与神经元之间的连接强度有关,而是深入到细胞层面。信号通路的确切分布、生物化学的系统层级,一直到细胞核中的基因表达,这些全都代表着你在这个世界中的经历。从理论上来说,也许再过300年,你就能读取别人大脑中的信息了。

有人并不赞同将脑海中的一切事物都归结于脑科学。有些人称其为“神经狂热症”、甚至“神经垃圾”。你如何看待这种批评?

这种批评毫无依据。现在确实有很多“神经垃圾”,有些人做了点影像学研究,就开始宣称“瞧这块脑区亮起来了,我们已经找到了‘感激’或‘慷慨’的神经依据”。这根本不是真正的科学^2。 但“你就是你的大脑”这一点是毋庸置疑的。无论是你所经之事、所成之人还是所见之物,你生活中发生过的每一件事都存储在你的大脑中^3

例如,有些人患上帕金森综合征之后,就变成了难以自控的赌徒。一些机智的医生意识到,这与他们服用的药物有关。这些药物会提高大脑中的多巴胺水平,从而解决患病引发的运动问题,但也将他们变成了好赌之人。假如对神经递质加以改动,就会改变你的行为方式和风险回避程度。所以并不是他们有意选择变成了赌徒,而是当大脑发生变化时,整个人也会随之而变。

按照这种逻辑,许多老生常谈的哲学问题就显得无关紧要了,比如自由意志、或者灵魂体验的起源、或者自我的本质等等。这些说到底都只是大脑中的神经元被激发而已^4

我们不妨走一条中庸之路,既能弄明白这些问题,又不必说这只是一堆神经元而已。大脑中的每一个细胞都极其复杂。每个细胞都包含一套完整的人类基因组。在一套极其复杂的生物化学系统中,有成百上千万的蛋白质受其管理。你大脑中的每一个神经元都复杂得远超想象,而人脑中的神经元有860亿之多。所以如果说“你只是一堆神经元”,那就太大事化小了。事实上,你的体内可是有着一整个乾坤呢^5

那我们能否把所有主观体验都归结于大脑功能呢?

当然可以。你可以通过吸毒获得完全不同的体验,也可能因脑损伤产生幻觉。我们知道这都是因为大脑所致。但还没有理论能很好地解释意识体验究竟是怎么回事,比如肉桂在你闻来是什么味道、或者夕阳在你眼中有多美等等。

意识似乎是由大脑产生,但也有可能另有来处。假设你生活在沙漠中的一个原始部落,有一天你在沙中发现了一台收音机,而你此前从未见过这种东西。你发现只要旋转按钮,就有声音从中传出。然后你把螺丝拆下,发现只要改变里面的线路,声音就会被搅乱。你也许能总结出,声音是由这些线路产生的。但你不会意识到,远处城市里有一座座信号塔,也不可能感觉到、甚至疑心过电磁辐射的存在,但恰恰这才是声音的真正来源。

这么说来,也许并非一切事物都是由大脑产生的,我们也许只是在“收听”从别处传来的意识。

我不是这个意思,我只是说在神经科学中存在这种可能性,我们必须予以考虑。

大脑还有很多未解之谜,其中你最想弄清哪一个问题呢?

说到底还是意识的问题。我们可以造出非常精密复杂的机器,但我并不认为电脑有内在的主观体验,但我们却拥有这种体验。也许这就是生而为人的关键所在。我们不仅没有理论能很好地解释这一点,甚至想象不出这套理论该是什么模样。

这是诉诸复杂,而且惯例性地忽略“意识有什么用”的问题。

“意识是我们生而为人的关键”,看起来不言自明。但这个问题并不会消失。它存在于每一个青春期悸动少年的脑中,存在于桂冠诗人的笔下。难道我只是化学的火花吗?我是以太中的一块磁石吗?我是电路中的自激信号吗?我不只是我的眼睛、口鼻、身体,我是那个从眼睛里向外看的人,但是从它里面向外看的到底是谁?我是谁^6

“意识来自他处”的想法古已有之,最近几十年则和彭罗斯的微管说有关,后者认为意识是某种量子计算,涉及脑细胞中的微管和某种时空构造的相互作用。将这一套观点推广开去,也许允许人的意识脱离脑而独立存在。这种可能性目前是没有可证伪性的。

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你就是你的大脑 - 赵泠的文章 - 知乎 https://zhuanlan.zhihu.com/p/290760759