SCIENCE 科学

科技改变大脑

文⊙游识猷

现在让我回忆谷歌与互联网出现之前的人生，我只觉混沌一片不可捉摸，甚至开始怀疑自己是怎样挨过那段“前谷歌时代”。对信息焦虑症患者如我，互联网加搜索引擎真是妙不可言的恩物。从前你必须等待邮差带给你昨日的“新闻”，如今只需轻点几下鼠标，世界尽头这一刻的画面就为你直播。从前你必须在图书馆忍受呛人积尘，走过一列列书架翻阅，如今只需输入几个关键字，海量资料便扑面而来。

然而细细想来，谷歌时代的我有些特征的确让人不安：我越来越读不下去那些动辄几屏的长篇文章，匆匆扫过第一段、第二三段的开头第一句，然后便不耐烦地一路拖曳到最底。我回忆不起上次从头到尾阅读一本严肃书籍是什么时候。浏览器不知不觉就打开了几十个页面，我在一个个超链接间跳来跳去，却恍惚想不起最开始查找的初衷。即时通信窗口又开始闪烁，我打开，随手回复几条消息，然后又忍不住去刷新收件箱看看有没有新邮件。关闭邮箱，我又在微博上徜徉，担心自己几个小时不上就被滚滚信息潮流甩在身后。

谷歌让我们从一个节点出发，在多个相关的节点间跳跃，然后再选择某个新起点，继续出发。如今网上盛行的是这样的阅读习惯：节点，跳跃，短篇，读图。而我显然不是唯一一个被搜索引擎改造的人。“快捷”、“效率”就是一切。我们不再追求最深思缜密的智慧，只求在最短时间内给出个差不离的答案。这一习惯甚至从线上影响到了线下，2008年3月，历史悠久的《纽约时报》也不得不向网络时代的阅读方式屈服——编辑们把报纸的第二、第三版用于提供报纸内长文的内容简介，以方便服务那些缺乏耐心与时间、只想匆匆汲取他所需资讯的读者。

卡尔说，媒体不单单为你提供一个结论，它还影响你得出结论的方式。确实，这些改变全在潜移默化间完成，当“知之为知之，不知Google之”成为习惯挂在嘴边，我遇到问题的第一反应已经不再是思考“如何解决这个问题”，而是“我可以用哪几个关键词搜索”。我的思绪不再如连绵展开的锦缎，而是一个个跳跃的断章。我的大脑亟需碎片整理！

正因如此，当我读到下面这段话时才悚然而惊：“互联网带来无限信息的同时也让人陷入两个错觉：一是以为看过的知识就是已经掌握的知识；二是觉得始终有大量未看过的知识亟待补充。这将导致知识管理的第一阶段——知识的收集和整理——被无限延长了。久而久之，知道的远远大于做到的。”

不知不觉时间流逝，终于，一事无成的我忍不住怀疑，这些重复的动作到底耗去了我多少时间？而拼命吸收那些除了作为肤浅的谈资外一无用处的信息，是否抑制了我的大脑进行深度创造性思维？

我也曾尽力为自己开脱，毕竟，比起之前几个世纪的人们，在这个连幼儿的玩具都变成了iPhone的时代，未来必将要求我们处理多得多的信息。虽然许多研究已经显示，习惯于互联网方式的人在传统课堂上表现不佳，但或许这并不是互联网伤害思维能力的“原罪”。也许问题在于两者要求的思维方式来自于两个不同的时代，或许，是我们衡量智商的方式落后于当今科技的发展。

可惜，牛津大学的认知学家格林菲教授显然不怎么认同。2006年，她在英国《卫报》上撰文告诉公众，我们读书的传统方式可用三个关键词概括：直线、集中、循序渐进。而阅读一本书的体验就好似一次旅行，作者似导游般耐心牵着你的手，沿途风景随着他的叙述一点点在你眼前展现。你未必享受这次旅行，也未必爱看沿途风景，旅途的目的地说不定也与你真正想去之地背道而驰，但不管如何，你所走过的是连续的有逻辑的路途，作者交给你的是一整个自洽的逻辑体系。未来你遇到新体系时，可以将过往的体系取出对比，衡量优劣。久而久之，属于你独有的体系便日臻完善。格林菲强调，单独的事实必须放在特定背景中方可凸显其重要性，信息必须嵌套在强大的概念体系中才能变为知识。否则，你面对五光十色的比特海目眩神迷，却不知如何评价在你面前闪过的某条特定信息。英国一份统计显示，仅有33%的青少年知道如何衡量网上信息的可靠性，这意味着有三分之二的人会不假思索地接受一大堆垃圾信息，并最终变得麻木浅薄，在网上冲浪时只对那些对感官强烈刺激的令人惊叹的事物有所反应……

从前人们以为成年时大脑基本定型，但如今研究发现情况并非如此——这一切都来源于所谓的神经可塑性，而且这种改变很可能比你想象得更快速更显著——2006年，德国研究者发现，医学系学生在准备考试的三个月里，后顶叶皮层与侧顶叶皮层的灰质会显著增加。而根据我自己当年考政治的心得体会，估计考试结束后没多久，那些增加的灰质便自然消失了。

大脑能“用进”，亦能“废退”。2005年，美国密歇根州立大学与德国亚琛大学的研究者们找来一群平均从十二岁就开始玩游戏、每周玩十五个小时左右的年轻男性。当这些人玩《反恐特警》（一款与CS类似的第一人称射击游戏）时，磁共振成像结果显示，大脑处理信息的部分高度活跃，而负责情感的部分，如前扣带皮质则受到压抑。德国图宾根大学的神经学者拜尔哈默博士相信，反复玩暴力游戏的结果就是反复加强脑中这部分回路而压抑另一部分回路，长此以往，这种思考模式或许会从虚拟带到现实，结果就会变得更加好斗并富有对抗性，而情感上则越来越冷漠。

大脑的适应力还不止于此。我们知道大脑有分区，各个区域各司其职——有的负责猛虎落地，有的负责细嗅蔷薇，但你可能不知道，这些区域在特殊条件下还可以互相调用。就拿最近发表在《自然神经学》期刊上的一项研究来说，你或许听说过：盲人听力会更敏锐，而听觉障碍者眼神会特别好。研究者们用猫证实了这种补偿效应的确存在。实验证明，失聪猫的远距离视觉明显比正常猫表现突出，甚至周边视觉也更为敏锐，就是说，当物体放置在远离视野中心角度的余光处时，失聪猫明显比正常猫更多地注意到。

更不可思议的一点是，大脑的听觉皮层原本是处理听觉信息的中心，而当研究者们用外科手术的方法让失聪猫的一部分听觉皮层的脑区失活后，发现它们的周边视觉能力下降了；再让另一部分听觉皮层的脑区失活后，它们原本强悍的能见距离也缩短了。这说明失聪猫的听觉皮层之前实际上被调用去处理视觉信息了。

互联网也好，搜索引擎也好，游戏也好，它们改造大脑的手段毕竟是含蓄而无形的。相比起来，有些当代科技则走上了对大脑进行直接干涉甚至是“暴力破解”的路子。

右图上那只硕大的老鼠被固定在一个貌似四轮餐车的装置上，它的头部通过连线与机械的传动装置相连。整个系统看上去很像某个科学狂人的杰作，实际上，这是东京大学的研究者们在试验他们开发的大脑-机器连接系统，该校的深山教授表示，他们正努力教会这只老鼠通过脑部活动来控制车子的行进方向。据说现在科学家的难题在于，因为无法和老鼠直接沟通，所以有时候无法了解车子到底是不是真的以老鼠的意志为转移。倒是网上有人出了个绝妙的主意——饿老鼠一天，在一定距离内放上一碟花生酱，然后观察车子的行进方向……

这张图片可能会让很多人惊恐不已，然而，直接在脑中插入电极这种事情其实在人类身上早就有了——当然，目的绝不是制造科学怪人，而是为了解救被困锁在躯体中的大脑，为大脑重新打开一扇与外界交流的窗口。

有时候，因为一场意外——事故或者疾病，我们的大脑可能在转瞬之间就成了身体的囚徒。1995年，法国《ELLE》杂志总编尚·多明尼克·鲍比就在一夜间因脑中风失去了对自己身体的掌控权，虽然他的意识无比清醒，却只能靠眨左眼与人交流。法文字母按照使用率排序，频率最高的E在最前，而W则敬陪末座。与鲍比交流的人依序将字母一个个念出，而他会适时地眨眼示意。就靠着这种原始而缓慢的方式，鲍比写出了一本小说《潜水钟与蝴蝶》:“我的肉体沉重如潜水钟，但内心渴望像蝴蝶般自由飞翔。”

令鲍比无奈的是，这种表达自己的方式受限极多，交流者的耐心至关重要，有些人听了几个字母就开始往下随意猜测，造成的误解要纠正也很困难。

2001年，年仅25岁的美国青年纳格尔遭遇袭击，从脖子以下全身无法动弹。

但纳格尔比鲍比幸运，麻省新英格兰西奈医院的医生为他进行了一项开拓性的手术，植入由美国布朗大学的神经学教授约翰·多诺休开发、麻省网络动力学公司制造的“大脑之门”芯片。于是，九十六根头发丝粗细的电极探入控制手臂运动的大脑右中央前回一毫米深处，收集来自脑部的电信号并传回，然后电脑用某种线性回归算法把电信号还原成动作指令。结果令人喜出望外，三天之内，纳格尔就学会了如何用思想来控制电脑屏幕上的鼠标前进后退。通过这种方式，纳格尔可以开关电视，可以调音量，可以换频道，可以收取电子邮件，甚至可以操控机械义肢抓取东西。

当然，目前的控制还局限于非常简单的指令，也依然时不时会出错。英国布里斯托尔大学的神经生理学家阿普斯表示，控制运动的神经元数以百万计，我们简简单单的一个动作背后是非常复杂的电信号，而目前的芯片只能收集并传递其中极微小的一部分。好比在一场宏大的交响乐团演出中，我们只倾听到了一把小提琴的颤音——尽管如此，那美妙至极的独奏依然撼动人心。

不过，这种程度的“窃听效果”显然不能满足美国国防部高级研究计划局（DARPA）, DARPA隶属于五角大楼，包括互联网、GPS、夜视技术、隐形飞机等重大科技结果都诞生于此。数年来，加州大学的研究者与DARPA一直在合作进行一项耗资四百万美元的“无声通话（Silent Talk）”项目，攻关难题包括：首先研究单个个体的脑电图模式，其次看看可否将模式归纳总结，建立首部脑电波通用辞典，最后制造大小适合的耐用装置——脑电图描记器（EEG）装置读脑波，翻译成相应单词，然后传送给接收者。未来的战场上，谁还打手势？无线电？战场PDA？统统落伍！心领神会才是未来士兵间交流的主要方式。

2010年，DARPA宣布，未来两年内将投入一千五百万美元进行脑部受伤后的重建研究工作，来自斯坦福大学与布朗大学的多个学科研究者都将参与其中，该项目取名为“修复”。

比起“大脑之门”的目标在于捕捉电信号，“修复”的研究者们则要用各种方法模拟电信号，然后重建大脑中因外伤而失落的回路。这项研究的理论基础依然是神经可塑性——即受伤的大脑能通过新生神经元等方式自我修复。

斯坦福大学电子工程系教授谢诺伊就专攻光遗传学——这种很多人闻所未闻的学科研究用光脉冲来精确地触发神经活动。假设大脑处理一个信号需要先后调用A、B、C三个区域，而B区因外部损伤导致传输中断。谢诺伊所要做的就是把电极和光纤组成的装置植于大脑皮层之上，读取A区传来的电信号，然后翻译成C区相对应的活跃状态，最后用光准确锁定C区的某几个神经元，刺激其活化脑相应区域来回应。最终结果就是， A区信号通过“修复”，绕过受损的B区而被C区直接读取了。

当然，要完成这个A到C的翻译，首先必须彻底理解不同的脑区，如何对彼此发出信号，如何有条不紊地协作。目前，谢诺伊正以老鼠和猴子为对象进行试验，加深对大脑“密码”的理解。（见下图）

光并非科学家们唯一的选择，另一选项择是无形的超声波。比起必须进行创伤性手术植入光纤与电极，亚利桑那州立大学的泰勒博士认为，用非侵入性的手段来影响大脑更为安全。

这种非侵入性手段包括超声脉冲，以及经颅磁刺激（Transcranial Magnetic Stimulation, TMS）——电线圈置于头部附近，产生作用于脑细胞的磁场与感应性电流。TMS属于比较安全成熟的技术，已经被用于临床治疗药物无效的抑郁症，但问题在于，它只能作用于大脑的浅层表面，对深处的脑回路无能为力。此外，TMS的分辨率也不够高，大约在一厘米上下，远不能满足精细操控的需要。

超声波则可以穿透大脑直达深处去活化或抑制脑细胞。外科医生已经在用高频高强度的超声波烧掉子宫肌瘤。问题是，频率高至千兆赫的超声波在穿透骨骼时，会令其温度升高到液化的地步，听起来不太妙。频率低如兆赫的超声波倒是不那么危险，但要提高精度集中于某点就困难许多。哈佛医学院的柳承世博士已经成功地用低频低强度的超声波抑制了兔子的大脑视敏度和选择性活化运动神经皮质。而泰勒发展的超声波技术分辨率大概在2毫米～3毫米，比起TMS已经提高了五倍。研究者们希望，未来这项技术能应用在脑瘤的治疗中——在磁共振的指引下，根据每个人颅内的结构与脑瘤的位置、大小，量身定做的超声波将有如精确制导武器，精准地无需开颅就除去脑瘤。

过去的几十年已经是脑部研究飞速发展的黄金时代，功能性磁共振成像技术能让我们看到即时的与脑活动有关的脑部血流量变化，植入的电子刺激器可以控制特定神经回路活性。可以想象不久的未来，研究者们的“微操”将更加强大，脑中单个神经元的活化与抑制也将不在话下。

当科技飞速发展，有的系统可以读心，有的系统可以运算出神经回路的优化策略，有的系统可以根据运算结果选择性活化脑区，有的系统可以分析脑部信号后绕过其他脑区直接发出指令，有的系统可以将自己收集到的信号传回特定脑区形成感官反馈——只是真到了那时候，还有多少是真多少是假，多少是我们自己内心的活动，多少是处理器刺激形成的活动？是耶非耶，怕是再分不清。

【责任编辑：杨枫】